Устройство для автоматического нивелирования и записи профиля пути Советский патент 1979 года по МПК G01C7/04 

Изобретение относится к области геодезического и маркшейдерского приборостроения.

Известны устройства для автоматического нивелирования и записи профиля пути, содержащие тележку, измерительное колесо которой связано с фотоэлектрическим считывателем датчика угла наклона, с генератором счетных импульсов и датчиком импульсов, суммирукадее устройство и механизм записи.

Электронная схема этих устройств очень сложна, а шаговый двигатель с коммутатором и лампа накаливания потребляют большое количество электроэнергии. Вес аккумулятора в значительной мере определяет вес прибора, поэтому уменьшение потребления электроэнергии приведет к снижению веса прибора.

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию, повысить надежность системы и уменьшить потребление электроэнергии. Это достигается тем, что в нем с измерительным колесом кинематически связан валик со спиральным выступом механизма записи, привод ножа которого подключен к двоичному счетчику, имеющему емкость, равную числу щелей на диске генератора счетных импульсов, а вход счетчика импульсов соединен с генератором через ключ, управляе1 ый тактовыми и отсчетными импульсами датчика угла наклона.

На чертеже показана кинематическая и электронная схема устройства.

Устройство состоит из мерного колеса 1, маятника 2 с отсчетной щель 3, профильного кулачка 4, связанног с ним шгока с платформой 5, на которой закреплены светодиод 6 и фотодиод 7. На одной оси с мерным колесом и кулачком насажен диск В с 512 щелями, одна из щелей выполнена длиннее остальных. С одной стороны диска установлен светодиод 9, а с другой стороны - два фотодиода 10 и 11. Мерное колесо связано передачей 1;1 с валиком12 со спиральньм выступом.

Нал валиком установлен нож 13, работающий от электромагнита 14. Вместо электромагнита может быть применен и другой спусковой узел. лентой и ножом расположена пишущая лента, не показанная на.чертеже. Электронная схема устройства состоит иэ трех усилителей 15, 16, 17, двух триггеров 18 и 19, ждущего мультивибратора 20, двух ключей 21 и 22, двоичного счетчика 23 и усили теля 24 мощности. При движении мерного колеса 1, длина окружности которого выбрана равной 6,5 м, вращаются диск 8, кулачок 4 и валик 12. Цикл работы равен 1 м, поэтому колесо, диск и кулачок делают на одном цикле два оборота. Две рабочие ветви кулачка выполнены по закону спирали Архимеда. За один оборот кулач ка шток с платформой 5 дважды проходит мимо отсчетной щелИ в маятнике 2, при этом на выходе усилителя 17 появляются два отсчетных импульса. Несущие информацию о положении маятника, т.е. об угле наклона рель са. На диске нанесено 512 делений для получения счетных импульсов и одно деление для получения тактовых импульсов. Диск устанавливается таким образом, чтобы при нулевом уклоне тактовые импульсы совпадали во времени с первым отсчетным импульсом. При положительных углах наклона тактовый импульс опрокидывает триггеры 18 и 19 и ждущий мультивибратор 20, запирающий на короткое время ключ 21, препятствуя прохождению отсчетных импульсов в первую четвер цикла работы на вход триггера 19,Тр гер 19 открывает ключ 22,через кото счетные импульсы поступают на счетчик 23. Емкость счетчика - 512 импульсов. Во вторую половину цикла первый отсчетный импульс опрокинет триггер 19 и закроет ключ 22. Число .импульсов, прошедших через кэтюч за полный цикл, будет больше 512, Очевидно число избыточных импульсов будет пропорционально углу наклона рельса. Первый импульс перевыполнения счетчика совпадает во времени с тактовым импульсом. Через усилитель 24 мощности этот импульс попадает на электромагнит 14, при этом нож 13 отобьет на бумажной ленте точку в начале спирали. Поскольку в счетчике к началу следующего цикла будет записано некоторое число импульсов, то следующий импульс переполнения появится раньше тактового на записанное число импульсов, электромагнит,срабатывает раньше, а точка на ленте сдвинется в сторону превышения профиля. При неизменном положительном угле наклона избыточные импульсы будут суммироваться в счетчике, импульсы переполнения будут сдвигаться во времени в сторону опережения, а записываемый на бумажной ленте профиль будет повышаться. При отрицательных углах наклона количество импульсов, попадающее в счетчик за цикл работы, будет меньше 512, импульс переполнения будет запаздывать относительно тактового, а профиль будет понижаться. На нулевых уклонах через счетчик будет проходить 512 импульсов, импульс переполнения будет появляться в одно и то же время, а самописец будет вычерчивать прямую линию, параллельную краю ленты. Формула изобретения Устройство для автоматического нивелирования и записи профиля пути, содержащее тележку, измерительное колесо которой связано с фотоэлектрическим считывателем датчика угла наклона, с генератором счетных импульсов и датчиком импульсов, суквиирующее устройство и механизм записи, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в нем с измерительным колесом кинематически связан валик со спиральным выступом механизма записи, привод ножа которого подключен к двоичному счетчику, имеющему емкость, равную числу щелей на диске генератора счетных импульсов, а вход счетчика импульсов соединен с генератором через ключ, управляемый тактовыми импульсами и отсчетными импульсами датчика угла наклона.