ТАХЕОМЕТР Советский патент 1927 года по МПК G01C3/30 

Предлагаемое изобретение предназначается для определения расстояния между двумя пунктами и разницы высот, без производства вычислений и без помощи таблиц и логарифмической линейки.

На чертеже фиг. 1 изображает наружный вид предлагаемого тахеометра, фиг. 2 поясняет способ определения расстояния, фиг. 3 - способ определения высоты и фиг. 4 - способ определения уклона.

Предлагаемый тахеометр подобен повторительному теодолиту, у которого вместо вертикального круга, служащего для определения вертикальных углов, к подставке зрительной трубы привинчена горизонтальная скоба К с вставленной линейкой L с нанесенными на ней, в обе стороны от середины, равными между собой делениями (фиг. 1). По линейке скользит каретка F с зажимным винтом X, имеющая нониус с верньером и соединенная шарнирно с ползуном Р. Ползун обхватывает нижний конец шатуна S, который верхним концом прикреплен к горизонтальной оси вращения зрительной трубы и может вместе с трубой вращаться вокруг оси О. С обеих сторон шатуна имеются винты для установки шатуна точно под прямым углом к оптической оси трубы. Таким образом, при движении трубы в вертикальной плоскости, будет двигаться и шатун S, увлекая с собой каретку с нониусом по линейке, на которой можно отсчитывать деления.

Линейка L может перемещаться вдоль своей оси помощью микрометренного винта Е, на барабане которого нанесены отметки А, В¹, В² и В³, и, таким образом, имеется возможность отмечать горизонтальные перемещения линейки L, пропорциональные расстояниям этих отметок. Расстояния между отметками А, В¹, В² и В³ рассчитаны так, что, поворачивая микрометренный винт Е из А в В¹, получают отношения 0,010, из А в В² - 0,018 и из А в В³ - 0,022. Перемещение линейки L вдоль своей оси может производится винтом и без барабана, но тогда следует вдоль скобы К установить шкалу, а вдоль линейки L - верньер.

В середине линейки l, l (фиг. 2) перпендикулярно к ней находится шатун s с индексом i. Шатун перпендикулярен к оптической оси трубы. В точке М находится вертикально поставленная рейка, по которой желают определить расстояние в горизонтальном проложении. Визируют трубой, имеющей две перекрещивающиеся нити, на две точки: А и В, рейки, отчего шатун s переместится и индекс i из точки h займет положение а и b, соответственно двум визированиям (фиг. 2), Вследствие подобия треугольников aoh и AOH: Так как oh и ab построению могут быть постоянны, то отношение их можно обозначить буквой Если линейка l, l будет разделена на равные между собой деления, а интервал ab между двумя последовательными делениями будет равен длины oh, то C=100, откуда ОН=100×AB. Например, если по рейке прочесть отсчет АВ в сантиметрах; то то же самое число выразит горизонтальное проложение расстояния от точки О до точки М в метрах.

Смотря по обстоятельствам, можно получать варьированные разницы склонения, поворачивая микрометренный винт Е с одной меткой на другую, чем можно достигнуть шести различных отношений С:

При быстрых делают один отсчет, применяя отношение . Ход операций следующий: тахеометр поставлен на место, и отметка А совмещена с указателем K. В точке М, до которой хотят определить расстояние, ставят рейку с делениями - на сантиметры (для точности вертикального положения рейки, она должна быть снабжена уровнем или отвесом и двумя подпорками). Освобождают зажимные винты: Х - каретки, Y - оси вращения трубы и Z - алидады; затем, визируют зрительной трубой на одно из делений рейки и закрепляют зажимные винты Y и Z; винт же X пока оставляют свободным. При первом визировании лучше всего наводить трубу на нуль рейки. В том случае, если нуль не виден, можно наводить трубу на любое деление рейки, но удобнее наводить на округленное число деления: 10, 20, 30 … чем устраняются многие погрешности в дальнейшем. Корда труба укреплена, визирование дополняют, действуя двумя микрометренными винтами: G - оси трубы и Q - алидады. Достигнув точного визирования, закрепляют зажимный винт X каретки. Затем, поворачивая винт Е, подводят метку В¹ к указателю K и отмечают отсчет по рейке. Разница двух отсчетов, увеличенная в 100 раз, даст расстояние в горизонтальном проложении, второе отделяет рейку от оси вращения трубы. При точных устанавливают тахеометр так, как было сказано выше, и поворачивают винт Е из метки А в В¹, из В¹ в В² и из В² в В³, отмечая каждый раз отсчет. Для большей уверенности возвращают A в K и тем поверяют установку прибора.

Пользование метками производится следующим образом. Сумма А,В¹+A, В²+A,В³=0,010+0,018+0,022=0,050 дает отношение в пять раз больше, чем отношение АВ¹, равное 0,010. Достаточно, следовательно, сложить все три отсчета, разделить их на 5 и умножить на 100. Чтобы получить большую точность, можно проделать и остальные отсчеты по рейке. Употребляя рейку с делениями на сантиметры и пользуясь отношением 0,010, можно измерять расстояния до 350 и 400 метров. Если измеряемое расстояние достигнет 1 километра, то употребляют специальную рейку и отношение 0,004. Чтобы можно было использовать предлагаемый тахеометр как нивеллир, на трубе имеется уровень; трубу можно устроить перекладную (на обоймицах) с перекладным же уровнем. Для определения уклона, рейку ставят на точку нивеллирования, а метку А совмещают с указателем K, затем визируют трубой на деление рейки, соответствующее высоте инструмента над почвой, считая от нуля, тогда на шкале склонений (линеечка L) верньер показывает покатость положительную или отрицательную, смотря, где находится точка визирования: выше или ниже станции. Шкала склонений градуирована так, чтобы давать покатость прямо в сантиметрах на метр.

Разница высот между пунктами получается умножением цифры покатости на цифру расстояния. Также можно иметь разницу высот без определения покатости. Для этого пользуются первым визированием, которое было произведено для определения расстояния, когда метка А винта Е совмещена с указателем K, и отмечают указание верньера шкалы склонений, дающее покатость линии визирования, при прибавлении высоты инструмента от почвы до центра вращения трубы к точке визирования на рейке. Умножая цифру покатости на цифру расстояния, получают разницу высоты V между осью вращения трубы и точкой визирования на рейке. Чтобы иметь разницу высот D почв, надо исправить результат, введя высоту U инструмента и высоту R точки первого визирования на рейке. Для повышения: D=V-R+U (фиг. 3) и для понижения: D=V+R-U (фиг. 4). Регулировка уровней, буссоли и сетки производится так же, как и в обыкновенных, теодолитах и тахеометрах. Разница в конструкции касается шкалы склонений, верньер которой указывает точно нуль, когда инструмент поставлен при горизонтальной . Чтобы убедиться в этом, устанавливают тахеометр на наблюдательный пункт; потом на расстоянии 100 метров помещают вертикально рейку и отмечают точку визирования R на рейке и высоту U инструмента от почвы до оси вращения трубы. Переставляют тахеометр и рейку один на место другого и делают новое визирование, отмечая те же указания, величины которых в этом случае будут R′ и U′. Например, нашли: R=40 см, U=90 см; затем R′=150 см и U′=100 см. Из этого видно, что в первом отсчете нашли 50 см разницы, а во втором отсчете нашли ту же разницу, но с обратным знаком и, следовательно, верньер хорошо урегулирован. Но если бы нашли R′=160 см = U′+60 см, тогда разница 60-50=10 см показывает, что верньер не на месте. Чтобы исправить это, устанавливают трубу на деление рейки, указывающее половину исправляемой неточности, и данном случае 155 см, и отвинчивают установочные винты шатуна S, удерживая верньер. Затем подводят нуль верньера в совпадение с нулем шкалы склонений, когда труба указывает назначенное деление, и завинчивают установочные винты шатуна S.

Метки на барабане микрометренного винта должны быть точны; поверка их производится следующим образом: помешают рейку вертикально в 100 метрах от оси вращения трубы и, при совмещении метки А с указателем K, визируют трубой на нуль рейки, затем, перемещая метки В¹, В² и В³ последовательно к указателю K, отсчитывают по рейке деления 100, 180 и 220 сантиметров.

1. Тахеометр, отличающимся применением горизонтальной линейки L с нанесенными на ней, равными между собой, делениями в обе стороны от ее середины, укрепленной в скобе К, привинченной к подставке зрительной трубы, каковая линейка снабжена подвижной по ней кареткой F, с зажимным винтом Х и с нониусом, соединенной с ползуном Р, ходящим по нижнему концу шатуна S, верхний конец которого укреплен на горизонтальной оси зрительной трубы и устроен поворотным вместе со зрительной трубой вокруг оси О.

2. В охарактеризованном в п. 1 тахеометре применение микрометренного винта Е; служащего для перемещения линейки L вдоль ее длины, отсчитываемого при помощи меток А, В¹, В² и В³ на барабане микрометренного винта.