ТЕОДОЛИТ Советский патент 1939 года по МПК G01C1/04 

Известные теодолиты с фотографической регистрацией отсчетов на светочувствительной бумаге, пленке или т.п. обычно регистрируют лишь отсчеты углов по лимбам путем проекции в плоскость светочувствительного слоя изображений частей шкал лимбов и шкал нониусов алидад. В известных теодолитах не предусмотрено фиксирование на светочувствительном материале положений стояния самого теодолита относительно репера точки. Между тем, при производстве маркшейдерских съемок, точное совпадение оси вращения лимба теодолита с отвесной линией, проходящей через репер точки, крайне необходимо, что влечет в производственных условиях съемки к необходимости точной установки теодолита на точке.

Указанной кропотливой работы по точной установке теодолита можно избежать, если бы была возможность достаточно точно знать положение теодолита относительно отвесной линии, проходящей через точку, с тем, чтобы при обработке результатов наблюдений учесть имевшие место смещения положения теодолита по отношению к реперам точек.

Настоящее изобретение имеет целью восполнить указанный недостаток известных теодолитов путем фотографической регистрации, одновременно с изображением отсчетных угломерных шкал лимбов, также и положения отвеса, подвешенного к реперу по отношению к вертикальной оси теодолита. С этой целью в шахте к реперу подвешивается отвес, снабженный коллиматором, положение оптической оси которого проектируется в виде точки в плоскость изображений фотографического регистратора, в экспозиционном окне которого перед пленкой помещена сетка с координатными марками. Ниже описана примерная форма выполнения изобретения.

Фиг. 1 изображает оптическую схему фотографической регистрации шкал лимба; фиг. 2, 3 и 4 - три основные проекции регистрирующего устройства теодолита; фиг. 5 - форму выполнения отвеса; фиг. 6 - полную оптическую схему регистрирующего устройства.

Изображения 9 и 10 шкал и 1 и 2 нониусов лимба и алидады (фиг. 1 и 6), освещаемых электрическими лампами 19 (фиг. 3 и 4), проектируются объективом 7 на фотографическую пленку 8. Для сведения изображений 9 и 10 шкал на кадр пленки 8 установлены прямоугольные призмы 3, 4 и 5, 6.

В кадровом окне кассеты, в непосредственной близости от пленки, установлена сменная целлюлоидная пластина 11 с номером точки стояния теодолита и неподвижная сетка 13 с координатными метками. Теодолит снабжен двумя наборами пластин Каждый набор имеет десять пластин с цифрами от 0 до 9. Имея два набора таких пластин, можно набирать любые числа от 0 до 99.

Вместо пластин 11 можно употребить для записи стеклянные вращающиеся барабанчики с номерами; как это применено в теодолитах Вильда.

Для регистрации положения теодолита относительно репера точки на репер подвешивается отвес 16, внутри которого расположена лампочка 17, прикрытая точечной диафрагмой 18 (фиг. 5). Для направления светового пучка на фотопленку установлена призма 12. Световой пучок, направленный отвесом 16 по вертикали, падает на фотопленку в виде точки, по расстоянию которой от координатных меток возможно определить смещение теодолита относительно репера.

Пленка 8 заключена в кассете 14 и перематывается бобинами 15.

Для автоматической подачи фотопленки после каждого снимка на величину одного снимка служит надетая на ось вращения верхней бобины пружина. Снаружи кассеты имеется кнопка, упирающаяся в рычаг, конец которого снабжен зубом, входящим в гнездо на зубчатом колесике, зубцы коего входят в перфорацию фотопленки и рассчитаны так, чтобы при полном обороте колесика на 360° пленка передвинулась на величину одного снимка. При нажатии на кнопку зуб рычага выходит из гнезда зубчатого колесика и пружина, вращая ось катушки, тянет пленку вверх, причем перфорации фотопленки, проходя через зубцы зубчатого колесика, вращают его до тех пор, пока оно не сделает полного оборота, после чего зуб рычага опять войдет в гнездо, колесико остановится и движение фотопленки тоже прекратится.

Для производства угломерной съемки теодолитом с описанным приспособлением теодолит устанавливают под точкой так, чтобы при наведении трубы на задний сигнал отвес проектировался на призму 12 (фиг. 2).

Затем нивеллируют основную ось теодолита при помощи уровней и соединяют проводники от осветительной сети нониусов и отвеса с источником энергии.

Наведя трубу на задний сигнал, включают свет и открывают затвор фотоаппарата при помощи специального винта; в этот момент фотографируют отсчеты по лимбу, координатные метки сетки 13 и след отвеса. После произведенной съемки нажимают на кнопку для передвижения фотопленки на величину одного снимка, наводят трубу на передний сигнал, включают ток и фотографируют отсчет, вслед за этим нажатием на кнопку слева передвигают фотопленку на величину одного снимка.

В случае надобности, производят многократное наведение на сигналы и фотографирование отсчетов. После этого, переменив номер на целлюлоидной пластинке, производят тот же процесс измерения угла на второй точке и т.д.

При камеральной обработке полевых наблюдений пленку проявляют и быстро сушат при помощи спирта, если необходимо быстро обработать, полевые материалы. Затем по ней берут отсчеты и вычисляют угол, а также замеряют циркулем фотокоординаты точки отвеса и по ним, на основании надлежащих формул, вычисляют поправки, с помощью которых определяют действительные углы.

Существуют теодолиты, не имеющие нониуса; в таком случае изображение 1 и 2 на лимбе получается в плоскости 21, сопряженной с плоскостями самих отсчетов, что достигается при помощи установки объективов 20 (фиг. 6). В плоскости изображения шкал лимбов помещена шкала 22 так, что ее штрихи расположены параллельно изображениям штрихов лимба.

Изображения шкал лимба и шкалы 22 фотографируют при помощи объектива 7 на фотопленке 8, находящейся в плоскости, сопряженной с плоскостью 21. Изображение шкал лимбов, таким образом, на фотопленке получается в виде изображений 23 и 24, а шкала 22 - в виде изображения 25.

Вместо вышеописанного отвеса 16 может быть применен отвес 26, (фиг. 6) в виде пустотелого до половины высоты цилиндра; внизу цилиндра вставлена стеклянная матовая пластинка 27, на которой нанесены точками или крестиками след 28 пересечения геометрической оси отвеса и постоянный отрезок 29-30. Выше стеклянной пластинки установлена прямоугольная призма 31, один катет которой параллелен образующей отвеса и обращен наружу. При таком устройстве матовая поверхность пластинки легко может быть освещена при помощи любого источника 32 света, имеющегося в распоряжении маркшейдера. Поместив источник света со стороны открытого катета призмы, можно осветить пластинку, изображение которой, через посредство объектива и призмы 12, получается на фотопленке, где в точках 33, 34, 35 фотографируются след 28 и концы отрезка 29-30.

Измерив полученные расстояния между изображениями, легко получить, на основании несложных формул, значение поправок к отсчитанным углам, за счет зарегистрированного смещения оси вращения теодолита по отношению к отвесной линии, проходящей через репер точки.

1. Теодолит с фотографической регистрацией отсчетов на фотографической пленке, отличающийся тем, что, с целью регистрации точки стояния теодолита относительно центра лимба, применен подвешенный в точке стояния отвес, снабженный полостью для помещения электрической лампы и отверстием в центре отвеса для создания коллимационного, параллельного отвесной линии, светового пучка, который, при помощи призменной системы направляется на поверхность фотографической пленки.

2. Форма выполнения теодолита по п. 1, отличающаяся тем, что в экспозиционном окне регистратора теодолита установлена сетка с координатными марками, расположенными зависимо от расположения осей теодолита, с целью фотографирования ее на фотопленке одновременно с регистрацией относительного положения точки стояния теодолита.

3. Форма выполнения теодолита по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью вынесения источника света во внешнее пространство по отношению, к отвесу, в полости последнего под углом в 45° к его оси симметрии установлена отражающая плоскость (зеркало, призма, плоскопараллельная пластина и пр.) для направления лучей света от расположенного вне отвеса источника, а в днище отвеса расположена стеклянная матовая пластинка (мира) с отметками следа пересечения геометрической оси отвеса и начала и конца постоянного отрезка.