ТЕОДОЛИТ Советский патент 1973 года по МПК G01C1/02 

1

Изобретелие относится к области геодезических работ и 1может быть использовано для выполнения массовых топографических съемок при изысканиях под строительство, при привязке разведочных выработок, при съеме сильно застроенных территорий и т. д.

В известных координатных теодолитах, с помощью которых можно непосредственно в полевых условиях получать либо прямоугольные координаты точек, либо их приращения, необходимо применение горизонтальной рейки. Для рейки требуются дополнительный щтатив и выполнение операций по центрированию, нивелированию и ориентированию рейки по отношению к лучу визирования теодолита.

Применять такие рейки для точек ситуации не только не рационально, но часто и невозможно, так как не над всякой точкой местности можно установить щтатив (например, углы зданий).

В предложенном теодолите передающая система выполнена в виде панкратического проекционного устройства, одна из линз которого связана с кулачком, жестко укрепленным на оси вращения зрительной трубы. Одна из призм поворачивающей системы расположена па щестерне, входящей в зацепление с другой шестерней, укрепленной «а оси вращения зрительной трубы.

Благодаря этому возможно получение приращений координат по вертикальной рейке.

На фиг. 1 .показан координатный теодолит,

продольный разрез; на фиг. 2 - лимб горизонтального круга теодолита с градусными делениями и кривыми приращений координат; на фиг. 3 изображено поле зрения зрительной трубы теодолита; на фиг. 4 приведена схема передачи изображения кривых в ;поле зрения;

на фиг. 5 - зрительная труба теодолита, вид сверху.

Координатный теодолит (фиг. 1) включает в себя горизонтальный лимб /, линзы 2 к. 3 передающей панкратической системы, передаю1щие етризмы 4, 5, 6, 7 и 8, склеен-ный .коллектив призм 9 с серебряной Г-образной полоской в плоскости сетки нитей, кулачок /(, насаженный на горизонтальную ось вращения зрительной трубы, щестерни // и /2, микрометренный винт 13 для линзы 2 и систему втулок М, 15, 16, 17 и 18.

Для вычисления приращений координат по наклонной длине D, измеренной нитяным дальномером с вертикальной рейкой, дирекционному углу а и углу б наклона используют формулы

Дл: Dcos Scosa. Ar/ D cos о sin a

принимая постоянщое слагаемюе дальномера равным нулю. Таким образом, чтобы по вертикальной рейке отсчитать сразу приращения координат вместо длины, необходимо выполнить три условия: расстояние между дальнимерными штрихами, по которым осуществляется отсчитывание на рейке, должно изменяться пропорционально синусу и косинусу угла а поворота алидады в горизонтальной плоскости; расстояние между дальномерными щтрихами должно также изменяться пропорционально квадрату косинуса угла б наклона зрительной трубы в вертикальной плоскости; дальномерные штрихи должны быть перпендикулярны рейке.

В предлагаемом теодолите первое условие выполняется за счет того, что на горизонтальном лимбе (фиг. 2) расстояние от нулевой окружности до кривых изменяется в зависимости от угла а поворота пропорционально sina и cosa. Первая кривая обозначена у, вторая - X соответствующими знаками по четвертям. В областях делений О, 90, 180 и 270° коэффициенты кривых уменьшены, так как кривые близко подходят к нулевой окружности, что затрудняет взятие отсчетов.

Второе условие соблюдается благодаря тому, что панкратическая передающая система передает в поле зрения трубы изОбражение кривых с увеличением, изменяющимся нропорционально . Третье условие выполняется благодаря призмам 5, 6 и 7 с несовпадающими главными сечениями, .которые поворачивают изображение горизонтального лимба на 90°, т. е. из вертикального направления кривые поворачиваются в горизонтальное, оставаясь в той же плоокости.

В результате этого в поле зрения зрительной трубы видны изображения рейки, градусных делений горизонтального лимба, нулевой окружности и кривых приращений. Глядя в зрительную трубу, можно взять три отсчета: а -34°20, А.,8 м, ,4 м, тем самым и исчерпывается решение задачи.

Изменение увеличения панкратической сиетемы апропорщио-нально квадрату косинуса угла наклона трубы происходит в результате перемещения линзы 5 под действием кулачка W и линзы 2 под действием микрометренного винта 13. Величину перемещения Л5 линзы 3, (а, следовательно, и профиль кулачка Ю) можно рассчитать по известным формулам.

Кулачок .W жестко укреплен на оси вращения зрительной трубы и при наклоне последней на угол б толкает втулку 17 вместе с линЗОЙ 3 и ее оправкой, изменяя величину S таким образом, что она соответствует увеличению панкратической системы V VoCOs 6. Установка линзы 2 в соответствующее положение осуществляется микрометренным винтом 13, который .перемещает втулку 15 вместе с линзой 2 и ее оправкой внутри втулки 16. Линза 2 перемещается до появления резкого изображения горизонтального лимба в ноле зрения трубы.

Поворот изображения кривых показан на фнг. 4, где штрих из положения а повернут в положение а, позволяющее вести отсчет по вертикальной рейке.

Для предотвращения смещения изображения горизонтального лимба в поле зрения трубы при ее наклоне призма 4 укреплена на шестерне //, которая в свою очередь прикреплена к корпусу теодолита и входит в зацепление с шестерней 12 на оси вращения трубы. Передаточное число 2 : 1 для шестерен 11 и 12 обеспечивает параллельность отраженного призмой 4 главного луча панкратической системы и оптической оси зрительной трубы при любом ее положении в вертикальной плоскости.

Таким образом, лучп света от лимба / проходят панкратическую систему, призмы 4, 5, 6 и 7 направляются призмой 8 на посеребренную Г-образную полоску коллектива призм 9 (фиг. 5) и к наблюдателю. В плоскости Г-образной полоски фокусируется также изображение рейки, даваемое зрительной трубой.

Порядок работы с предлагаемым координатным теодолитом следующий. На исходной станции устанавливают теодолит, нуль лимба направляют на север, пользуясь дирекционным углом предыдущей стороны или буссолью, визируют зрительной трубой на вертикальную рейку, установленную на сни-маемой точке, вращением микрометренного винта 13 добиваются четкого изображения кривых, микрометренным винтом зрительной трубы совмещают штрих нулевой окружности с нулевым делением рейки (фиг. 3) и отсчитывают приращения координат и дирекционный угол направления (если это необходимо). Затем включают изображение вертикального лимба и по той же рейке отсчитывают превышение и, если требуется, горизонтальное положение и вертикальный угол (на чертежах вертикальный круг не показан, так как решение этой задачи широко известно и лишь затруднило бы пояснение основной идеи предлагаемого координатного теодолита). После этого рейку переставляют на другую снимаемую точку, визируют на нее и берут отсчеты, как описано выше. При необходимости предлагаемый теодолит может быть использован как обычный угломерный инструмент.

Предмет изобретения

Теодолит, содержащий зрительную трубу, вертикальный лимб с градусными делениями, горизонтальный лимб с градусными делениями и диаграммными щкалами синусов и косинусов, передающую систему и систему призм, поворачивающих изображение кривых синусов и косинусов на 90°, отличающийся тем, что, с целью получения приращений координат по вертикальной рейке, в нем передающая система выполнена в виде пайкратического проекционного устройства, одна из линз

которого связана с кулачком, жестко укрепленным на оси вращения зрительной трубы, а одна из иризм .поворачивающей системы установлена на шестерне, входящей в зацепление с другой щестерней, укрепленной на оси вращения зрительной трубы.

2 6

fPuZ I

- -C5il3

.;:.

.т::

8

U2.i