Теодолит Советский патент 1981 года по МПК G01C1/00 

Изобретение относится к измерительной геодезической технике и пред назначено для измерения и непосредственного отсчитывания синусов и косинусов дирекционных углов и углов треугольников, а также тангенсов и косинусов углов наклона. Известны теодолиты с равномерными градусными делениями лимбов и микроскопным приспособлением для отсчитывания десятичных долей лимбовых делений, позволяющие измерять, направ ления и углы с высокой точностью llj Вместе с тем эти теодолиты позволяют получать результаты измерений только в градусно-минутно-секундной мере, в то время как искомые приращения координат, ради которых проводятся измерения., необходимо иметь в метрической мере. Наиболее близким техническим реше нием является теодолит для измерения и непосредственного отсчитывания тан генсов углов наклона по вертикальном кругу с помощью тангенциальной шкалы Невысокая точность прибора не дае возможности использовать его на точных работах и тем самым ограничивает область применения. Цель изобретения - измерение и непосредственное считывание значений синуса и косинуса дирекционных углов и углов треугольников, а также тангенсов и косинусов углов наклона. Поставленная цель достигается тем, что горизонтальный и вертикальный круги снабжены функциональным лимбом, алидадная ось снабжена жестко прикрепленной по диаметру направляющей с двумя принудительно передвигающимися шкаловыми линейками, свободно подвешенными начальными концами с помощью скользящих марок на ребро лимба и соединенными между собой пружинами, а в качестве начального индекса введен центр алидадной оси. На фиг. 1 схематично изображен горизонтальный круг прибора с внешней рабочей поверхностью лимба, общий вид; на фиг. 2 - поле зрения отсчетного щкалового микроскопа; на фиг. 3 - поле зрения отсчетного микроскопа в визуальным отсчитыванием; на фиг. 4 - вертикгшьный круг, общий вид; на фиг. 5 - поле зрения отсчетного шкалового микроскопа для вертикального круга.

Теодолит состоит из круга 1 с функциональным лимбом 2, алидадного круга 3 с осью (не показана), направляющей рамки 4, жестко скрепленной с алидадной осью, шкаловой линейки 5 синуса (косинуса) с маркой 6, шкаловой линейки 7 косинуса синуса) с маркой 8, пружин 9 и 10, отличительной полосы 11, шнура 12, прикрепленного одним концом к линейке синуса (косинуса), другим концом через ролики 13 и 14 соединенного с зажимным винтом, шнура 15, перекинутого через ролики 16 и 17 и прикрепленного одним концом к линейке косинуса (синуса), другим - к зажимному винту 18, знаков + и - на полосе лимба в поле зренИя отсчета, шкалы микроскопа, имеющей оцифровку с различными началами, синхронно совмещенной в одной оптической плоскости со штрихами и синусной и косинусной оцифровкой 19 и 20 шкаловых линеек. На фиг. 3 в поле зрения микроскопа визуального отсчитывания показан индекс отсчитывания и часть шкал шкаловых линеек.

Вертикальный круг 21 теодолита состоит из функционального лимба 22, алидады 23, направляющей 24, шкалово тангенсовой линейки 25 с маркой 26, шкаловой косинусной линейки 27 с маркой 28, пружин 20 и 30, шнуров 31 и 32, роликов 33, 34, 35 и 36, зажимного алидадного винта 37, оцифровки 38 и 39 тангенса и косинуса;

Один полукруг в поле зрения отсчета имеет отличительный знак, например, окраску (отличительное полукольцо ).

В поле зрения отсчета нанесены пары знаков + и - в соответствии с четвертями круга для определения знаков функций по кругу.

Для получения значений синуса и косинуса по одному индексу за начало отсчета принят центр алидадной оси и лимба или проецируемый на него начальный индекс отсчетного микроскопа.

У теодолитов с микроскопами-микрометрами и визуальным отсчитыванием на направляющей прикреплено стекло с прочерченным напротив центра алида ной оси штрихом.

у теодолитов с шкаловым микроскопом шкал микроскопа имеет двойную оцифровку: одна (например, с левой стороны) - от нуля до 10, а другая, наоборот: от 10 до нуля, при этом у шкаловой линейки, на которую проецируется обратная оцифровка шкалы микроскопа, оцифровка сдвинута на одно деление (на величину шкалы микроскопа ) в сторону от марки.

Рабочая поверхность ребра функциональных полукругов может находиться |С внешней стороны и с внутренней для надежного соприкосновения марок

шкаловых линеек с этой поверхностью в первом случае шкалов ле линейки содинены друг с другом центростремитеными пружинами, а во время случая (рабочая поверхность находится с внутренней стороны ) - центробежными пружинами.

Изображение расположенных у центра делений шкал передается в поле зрения микроскопа системой призм и линз. Подсветка может подаваться, и снизу через трубчатую ось прибора (центрирование в этом случае осуществляют с помощью отсчетного микроскопа ).

Для исключения изнашивания рабочей поверхности функционального лимба и марок и исключения тем самым ухудшения точности прибора, теодолит снабжен приспособлением из двух шнуров, соединенных каждый одним концом с поступательно движущейся частью головки зажимного винта, а другим концом - с соответствующей шкаловой линейкой, что обеспечивает при ослаблении винта выключение марок из соприкосновения с лимбом, а при зажиме винта соединение их с рабочей поверхностью круга.

Устройство работает следующим образом.

При повороте алидадной оси (ьо время визирования) поворачивается направляющая рамка 4 (фиг. 1), увлекая по ребру лимба 2 марки 6 и 8, а с ними передвигак)тся вдоль рамки шкаловые линейки 5 и 7, указывая значения синуса и косинуса напротив центра алидадной оси и лимба, при этом значение синуса (косинуса) будет показывать левая линейка, а значение косинуса (синуса) -. правая линейка, если в поле зрения отсчета будет видна отличительная полоса полукруга, если же отличительной полосы не будет, то функции меняются метами и левая линейка указывает значение косинуса (синуса), а правая синуса (косинуса).

Например, на фиг. 2, которая связана; с фиг. 1, отсчет будет: синус (косинус) +0,50000, косинус (синус) 0,86600, если же в поле зрения микроскопа при тех же значениях не будет отличительной полосы, то синус (косинус) будет +0,86600, а косинус (синус ) +0,50000.

При визуальном отсчитывании. значения функций снимают по индексу на фиг. 3 значения функций будут. синус (косинус) +0,50000 и косинус (синус) +0,8660.

Отсчет по вертикальному кругу снимают таким же образом.

В теодолите с микроскопом-микрометром отсчет снимают со шкаловых линеек и со шкалы микрометра с точностью до шести и более знаков, при этом с помощью микрометренного винта совмещают с неподвижным индексом поочередно со снятием отсчета штрих линейки синуса (косинуса).

Для измерения и получения значений синуса и косинуса дирекционного угла теодолит ориентируют по известному направлению (исходному, начальному или измеренному на предыдущей стадии ). Ориентирование можно выполнять и гирокомпасом, в сочетании с . которым предлагаемыЯ прибор представляет собой новый вид гидрогеодолита.

При ослаблении винта 18 (поворот против хода часовой стрелки) шнур 12 синусной (косинусной) линейки 5 будет увлекаться головкой винта по рюликам 13 и 14 и тянуть за собой шкаловую линейку до упора, выводя марку из соприкосновения с лимбом, в это же время шнур 15 косинусной (синусной) линейки 7 будет увлекат.ься головкой винта по роликам 16 и 17 и тянуть за собой линейку до упора, освобождая ее марку от соприкосновения с лимбом, после этого алидада может свободно поворачиваться без помех со стороны линеек, при зажиме винта марки вновь соприкасаются с рабочей поверхностью.

Теодолит позволяет исключить использование таблиц, перевести измеряемые угловые величины на десятичную систему исчесления.

12

Формула изобретения

Теодолит, содержащий горизонтальный круг с алидадной осью и начальным индексом отсчета, вертикальный круг с алидадной осью и начальньм индексом отсчета и отсчетное приспособление, например, отсчетный микроскоп, отличающийся тем, что, с целью измерения и непосредственного считывания значений

0 синуса и косинуса дирекционных углов и углов треугольников, а также тангенсов и косинусов углов наклона, горизонтальный и вертикальный круги снабжены функциональным лимбом, али5 дадная ось снабжена жестко прикрепленной по диаметру направляющей с двумя принудительно передвигающимися шкаловами линейками, свободно подвешенными начальными концами с помощью

0 скользящих марок на ребро лимба и соединенными между собой пружинами, а в качестве начального индекса введен центр алидадной оси,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1; Справочник геодезиста. М., Недра, 1975, с. 785-790.

2. Справочник. Геодезические, фотограмметрические инструменты, полиграфическое и множительное обо0рудование. Часть 1, Геодезические инструменты. М-., 1976, с. 43 (прототип) .

8

18

Фиг.1

-10

54

2/

51

9

(иг36

22

23

52

je