НИВЕЛИР-АВТОМАТ Советский патент 1971 года по МПК G01C7/04 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и, в частности, к устройствам для определения и регистрации превышений точек местности.

Известны нивелиры-автоматы, содерл ащие датчик угла наклона, датчик скорости, счетно-решающее устройство с множительным и интегрирующим блоками, а также печатающий механизм.

Преимущество описываемого нивелира-автомата состоит в том, что он позволяет наносить на бумажную ленту регистрирующего устройства отметки заданного расстояния по кривой движения объекта и вычисленные цифровые значения отметок относительно плоскости проекции.

С этой целью в нем выходы датчика угла наклона и датчика скорости включены на вход множительного блока, подключенного на вход интегрирующего преобразователя, выполненного в виде реверсивного исполнительного электродвигателя, вал которого кинематически соединен с валом цифрового барабана с выпуклыми изобралсениями цифр. Нивелир-автомат снабжен также цифропечатающей приставкой.

Сущность изобретения заключается в том, что на щасси базовой мащины, например автомобиле, установлен датчик угла наклона, например, в виде гировертикали, который

связан с подвижным контактом потенциометра, включенного в мостовую схему с другим потенциометром-приемником с зафиксированным средним контактом, и тахогенератор,

имеющий привод от ведущего вала привода колес базовой машины. Сигналы, снимаемые со средних контактов мостовой схемы датчика угла наклона и тахогенератора включены на вход множительного устройства блока,

выходной сигнал которого подается на исполнительный электродвигатель, управляющий работой счетчика-интегратора, формирующего цифровую информацию по количеству вырабатываемой энергии датчиками, снабженного цифровым барабаном с выпуклыми изображениями требуемых знаков (цифр) и соответствующим набором шестеренок для формирования десятичной цифровой информации на барабане в зависимости от превышения

местности, которая выражена в линейных единицах измерения. Автоматическая цифропечатающая приставка фиксирует на бумаге оттиски с периодическими изменяющимися признаками цифрового барабана через, например, 10 м нути базовой машины.

Наличие цифропечатающей приставки исключает необходимость дополнительных затрат рабочего времени на обработку результатов после проведения измерений.

На фиг. 1 изображена электрическая блоксхема предложенного нивелира-автомата; на фиг. 2 - исследуемый участок местности и техника образования угла в мостовой схеме датчика угла наклона.

На шасси базовой машины, например автомобиля, мотоцикла, установлен датчик / угла наклона.

Напрялсения, снимаемые с тахогенератора 2 и средних контактов мостовой схемы датчика угла наклона, подаются на множительное устройство 3. Перемноженный результирующий электрический сигнал подается на исполнительный электродвигатель 4, управляющий работой механизма счетчика-интегратора 5, который снабжен типовым цифровым барабаном (на чертеже не показано) с выпуклыми изображениями цифр и требуемых знаков, а также необходимым набором шестеренок для передачи вращения от вала электродвигателя на цифровой барабан и перевода оборотов двигателя в линейную единицу измерения.

Устройство работает следующим образом.

Тахогенератор 2, приводимый в движение от ведущего вала привода колес базовой машины, вырабатывает электрический сигнал, величина которого определяется выражением

У„ Л ,

где А - постоянная тахогенератора,

uf

-- - угловая скорость вращения вала. dt

При движении базовой машины по наклонной местности ее рама занимает наклонное положение, и корпус потенциометра, закрепленного на раме, поворачивается относительно подвижного контакта, связанного с гировертикалью, которая всегда занимает вертикальное положение, благодаря чему в мостовой схеме датчика угла наклона образуется разбаланс. Причем при подъеме базовой машины электрический сигнал разбаланса получается одной полярности, а при спуске полярность сигнала меняется.

Величина электрического сигнала датчика угла наклона определяется выражением

/(«).

Превышение местности определяется выражением:

ВС АВьша,

ВС- величина превышения,

АВ - путь базовой машины,

sin ее - угол наклона местности.

В данном случае путь, пройденный базовой машиной, определяется выражением: АВ J U,dt.

Следовательно, для того чтобы получить сигнал, пропорциональный превышению местности, достаточно электрические сигналы тахогенератора и датчика угла наклона перемножить между собой и результатирующий сигнал проинтегрировать по времени. С этой целью использовано множительное устройство и электромеханический счетчик-интегратор.

В качестве множительного устройства может быть использован усилитель с управляемым коэффициентом передачи, который обладает свойством изменять знак коэффициента передачи при перемене знака сомножителя.

На выходе множительного устройства получаем электрический сигнал, пропорциональный произведению сомножителей.

При равенстве электрического сигнала нулю у одного из сомножителей выход из множительного устройства тоже равен нулю.

Таким образом, при подъеме базовой машины на цифровом барабане знаки суммируются, при спуске цифровые знаки вычитаются, а при движении на горизонтальных участках знаки на цифровом барабане своего положения не меняют, так как электродвигатель 4 не работает.

Исполнительный электродвигатель 4 якорь которого включен на выход из множительного устройства, имеет характеристику оборотов, зависящую от величины управляемого напряжения якоря, и при изменении полярности сигнала двигатель тоже вращается в другую сторону.

Предмет изобретения

Нивелир-автомат, устанавливаемый на подвижном объекте, содержащий датчик угла наклона, датчик скорости, счетно-решающее устройство с мнолсительным и интегрирующим блоками, а также печатающий механизм, отличающийся тем, что, с целью нанесения на бумажную ленту отметок заданного расстояния по кривой движения объекта и вычисленных цифровых значений отметок относительно плоскости проекции, в нем выходы датчика угла наклона и датчика скорости включены на вход множительного блока, подключенного на вход интегрирующего преобразователя, выполненного в виде реверсивного исполнительного электродвигателя, вал

которого кинематически соединен с валом цифрового барабана печатающего механизма.