ВИЗИРНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР Российский патент 1999 года по МПК G01C15/12 

Изобретение относится к области приборов и приспособлений для измерительных работ при текущем содержании и ремонтах железнодорожного пути, автомобильных дорог, для контрольно-разбивочных работ на транспортном строительстве при возведении земляного полотна и его обустройств, в частности, рациональным способом наклонного луча визирования (НЛВ).

Известны визирки для измерительных работ /1, 2/, геодезические приборы: теодолиты, нивелиры. Недостатками визирок является необходимость визуального визирования и низкая точность измерений. Недостатками теодолитов, например, 4Т30П при измерительных работах, съемках поперечных профилей железнодорожного пути являются их громоздкость, конструктивная сложность и трудоемкость установки, необходимость пользования визиром при малых углах поля зрения, необходимость многократных перестановок и избыточная точность при измерительных работах на объектах. Недостатками нивелиров, например, Н- 10 является невозможность изменения положения оси в вертикальной плоскости, сложность установки, необходимость многократных перестановок на крутых откосах (1:1,5) при съемке поперечных профилей, особенно высоких насыпей, глубоких выемок, невозможность эффективного использования рационального способа измерительных работ НЛВ.

Известен оптический прибор ПРП для выправки и рихтовки пути /3/, выбранный в качестве прототипа. Оптический прибор включает зрительную трубу, а также измерительную и рабочую рейки. Зрительная труба представляет собой оптическую систему с внутренней фокусировкой, содержит сетку, диоптрийное и кремальерное кольца, уровень, винты вертикального и горизонтального поворота, штангу со стойкой и башмак с зажимным винтом для установки прибора на рельсе. Работа с применением оптического прибора при подъемки пути основана на принципе работы с визирками, при рихтовке - на принципе вешения. При выправке пути зрительную трубу и измерительную рейку устанавливают на головке рельса, совмещают с горизонтальной нитью измерительной рейки, фиксируя уровень подъемки, выправки. Подъемку, выправку второй рельсовой нити производят с измерениями по уровню путевого шаблона.

Недостатками оптического прибора ПРП являются ограниченность области применимости, в основном, для выправки, подъемки, рихтовки пути; сложность и трудоемкость установки при измерительных работах, причем только на головку рельса, и необходимость, например, при подъемке пути для определения превышений дополнительно использовать деревянную рейку с уровнем и линейку; громоздкость: масса зрительной трубы со стойкой 2,8 кг комплекта 6, 8, в футляре 12,0 кг и неудобство визирования визуально сверху вниз, причем если расположение вертикальной сетки зрительной трубы справа от вертикали измерительной рейки, то требуется рихтовка вправо, а если расположение ее слева - рихтовка влево; невозможность использования прибора для измерительных работ в поперечном профиле, для контрольно-разбивочных работ на земляном полотне транспортного строительства, в том числе способом НЛВ, что не способствует повышению качества строительства, текущего содержания и ремонтов железных и автомобильных дорог.

Заявляемым изобретением устраняются указанные недостатки: снижается трудоемкость установки прибора при измерительных работах; уменьшается масса и габаритные размеры, расширяется область применимости прибора, для измерительных и контрольно-разбивочных работ на железнодорожном пути, а также автомобильных дорогах, транспортном строительстве, в том числе способом НЛВ.

Это достигается тем, что в известном визирном оптическом приборе, содержащем установленную с возможностью вращения в горизонтальной плоскости зрительную трубу с сеткой, диоптрийным и кремальерным кольцами, уровень, штативную стойку с башмаком и круглый уровень, согласно изобретению зрительная труба выполнена с прямым изображением, для вращения в трубы в горизонтальной плоскости колонка размещена на вертикальной полуоси с опорой, выполненной в виде линзы, которая расположена в полости сферической обоймы, в которой снизу расположены пружинный прижим для поджима линзы к поверхности обоймы и ввинченное гнездо для крепления прибора на штативной стойке, при этом сферическая обойма сверху имеет круглое отверстие, в котором размещена с возможностью закрепления на сферической поверхности обоймы вертикальная полуось, устанавливаемая при смещении линзы по круглому уровню, который расположен на вертикальной полуоси.

Штативная стойка для крепления прибора состоит из телескопической трубчатой стойки, на внешней трубке которой сверху размещен становой винт, а на внутренней трубке внизу - съемный заостренный фиксатор точек, и штативной части, содержащей кольцевую подвижную трубку со стопорным винтом, тремя откидными на шарнирах с ограничителями телескопическими ножками, имеющими винты-барашки и на концах заостренные насадки.

На внутренней трубке штативной стойки прибора размещен съемный пружинный башмак, снабженный двумя пружинными держателями с зажимными винтами на каждом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показаны: на фиг. 1 - конструкция визирного оптического прибора (в продольном, поперечном с разрезом сечениях и в плане); 2 - схема контакта линзы прибора со сферической поверхностью обоймы; 3 - конструкция штативной стойки прибора. Визирный оптический прибор содержит визирную оптическую трубу 1 с цилиндрическим уровнем 2, диоптрийным 3, кремальерным 4 кольцами, сетку с горизонтальной и вертикальной нитями, штрихами дальномера 5. Зрительная труба вращается на полуосях в колонке 6, имеющей закрепительный винт 7 и наводящий 8 для точного наведения в вертикальной плоскости. Колонка размещена и вращается в горизонтальной плоскости на вертикальной полуоси 9, с опорой 10 в виде линзы, на полуоси закреплен круглый уровень 11, вращаются колонка и, например, стопорная гайка 12, снабженная тремя выступами 13 для закрепления прибора на сферической поверхности при установке по круглому уровню. Опора полуоси, выполненная в виде линзы: двух шаровых сегментов, соединенных основаниями, размещается в обойме 14, которая в верхней части выполнена сферической для удобной установки прибора по круглому уровню, имеет расширенное круглое отверстие 15 для смещения и одновременного поворота полуоси под некоторым углом, соответствующим установке по круглому уровню, полость 16 для размещения, смещения, вращения линзы, паз с пружинным прижимом 17, поджимающим линзу снизу к сферической поверхности, ввинченное гнездо 18 для крепления прибора на штативной стойке. На вертикальной полуоси при необходимости может размещаться лимб.

Штативная стойка (фиг. 3) состоит из телескопической трубчатой стойки и штативной части. Телескопическая трубчатая стойка 19 состоит из внешней и выдвижной внутренний трубок. На внешней трубке в верхней части имеется становой винт 20 для закрепления прибора, в нижней - опорный винт-ограничитель 21; на конце выдвижной трубы съемный сменный заостренный наконечник 22 для установки на грунт и фиксирования точек и съемный сменный пружинный башмак 23, имеющий две пружины с регулировочными винтами и контргайками на каждой, что исключает необходимость в закрепительном винте и сокращает время на установку прибора на рельсе. Штативная часть имеет кольцевую направляющую трубку 24, в которой перемещается стойка и закрепляется стопорным винтом 25. На внешней стороне трубки имеются три откидных на шарнирах 26 с ограничителями телескопические ножки 27 с винтами-барашками 28 и на конце остроконечные насадки 29 для заглубления ножек в грунт или балласт.

При разработке линзовой опоры вертикальной полуоси использован эффект пропорционального сечения, когда конструктивный элемент размещается на уровне оптимальных размерных параметров (фиг. 2), в данном конкретном случае, с учетом необходимого пространства для размещения линзы, выполненной в виде двух пологих шаровых сегментов, соединенных основаниями, полуоси с кольцевым прижимом при реализации принципа пологого сферического основания для установки прибора по круглому уровню.

Визирный оптический прибор работает следующим образом, например, при выправке пути на балласте (фиг, 3в). Прибор ввинченным гнездом 18 закрепляется на становом винте 20 штативной стойки 19. На нижнем конце выдвижной трубы закрепляется пружинный башмак 23, и стойка устанавливается на рельс. Кольцевая трубка 24 штатива смещается вниз к опорном винту-ограничителю 21 и закрепляется стопорным винтом 25. Телескопические ножки 27 откидываются на шарнирах 26, заглубляются в балласт насадками 29 и положение их фиксируется винтами-барашками 28.

Смещением линзы 10 на пружинном прижиме 17 в полости 16 обоймы 14 и некоторым поворотом вертикальной полуоси 9 в круглом отверстии 15 прибор вручную устанавливается по круглому уровню 11 и закрепляется на сферической поверхности выступами 13 стопорной гайки 12. Зрительная труба 1 поворотом в горизонтальной плоскости колонки 6 на вертикальной полуоси 9 опоры в виде линзы устанавливается по вертикальной нити сетки 5 вдоль рельсовой нити и фиксируется закрепительным винтом 7. Вращением диоптрийного кольца 3 добиваются резкой видимости сетки, кремальерного 4 - видимости рейки и по цилиндрическому уровню 2 устанавливают зрительную трубу горизонтально, берут горизонтальный отсчет по рейке, закрепляют положение трубы закрепительным винтом 7, а наводящим 8 переводят на отсчет, разница которого с горизонтальным соответствует продольному уклону. Величина выправки или подъемки пути равна разнице отсчета по рейке в каждой точке и высоты инструмента, которая определяется горизонтальным отсчетом по рейке на расстоянии 2-3 м от прибора.

При съемке поперечных профилей визирный оптический прибор (фиг. 3б) закрепляется на штативной стойке и заостренным концом 22 ставится в точке поперечника на обочине насыпи или выемки. Смещением, вращением на опоре в виде линзы 10 прибор вручную устанавливается по круглому уровню 11 и закрепляется стопорной гайкой 12 на сферической поверхности обоймы 14. Вращением в горизонтальной плоскости на полуоси 9 зрительная труба 1 ориентируется в плоскости поперечного профиля по вешке, рейке, выносным кольям и положение колонки 8 фиксируется закрепительным винтом 7. Зрительная труба по горизонтальному уровню 2 приводится в горизонтальное положение и по нивелирной рейке на расстоянии 2-3 м от прибора берется горизонтальный отсчет. Затем вращением в вертикальной плоскости зрительная труба переводится на отсчет по рейке, соответствующей крутизне откоса либо другому необходимому направлению, и отметки, положение характерных точек определяют, пользуясь НЛВ.

Визирным оптическим прибором можно выполнять вешение, нивелирование на короткие расстояния, определение высотных отметок, проложений, а также большой комплекс контрольно-разбивочных работ по разбивкам насыпей и выемок, водоотводов, восстановлению разбивок, рабочих отметок, съемки поперечных профилей рациональными способами наклонного луча визирования, разработанными автором изобретения /1/ для железных и автомобильных дорог.

Использование визирного оптического прибора портативного, многофункционального по сравнению с прототипом позволяет значительно расширить область применения для измерительных и контрольно-разбивычных работ, снизить трудоемкость при установках и пользовании прибором, повысить производительность труда при реализации рационального способа наклонного луча визирования, повысить качество строительства, текущего содержания и ремонтов железных и автомобильных дорог, сократить объемы "бросовых" до 10-12% работ при возведении земляного полотна железных и автомобильных дорог.

Модель визирного оптического прибора изготовлена и испытана с использованием монокуляра бинокля, показана в приложении.

Техническая характеристика модели опытного образца визирного оптического прибора:
Увеличение зрительной трубы, крат - 8
Поле зрения, град. - 6
Световой диаметр объектива, мм - 32
Пределы фокусирования, м - 2-оо
Цена делений уровней: цилиндрического - 20''
круглого - 15''
Цена деления горизонтального круга, град. - 1
Габариты: длина трубы, мм - 108
высота трубы, мм - 136
Масса прибора, кг - 0,8
Габаритные размеры футляра, мм - 100х100х150
Визирный оптический прибор, простой по конструкции, портативный, универсальный по диапазону функциональных операций одобрен МПС для измерительных работ на железнодорожном пути. Намечен выпуск опытных образцов визирного оптического прибора ПО УОМЗ.

Визирный оптический прибор может найти применение в мелиоративной, сельскохозяйственной, лесной, горной и других отраслях производства.

Источники информации:
1. Методические указания по разбивочным работам при сооружении земляного полотна /Грицык В.И. - М.: Оргтрансстрой, 1966. - 212 с.

2. Путевое хозяйство: Уч. Для вузов ж.-д. тр-та / Под ред. И.Б. Лехно. - М.: Транспорт, 1990. - 472 с.

3. Оптический прибор для выправки и рихтовки пути. - М.: Транспорт, 1964. - 19 с.

Визирный оптический прибор используется для измерительных работ при текущем содержании и ремонтах железнодорожного пути, автомобильных дорог, для контрольно-разбивочных работ на транспортном строительстве при сооружении земляного полотна и его обустройства. Снижены трудоемкость установки прибора, уменьшены масса и габаритные размеры, расширена область применения. Визирный оптический прибор имеет зрительную трубу с сеткой, диоптрийные и кремальерные кольца, уровень, стойку с башмаком. Зрительная труба выполнена горизонтальной с прямым изображением и установлена на горизонтальных полуосях в колонке, которая для горизонтального вращения трубы размещена на вертикальной полуоси с круглым уровнем и основанием в виде линзы. Обойма имеет полость для линзы, снизу пружинный прижим и гнездо для крепления прибора на штативной стойке, сверху круглое отверстие, в котором вертикальная полуось, устанавливаемая при смещении линзы по круглому уровню, закрепляется на пологой сферической поверхности обоймы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Визирный оптический прибор, содержащий установленную с возможностью вращения в горизонтальной плоскости зрительную трубу с сеткой, диоптрийным и кремальерным кольцами, уровень, штативную стойку с башмаком и круглый уровень, отличающийся тем, что зрительная труба выполнена с прямым изображением, для вращения трубы в горизонтальной плоскости колонка размещена на вертикальной полуоси с опорой, выполненной в виде линзы, которая расположена в полости сферической обоймы, в которой снизу расположены пружинный прижим для поджима линзы к поверхности обоймы и ввинченное гнездо для крепления прибора на штативной стойке, при этом сферическая обойма сверху имеет круглое отверстие, в котором размещена с возможностью закрепления на сферической поверхности обоймы вертикальная полуось, устанавливаемая при смещении линзы по круглому уровню, который расположен на вертикальной полуоси. 2. Визирный оптический прибор по п.1, отличающийся тем, что штативная стойка для крепления прибора состоит из телескопической трубчатой стойки, на внешней трубке которой сверху размещен становой винт, а на внутренней трубке внизу - съемный заостренный фиксатор точек, и штативной части, содержащей кольцевую подвижную трубку со стопорным винтом, тремя откидными на шарнирах с ограничителями телескопическими ножками, имеющими винты-барашки и на концах заостренные насадки. 3. Визирный оптический прибор по п.2, отличающийся тем, что на внутренней трубке штативной стойки размещен съемный пружинный башмак, снабженный двумя пружинными держателями с зажимными винтами на каждом.