На фиг. 1 изображена схема, поясняющая принцип, но которому действует предлагаемый прибор, на фиг. 2 и 3 - виды спереди и сбоку предлагаемого прибора, на фиг. 4 - роликовое устройство цилиндра. На фиг. 5 изображена схема, поясняющая принцип, по которому действует видоизменение предлагаемого прибора, и на фиг. 6 - видоизменение предлагаемого прибора (на чертеже вся передняя сторона рамы срезана).
На схеме по фиг. 1 имеются две взаимно перпендикулярные и пересекающиеся оси X и Y. На одной из них X находится цилиндр С, который может вращаться вокруг нее и скользить вдоль нее; на другой оси Y находится вилка Г, с которой, в свою очередь, скреплена ось L, пересекающая ось Y и перпендикулярная к ней. Вилка Г с осью L может вращаться вокруг оси Y. На оси L с центром, расположенным на оси Y, находится колесо Е, перпендикулярное к оси L и закрепленное так, что оно не может скользить вдоль оси L, но может вращаться вокруг нее; при этом, колесо E связано трением с цилиндром С, к которому оно прижато в точке F на оси Y. Движение цилиндра С зависит, таким образом, от вращения колеса Е и изменения при этом вращении наклона оси X, цилиндра и оси L, колеса друг к другу, или, что, то же самое, от угла φ взаимного наклона плоскости колеса E и элемента в точке F, проведенного через нее круга вращения цилиндра, так как эти углы равны. Пусть будет проведена через точку F образующая а цилиндра С; она будет, как известно, перпендикулярна к элементу круга b, проведенного через ту же точку на поверхности цилиндра. Если точка F периферии колеса Е повернулась на бесконечно малую длину dl, то соответствующая ей точка F поверхности цилиндра С переместилась тоже на величину dl по направлению прямой е пересечения плоскости, касательной к цилиндру в точке F, с плоскостью колеса E. Это бесконечно малое перемещение по направлению прямой e, под углом φ к элементу дуги b, можно разложить на два перемещения:
1) по направлению элемента этой дуги b, равное
dl cos φ,
заставляющее цилиндр C вращаться вокруг оси Х, и
2) по направлению образующей а цилиндра, равное
dl sin φ,
заставляющее цилиндр С скользить вдоль его оси X.
Так как цилиндр движется целиком, то каждая точка его поверхности сдвинется, при этом перемещении, по направлению образующей, проведенной через эту точку, на dl sin φ и по направлению элемента проведенного через нее круга вращения цилиндра, - на dl cos φ; складывая эти два перемещения по правилу параллелограма, получают, что каждая точка цилиндра С сдвинется под углом φ к элементу круга вращения цилиндра, через нее проведенного, на величину dl. Если поверхность цилиндра будет развернута в плоскость, то все круги вращения станут параллельными прямыми, при чем, следовательно, угол φ на поверхности цилиндра с элементом его круга вполне определяет некоторое направление на развернутой в плоскость поверхности цилиндра. Если, следовательно, наклон φ осей X и L цилиндра и колеса находится в функциональной зависимости f от вращения колеса, т.-е. φ=f(l), то той же зависимости будет удовлетворять перемещение поверхности цилиндра; если в какой-нибудь точке к цилиндру С прижат карандаш, то он вычертит на его поверхности кривую, уравнение которой будет то же: φ=f(l), где l - длина дуги кривой, а φ - наклон ее в точке, соответствующей l, к направлению кругов вращения цилиндра.
Если сделать так, что в рассмотренной системе вращение l колеса Е будет пропорционально вращению колес тележки, на которой помещена вся система, т.-е. пропорционально пути, проходимому тележкой, а повороты осей X и L друг к другу будут равны изменениям наклона Ф пути к горизонту, т.-е. φ′=Ф′, или, интегрируя, φ=Ф+const, - то карандаш вычертит на цилиндре профиль пути тележки. Если, в частности,
const=0,
то повороты цилиндра вокруг оси X будут пропорциональны горизонтальной проекции проходимого пути, а отклонение вдоль оси X - пропорционально разностям высот соответствующих точек пути.
На прямоугольной раме R1, R2, R3,, R4 (фиг. 2 и 3) укреплена ось X; прибор подвешивается на тележку (для этого в раме оставлены нарезные отверстия uu) так, чтобы ось X прибора была направлена вдоль движения тележки. На восьми роликах АА....А (фиг. 2, 3 и 4), охватывающих ось X с четырех сторон, катается по этой оси полый цилиндр С. На винтах Y1Y2, служащих осью Y прибора, подвешен на двух тягах V1, V2 тяжелый отвес М. С тягой V1 наглухо соединена вилка Г, в вырезах которой, как в подшипниках, вращается ось LL колеса Е, выточенная с ним из одного куска металла. Колесо Е выточено по шару и, следовательно, прикасается к цилиндру С в точке. Вместе с вилкой Г колесо Е прижимается к цилиндру С винтом Y1; вкручивая или выкручивая его, можно регулировать это нажатие. На оси LL колеса Е насажено зубчатое колесо δ, зубцы которого захвачены в червяк γ. На оси червяка γ находится зубчатое колесо β, связанное зубцами с шестеренкой α. На ось шестеренки α надевается одним концом (не показанная на чертеже), гибкая передача, другой конец которой (проходя через отверстие 
в кожухе прибора) соединен с желаемой передачей числа оборотов с колесом тележки. Весь прибор заключен в кожух, который служит воздушных успокоителем качаний отвеса, как маятника. Карандаш K укреплен на пружинке, прижимающей его к цилиндру С. Цилиндр С обертывается бумагой.
В видоизмененном устройстве, согласно схемы по фиг. 5, на оси X имеется выступ j, конец которого ходит в пазу между двумя выступами ii на внутренней поверхности цилиндра С, направленными по образующим. Ось X, таким образом, обязательно вращается вместе с цилиндром, т.-е. пропорционально горизонтальной проекции проходимого пути. Это вращение передается параллельному цилиндру C1 при помощи передачи, отношение которой можно менять. Скоба Σ охватывает цилиндр C с обеих сторон его так, что он не может скользить вдоль оси X, не двигая скобку. Ось X продета сквозь отверстие в скобке так, что цилиндр C с осью X могут вращаться в то время, как скоба Σ может только скользить вдоль оси X. На скобе укреплен карандаш K′, откладывающий на цилиндре С1 отклонения цилиндра С, т.-е. высоты пути. Масштаб высот, таким образом, на обоих цилиндрах одинаков; масштаб горизонталей, а, следовательно, и его отношение к масштабу высот на цилиндре C1 можно менять, изменяя отношение передами вращения к цилиндру C1 от цилиндра С.
Чтобы скоба Σ не цеплялась за ролики А...А, на основаниях цилиндра С сделано по четыре уступа H (фиг. 6), которые и толкают скобу при скольжении цилиндра С вдоль оси. Пружинка Ω, скользящая вдоль штанги r, параллельной осям цилиндров, прижимает карандаш K′ к поверхности цилиндра С1. Цилиндр C1 получает вращение от оси X при помощи зубчаток з1, з2, з3 и з4, радиусы которых можно менять, так как они делаются легко с′емнымн. Бумага, на которой карандаш K′ чертит профиль, цилиндром С1 подастся с цилиндра С2 на цилиндр С3. Для осуществления необходимого для этого трения бумаги о поверхность цилиндра С1, один из цилиндров С3 сидит на своей оси не наглухо, как другой - С2, а соединен с ней пружиной ω, заставляющей его натягивать на себя бумагу, а оси цилиндров С2 и С3 соединены зубчатками з1 и з2, не позволяющими им крутиться в одну сторону (раскручивание бумаги).
1. Прибор для автоматического нивеллирования, отличающийся применением снабженного отвесом М ролика Е, приводимого во вращение от колеса тележки, на котором установлен прибор, и фрикционно связанного с цилиндром С, свободно подвижным вдоль своей оси XX, нормальной к оси YY вращения ролика Е против неподвижно укрепленного к раме R1, R2, R3, R4 прибора пишущего приспособления.
2. Видоизменение указанного в п. 1 прибора дли автоматического нивеллирования, отличающееся применением второго цилиндра C1, приводимого во вращение передачей з1, з2, з3, з4 от цилиндра С, расположенного против пишущего приспособления K′, укрепленного на скобе Σ, охватывающей цилиндр С и подвижной вместе с цилиндром С вдоль оси XX.
3. При указанном в п. 2 приборе применение бумажной ленты, охватывающей цилиндр С1 и перематываемой с цилиндра C2 на цилиндр C3 против пишущего приспособления K′.
