Координатометр Советский патент 1978 года по МПК G01C3/00 

1

Изобретение относится к бесконтактным оптическим устройствам для измерения длины в пространстве геодезическими методами.

Известны бесконтактные оптические устройства для измерения длины в пространстве, содержащие оптические системы установленные с возможностью поворота, зрительные трубы и линейные шкалы 1.

Недостатками этихустройств являются низкая точность измерений и малая производительность при измерениях линий произвольной ориентации из-за необходимости измерения большого числа параметров, необходи1иых для определения итоговой длины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее корпус, .горизонтальный и вертикальный лимбы, линейную шкалу, оптическую систему, установленную с возможностью поворота зрительную трубу и автоколлиматор 12.

Однако это устройство имеет ограниченную производительность и низкую точность, так как в измерениях используется линейная шкала и два угломерных лимба, каждый из которых вносит погрешности в измерения.

Цель изобретения-позышение производительности и точности измерений. Указанная цеЛь достигается тем, что координатор, содержащий корпус, поворотную колонну с механизмом установочного поворота и линейной шкалой, расположенной вдоль ocif колонны, поворотную зрительную трубу, жестко связанную с вертикальным лимбом, ось которого перпендикулярна к плоскости делений шкалы, оптическую систему передачи изображения в поле оператора, автоколлиматор и зеркало, снабжен механизмом установочного наклона зрительной трубы с кареткой и лимбом вокруг одной из горизонтальных осей, размещенным под механизмом установочного поворота колонны, а зеркало коллиматора жестко закреплено на верхней части колонны и установлено перпендикулярно к осям перемещения каретки и автоколлиматора, который неподвижно связан с корпусом зрительной трубы.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый координатометр; на фиг. 2 принцип измерения наклонных дальностей. Координатометр содержит поворотное плато 1 со зрительной трубой, имеющей следующие оптические узлы: объектив 2 зеркала 3 и 4, фокусирующую линзу 5, сетку 6 и окуляр 7, Поворотное плато со зрительной трубой связано при помощи зубчатой передачи 8 и рукоятки 9 с вертикальным лимбом 10, имеющим .отсчетный микроскоп 11. С плато 1 неподвижно связан корпус автоколлиматора 12. Оптическая ось автоколлиматора параллельна ходу каретки 13. Зрительная труба с лимбом 10 перемещается с кареткой 13 по колонне 14 на длину линейной шкалы . Каретка 13 с колонной 14 может наклонятся на угол о(. 90° от вертикали вокруг ОДНОЙ из горизонтальных осей, например вокруг оси Y-Y, и разворачиват ся на угол ф вокруг вертикальной оси 2-2 или наклоняющейся оси прибора Zz. Установочный наклон на угол:колонны 14 осуществляется с помощью зубчатой передачи 15 и 16, рукоятки 17. Все каретки 13 на колонне 14 ура новешены противовесом 18. На конце колонны 14 жестко укреплено зеркало 19, выставленное перпендикулярно к оси движения каретки 13 и оси автоколллиматора 12. Колонну 14 наклоняют на угол сС с помощью осей 20, укрепленных в под шипниках 21. Внутри колонны 14 смонтирована линейная шкала 22, укреплен ная в поворотном подшипнике 23. Отсчет по шкале 22 снимается при помощи отсчетного микроскопа 24. Установочный разворот колонны 14 на угол if со шкалой 22 осуществляется рукояткой 25 через зубчатую передачу. Ось х х поворота лимба 10 пересекает ось поворота колонны 14. Автоколлиматор 12 показывает угол наклона плато 1 со зрительной трубой относительно осей ZZ или zz при перемещении каретки 13 на величину по колонне. Отраженное от зеркала 19 аптоколлимационное изображение сетки автоколлиматора наблюдается в поле прения автоколлиматора. При совмещенном положении неподвижного биссек тора сетки автоколлиматора и изображения автоколлимационного штриха авт коллиматора ось зрительной трубы пер пендикулярна к оси перемещения карет ки 13 пр колонне 14. Предлагаемый координатометр позво ляет с одной установки с помощью тол ко одного лимба и линейной шкалы при МО или косвенно измерять длину наклонных отрезков в пространстве, зна чительно превышающих длину шкалы кОординатометра,Длина наклонного отрез JB просл-ранстве (см. фиг. 2) при изерёнии ее предлагаемым координатоме- ром определяется из зависимости fsine 2bine s ejcos(,-e,) 2.,g2 I ц. t ) sincej+ti bwC i ei) где t - базовая длина координатометра; отсчета по вертикальному лимбу в плоскости измерений. . Измерения наклонных отрезков в пространстве производят следующим образом. Колонну 14 со зрительной трубой и кареткой 13 наклоняют с помощью рукоятки 17 на угол ot до совмещения оси визирования трубы с линией измерения, проходящей через точки А и В измеряемого отрезка. Для этого колонну 14 разворачивают на угол ф рукояткой 25 установочно и наклоняют колонну на угол oL , разворачивают трубу на углы е , 2 , ЕЗ, . при визи- ровании на точки А и В до тех пор, пока плоскость, образованная осью делений шкалы f и осью визирования трубы, .Совпадет с линией АВ, образующей измеряемый отрезок К, При двух крайних положениях трубы в точках О и О на колонне производят визирование на точки А и В и измеряют по два угла , и , Е и С. угломерным устройством, предварительно выставив по автоколлиматору 12 и зеркалу 19 автоколлимационное изображение сетки. Подставив в обобщенную формулу значения измеренных величин , I 2 3 4 г определяют длину наклонного отрезка в пространстве, в горизонтальной или вертикальной плоскостях. Предлагаемый координатометр найдет широкие применения в судостроении, авиастроении, радиотехнике, машиностроении и других отраслях промышленности для бесконтактного измерения изделий большой длины и веса.. Формула изобретения . Координатометр, содержащий корпус, поворотную колонну с механизмом установочного поворота и линейной шкалой, расположенной вдоль оси колонны, поворотную зрительную трубу, жестко связанную с вертикальным лимбом, ось которого перпендикулярна к плоскости делений шкалы, оТптическую систему передачи изображения в поле оператора, автоколлиматор и зеркало, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений,, он снабжен механизмом установочного наклона зрительной трубы с кареткой и лимбом вокруг одной из горизонтальных осей, размещенным

под механизмом установочного поворота колонны, а зеркало коллиматора жестко закреплено на верхней части колонны и установлено перпендикулярно к осям перемещения каретки и автоколлиматора, который неподвижно связан с корпусом зрительной трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Грейм И,А. Оптические дальномеры и высотомеры геометрического типа. М., Недра, 1971, с.15-30.

2.Авторское свидетельство СССР №370457, кл. О- 01 В 11/02, 1970.