ТЕОДОЛИТ БЕЗ ЛИМБА И АЛИДАДЫ Советский патент 1931 года по МПК G01C1/02 

Предлагаемое изобретение касается теодолитов без лимба и алидады, дающих непосредственно приращение координат или самые координаты, благодаря автоматической отметке проекции стороны снимаемого полигона на два взаимно перпендикулярных направления. Для указанной цели применен вращающийся валик и два связанных с ним фрикционно ролика, установленные взаимно перпендикулярно и под тем или иным углом, в зависимости от вращения труби вокруг вертикальной оси. В первом видоизменении означенного теодолита два фрикционных ролика связаны с горизонтальной осью трубы теодолита и дают превышение одной точки над другой и горизонтальное проложение линий. Во втором видоизменении предлагаемый теодолит применен в качестве тахеометра, дающего непосредственно приращение координат, координаты превышения одной точки над другой, горизонтальное проложение линий и поправочный коэфициент к длине наклонной линии, определяемой дальномером по отвесно стоящей рейке, и основанный на применении двух фрикционных систем, из коих одна имеет два ролика, сочлененных при помощи передач с вертикальной осью тахеометра, а другая имеет три ролика, сочлененных с горизонтальной осью трубы. В третьем видоизменении теодолита применен третий ролик, связанный передачей с горизонтальной осью трубы, имеющей назначение давать исправленную длину наклонной, определяемой по дальномеру.

На схематическом чертеже фиг. 1 представляет общий вид теодолита без лимба и алидады; фиг. 2 - вид его сбоку; фиг. 3 - общий вид ролика с делениями на ободке, с верньером и счетчиком оборотов; фиг. 4 - сочленение валика с роликом; фиг. 5 - вид того же сочленения в плане; фиг. 6 - два ролика с взаимно перпендикулярно расположенными осями вращения, соприкасающиеся с валиком; фиг. 7 - теодолит с приспособлением, дающим непосредственно превышение и горизонтальное проложение линий, фиг. 8 -вид его сбоку; фиг. 9 - сочленение валика с двумя роликами, связанными с горизонтальной осью вращения трубы теодолита; фиг. 10 - тахеометр; фиг. 11 - вид его сбоку; фиг. 12 - сочленение валика с тремя роликами, связанными с горизонтальной осью вращения трубы теодолита, применяемого в качестве тахеометра; фиг. 13 - теодолит, дающий непосредственно величину превышений, горизонтальное проложение линий и поправочный коэфициент; фиг. 14 - вид его сбоку и фиг. 15 - вид его в плане.

Теодолит без лимба и алидады помещен, как и обыкновенный теодолит, на штативе и треноге с подъемными, закрепительными и микрометренными винтами. Схематически изображенный на фиг. 1 теодолит снабжен трубой Т с осью вращения О и буссолью Б. На вертикальной оси Л (фиг. 2), которая может вращаться свободно во втулке с закрепительным винтом В, укреплена рама А, каковая может свободно вращаться и имеет закрепительный винт В₁ (фиг. 2). В раме А помещен валик Е с делениями на ободе и с ручкой R и два ролика К и К₁ (фиг. 1 и 4), касающиеся валика Е, которые могут вращаться в перекладине М рамы А На конце роликов К и K₁ имеются передачи Р, плотно соприкасающиеся с вертикальной осью Л, при вращении каковой вращаются ролики К и К₁ (фиг. 4, 5 и б). Общий вид последних изображен на фиг. 3, где К - ролик с делениями на ободке, в - верньер, дающий одну десятую часть делений ролика, и Д - счетчик оборотов с десятью делениями, вращающийся в десять раз медленнее ролика К; таким образом, одно деление соответствует единице поворота ролика (фиг. 3). Валик Е также разбит на деления, имеет верньер и счетчик оборотов. Если вращать валик Е и одновременно повертывать ось ролика К слева направо от 0°-360° и проследить движение ободка, то окажется, что при увеличении угла между осями валика Е и ролика К (фиг. 6) от 0° до 90° движение его положительно, т.-е. ролик К вертится в ту же сторону, в какую валик Е; движение это увеличивается от 0 до 1, т.-е. до быстроты движения валика Е. При дальнейшем увеличении угла можно усмотреть, что в пределах от 0° до 180° движение ролика К уменьшается от 1 до 0, оставаясь положительным; в пределах от 180°-270° движение ролика становится отрицательным, изменяясь от 0 до 1, и при увеличении угла от 270° до 360° изменяется от 1 до 0. Из этого можно усмотреть полное сходство движения ролика К, первоначальное положение оси которого перпендикулярно оси валика Е, с синусом или приращением по Χ. Если увеличивать угол между валиком Е и другим роликом К₁, первоначальное положение оси которого параллельно оси валика Е, то угол этот положительный и изменяется в пределах от 0°-90°, уменьшаясь от 1 до 0; от 90°-180° - угол отрицательный от 0 до 1, от 180° до 270° угол отрицательный от 1 до 0 и от 270° до 360° - положительный от 0 до 1; т.-е. тождественно с косинусом при увеличении угла от 0° до 360°. Таким образом, имея расположение валика Е и роликов К и К₁, указанное на фиг. 6, обозначая ролик К синусом или приращением по Χ (Δх), а ролик К₁ - косинусом или приращением по У (Δу) и вращая одновременно валик Е и ролики К и К₁, получим знаки их по четвертям, как при координатной системе. Если ролик К с осью аб укрепить под валиком Е, взять для устройства окружность последнего в десять раз больше окружности ролика К (фиг. 4 и 5) и принять путь, пройденный валиком Е за длину гипотенузы, каковую длину можно получить на местности непосредственно, угол между осями роликов и валика тоже можно получить на местности, следовательно и приращение координат можно получить непосредственно на местности. Чем точнее будет измерена линия, тем точнее будет съемка, так как предлагаемый прибор дает ту точность, какую может дать измерение линии, при наиболее же точном направлении на предмет получится наиболее точный угол.

В видоизменении к теодолиту без лимба и алидады применена та же фрикционная система, состоящая из валика Е с делениями на ободе и счетчиком оборотов, и двух роликов К и К₁ (фиг. 9), имеющих взаимно перпендикулярно расположенные оси вращения и связанные с горизонтальной осью О вращения трубы Т теодолита (фиг. 7 и 8). Вся эта система (фиг. 9) укреплена к теодолиту следующим образом: передача Р-P₁ наглухо соединена с осью О трубы в точке а₁ (фиг. 7, 8 и 9), а рама В укреплена в точке а подставки теодолита также наглухо. При изменении наклона трубы Т, благодаря связанности передач Р-P₁ (фиг. 9) с горизонтальной осью трубы, ролики повернутся, и оси роликов встанут к оси валика Е под таким же углом, как и труба Т к горизонтальной плоскости. Ось валика Е остается в неподвижном состоянии благодаря глухому креплению к подставке теодолита. Если начать вращать валик Е за ручку R, то будут вращаться и ролики К и К₁ благодаря их соприкосновению с валиком Е, но, так как ролики стоят к оси валика Е под углом наклона трубы Т, то ролик К, первоначальное положение оси которого было перпендикулярно оси валика Е, покажет непосредственно координаты превышения одной точки над другой, а другой ролик К₁, первоначальное положение которого было параллельно оси валика Е, покажет горизонтальное проложение линии. Каждый ролик имеет десять тысяч делений, т.-е. можно будет отсчитывать горизонтальное проложение линии и превышение до пяти знаков, т.-е. с точностью, превышающей все существующие точности угломерных инструментов.

В третьем видоизменении теодолита в случае применения его в качестве тахеометра, имеются две фрикционные системы, из коих одна состоит из валика Е и двух роликов К и К₁, имеющих взаимно перпендикулярно расположенные оси вращения и связанных с вертикальной осью Л тахеометра (фиг. 10 и 11) при помощи передач Р. Означенная фрикционная система имеет целью получение приращения координат и сами координаты вершин снимаемого полигона. Для получения превышений, горизонтального проложения и поправочного коэфициента к горизонтальной оси О трубы Т прикрепляют еще в точке а₁ фрикционную систему с тремя роликами (фиг. 12), из коих ролик К будет показывать горизонтальное проложение; ролик К₁ - превышение и ролик К₂ - поправочный коэфициент к длине наклонной, определяемой дальномером по отвесно стоящей рейке. На конце каждого ролика есть передачи РР₁, которые при вращении оси Р₁ (фиг. 12) будут вращать ролики К, К₁, К₂ и ставить их под разными углами к оси валика Е. К роликам К, К₁, К₂ плотно подходит валик Е, укрепленный в особой раме, которая наглухо прикреплена к раме А тахеометра. При повороте трубы Т, с которой повернется и горизонтальная ось О, последняя повернет все три ролика К, К₁, К₂ и поставит их под таким же углом к оси валика Е. Затем, вращая за ручку R валик Е на требуемую длину линии, получим превышение, горизонтальное проложение и поправочный коэфициент.

Видоизменение третье предлагаемого теодолита (фиг. 13, 14 и 15) отличается от теодолита, описанного в первом видоизменении, применением третьего ролика К₂, служащего для получения исправленной длины наклонной, определяемой по дальномеру. В перекладине М рамы, могут свободно вращаться три ролика К, К₁, К₂, соприкасаясь с валиком Е (фиг 12). На концах этих роликов имеются передачи Р, Р, Р₁. Если вертеть передачу Р₁, то будут вертеться и передачи РР таким образом, что оси роликов будут вставать под определенным углом к оси валика Е. Вся эта система, изображенная на фиг. 12, укреплена к теодолиту таким образом: передача Р₁ наглухо соединена с горизонтальной осью О трубы Т в точке а (фиг. 15), a рама В укреплена в точке а (фиг. 14) к подставке трубы тоже наглухо. В результате получается следующее. При изменении наклона трубы Т теодолита, благодаря скреплению, повернутся на тот же угол и все ролики К, К₁, К₂ к оси валика Е, так как валик остается неподвижным. Если вращать валик Е за ручку R, то будут вращаться, благодаря соприкосновению, и ролики К, К₁, К₂, но так как они стоят к оси валика под углом наклона трубы, то один ролик К, первоначальное положение оси которого было перпендикулярно к оси валика, покажет превышение, другой ролик К₁, первоначальное положение оси которого было параллельно оси валика, покажет горизонтальное проложение, а третий ролик покажет поправочный коэфициент, отрегулированный по длине окружности относительно длины окружности валика Е.

1. Теодолит без лимба и алидады отличающийся тем, что с целью получения координат вершин снимаемого полигона применена фрикционная система (фиг. 9 и 7), состоящая из валика Е с делениями на ободе (фиг. 1) и двух, также снабженных делениями на ободках, и счетчиком оборотов (фиг. 4), роликов К и К₁, касающихся валика Е, имеющих взаимно перпендикулярно расположенные оси вращения и связанных с вертикальною осью Л теодолита передачей Р Р, служащей для изменения угла наклона оси роликов к оси валика Е.

2. Видоизменение указанного в п. 1 теодолита, отличающееся тем, что валики К и К₁ связаны вместо вертикальной оси теодолита с горизонтальной осью О вращения трубы теодолита.

3. Видоизменение указанного в п. 1 теодолита, в случае применения его в качестве тахеометра, отличающееся тем, что применены две фрикционные системы, из коих одна имеет два ролика К и К₁ сочлененные при помощи передач Р, Р с осью Л тахеометра, а другая имеет три ролика К, К₁ и К₂, сочлененные при помощи передач с осью О трубы Т, и служит для показания горизонтального проложения, превышения и поправочного коэфициента.

4. При теодолите, указанном в п. 2, применение третьего ролика К₂, связанного передачей Р с осью О трубы Т, служащего для получения исправленной длины наклонной, определяемой по дальномеру.