Топографический нивелир
Иллюстрации
Реферат
ойооиззн зе T H o -т 8 и;-> t", ч о матер @1Циота щ М
О П И С А Н И Е <>483574
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Свита Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.01.73 (21) 1874510/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Опубликовано 05.09.75. Бюллетень ¹ 33
Дата опубликования описания 05.04.76 (51) М. Кл. 6 01с 5/00
G 01с 3/30
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 528.541 (088.8) (72) Автор изобретения
Н А Васильев (71) Заявитель
Ростовский инженерно-строительный институт (54) ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР
Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано при крупномасштабных топографических съемках местности, а также при изысканиях различных инженерных сооружений.
Известен нивелир, содержащий зрительную трубу, перед объективом которой установлена прямоугольная призма, соединенная с микрометренным винтом. Однако с помощью этого нивелира можно измерять лишь уклоны.
Предлагаемый нивелир отличается тем, что перед объективом зрительной трубы установлен на горизонтальной оси призменный блок, выполненный в виде двух жестко связанных прямоугольных призм, развернутых друг относительно друга в плоскости главного сечения на угол примерно равный 17 10"5. Горизонтальная ось призменного блока соединена через рычажную пару с гайкой микрометренного винта, служащего для наклона призменпого блока в вертикальной плоскости на заданный угол. Это позволяет определять превышения и горизонтальные расстояния при визировании наклонным лучом методом двойного изображения.
На фиг. 1 изображен нивелир, низменная часть; на фиг. 2 — схема производства измерений.
Топографический нивелир состоит из трубы 1 (фиг. 1), имеющей возможность поворачиваться вокруг своей геометрической оси на
180, подставки, подъемных винтов, уровней
5 и лимба (на чертеже не показаны).
К трубе нивелира, перпендикулярно к ее визирной оси в вертикальном направлении, прикреплен микрометренный винт 2 с оцифрованным барабаном. На винте 2 укреплена гай10 ка 8 с возможностью перемещения вдоль оси микровинта при его вращении. На гайке 2 имеется круглый выступ, в который упирается рычаг 4, закрепленный на оси 5. На рычаге
4 находится круглый выступ б, в который упи15 рается рычаг 7, прикрепленный к двум прямоугольным призмам 8 и 9, жестко соединенным между собою под определенным углом, например 17 10"5. Призмы 8 и 9 установлены перед объективом 10 нивелира и могут вращаться вокруг общей оси 11.
Расстояние между осями 5 и 11 должно быть равно расстоянию между осью 5 и центром выступа б. Рычаги и выступы находятся в непрерывном контакте с пружиной 12. Ход лучей показан пунктирными линиями. Лучи а и b после полного внутреннего отражения в прямоугольных призмах совпадут с визирной осью нивелира, расположенной горизонтально. Следовательно труба с призмами дазО ет прямое, зеркальное изображение. Поэтому
483574 прн работе с нивелиром следует изготовить рейку с прямыми зеркальными изображениями цифр.
Для использования обычных нивелирных реек призмы могут быть заменены двумя вращающимися зеркалами и одним неподвижным зеркалом для передачи изображения в трубу нивелира по принципу перископа. В этом случае трубу не нужно поворачивать на 180 .
При вращении винта 2 вдоль его оси по направляющей перемещается гайка с выступом, который заставляет поворачиваться рычаг 4 вокруг оси 5, Рычаг 4, поворачиваясь, при помощи своего выступа б и пружины 12 заставляет поворачиваться рычаг 7 и призмы
8 и 9 вокруг оси 11. Благодаря строгому равенству расстояний между осями 5, б и 5, 11, рычаг 4 наклонится на угол, в два раза больший угла наклона рычага 7 и призм 8 и 9.
Если вращением микровинта визирный луч навести на точки а и b, то углы аоо" и boo" будут равны удвоенному повороту призм. Следовательно, луч а всегда параллелен рычагу
4. Если угол между призмами установить равным 17 10"5, то угол aob равен 34 21". Барабан микровинта разбит на 100 делений. Один оборот барабана передвинет гайку на 1 мм, следовательно, на барабане можно учесть десятые, сотые и тысячные доли л м. Угол между призмами подобран так, что тангенс угла между лучами, выходящими из призм, равен
0,01.
Расстояние между осью 5 и осью микровинта, считая вдоль горизонтальной визирной оси, примем равным, например, 100 мм и обозначим f. При расстоянии на шкале микрови нта, равном 1 лы, которое обозначим через Р, получаем
Р 1
= tg34 23", 100 то есть теоретически угол между лучами должен быть равен 34 23" при горизонтальном положении рычага 4.
При наклоне рычага 4 угол между лучами, а значит и между призмами, должен уменьшаться. В топографическом нивелире призмы установлены на постоянный угол 17 10"5, что дает угол между лучами постоянный, равный
34 21". В этом случае, ограничив действие нивелира до 3, получаем угловую ошибку не более 2", что соответствует 1 мм ошибки в отсчете по рейке на расстоянии 100 л .
Для определения превышения и горизонтального расстояния между точками а и b (фиг. 2) нивелир устанавливают в рабочее положение в точке а. Вращением микровинта визируют на рейку, установленную в точке в, и устанавливают на барабане винта отсчет, отличающийся на целое число мм от отсчета при горизонтальной визирной осн, который определяется при юстировках прибора. Можно записать
h=/2 1+i — b;
И=А 1+c, где и — число целых л,я в разности отсчетов при горизонтальном положении ви5 зирной оси и наведении на рейку, названное коэффициентом высотомера;
l — отсчет по рейке, равный разности отсчетов, видимых через две призмы;
1 — высота инструмента;
b — отсчет по средней нити через призму 8;
lг — коэффициент дальномера, равный
К= --- =100;
Р с — расстояние между центром вращения призм и нивелира.
На фиг. 2 слева вверху показано поле зрения нивелира при наведении на рейку.
Отсчет 1 можно взять как по средней нити сетки, так и по любому штриху, например дециметровому.
Например: а= 5
1= 1423 — 0500 =923 для контроля
l = 1523 — 0600 = 923 по средней нити
l =i1486 — 0563 = 923
1=1375 мм
b 1486 мм с=105 лл
lг= 100
В этом случае
h = 5 . 923+ 1375 — 1486 = 4.504 ил
d= 100 - 923+105=92,405 м
Для определения отрицательных превышений следует выполнить те же действия после поворота трубы на 180 .
Точность определения превышений нахо40 HTcH B 11pHMGH пропорциональности с коэффициентом высотомера и. При n=1 обеспечивается точность геометрического нивелирования.
25
45 При предельном коэффициенте высотомера п= 5 ср. кв. ошибка измерений равна +5 мя при превышении h = 5 м и расстоянии 100 м.
При нивелировании обычным нивелиром для этого потребуется 2 — 3 станции. При ошибке в отсчете l, равной 1 ля, относительная ошиб1 ка в длине равна
Предмет изобретения
Топографический нивелир, содержащий укрепленную на подставке горизонтальную зрительную трубу с призменной насадкой перед объективом, связанной с микрометренным
60 винтом, лимб, уровни и подъемные винты, отличающийся тем, что, с целью определения превышений и горизонтальных расстояний как горизонтальным, так и наклонным лучом, призменная насадка выпрлнена в виде двух
55 жестко соединенных между собой прямоуголь483574!
7 10".5 и жестко укрепленных на горизонтальной оси.
Составитель Ю. Ступко
Текред Т, Курилко
Редактор О. Филиппова
Корректор В. Гутман
Заказ 174/336 Изд. No 4
ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и
Москва, 7К-35, Раушская
Тип, Харьк. фил. пред. «Патент» ных призм, сдвинутых друг относительно друга в плоскости главного сечения на угол
Тираж 782 Подписное
Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5