ПРИБОР ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО НИВЕЛЛИРОВАНИЯ Советский патент 1928 года по МПК G01C7/04 

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает предлагаемый прибор, установленный на велосипеде, фиг. 1а - деталь передаточного колеса - вид сверху и на фиг. 2, 3, 4 и 5 - видоизмененная форма выполнения предлагаемого прибора для автоматического нивеллирования в применении к различным установкам.

В основном патенте за №6742 описан прибор для автоматического нивеллирования, который, в измененном виде, согласно настоящему изобретению подвешивается к велосипедной раме (фиг. 1) при помощи крючьев Б и В, укрепляемых на раме, из которых крючок В снабжен винтом ж, упирающимся в раму велосипеда, и служит для установки оси прибора точно параллельно линии, проходящей через точки, на которых стоят колеса велосипеда. Гибкая вилка К укреплена на руле велосипеда при помощи обхватывающих его с двух сторон щипцов й₁ - й₂, укрепленных на вилке при помощи шарниров i₁, i₂. Щипцы стягиваются винтом В и, таким образом, зажимают между губками ось руля. На вилке К укреплено и прижимается к переднему колесу велосипеда колесо А, связанное с ним, благодаря этому, трением. Вращение оси , колеса А передается при помощи зубчаток ш, щ, ц, ч осям и ; все три они имеют четырехгранные концы, на которые можно надевать гибкую передачу вращения ξ к прибору. Так как зубчатки ш, щ, ч, ц делаются разного диаметра и, следовательно, врящаются с разной скоростью, то, присоединяя гибкую передачу, то к одной из этих осей , , , то к другой, можно будет получать разные масштабы снимаемого профиля.

В ведущем устройстве форма выполнения указанного в п.п. 1 и 2 патента №6742 прибора на подвесе V₁ (фиг. 2.) отвеса М имеется выступ Kr, на котором укреплена при помощи двух пружинок Пr рамка r. Вилка Г представляет с рамкой одно целое и находится сверху. Для исключения возможности изгибания рамки в плоскости качания отвеса и перекашивания ее она сделана очень широкой и укреплена диагоналями. На подвесе V₁, имеется упор 12, а против него на вилке Г - пружина 13; микрометренный винт 14 на упоре 12, снабженный зажимным винтом 15, упираясь в пружину 13 на вилке ведущего устройства, заставляет его прижиматься с большей или меньшей силой к скользящему цилиндру. Для расположения оси ведущего ролика в вилке Г (фиг. 2 и 3) имеются вырезы L, L; ось ведущего ролика Е имеет острые концы; один из них упирается в упор 11 на вилке, а другой - в пружину 13. Таким образом, ролик Е вдоль оси не может скользить. Подвесы V₁, V₂ вращаются на шариковых подшипниках. Для скорейшего воздушного успокоения качаний подвеса V₁ и V₂ между ними вставлена перегородка Р (фиг. 2), а над нею помещается полукруглая перегородка 5, прикрепленная к кожуху прибора. Таким образом, при качаниях отвеса воздух может протекать лишь в щелях между отвесом М с его подвесами V₁, V₂ с перегородкой Р и кожухом Q с перегородкой 5.

Устройство, имеющее целью уменьшение скольжения цилиндра.

Ведущий ролик Е опирается на цилиндр C, расположенный на оси X, при чем при малых углах наклона пути, например, на рельсах железной дороги скорость скольжения W₁ цилиндра С вдоль оси будет очень мала. При крутых наклонах пути скорость скольжения W₁ может быть большой. Для уменьшения отношения скорости скольжения к скорости вращения и, следовательно, для уменьшения трения скольжения, можно при помощи привода от колес тележки быстро вращать ось X цилиндра С в обратную от его вращения сторону. Конструктивно, например, в ведущем устройстве эту передачу можно осуществить одновременно с передачей вращения ведущему ролику Е следующим образом (фиг. 3). К шестеренке оси 19 или (для другого масштаба) к шестеренке оси 42, связанной с шестеренкой оси 19 промежуточной шестеренкой 41, передается вращение от колес тележки. При помощи шестеренок Z₁, Z₂, Z₃, Z₄ это вращение передается оси X, а при помощи длинной оси 19, опирающейся на вилкообразный кронштейн 17, укрепленный на вилке Г, передается ведущему колесу Е. Кронштейн может вращаться на вилке Г вокруг геометрической оси У₁ У₂ подвесов; на оси 19 находится коническое колесо 16, связанное с коническим колесом 161, ось которого находится на геометрической оси У₁ У₂ и имеет на другом конце шестеренку α, которая связана с шестеренкой β на оси горизонтального червяка γ, который, в свою очередь, связан с шестеренкой δ, сидящей на оси ведущего ролика Е. При таком устройстве скольжения цилиндра С разложение его движения на вращение и скольжение можно производить следующим образом: с подшипником 31 цилиндра сочленена при помощи двух крючочков 32, 32 муфта 28 с укрепленным на ней кронштейном Σ с карандашным устройством. На другом конце оси X свободно вращается вилка 33, протыкающая основание цилиндра С (полого внутри) и свободно в него входящая. Вращение этой вилки системой, шестеренок 3₁, 3₂, 3₃, 3₄ передается второму цилиндру С¹ (в показанной конструкции нет цилиндров для сматывания и наматывания бумаги; цилиндр С¹ просто обернут в бумагу).

При ускорении хода тележки маятник прибора по инерции отклоняется на угол где - ускорение силы тяжести). Если при этом прибор прошел расстояние dx=υdt, то его карандаш показал ошибочное превышение пути: . Интегрируя, получают, что если прибор начал запись при скорости нуль и, затем, тележка дошла до скорости υ, то он ошибочно записал превышение пути: . Для исправления этой ошибки в приборе имеется центробежный регулятор (фиг. 3), показания которого, как известно, пропорциональны квадрату скорости вращения. Параллельно скольжению карандашного устройства Σ натянута нить 23, один конец которой закреплен на раме в месте 80, а другой связан с регулятором 20. Карандаш κ помещен на ползунке 29, ходящем в вырезе кронштейна Σ карандашного устройства и оттягиваемом пружинкой 30. На кронштейне Σ и на ползунке 29 имеется по ролику 27, 26; нить 23 обхватывает их, притягивая друг к другу. Карандашное устройство, независимо от нити, может передвигаться вдоль нее, но при натягивании ее регулятором карандаш будет передвигаться относительно кронштейна Σ и, при надлежаще выбранном масштабе показаний регулятора, именно, если его масштаб в два раза больше, чем масштаб отклонений цилиндра, ошибка ускорения будет исключена (палиспастное устройство заставляет карандаш отконяться на величины в два раза меньшие показаний регулятора). Центробежный регулятор простейшего типа расположен на оси 19. При укорачивании регулятора его подвижная муфта 21 притягивает пружину 22 (от силы которой зависит масштаб показаний регулятора). С пружиной 22 скреплена нить 23, перекидывающаяся до карандашного устройства по роликам 24, 25.

Теория показывает, что, если оглобли, тянущие тележку с прибором, не будучи направлены на их центр тяжести, то при в′езде на гору и при спуске с нее будет меняться распределение нагрузки на задние и передние колеса, что поведет к ошибке прибора, если шины тележки резиновые. Если на тележке прибор висит на штанге и поперечная ось тяжести прибора не пересекает линию точек опоры прибора, то при в′езде и спуске с горы, штанга сбудет искривляться, так как будет меняться распределение нагрузки на точки опоры; это опять даст ошибку. В показанном устройстве тележки и прибора эти две причины ошибок устраняются (фиг. 2 и 4), тем что от рамы R прибора отходят вниз два отростка 1, 1 с полукруглыми, вырезами на высоте поперечной оси тяжести прибора. На этих вырезах висит прибор на продольной оси 64 тележки. Для исключения подскакиваний прибора при толчках ось 64 зажимается снизу пружинами 2, 2 с винтами 3, 3. Для надевания прибора на ось 64, она делается развинчивающейся в части 70 на две части, а в кожухе прибора делаются для пропускания внутрь прибора оси 64 отверстия 4,4 (ось 64 располагается сейчас же под цилиндром С). По концам ось тележки загибается вниз к осям четырех колес. Для легкости ось 64 делается трубчатой. От поворотной точки передней оси 65 колес отходит вверх внутри оси 64 штанга 66; при посредстве перпендикулярного рычага 67 к штанге прикреплены оглобли 68, на такой высоте, что при езде их направление проходит, примерно, через центр О тяжести тележки и прибора. Для исключения возможности скольжения аппарата вдоль оси 64 на ней делаются два уступа 62, 63. Тележка делается на велосипедных колесах. Вращение прибору можно передать при помощи конического колеса 42, у кропленного на задней оси тележки, и связанного с ним колеса 43 на вертикальной оси 44, укрепленной на кронштейнах 81 и 82, второго конического колеса 45 на ней и колеса 46 на гибком или отклоняющемся шарнирно (при раскачиваниях аппарата на оси 64) валу 48, сочленяющемся по желанию с осями 19 или 42 (фиг. 3). На фиг. 5 изображен прибор для вагона. Кожух, демпферные перегородки для успокоения качаний, второй цилиндр, тележка - отсутствуют. Так как уклоны на железной дороге очень малы, нет надобности для увеличения относительной скорости вращения цилиндра С на оси X снабжать ее добавочным вращением. Рама без кожуха устанавливается в вагоне. От вертикальной оси 19 гибким или шарнирно отклоняющимся валом ξ, вертикальным червяком γ и связанной с ним шестеренкой δ вращение передается ведущему колесу Е. (Наклоны на ж. д. ничтожны и валу ξ почти не придется гнуться). Центробежный регулятор 20 с пружиной 21 удобно расположить вертикально на оси 19 на кронштейне S. Карандашное устройство описанного типа упрощено тем, что ролик 26 связан не с карандашом, а просто от него отходит нить κ, двигающая карандаш против бумаги. Ось 19 приводится во вращение от колес вагона.

1. Видоизменение указанного в п.п. 1, 2 и 3 патента №6742 прибора для автоматического нивеллирования, отличающееся, в случае установки прибора на велосипеде, применением укрепленной на руле велосипеда вилки К, несущей фрикционное колесо А и ряд сцепленных с ним зубчаток ш, щ, ц, ч, любая из осей , , которых может быть соединяема при помощи гибкой передачи ξ с роликом Е прибора.

2. Форма выполнения указанного в п. п. 1 и 2 патента №6742 прибора для автоматического нивеллирования, отличающаяся тем, что с целью успокоения колебаний отвеса М в кожухе Q, охватывающем отвес, устроена перегородка Р, прикрепленная к подвесам V и V₁, отвеса М, и расположенная над последней полуцилиндрическая перегородка 5, примыкающая к кожуху Q, а для поддержания ведущего ролика Е применена вилка Г, укрепленная пружинно на отвесе и снабженная твердым 11 и упругим 12 упорами для концов оси ведущего ролика Е.

3. В указанном в п.п. 1 и 2 приборе, с целью уменьшения трения скольжения цилиндра С по оси X, применение устройства, приводящего передачей от колеса тележки в быстрое вращение ось X в направлении, обратном вращению цилиндра С.

4. В указанном в п.п. 1-3 приборе, с целью исключения влияния на маятник ускорения, применение устройства, отличающегося тем, что оно состоит из центробежного регулятора 20, расположенного на оси 19 и имеющего муфту 21, соединенную с тросом 23, расположенным параллельно скольжению карандашного устройства, перекинутым через ролики 27 и 26 и закрепленным у рамы прибора в точке 80, из каковых роликов - ролик 26 установлен на ползунке 29, несущем карандаш κ, ходящем в вырезе кронштейна Σ и оттягиваемом пружинкой 30, а ролик 27 установлен на кронштейне Σ.

5. В указанном в п.п. 1-4 приборе применение отходящих от рамы R подвесов 1, 1, точки опоры которых лежат на линии, пересекающей, ось тяжести прибора, и которые служат для подвешивания прибора на продольной оси 64 тележки, геометрическое продолжение оглоблей 68 которой проходит через центр О тяжести тележки и прибора.