АВТОМАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР Советский патент 1934 года по МПК G01C7/04 

В авторском свидетельстве №19799 описан автоматический нивелир с применением вращающейся гироскопической массы, в котором ось массы несет зубчатую дугу, служащую для передачи отклонений массы по отношению к подвешенной к повозке раме при посредстве зубчатых и червячных передач зубчатой рейке, несущей карандаш, записывающий разности высот на цилиндре, приводимом во вращение соответствующей передачей от ведущего колеса повозки.

В предлагаемом ныне видоизмененном автоматическом нивелире для передачи отклонений гироскопической массы служит зубчатая дуга, которая своим стержнем шарнирно связана с вилкой, предназначенной для включения муфты, несущей шестерню, в свою очередь служащую для включения соответствующего механизма, перемещающего барабан вдоль оси вращения, в целях фиксации на барабане карандашом уклонов пути.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вид нивелира сбоку и фиг. 2 - вид его сверху, со снятой частью гироскопической массы и рамки.

Гироскопическая масса 1 укреплена на оси 2 с насаженным на ней электромотором 3, образующим маятник и служащим для вращения массы; стержни 4, 4 удерживают статор электромотора от вращения. Гироскопическая масса 1 охвачена вилкою 5 с противовесом 6 и зубчатою дугою 7, сцепленною с зубчаткой 8, на одной оси с коей сидит зубчатка 9, охваченная зубчатою вилкою 10, которая может сцепляться с зубчаткой 9 своею верхнею или нижнею половиною. Вилка 10 шарнирно скреплена с вилкою 12, служащею для продольного передвижения дисков 13 и 14 и для фрикционного сцепления частей 15-16 муфты. Диск 13 имеет фрикционное сцепление с резиновым конусом 17, насаженным на одной оси с зубчаткой 18, которая сцеплена с коническою зубчаткою 19, насаженною на ось 20, снабженную зубчатою втулкою 21 с насаженным на нее барабаном 22. На барабан надевают графленую бумагу, на которой производится запись карандашом 23, укрепленным в раме 24 повозки.

Подвижная часть 16 фрикционной муфты, жестко связанная с диском 14, включается в сцепление с частью 15 муфты помощью пружины 23, выключается - вилкой 12 за головку 26, Диск 14 имеет фрикционное сцепление с резиновым конусом 27, на одной оси 28 с коим насажены две конические шестерни 29 и 30, которые разновременно могут сцепляться с коническою же шестернею 31, насаженною на оси 32, на другом конце коей сидит шестерня 33. Последняя сцеплена с коническою шестернею 34, насаженною на оси 35, другой конец коей снабжен шестернею 36, сцепленною с зубчатой втулкой 21.

Между двумя вертикальными планками 37 рамы помещен валик 38, снабженный кулачком 39, рычагом 40 и кривошипом 41; рычаг 40 касается выступа 42 на зубчатой дуге 7. Кривошип 41 при помощи тяги 43 соединен с рычагом 44, дающим продольное перемещение по оси 28 конических шестерен 29 и 30 для поочередного сцепления их с шестернею 31. Ось 45, несущая на себе диск 13, связана через посредство зубчаток 48 и 47 и вала 48 с ходовым устройством тележки. Рама 24 подвешена при помощи находящихся на двух противоположных ее концах выступов 32 и 33 на специальной тележке в форме велосипеда.

Когда тележка движется по горизонтальной поверхности земли, маятник с гироскопической массой 1 находится в нейтральном положении и зубчатая вилка 10 в это время находится в крайнем правом (на чертеже) положении; части 15 и 16 муфты разъединены, и барабан не перемещается вдоль оси 20, но вращается вместе с нею, потому что ведущее колесо тележки вращается и передает вращение сцепленному с ним валику 48, коническим зубчаткам 47 и 46, оси 45, диску 13, резиновому конусу 17, зубчаткам 18, 19, оси 20 и, наконец, барабану 22. При этом карандаш 23 чертит по бумаге горизонтальную линию.

С изменением местности, например, на подъеме, конец 33 рамы поднимается по отношению к концу 32. Рамка 5, связанная с гироскопической массой, сохраняет горизонтальное положение и этим заставляет зубчатку 8 повернуться. Это движение передается на зубчатку 9 и на верхнюю часть зубчатой вилки 10, которая включается в сцепление с зубчаткой вследствие того, что выступ 42 дуги 7 повернул рычаг 40 вниз (вследствие чего валик 38 повернулся), кулачок 39 отошел вниз и этим самым включил верхнюю часть вилки 10. Последняя передвигается влево (на чертеже) и передвигает вилку 12; ролик 18 подвигается по резиновому конусу 17 в сторону большего диаметра и этим изменяет отношение числа оборотов барабана 22 к числу оборотов ведущего колеса. При том же числе оборотов последнего барабан поворачивается меньше и этим сохраняет действительный размер заложения наклонного пути, вычерчиваемого на графике.

В момент подъема конца 33 рамы вилка 12 освобождает подвижную часть 16 муфты и она под действием пружины 25 получает сцепление с частью 15 муфты и с осью. 45 и начинает вращаться. Движение передается диску 14, конусу 27, оси 28, коническим зубчаткам 29, 30, 31, оси 32, коническим зубчаткам 33, 34, оси 35, зубчатке 36 и рейке 21, которая смещает барабан 31 по его оси, вследствие чего карандаш чертит наклонную линию, причем с увеличением подъема барабан сильнее смещается по оси и получается более крутая линия.

При спуске, когда конец 33 ниже конца 32, кривошип 41 под действием валика 38 передает движение через тягу 43 на рычаг 44, который переключает конические зубчатки 29, 30 и этим изменяет направление вращения барабана. Последний начинает смещаться по оси в противоположном направлении и карандаш чертит на бумаге барабана опускающуюся линию.

Таким образом на бумаге барабана вычерчивается профиль проходимого пути.

Видоизменение описанного в авторском свидетельстве №19799 автоматического нивелира, отличающееся применением зубчатой вилки 10, сцепленной посредством зубчаток 8 и 9 с зубчатой дугой 7, служащей для передачи отклонения гироскопической массы 1 и стержнем своим шарнирно связанной с вилкой 12, предназначенной для включения муфты 16, несущей диск 14, служащий для включения соответствующего механизма, предназначенного для перемещения барабана 22 вдоль оси 20 вращения, в целях фиксации на барабане карандашом 23 уклонов пути.