Устройство для формирования контура тоннелей Советский патент 1990 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относитйя к строительству, а именно .к устройствам для формирования и контроля контура горных выработок как кругового, так и произвольного очертания при строительстве тоннелей, и может быть использовано при проходке коллекторных .гидротехнических и транспортных тоннелей..

Целью изобретения явлйётся расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности регулировки диаметра светового кольца без нарушения фокусировки устройства и обеспечение возможности фо1 мирова- ния контура тоннелей различного очертания.

На фиг. 1 изображена оптико-кинематическая схема устройства с приводом каретки, взаймодействзлопдам с суппортом вращающейся оптической системы; на фиг .2 схем устройства с приводом каретки, вьшолненНЕлм в виде профилированного кольца.

Устройство для формирования контура тоннелей содержит оптический (лазерный) источник излучения 1, вращающуюся оптическую систему 2 и объектив 3, установленные на одной оптиче ской оси и заключенные в кор- пусё. 4.

Вращающаяся оптическая система 2 включает входной 5 и выходной 6 от- ражаюоще злементы, каретку 7 и окуляр 8, установленные в суппорте 9, связанном посредством, например, зубчатой передачи 10 с приводом вращения 11.

Ось вращения вр ащающейся оптической системы 2 совпадает с оптической осью устройства.

При вращении оптической системы 2 луч опишет за объективом 3 на забое выработки сдетовое кольцо 12.

Выходной 6 отражающий элемент установлен в суппорте 9 неподвижно с некоторым радиальным смещением относительно оси вращения вращающейся оптической системы 2.

Входной 5 отражающий злемент и окуляр 8 жестко закреплены на каретке 7 и установлены на оптической оси устройства, совпадающей с осью вращения вращающейся оптической системы 2..

Каретка 7 установлена в суппорте 9 с возможностью смещения вдоль оптической оси посредством привода 13 и

10

15

20

25

212097

пружины 14, прикрепленной.к суппорту 9.

Входной 5 и выходной 6 отражающие злементы могут быть выполнены либо в с виде пентапризм, либо в виде зеркал. В последнем случае входной 5 и выходной 6 отражающие элементы необходимо устанавливать под углом 45 к оси вращения вращающейся оптической системы 2 для того, чтобы луч отразился перпендикулярно к оси вращения оптической системы 2 и после повторного отражения возвратился к исходному направлению с некоторым радиальным смещением относительно оптической оси устройства, изменяемым при регулировке апертурного угла ей устройства. При выполнении этого усло- |вия, а также при совместном перемещении йходного 5 отражающего элемента с окуляром 8 в, процессе регулировки сохраняется длина оптического пути луча от окуляра 8 к объективу 3, а следовательно, регулировка апертурного угла об устройства не влияет на его фокусировку..

Привод 13 каретки 7 может быть выполнен (фиг.1) в виде винта 15 с , связанной с суппортом 9, при этом винт связан с кареткой 7, . В этом случае диаметр светового кольца 12 регулируется вращением винта и определяется визуально.

Привод 13 каретки 7 может быть выполнен (фиг. 2) в виде Профилированного кольца 16, закрепленного на корпусе 4 устройства и связанного с кареткой 7 посредством нажимного штока 17.

При выполнении привода 13 каретки 7 в виде п рофилированного кольца 16 возможно получение светового кольца 12 различного профиля, соответствующего про1| 1лю кольца 16.

Профилированное кольцо 16 выполняют в виде цилиндрической поверх- . ности, закрепленной одним из оснований на корпусе 4 устройства, а дру- гое основание является направляющей 18 и воздействует с (ажимным штоком 17.

Для получения светового кольца 12, например, эллиптического контура развертка направляющей 18 профилированного кольца 16 представляет собой кривую в виде синусоиды.

Для получения более вытянутого эллиптического контура светового кольца 12 развертку направляющей 18

30

35

40

45

50

55

выполняют в виде синусоиды с соответственно большей амплиту- дои, ,

Устройство монтируется на специальной подставке, которая может устанавливаться на защитной опалубке, буровой раме или на геодезиче- оком штативе,

Устройство работает следующим образом.

Луч оптического источника излуче- кия через окуляр 8 попадает на входной 5, а затем на выходной 6 отражающие элементы, которые совместно смещают луч параллельно оси вращения вращающейся оптической системы 2.

При вращении оптической системы 2 луч описывает дибо окружность в плоскости объектива 3, либо при управлейии кареткой 7 с помощью филированного кольца 16 контур, со- ртветствуюпдай профилю направляющей 18 кольца. Вследствие отклонения |луча объективом 3 на забое выработки формируется световое кольцо 12, служащее визуальным ориентиром проектного очертайия контура тоннеля для машинистов проходче ских машин или буровых рам при разработке грунта или ра1зметке контура тоннеля. С помощью привода 13 изменяется поло212097

жение входного отражающего элемента 5 относительно вьпюдногр отражающего элемента 6, соответственно меняется диаметр светового кольца 12 на 5 забое вьфаботки, при этом длина оптического пути лучей между окуляром 8 и объективом 3 не изменяется и, следовательно, не нарушается фокусировка устройства . Применение

10 совместного закрепления на каретке окуляра и входного отражающего эле- . мента вращающейся оптической системы при фиксированных (под углом 90) углах отражения луча во входном и

15 выходном отражающих элементах позволяет, с одной стороны, сфокусировать световое кольцо до минимального диаметра пятна (максимальной ярко- -сти) при переменных расстояниях

20 устройства от забоя и, с другой стороны, обеспечить при автоматической сохранности фокусировки . устройства регулировку диаметра светового кольца на плоскости забоя 25 за счет осевого перемещения каретки вращающейся оптической системы. При этом длина пути луча от окуляра до объектива остается неизменной за счет совместного перемещения оку3Q ляра с входным отражающим элементом и отражения луча под углами, ран- . ными 90.

йг;...

/ / /У////У//////////////////////7/////////////УЛ

/X

Ssl

:5

/

f

tvj

N

Составитель A.Ремизов Редактор Г.Моэжечкова Техред А.Вабйнец Корректор .-Е.Сирохман

Заказ 4350Тираж 389Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4