Топографический нивелир Советский патент 1975 года по МПК G01C5/00 G01C3/30 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано при крупномасштабных топографических съемках местности, а также при изысканиях различных инженерных сооружений.

Известен нивелир, содержащий зрительную трубу, перед объективом которой установлена прЯ Моугольная призма, соединенная с микроД1етренным винтом. Однако с помощью этого нивелира можно измерять лищь уклоны.

Предлагаемый нивелир отличается тем, что перед объективом зрительной трубы установлен на горизонтальной оси призменный блок, выполненный в виде двух жестко связанных прямоугольных призм, развернутых друг относительно друга в плоскости главного сечения на угол примерно равный 1710 5. Горизонтальная ось призменного блока соединена через рычажную пару с гайкой микрометренного винта, служащего для наклона призменного блока в вертикальной плоскости на заданный угол. Это позволяет определять превыщения и горизонтальные расстояния при визировании наклонным лучом методом двойного изображения.

На фиг. 1 изображен нивелир, низменная часть; на фиг. 2 - схема производства измерений.

Топографический нивелир состоит из трубы / (фиг. 1), имеющей возможность поворачиваться вокруг своей геометрической осн на 180°, подставки, подъемных винтов, уровней

и лимба (на чертеже не показаны).

К трубе (Нивелира, перпендикулярно к ее визирной оси в вертикальном направлении, прнкреплен микрометренный винт 2 с оцифрованным барабаном. На винте 2 укреплена гайка 3 с возможностью перемещения вдоль оси микровинта при его вращении. На гайке 2 имеется круглый выступ, в который упирается рычаг 4, закрепленный «а оси 5. На рычаге 4 находится круглый выступ 6, в который упирается рычаг 7, прикрепленный к двум прямоугольным призмам 8 и 9, жестко соединенным между собою под определенным углом, например 1710 5. Призмы 5 и 5 установлены перед объективом }0 нивелира и могут вращаться вокруг общей оси 11.

Расстояние между осями 5 и // должно быть равно расстоянию между осью 5 и пентром выступа 6. Рычаги и выступы находятся в непрерывном контакте с пружиной 12. Ход

лучей показан пунктирными линиями. Лучи а и b после полного внутреннего отражения в прямоугольных призмах совпадут с визирной осью нивелира, расположенной горизонтально. Следовательно труба с призмами дает прямое, зеркальное изображение. Поэтому

при работе с нивелиром следует изготовить рейку с прямыми зеркальными изображениями цифр.

Для использования обычных нивелирных реек призмы могут быть заменены двумя вращающимися зеркалами и одним неподвижным зеркалом для передачи изображения в трубу нивелира по принципу перископа. В этом случае трубу не нужно поворачивать на 180°.

При вращении виита 2 вдоль его оси по направляющей перемещается гайка с выступом, который заставляет поворачиваться рычаг 4 вокруг оси 5. Рычаг 4, поворачиваясь, при помощи своего выступа 6 и пружины 12 заставляет поворачиваться рычаг 7 и призмы 5 и Р вокруг оси 11. Благодаря строгому равенству расстояний между осями 5, 6 и 5, 11, рычаг 4 наклонится на угол, в два раза больший угла наклона рычага 7 и призм 8 и 9. Если вращением микровиита визирный луч навести на точки а и 6, то углы аоо и boo будут равны удвоенному повороту призм. Следовательно, луч а всегда параллелен рычагу 4. Если угол между цризмами установить равиым 1710 5, то угол аоЬ равен 342Г. Барабан микровипта разбит иа 100 делений. Один оборот барабана передвинет гайку на I мм, следовательно, «а барабане можно учесть десятые, сотые и тысячные доли мм. Угол между призмами подобраи так, что тангенс угла между лучами, выходящими из призм, равен 0,01.

Расстояние между осью 5 и осью микровинта, считаяВДОЛЬ горизоптальной визирной оси, примем равным, например, 100 мм и обозначим /. При расстоянии на шкале микровинта, равном 1 мм, которое обозначим через Р, получаем

1

tg3423.

100

то есть теоретически угол между лучами должен быть равен 3423 при горизонтальном положении рычага 4.

При наклоне рычага 4 угол между лучами, а значит и между призмами, должен уменьшаться. В топографическом нивелире призмы установлены на постоянный угол 1710 5, что дает угол между лучами постоянный, равный Г . В этом случае, ограничив действие нивелира до 3°, получаем угловую ошибку не более 2, что соответствует 1 мм ощибки в отсчете по рейке на расстоянии 100 м.

Для определения превышения и горизонтального расстояния между точками а и & (фиг. 2) нивелир устанавливают в рабочее положение в точке а. Вращением микровинта визируют на рейку, установленную в точке в, и устанавливают на барабане винта отсчет, отличающийся на целое число мм от отсчета при горизонтальной визирной оси, который определяется при юстировках прибора. Можно записать

h - П 1+1-Ь; 1 + с,

где п - число целых мм в разности отсчетов при горизонтальном положении визирной оси и наведении на рейку, названное коэффициентом высотомера; / - отсчет по рейке, равный разности отсчетов, видимых через две призмы; i - высота инструмента; b - отсчет по средней нити через призму iS; k - коэффициент дальномера, равный

С 1 100;

с - расстояние между центром вращения

призм и нивелира.

На фиг. 2 слева вверху иоказано поле зрения нивелира при наведении иа рейку.

Отсчет / можно взять как по средней нити сетки, так и по любому штриху, например дециметровому.

Например:

/ 1423-0500 923 для контроля / 1523-0600 923 по средней Нити /,1486-0563 923 / il375 мм мм мм ,.100 В этом случае

- 923-f 1375-1486 4504 мм й( 100-923+105 92,405 м Для определения отрицательных превышений следует выполнить те же действия после поворота трубы на 1&0°.

Точность определения превыщен1п находится в прямой пропорциональности с коэффициентом высотомера п. При п обесиечивается точность геометрического нивели эовапия.

При предельном коэффициенте высотомера ср. кв. ошибка измерений равна +5 мм при превышении /г 5 м и расстоянии 100 м. При нивелировании обычным нивелиром для этого потребуется 2-3 станции. При ошибке в отсчете /, равной 1 мм, относительная ошибка в длине равна QQQПредмет изобретения

Топографический нивелир, содержащий укрепленную на подставке горизонтальную зрительную трубу с призменной насадкой перед объективом, связанной с микрометренным

винтом, ли.мб, уровни и подъемные винты, отличающийся тем, что, с целью определения превышений и горизонтальных расстояний как горизонтальным, так и наклонным лучом, призменная насадка выпрлнеиа в виде двух

жестко соединенных между собой прямоугольных призм, сдвинутых друг относительно друга в плоскости главного сечения на угол

I7i0 6 и жестко укрепленных на горизонтальной оси.