Способ стереоскопического измерения
Иллюстрации
Реферат
348865
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”
М. Кл. G 01с IjO6
Заявлено 31.111,1969 (¹ 1323452,18-10) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет 01.IV.1968, № WP 42с/131202, ГДР
Опубликовано 23.VIII.1972. Бюллетень ¹ 25
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 528.722.6 (088.8) Дата опубликования описания 19.IX.1972
Зигфрид Хессе (Германская Демократическая Республика) (-:, .: I>>,Д,";;1"-. I bAt
t г.,Ц l,IòÎ " .-сд
Автор изобретения и заявитель
СПОСОБ СТЕРЕОСКОП H× ÅÑÊOÃÎ ИЗМЕРЕНИЯ
10 мин — (f (50 мин — и
1 Л 10
1 1
Изобретение относится к способам стерсоскопического измерения с помощью системы наблюдения, в которой имеется по меньшей мере одна пространственная измерительная марка, причем определенное периодическое относительное движение между измерительной маркой и измеряемым объектом приводит к маятниковому движению между измерительной маркой и объектом в положении выравнивания.
Для стереоскопического измерения удаления от точек в натуре или на стереоскопическом фото применяются системы наблюдения, состоящие из двух телескопов или микроскопов. В плоскости изображения каждого телескопа или микроскопа находится марка или ее изображение. Обе марки каждой системы наблюдения сливаются при их рассмотрешш двумя глазами в одну измерительную марку, которая воспринимается объемно и может перемещаться. Для перемещения измерительной марки по глубине одну или обе марки перемещают перпендикулярно и оптической оси телескопа или микроскопа так, что происходит изменение параллактического угла, образованного лучами, идущими от цели.
Величину перемещения измерительной марки по глубине можно определить, например, с помощью тарпрованной шкалы с нанесенными делениями в единицах длины. При измеренин измерительная марка совмещается с пространственно воспринимаемым объектом.
Точность совмещения при стереоскопическом измерении зависит от разрешающей способности глаза по широте, которая составляет в среднем ЛК=10" (угловые секунды), а благодаря применению системы наблюдения с угловым увеличением Г точность повышается; зто повышение характеризуется частным
10 A ii
По предложенному способу, с целью повышения точности измерения, для частоты периодического относительного движения и амплитуды Л относительного движения задаются соответственно величины где Л1à — средняя разрешающая способность глаза по широте;
à — угловос увеличение системы наб25 людения.
Вопреки существующему до сих пор мненшо, что периодические колебания объекта по глубине в пределах среднего положения, соответствующего измеряемой глубине, сии;0 жают вооощс точность измерений, заявитель
348865 утверждает, что при определенных условиях колебаний точность повышается. При этом или измерительная марка перемещается относительно объекта, или объект (или его изображение) качается относительно измерительной марки (или ее изображения), наиболее подходящими для этого способа являются
ДW частота 1=30 1/мин и амплитуда А=2
С такими параметрами достигается точность, которая почти в два раза выше, чем при известных способах совмещения.
Преимуществом предложенного способа является еще и то, что остановка измерительной марки или объекта, или их оооих в мертвых точках относительного движения находится по времени в определенном соотношении с общим периодом движения. Длительность остановки составляет преимущественно /4 IIe1IHO é.
Для реализации способа применяется система наблюдения с парой окуляров, каждому из которых придан объектив. В плоскости изображения каждого объектива имеется по меньшей мере одна марка. Эта система наблюдения имеет на пути наблюдаемых лучей оптико-механические средства для достижения определенного периодического относительного движения. В смысле повышения точности измерения имеется преимущество, если качается измерительная марка. Для реализации относительного движения между маркой и удаленным объектом на пути наблюдаемых лучей помещается оптическое звено, осуществляющее определенное отклонение лучей. Если марка вводится в оптический путь отражением, то оптическое звено помещается перед отражателем. Вместо одной марки в плоскости изображения объективов наблюдательной системы можно предусмотреть две марки, которые при стереоскопическом наблюдении кажутся двумя измерительными марками и имеют расстояние по глубине друг от друга, равное двойной амплитуде относительного перемещения.
Способ делает возможным значительное увеличение стереоскопической точности измерения или (при равных точностях) позволяет уменьшать требуемые оптические и/или механические параметры наблюдательного прибора.
На фиг. 1 показана стереоскопическая система наблюдения, вид в плане с частичными разрезами; на фиг. 2 — приспособление для выработки относительного движения между измерительной маркой и объектом; на фиг. 3 — другое приспособление для выработки относительного движения; на фиг. 4— носитель марок.
Стереоскопическая система наблюдения имеет корпус 1 и разделена на две одинаковые части с оптическими осями Π— О и 0 —
О из которых на фиг. 1 видна только одна, содержащая объектив 2, две пентапризмы 8 и 4, для Г1реломления оптической оси и окуляр 5. Точно так же построена невидимая на чертеже оптическая система с осью О> — О .
В плоскостях изображения окуляров на прозрачных носителях б и 7 расположены две марки 8 и 9, которые при стереоскопическом наблюдении смешиваются в одну пространственную марку. Носитель 7 защищен направляющей 10 от кручения и концом укреплен на валу 11, который помещен в опоре 12, опирается на корпус 1 и снабжен на другом конце резьбой 18. С резьбой 18 находится в зацеплении защищенная от аксиальных смещений, опирающаяся на корпус 1 и проходящая через него гайка 14, которая своим концом, выведенным через корпус наружу, жестко соединена с поворотной головкой 15.
Последняя на своей внешней поверхности имеет деления 1б, перемещающиеся при вращении поворотной головки 15 относительно индекса 17.
Перед объективом 2 расположена поворотная пара клиньев 18, 19, которая может качаться. Плоскопараллельная прозрачная пластина 20 прикрывает отверстие 21 корпуса.
Мотор 22 приводится через два шкива 28 и
24, ремень 25, шатун 2б, коромысло 27 и два поворачивающихся в противоположных направлениях вала 28 и 29 к противоположно направленным качаниям поворотных клиньев
18 и 19. Шкив 24, так же как и валы 28, 29 опираются на корпус 1.
Объектив 2 левой части стереоскопической системы наблюдения собирает поступающий через отверстие 21 пучок световых лучей в плоскости марки 8. Точно так же в правой части стереоскопической системы наблюдения входящий световой пучок собирается в плоскости марки 9. При наблюдении через окуляры 5 и 80 обе марки 8 и 9 смешиваются в измерительную марку, которая находится на определенном месте в пространстве. Пространственное положение этой марки изменяется по глубине при вращении головки 15 и, следовательно, смещении носителя 7 с маркой 9 перпендикулярно оптической оси Π—
О в направляющих 10.
Качающиеся относительно друг друга клинья 18 и 19 юстируются так, что они в изображенном нулевом положении действуют как плоскопараллельная пластина и не вызывают отклонения лучей от цели. При качании клиньев 18 и 19 относительно друг друга пучок световых лучей, входящий в отверстие
21, отклоняется в соответствии с действием поворотных клиньев только в плоскости, которая на фиг. 1 расположена параллельно плоскости чертежа.
Таким образом, имеет место смещение в сторону не представленного на чертеже изо. бражения объектива в плоскости измерительной марки 8. Вследствие постоянного привода мотора 22 изображение объекта принимает маятниковое движение, которое при стереоскопическом наблюдении происходит по
Зо
З5
348865 глубине, перпендикулярно плоскости, содержащей отверстие 21. Вращением головки 15 пространственная измерительная марка устанавливается на центр тяжести маятникового движения стереоскопического изображения объекта. Установка измерительной марки на центр тяжести маятникового движения может быть проведена с большой надежностью.
Для стереоскопического измерения выгодно, если маятниковое относительное движение между измерительной маркой и объектом происходит только тогда, когда они почти совмещены, то есть когда грубое измерение совмещается с точным.
Приспособление для генерации относительного движения (см. фиг. 2) содержит зубчатые ободья 31 и 82, в которые вставлены поворотные клинья 18, 19. С зубчатыми ободьями входят в зацепление две малые шестерни
83 и 84 с параллельно расположенными осями.
Шестерня 88 имеет подшипники 85 и 86. Щуп
87 жестко соединен с малой шестерней 88 и под действием пружины 88, укрепленной одной стороной на этом щупе, а другой на корпусе 1, находится в постоянном соприкосновении с кулачком 89. На одной оси 40 с кулачком жестко заклинен шкив 41, приводимый в движение ремнем 42 от второго шкива 48, который сидит на валу 44 электромотора 45.
Электромотор 45 через шкивы 48 и 41 и ремень 42 приводит в равномерное вращение кулачок 89. Кулачок выполнен так, что щуп
87, если он, как показано на фиг. 2, движется по плоскости или приблизительно плоской боковой поверхности, при вращении кулачка не испытывает или почти не испытывает качания. Только когда щуп 87 находится на круглой части боковой стороны вращающегося кулачка, он производит колебательное движение, которое передается на малую шестерню 88, зубчатый обод 81 и клин 18 с одной стороны и через малую шестерню 88 на находящуюся с ней в зацеплении малую шестерню 84, зубчатый обод 82 и клин 19 с другой стороны с противоположным вращением.
Вместо ремня и шкивов могут найти применение и зубчатые передачи.
На фиг. 3 оправа 46 пластины 47 подвешена на жесткой приборной оси 48. Пластина
47 может быть выполнена или как клин с отклонением лучей, или как носитель марок.
Оправа 46 снабжена буферами 49 и 50, с помощью которых она может качаться между двумя жесткими упорами 51 и 52. На нижней торцовой плоскости оправа 46 снабжена углублением 58, в которое входит под действием пружины 54 скользящий по направляющей 55 штифт 56, и таким образом точно фиксируется нулевое положение оправы 46.
С обеих сторон штифта 56 находятся вблизи упоров 51 и 52 два электромагнита 57 и 58, катушки которых 59 и 60 включены в электрические цепи 61 и 62. Электрические цепи могут с помощью ключей 68 и 64 замыкаться
65 или разрываться. Кроме того с обеих сторон на штифт 56 опираются два двухплечсвых коромысла 65 и бб, качающиеся вокруг перпендикулярных плоскости чертежа осей 67 и 68. Обращенные друг к другу концы двойных коромысел 65 и бб подводятся между штифтов 69 и 70 к обеим сторонам штифта
56. На других концах, двойных коромысел укреплены пластины 71 и 72.
Если цепь 61 с помощью ключа 68 замкнута, то в катушке 59 протекает электрический ток, электромапшт 57 создает магнитное поле и притягивает пластину 71. При этом коромысло 65 поворачивается вокруг осп 67, штифт 56 через штифт 70, преодолевая сопротивление пружины 54, выжимается из углубления 58, и оправа 46 притягивается буфером
49 к упору 51. В этом положении оправа 46 остается около /4 периода маятникового движения и через, пластину 47 осуществляет изменение napaллактического угла на величину около 2ЛР относительно нулевого положения. После этого ключ 68 разрывается, а ключ 64 замыкается. Вследствие этого электромагнит 57,прекращает свое действие, оправа может вернуться в нулевое положение, и пластина 71 отпадает от электромагнита57.
Одновременно оправа 46 с помощью электромагнита 58 притягивается своим буфером
50 .к упору 52,,пластина 72 притягивается, так что вместо коромысла 65 коромысло бб своим концом, расположенным за штифтом
56, выжимает последний вниз через штифт 70.
В этом положении оправка 46 снова задерживается около /4 периода, и осуществляется через пластину 47 изменение napaллактического угла на величину около 2Л1Г относительно нулевого положения, пока в токовой цепи 62 ключ 64 не разорвется, а в токовой цепи 61,ключ 63 замкнется, так что пластина
71 и оправа 46 снова притягиваются электромагнитом 57. Таким образом, маятниковое движение оправки 46 повторяется по описанному способу.
Пластина 47 может быть выполнена в виде простого клина. В этом случае при качании оправки 46 вокруг оси 48 кроме бокового смещения появляются горизонтальные смещения линии визирования. Соответствующим подбором клина и маятникового движения можно, однако, сделать горизонтальные колебания линии визирования настолько малыми, что они при измерении не ощущаются.
Попеременные замыкания и размыкания ключей 68 и 64 могут происходить автоматически.
Фиг. 4 представляет собой пластину 47 гвиде носителя двух находящихся на определенном расстоянии друг от друга марок 78 и 74. Этот носитель располагается в фокальной плоскости окуляра со стороны объекта, также как носитель 6. Такой же с учетом .параллакса между метками носитель располагается в фокальной плоскости со стороны объекта окуляра 80. При стереоскопическом наблюдении наблюдаются две измеритель348865
4иг!
Составитель
В. Соломатов
Редактор В. Левятов
Техред Л. Богданова
Корректор Е. Усова
Типография, пр. Сапунова, 2 ных метки, пространственно смещенные друг относительно друга на величину,,представляющую собой целое кратное широтной разрешающей способности ЛЖ .
Предмет изобретения
Способ стереоскопического измерения с помощью колеблющейся марки, совершающей периодическое колебательное движение вдоль визирной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение производят двумя синхронно колеблющимися марками, расстояние между которыми выбираю1 равным амплитуде А относительного движения в пределах
1 А- 10 с частотой колебаний
10 мин — (f (50 лин-, где ЛФ вЂ” средняя разрешающая способность
10 глаза по широте; à — угловое увеличение системы, а измерения производят в момент изменения направления движения.
Заказ 2894/6
Изд. № 1264 Тираж 406
Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретешш и открытий при Совете
Министров СССР
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5