АВТОМАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛЛИРОВОЧНЫЙ ПРИБОР Советский патент 1927 года по МПК G01C7/04 

На фиг. 1 изображен разрез по а, b, с фиг. 3, на фиг. 2 - вид по стрелке и разрез по d, е фиг. 1 и на фиг. 3 - вид сверху на предлагаемый прибор.

Ведущая ось повозки приводит во вращение ось 1 и посредством ролика 3 фрикционный диск 2, который соединен конической передачей с барабаном 4; последний, вращаясь, приводит в движение бумажную ленту. Установленный сверху карандаш, оставаясь неподвижным, отметит величину этого перемещения линией, параллельной кромке ленты. Но как только на пути встретится под′ем, маятник (штанги с грузами), сохраняя отвесное положение, выйдет из плоскости, перпендикулярной к оси 5, и тем самым, через посредство жестко соединенной с ними вилки 6, сдвинет ролик 7 из центрального его положения на диск 2. Благодаря этому, ролик 7 вместе с осью 5 и винтом прийдут во вращение. Так как на винте сидит каретка пишущего приспособления, то карандаш при под′еме на пути будет перемещаться влево, параллельно оси барабана и отметит под′ем. В случае же спуска, штанга с грузами отклонит ролик 7 в другую сторону от центра диска 2, и он получит уже обратное вращение, и вызовет перемещение карандаша в правую сторону так, что на ленте будет показано понижение. Таким образом, данным соединением барабана 4 с колесом тележки и движением карандаша, в зависимости от отклонения грузов, достигается то, что на ленте будет чертиться некоторая линия, являющаяся в каждом отдельном случае геометрическим сложением перемещения ленты и карандаша. Для того, чтобы избежать влияния сотрясения от мелких неровностей пути, штанги, к которым прикреплены грузы, соединены с двумя находящимися вверху масляными лопаточными катарактами (успокоителями), чувствительность которых, увеличением или уменьшением отверстий в качающихся лопатках, может быть сделана меньшей или большей, по желанию. Масштаб ординат (высот) будет находиться в некотором отношении к абсциссам (горизонталям). Для упрощения дальнейших соображений предположено, что масштаб ординат и абсцисс один и тот же.

В предлагаемом приборе применяется штанга 8 с гиперболическим очертанием со стороны, обращенной к ролику 3; штанга 8 соединена) с штангами, снабженными грузами. Устройством кривой компенсируется то обстоятельство, что колесо тележки при уклонах перемещается по наклонной плоскости; на ленте эта величина откладывается в известном масштабе по горизонтали, что и дает некоторую ошибку, при чем ошибка менялась бы в зависимости от величины угла (уклона пути). Это искажение чертежа кривая штанги 8 исправляет. Достигается это тем, что, перемещаясь так же, как и ролик 7, эта кривая отжимает более или менее ролик 3 от первоначального его положения и тем уменьшает число оборотов диска при том же пройденном пути и, следовательно, уменьшает перемещение и на ленте.

Если пройденный путь был горизонтален и равен на ленте, то получится линия параллельная кромке и равная , где - масштаб, если же путь такой же длины пройден по наклонной линии с углом α, то горизонтальное его положение будет равно A cos α; на ленте же получится в горизонтальном положении та же самая величина , в то время, как нужно было бы на ленте иметь cos α, чтобы сохранить подобие и тот же масштаб.

Это уменьшение отложения на ленте нужно осуществить как для горизонтального положения, так и для вертикального. Таким образом, вместо и оборотов, которые не сделал диск 2 при горизонтальном перемещении, равном А, нужно получить n cos α оборотов, если путь был пройден под углом α. Это достигается тем, что ролик 3 отодвигается кривой штангой и становится на расстоянии от оси 5, где q - его расстояние от оси в случае горизонтального движения тележки (число оборотов диска находится в обратной пропорциональной зависимости от расстояния ролика 3 от оси 5, так что , откуда n₁ = n cos α).

Итак, при угле α и при отклонении вилкой ролика 7, а также при передвижении кривой штанги на величину y = p tg α (р = расстоянию оси вилки до оси 5), расстояние и, следовательно,

таким образом,

возведя в квадрат и разделив на р², получают

что представляет уравнение гиперболы. Это и есть уравнение, которому должна удовлетворять кривая штанга. Для того, чтобы ролик 3 всегда соприкасался с ней, сзади на него давит слабая пружина.

Автоматический нивеллировочный прибор, в котором ведущая ось повозки приводит во вращение фрикционный диск, передвигающий при посредстве соответствующей передачи бумажную ленту против пишущего приспособления, отклонения же маятника при уклонах вызывают вращение винта, на котором сидит каретка пишущего приспособления, отличающийся применением штанги 8 с гиперболическим очертанием со стороны, обращенной к ролику 3, соединенной с штангами снабженными грузами, и при их отклонении при уклонах отжимающей белее или менее ролик 3 с целью получения, уменьшением числа оборотов диска 2, горизонтальной проекции пройденного пути.