Дальномер
Иллюстрации
Реферат
ДАЛЬНОМЕР, содержащий два идентичных оптических канала, включающих объективы, отражатели, блок совмещения, излучатель, установленный с возможностью перемещения, отсчетное устройство, градуированное , по дальности, отличаю, щийс я тем, что, с целью повышения точности измерений путем стабилизации параллактического угла, блок совмещения выполнен в каждом канале в виде полупентапризм, которые установлены на оптической оси за объективами и отражателями, отражающие Поверхности которых расположены под углом 45° к оптической оси, причем отражатели размещены перед объективами , точки фокусов которых совмещены на продольной оси дальномера и, кроме того, фокусные расстояния равны половине его базы, а излучатель установлен на отсчетном устройстве с возможностью перемещения по продольной оси.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1117446 A
)(5g 0 01 С 3/10
1 г
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ "
К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3622981/24-10 (22) 14.06.83 (46) 07.10 ° 84. Бюл. Р 37 (72) И.A.Ãðåéì и H.A.Ïðîøèí (71)Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 528.514 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР
Р 439085, кл. 0 01 С 3/10, 18 ° 03.60.
2 ° Авторское свидетельство СССР
Р 142038, кл. 0 01 С 3/02, 23.01.61 (прототип). (54)(57) ДАЛЬНОМЕР, содержащий два идентичных оптических канала, включающих объективы, отражатели, блок совмещения, излучатель, установленный с возможностью перемещения, от. счетное устройство, градуированное по дальности, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьыения точности измерений путем стабилизации параллактического угла, блок совмещения выполнен в каждом канале
s виде полупентапрнзм, которые установлены на оптической оси за объективами и отражателями, отражающие поверхности которых расположены под углом 45 к оптической оси, причем отражатели размещены перед объективами, точки фокусов которых совмещены на продольной оси дальномера и, кроме того, фокусные расстояния равны половине его базы, а излучатель установлен на отсчетном устройстве Е с возможностью перемещения по продольной оси °
Изобретение относится к устройствам для бесконтактного измерения расстояний и может быть использовано лри инженерно-геодезических и маркшейдерских работах.
Известны светопроекционные дальномеры с базой н приборе, содержацие два идентичных оптических канала, включающих объективы, окуляр, отражатели, поворотную плоскопараллельную пластину, излучатель f17.
Недостатками известных снетопро10 екционных дальномеров является сложкость конструкции, высокие требования к изготовлению и юстировке оптическ*х элементов.
Наиболее близким к предлагаемому по технической суцности и достигаемому результату является снетопроекционный дальномер с базой в приборе ких системы, каждая из которых содержит объектив, оптические клинья, . двойное отражающее зеркало, излучатель с прямолинейной нитью накала, установленный с воэможностью перемещения н приборе, отсчетное устройство, градуированное по дальности. Фо-, кусировка изображения и изменение параллактического угла в дальномере производится барабаном отсчетного устройства (2 7.
Недостатком известного дальномера является невысокая точность измерений иэ-эа нестабильности параллактического угла, являющейся следстни- 35 ем одновременного перемещения нескольких оптических элементов в момент измерений (двух объективов и двух двойных отражаюцих зеркал ).
Цель изобретения — устранение укаэанных недостатков, а именно повышение точности измерений путем стабилизации параллактического угла.
Поставленная цель достигается тем, что в дальномере, содержащем дна идентичных оптических канала, включающих объективы, отражатели, блок совмещения, излучатель, установленный с возможностью перемещения, отсчетное устройство, градуированное по дальности, блок совмещения выполнен в каждом канале н ниде полупентапризм, которые установлены на оптической оси за объективами и отражателями, отражаюцие поверхности которых расположены под углом 45 к оптической оси, причем отражатели размещены перед объективами, точки фокусов которых совмещены на продольной оси дальномера и, 60 кроме того, фокусные расстояния равны половине его базы, а излучатель установлен на отсчетном устройстве с возможностью перемецения по продольной оси. 65 и переменным параллактическим углом, включающий две идентичных оптичес- 20
На фиг.1 представлена оптическая схема дальномера; на фиг.2 развертка оптической системы одного иэ оптических каналов.
Дальномер состоит иэ корпуса 1, н котором симметрично относительно продольной оси FA дальномера расположены два оптических канала. В каждом иэ каналов устанонлены: отражатель 2 (2 ), выполненный в виде прямоугольной призмы, отражающая гипотенузная грань которой расположена под углом 45 к продольной оси, объектив 3 (3 ) и полупентаприэма 4 (4 ), установленная так, что опти- ческая ось канала составляет угол
45 с продольной осью дальномера.
Точки фокусов F объективов 3 (3 ) совмещены на продольной оси, а фокусные расстояния 0 ранны половине базы 0 С дальномера. На продольной оси установлен излучатель 5 (например, типа ОП2,4-1,1) н патроне 6.
Излучатель 5 имеет воэможность перемецения по продольной оси по направляющей 7 с помощью винта, связанного с барабаном 8 отсчетного устройства. Положение излучателя на оси фиксируется по показаниям шкалы барабана 8 относительно индекса 9.
Устройство работает следуюцим образом.
Световой поток от излучателя 5 отражается от граней полупентапризм. !
4 и 4 направляется н объективы 3 и 3, которые после отражения в концевых отражателях 2 и 2 . формируют изображение светящейся нити излучателя на понерхкости до которой измеряется расстояние.
Перемещением излучателя по продольной оси дальномера добиваются совмещения изображений ее нити, полученных и обоих оптических каналах, на поверхности ц, после этого снимают показание по шкале барабана 8 отсчетного устройства, градуированной по дальности.
Наблюдение за совмецением и фокусированием изображений нити можно нести невооруженным глазом, а также с помощью зрительной трубы или бинокля.
Так как оптические каналы симметричны относительно продольной оси дальномера, то достаточно рассмотреть один иэ них, например левый.
Принципиальная схема построения дальномера поясняется на фиг.2, где пунктиром показаны развертки концевой прямоугольной призмы 1, объектива 2 и полупентаприэмы 3, соответственно обозначенные 1р, 2р, 3р. Лучи, идуцие параллельно оптической оси объектива 2р н развертке, и линия симметрии дальномера AC пересекутся н его заднем Ьокусе FF . Сле-! довательно, линия A С, проходящая че1117446 рез задний фокус объектива F и точ-.
P ку С, образованную пересечением главной плоскости объектива 2р с линией симметрии дальномера, является сопряженной с линией AC изображение точек, расположенных на линии AC от точки A до бесконечности, будут лежать на отрезке А F ..
Ввиду симметричности схемы двойное расстояние между узловой точкой 0 объектива 2р и точкой С является базой дальномера В. Так как фокусные расстояния объективов приняты равными половине базы, т.е.
0 F =0 С, то угол p, образованный линиями AC и A С, равен 45
Концевая прямоугольная призма 1 расположена таким образом что ее отражающая поверхность перпендикулярна линии A Ã, поэтому направление,отрезка А после его иэобраP жения в призме не поворачивается,и после объектива 2 (.бев развертки) и полупентаприэмы 3 займет положение
A у " на продолжении линии АС (отрезок A F "" ), чем доказывается взаимная определенность линии симметрии AC и линии ее изображения
A C. Это происходит вследствие того, что прямоугольная призма имеет одну отражающую поверхность и, следовательно, как плоское зеркало имеет свойство поворота пространства на угол и вокруг нормали и инверсию, Полупентапризма 3 (возвращаясь к ее неразвернутому виду) повернет отрезок A" F на угол 45, при этом его изображение А " F " совместитоя с линией симметрии дальномера АС, так как полупентаприэма может быть представлена угловым зеркалом с угловым базисом равным 6 = 22 30 поворачивающим пространство вокруг ребра (фиг,2, точка С) на угол равный 2 6 в направлении от первой отражающей поверхности к второй. Если же проектировать отрезок А" F" в обратной последовательности, т.е. через неразвернутые полупентапризму 3, объектив 2 и прямоугольную концевую призму 1, то получим сле. дующее: полупентаприэма повернет отрезок А " F" на угол 45 вокруг точки С в направлении от первой отражающей поверхности к второй по направлению хода лучей и совместит его с отрезком A" F", объектив 2 по-. строит изображение отрезка А"F" по прямой А„ до бесконечности в направлении, перпендикулярном к линии симметрии дальномера, призма 1 по50
55 ку для другого канала, что объясняется симметричностью оптических ветвей.
Испытания действующего макета показали, что точность измерения повысилась по сравнению с известным устройством в 1,4 раза.
Изобретение наиболее перспективно использовать в инженерной геодезии и маркшейдерском деле для измерения коротких линий.
45 вернет прямую А, на угол 6 и совместит точку А, с точкой A.
Таким образом, мы получим преобразованную оптическую схему дальномера, состоящую из раэверток призмы 1 в виде кубика 1 и 1р объектива 2р и полупентапризьы Зр, полностью эквивалентную исходной оптической схеме.
В преобраэованной схеме дальномера все расстояния по линии симметрии прибора от точки А до бесконечности будут изображаться вдоль отрезка прямой А
Таким образом, любой точке, расположенной на линии АС (от то ки А до бесконечности) соответствует сопряженная точка на отрезке A" " линии симметрии дальномера, и, следовательно, любому положению нити на отрезке А " F в пространстве предметов будет соответствовать ее изображенное на линии AC в пространстве изображений. Поэтому, для измерения расстояний достаточно сместить лампу накаливания вдоль прямой AC до получения совмещения двух изображений ее прямолинейной нити накала, полученных от двух ветвей дальномера, и измерить расстояние
A" F, причем одновременно и синхронно с совмещением происходит и фокусирование иэображений, что повышает точность измерения.
Технико.-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении точности измерений в режиме проектирования благодаря стабильности параллактического угла, так как все оптические элементы установлены неподвижно, а единственным перемещаемым элементом является светящаяся прямолинейная нить лампы накаливания, причем сдвиги и повороть нити лампы для одного из оптических каналов, вызванные погрешностью изготовления направляющих, полностью компенсируются теми же сдвигами и поворотами этой нити, являющимися равными по абсолютной величине и противоположными по зна1117446
Составитель C.×åêàëèí
Редактор Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор О.Тигор.
Заказ 7182/24 Тираж 586 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4