Компенсатор для центриров с самоустанавливающейся линией визирования Советский патент 1982 года по МПК G01C5/02 

(5) КОМПЕНСАТОР ДЛЯ ЦЕНТРИРОВ С САМОУСТАНАВЛИВАЮЩЕЙСЯ ЛИННЕЙ ВИЗИРОВАНИЯ

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в маркшейдерско-геодезических приборах, например в центрирах и нив елирах с самоустанавливающейся линией визирования. Известен компенсатор, содержащий металлические нити, на которых подвешен оптический элемент в виде линзы. Длина нитей при этом равна фокусному расстоянию линзы или объектива зрительной трубы tU . Основным недостатком этого устрой ства следует считать значительные габариты прибора вследствие больиюй дли ны нитей. Уменьшение Длины нитей онижает точность работы устройства, так как вызывает необхрдим(5сть использоваНИИ коротко({юкусных линз и объектиЕнэа Кроме того, известны компенсаторы, у которых оптический элемент укреплен на-статическом маятнике. Такие компенсаторы могут устанавливаться в параллельном пучке лучей, перед объективом зрительной трубы 2. Оптическим элементом устройства служит плоское зеркало. При использовании маятникового датчика внутри зрительной трубы нивелира в качестве оптического элемента используется оборачиваюи4ая линзовая система. Компенсаторы с подвеской оптического элемента на статическом маятнике имеют небольшие габариты, но не могут непосредственно использоваться в геодезических центрирах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является компенсатор, содержащий корпус, нижний компонент оптического элемента и подвешенный на нитях верхний компонент оптического элемента. Известное устройство позволяет стабилизировать лучи с высокой точностью при малых габаритах прибора 2. Однако, как показали исследования, деформирование колебаний оптического элемента такого компенсатора затруднительно вследствие большой массы подве3922 .шенных деталей. Это ухудшает эксплуатационные характеристики прибора, в котором применяется такое устройство, особенно при работе на промежуточных горизонтах высотных сооружений. Цель изобретения - создание такого компенсатора для оптических приборов, который обеспечивал бы надежное демпфирование при малых габаритах устройства. Эта цель достигается тем, что в известном центрире с самоустанавливающейся линией визирования, содержащем корпус, нижний компонент оптиче ского элемента и подвешенный на нитях верхний компонент оптического элемента, нижний компонент оптического элемента выполнен подвижным и укреплен на рычаге статического маятника, расположенного ниже оптического элемента Для стабилизации лучей, направленных в зенит, верхний компонент оптического элемента выполнен в виде отрицательной линзы, а нижний компонент выполнен-в виде положительной линзы, причем длина рычага статического маятника удовлетворяет соотношению - а- fg- Вf, где S - длина рычага статического маятника;В - длина нитей; f, - фокусное расстояние отрицательной линзы; fл - фокусное расстояние положительной линзы. На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принцип стабилизации лучей при наклоне корпуса устройства на малый угол. Компенсатор для оптических приборов содержит корпус 1, нити 2, верхний компонент оптического элемента 3, нижний компонент оптического элемента , рычаг статического маятника 5 с центром тяжести 6. Верхний компонент оптического элемента 3 подвешен на нитях 2 к корпусу 1, а нижний компонент оптического элемента укреплен на рычаге статического маятника 5. Статический маятник имеет центр вращения в точке С, а его центр тяжести находится ниже точки вращения. Если в качестве верхнего компонент оптического элемента используется отрицательная линза, а в качестве нижнего компонента - положительная линза, то оптический элемент устанавливается над объективом 7 зрительной трубы геодезического центрира. В этом случае будет стабилизироваться визирный луч, направленный в зенит. При наклоне корпуса компенсатора на небольшой угол g (фиг. 2) оптический центр 0 отрицательной линзы 3, подвешенной на нитях, отклонится от оптической оси зрительной трубы в сторону наклона на величину Д.,, где U - длина нитей. Оптический цент 0, положительной линзы 4 рычагом статического маятника 5 отклонится в противоположную сторону на величину Д,5-€, где S - длина рычага статического маятника. При прохождении визирного луча через отрицательную линзу, его угловое отклонение составит -1 t л где f - фокусное расстояние отрицательной линзы. Положительной линзой k визирный луч отклонится на угол 1Г где fi2 фокусное расстояние положительной линзы. Компенсатор устанавливается в параллельном пучке лучей перед объективом зрительной трубы, поэтому он должен удовлетворять условию Е E.V4Подставляя в последнюю формулу предыдущие выражения, получим 1 Ч Или иначе условие работы компенсатора может быть выражено как S - - t-fg Для того, чтобы компенсатор удовлетворял условию телескопичности, в его систему должна быть введена неподвижная линза, имеющая такую же оптическую силу, как и компенсатор, но с противоположным знаком.

Совмещение в одном компенсаторе двух подвижных компонентов оптического элемента с индивидуальными датчиками смещений в виде подвески на нитях и статического маятника позволяет использовать более длиннофокусные линзы при небольших размерах датчиков, что повышает точность работы устройства. Уменьшение длины нитей подвески создает благоприятные условия для демпфирования колебаний оптического элемента, причем в компенсаторе возможно раздельное демпфирование верхнего и нижнего компонентов оптического элемента.

Преимуществом от внедрения устройства является улучшение демпфирования колебаний оптического элемента при ма лых габаритах устройства. Это позволяет создать надежные компактные приборы с самоустанавливающейся линией визирования, например центриры и нивелиры.Формула изобретения

1- fl - fg- В

S . f.

где S - длина рычага статического мятника;

В - длина нитей;

f - фокусное расстояние отрицательной линзы;

ffl - фокусное расстояние положительной линзы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 310.

2.Авторское свидетельство СССР № 270266, кл. G 01 С 9/08 от 03.01.69.