лазерное нивелирное устройство

Классы МПК:G01C5/00 Измерение высоты; измерение расстояний поперек линии визирования; нивелирование между отдельными пунктами; топографические нивелиры
G01C9/00 Приборы для измерения уклонов, например с помощью клинометров, нивелиров
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Государственное унитарное дочернее предприятие Государственного предприятия "НПО Астрофизика" особое конструкторское бюро "Солнечная и точная оптика"
Приоритеты:
подача заявки:
1999-01-06
публикация патента:

Изобретение относится к области маркшейдерско-геодезического и оптического приборостроения, в частности к лазерным геодезическим приборам, предназначенным для измерений расстояний, уровней, азимутов, высот, определяемых тригонометрическим нивелированием, а также высокоточных угловых измерений. Лазерное нивелирное устройство содержит механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве, последовательно установленные и оптически совмещенные друг с другом лазерный источник опорного светового потока, размещенный в корпусе, светоделитель, выполненный с возможностью разделения опорного светового потока в горизонтальной плоскости, и отражатель, при этом лазерный источник опорного светового потока и светоделитель размещены на главной оптической оси. Светоделитель установлен с возможностью разделения опорного светового потока в горизонтальной плоскости, а отражатель - с возможностью задания углового поворота в вертикальной плоскости и также с возможностью обеспечения свободного прохождения светового потока от лазерного источника. Техническим результатом данного решения является повышение точности измерений при повышении стабильности пространственного положения лазерного луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Формула изобретения

1. Лазерное нивелирное устройство, содержащее механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве, последовательно установленные и оптически совмещенные друг с другом лазерный источник опорного светового потока, размещенный в корпусе, светоделитель, выполненный с возможностью разделения опорного светового потока в горизонтальной плоскости, и отражатель, при этом лазерный источник опорного светового потока и светоделитель размещены на главной оптической оси, отличающееся тем, что светоделитель установлен с возможностью разделения опорного светового потока в горизонтальной плоскости, а отражатель - с возможностью заданного углового поворота в вертикальной плоскости на главной оптической оси и с возможностью обеспечения как свободного прохождения светового потока от лазерного источника, так и прохождение отраженного под заданным положением отражателем углом светового потока в результате взаимодействия с ним.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражатель выполнен полупрозрачным.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный источник опорного светового потока, светоделитель и отражатель размещены в общем корпусе, при этом последний выполнен с центральным каналом, обеспечивающим свободное прохождение светового потока от лазерного источника по главной оптической оси, и двумя боковыми пазами, обеспечивающими свободное прохождение светового потока от лазерного источника после его разделения светоделителем в горизонтальной плоскости под прямым углом к главной оптической оси и свободного прохождения отраженного под заданным положением отражателя углом светового потока в результате взаимодействия с ним в вертикальной плоскости.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что светоделитель выполнен в виде светоделительной призмы или полупрозрачного зеркала.

5. Устройство по любому из пп.1, 3, 4, отличающееся тем, что светоделитель установлен с возможностью заданного углового поворота в горизонтальной плоскости на главной оптической оси.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что боковой паз в горизонтальной плоскости выполнен с возможностью свободного прохождения светового потока после его разделения светоделителем в горизонтальной плоскости под углом к главной оптической оси, заданным угловым поворотом в горизонтальной плоскости светоделителя.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве выполнен в виде по крайней мере одного вертикального и одного горизонтального уровней.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что уровень выполнен пузырьковым.

9. Устройство по п.1 или 7, отличающееся тем, что механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве выполнен с механизмом ориентации корпуса в пространстве.

10. Устройство по любому из пп.1, 3, 6, отличающееся тем, что лазерный источник выполнен с ключевым элементом для подачи питания на лазерный источник, выполненный с ключевым элементом для подачи питания на лазерный источник, размещенный в общем корпусе, а общий корпус выполнен с отделением для размещения источников питания лазерного источника.

11. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что механизм фиксации заданного углового положения выполнен в диапазоне углов 0 - 60o.

13. Устройство по любому из пп.1, 3, 10, отличающееся тем, что лазерный источник выполнен с возможностью подачи опорного светового потока в видимой, и/или инфракрасной, и/или ультрафиолетовой областях электромагнитного спектра излучения.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области маркшейдерно-геодезического и оптического приборостроения, измерительной технике и геодезических измерений, в частности к лазерным нивелирам, теодолитам, ватерпасам и т.д., а также к лазерным геодезическим приборам, предназначенным для проведения высокоточных угловых измерений, трассировочных работ, фиксации проектных, задания реферетного и определения направлений, расстояний, контроля горизонтального положения объектов и т.п., в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т. д. , и может быть использовано при строительстве и монтаже инженерных сооружений и оборудования, проведении высокоточных инженерно-геодезических работ с проведением высокоточных угловых измерений, в том числе углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т.п. лазерным пучком, например при проведении всевозможных измерений, наблюдении и трассировании для повышения точности проведения разметки и измерения расстояний, уровней, азимутов и высот, определяемых тригонометрическим нивелированием, независимо от угла наклона местности.

В настоящее время проблема создания лазерных нивелиров встала достаточно остро. Связано это с тем, что известные лазерные нивелиры либо не обеспечивают возможности проведения высокоточных угловых измерений, в том числе измерения углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т.п. лазерным пучком в горизонтальной и вертикальной плоскостях без изменения положения нивелира, либо являются громоздкими и не могут быть использованы как переносные и легко транспортируемые приборы и инструменты, например в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д. А проведение вышеперечисленных работ в горизонтальной и вертикальной плоскостях без изменения положения нивелирного устройства является, порой, крайне важным как для минимизации временного интервала при их проведении, так и для повышения точности проведения указанных работ за счет исключения возможности смещения самого устройства в результате его переустановки при необходимости осуществления работ в различных плоскостях и за счет исключения разъюстировки его системвозможности при такой переустановке нивелирного устройства.

Известен лазерный нивелир, содержащий общий корпус с механизмом ориентирования горизонтальности и прямолинейности луча в пространстве, размещенные в общем корпусе и установленный в своем корпусе лазер, коллиматор в виде двух взаимно перпендикулярных телескопических труб со светоделительной призмой и устройство для развертки лазерного луча, выполненного в виде двух пентапризм, выходные грани которых развернуты на 180o (М. Кл. G 01 С 5/00, авт. свид. СССР N 614666, 1979 г.).

Однако использование известного технического решения не обеспечивает возможности проведения высокоточных угловых измерений, в том числе измерения углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т. п. лазерным пучком в горизонтальной и вертикальной плоскостях без изменения положения нивелира, например в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т. д.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является лазерное нивелирное устройство, содержащее механизмы юстировки лазер-телескопической системы и ориентации лазерного луча в пространстве, последовательно установленные и оптически совмещенные друг с другом размещенный в корпусе лазерный источник опорного светового потока, формирователь светового пучка в виде телескопической системы, оптический мостик в виде последовательно расположенных светоделительного элемента, первого отражателя, двухлинзовой афокальной системы, второго отражателя и полупрозрачного элемента и анализатор смещений, при этом лазерный источник опорного светового потока, формирователь светового пучка в виде телескопической системы, светоделительный и полупрозрачный элементы и анализатор смещений размещены на главной оптической оси (М. Кл. G 01 C 1/00, авт. свид. СССР N 781567, 1980 г.).

Однако использование известного технического решения не обеспечивает возможности проведения высокоточных угловых измерений, в том числе измерения углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т.п. лазерным пучком в горизонтальной и вертикальной плоскостях без изменения положения нивелира, например в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д.

Новым достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности измерений при повышении стабильности пространственного положения лазерного луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Для достижения нового технического результата в лазерное нивелирное устройство, содержащее механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве, последовательно установленные и оптически совмещенные друг с другом лазерный источник опорного светового потока, размещенный в корпусе, светоделитель и отражатель, при этом лазерный источник опорного светового потока и светоделитель размещены на главной оптической оси, в отличие от прототипа, светоделитель установлен с возможностью разделения опорного светового потока в горизонтальной плоскости, а отражатель - с возможностью заданного углового поворота в вертикальной плоскости на главной оптической оси и с возможностью обеспечения как свободного прохождения светового потока от лазерного источника, так и прохождения отраженного под заданным положением отражателя углом светового потока в результате взаимодействия с ним.

Отражатель может быть выполнен полупрозрачным.

Лазерный источник опорного светового потока, светоделитель и отражатель могут быть размещены в общем корпусе, при этом последний выполнен с центральным каналом, обеспечивающим свободное прохождение светового потока от лазерного источника по главной оптической оси, и двумя боковыми пазами, обеспечивающими свободное прохождение светового потока от лазерного источника после его разделения светоделителем в горизонтальной плоскости под прямым углом к главной оптической оси и свободного прохождения отраженного под заданным положением отражателя углом светового потока в результате взаимодействия с ним в вертикальной плоскости.

Светоделитель может быть выполнен в виде светоделительной призмы или полупрозрачного зеркала.

Светоделитель может быть установлен с возможностью заданного углового поворота в горизонтальной плоскости на главной оптической оси.

Боковой паз в горизонтальной плоскости может быть выполнен с возможностью свободного прохождения светового потока после его разделения светоделителем в горизонтальной плоскости под углом к главной оптической оси, заданным угловым поворотом в горизонтальной плоскости светоделителя.

Механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве может быть выполнен в виде по крайней мере одного вертикального и одного горизонтального уровня.

Уровень может быть выполнен пузырьковым.

Механизм ориентации лазерного опорного светового потока в пространстве может быть выполнен с механизмом ориентации корпуса в пространстве.

Лазерный источник может быть выполнен с ключевым элементом для подачи питания на лазерный источник, размещенным на общем корпусе, а общий корпус выполнен с отделением для размещения источников питания лазерного источника.

Механизм фиксации заданного углового положения отражателя может быть выполнен в диапазоне углов 0 - 60o.

Лазерный источник может быть выполнен с возможностью подачи опорного светового потока в видимой и/или инфракрасной и/или ультрафиолетовой областях электромагнитного спектра излучения.

На фиг. 1-3 представлены принципиальные схемы предлагаемого лазерного нивелирного устройства.

Лазерное нивелирное устройство содержит механизм 1 ориентации лазерного опорного светового потока 2 в пространстве, последовательно установленные и оптически совмещенные друг с другом лазерный источник 3 опорного светового потока 2, размещенный в корпусе 4, светоделитель 5 в виде светоделительной призмы 6, установленной с возможностью разделения опорного светового потока 2 в горизонтальной плоскости, и отражатель 7, установленный с возможностью заданного углового поворота в вертикальной плоскости с возможностью обеспечения свободного прохождения светового потока 2 от лазерного источника 3, при этом лазерный источник 3 опорного светового потока 2, светоделитель 5 и отражатель 7 размещены на главной оптической оси 8 (фиг. 1).

Лазерное нивелирное устройство может содержать механизм ориентации лазерного опорного светового потока 2 в пространстве в виде вертикального и горизонтального пузырьковых уровней 9, при этом лазерный источник 3 опорного светового потока 2, светоделитель 5 и полупрозрачный отражатель 10 могут быть размещены в общем корпусе 11, при этом последний выполнен с центральным каналом 12, обеспечивающим свободное прохождение светового потока 2 от лазерного источника 3 по главной оптической оси 8, двумя боковыми пазами 13, 14, обеспечивающими свободное прохождение светового потока 2 от лазерного источника 3 после его разделения светоделителем 5 в горизонтальной плоскости под прямым углом к главной оптической оси 8 и свободного прохождения отраженного под заданным положением отражателя 10 углом светового потока 2 в результате взаимодействия с ним в вертикальной плоскости, и с отделением 15 для размещения источников питания 16 лазерного источника 3, выполненного с ключевым элементом 17 для подачи питания на лазерный источник 3, размещенным на общем корпусе 11, а механизм 18 фиксации заданного углового положения отражателя 10 может быть выполнен в диапазоне углов 0 - 60o (фиг. 2).

Лазерное нивелирное устройство может быть выполнено с боковым пазом 19 в горизонтальной плоскости, обеспечивающим возможность свободного прохождения светового потока 2 после его разделения светоделителем 5, выполненным в виде полупрозрачного зеркала 20, в горизонтальной плоскости под углом к главной оптической оси 8, заданным угловым поворотом в горизонтальной плоскости светоделителя 5, при этом механизм 1 ориентации лазерного опорного светового потока 2 в пространстве может быть выполнен с механизмом 21 ориентации общего корпуса 11 в пространстве, причем лазерный источник 3 может быть выполнен с возможностью подачи опорного светового потока 22 в видимой и/или инфракрасной и/или ультрафиолетовой областях электромагнитного спектра излучения (фиг. 3).

Лазерное нивелирное устройство работает следующим образом.

Опорный световой поток 2 от лазерного источника 3, размещенный в корпусе 4, вдоль главной оптической оси 8 направляется на светоделитель 5, например в виде светоделительной призмы 6, которая разделяет световой поток 2 на две части в горизонтальной плоскости, одна из которых направляется по главной оптической оси, а другая - под углом 90o к главной оптической оси 8 через боковое отверстие 13 общего корпуса 11, размещенное в горизонтальной плоскости. По выходе из лазерного нивелирного устройства разделенные посредством светоделительной призмы 6 световые потоки 2 образуют опорные расположенные взаимно перпендикулярно относительно друг друга световые сигналы 2 от лазерного источника 3. Посредством механизма 1 ориентации лазерного опорного светового потока 2 в пространстве осуществляют нивелирование этих опорных, расположенных взаимно перпендикулярно относительно друг друга, световых сигналов 2 от лазерного источника 3 в горизонтальной плоскости. При этом плоскость отражателя 7 установлена вдоль горизонтальной плоскости с возможностью обеспечения свободного прохождения опорного светового потока 2 от лазерного источника 3 вдоль главной оптической оси 8 (фиг. 1).

В качестве лазерного источника 3 используют, например портативный полупроводниковый лазер видимого рабочего диапазона лазерное нивелирное устройство, патент № 2156956paб = 0,63...0,68 мкм с выходной мощностью W = 5 мВт фирмы "Sanio" (Япония).

В качестве отражателя 7 используют, например, зеркальный элемент, выполненный из материала с высокоотражающими свойствами или из иного материала, на поверхность которого нанесено высокоотражающее покрытие, например из алюминия, меди и т.п.

Светоделитель 5 может быть выполнен, например в виде светоделительного куба или призмы 6 из оптически прозрачного материала (полимера, стекла, кварца и т.п.) с интерференционным или металлизированным покрытием, например ОСТ 3.1901.85, обеспечивающим на рабочей длине волны лазерного источника (например лазерное нивелирное устройство, патент № 2156956paб = 0,63 мкм) разделение падающего на него светового потока под углом 90o.

Получаемые таким образом с помощью лазерного нивелирного устройства расположенные взаимно перпендикулярно относительно друг друга световые сигналы 2 от лазерного источника 3 в горизонтальной плоскости могут использоваться как опорные сигналы для проведения высокоточных угловых измерений, трассировочных работ, фиксации проектных, задания реферетного и определения направлений, расстояний, контроля горизонтального положения объектов и т.п. в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д., например, при строительстве и монтаже инженерных сооружений и оборудования, проведении высокоточных инженерно-геодезических работ с проведением высокоточных угловых измерений, в том числе углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т. п. лазерным пучком, например при проведении всевозможных измерений, наблюдении и трассировании для повышения точности проведения разметки и измерения расстояний, уровней и азимутов независимо от угла наклона местности.

В случае необходимости измерения высот и расстояний до них независимо от угла наклона местности (фиг. 2), отражатель 7 устанавливают посредством механизма 18 фиксации заданного углового положения отражателя 7 с возможностью обеспечения прохождения отраженного под заданным положением отражателя 9 углом светового потока 2 в результате взаимодействия с ним через боковое отверстие 14 общего корпуса 11, размещенное в вертикальной плоскости. После чего лазерное нивелирное устройство нивелируют посредством вертикального и горизонтального пузырьковых уровней 9 таким образом, что один опорный световой поток 2 от светоделителя 5, 6 расположен в горизонтальной плоскости перпендикулярно относительно главной оптической оси 8, а второй направлен на точку объекта, высоту которого необходимо измерить. В случае выполнения отражателя 10 полупрозрачным появляется и второй опорный сигнал светового потока 2, беспрепятственно проходящий полупрозрачный отражатель 10 и идущий вдоль главной оптической оси 8 в горизонтальной плоскости (как и по фиг. 1). Включение лазерного источника 3 осуществляют посредством ключевого элемента 17 для подачи питания на лазерный источник 3 от источников питания 16 лазерного источника 3, помещенных в отделение 15 общего корпуса 11 (фиг. 2).

Получаемые таким образом с помощью лазерного нивелирного устройства расположенные взаимно перпендикулярно относительно друг друга световые сигналы 2 от лазерного источника 3 в горизонтальной плоскости и световой сигнал 2 в вертикальной плоскости могут использоваться как опорные сигналы для проведения высокоточных угловых измерений, трассировочных работ, фиксации проектных, задания реферетного и определения направлений, расстояний, контроля горизонтального положения объектов и т.п. в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д., например, при строительстве и монтаже инженерных сооружений и оборудования, проведении высокоточных инженерно-геодезических работ с проведением высокоточных угловых измерений, в том числе углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т.п. лазерным пучком, например при проведении всевозможных измерений, наблюдении и трассировании для повышения точности проведения разметки и измерения высот объектов и расстояний до них независимо от угла наклона местности. Причем измерение высот объектов и расстояний до них осуществляют одним из известных тригонометрических методов по фиксированному углу наклона отражателя 7, 10, когда расстояние до указанного объекта в горизонтальной плоскости известно, например методом тригонометрического нивелирования, описанным в авт. свид. СССР N 1820213, 1993. Для повышения точности измерения высот объектов фиксация угла поворота отражателя 7, 10 должна производиться на расстоянии от измеряемого объекта, обеспечивающего угловую фиксацию отражателя 7, 10 в диапазоне углов 0 - 60o. Фиксация угла поворота отражателя 7, 10 в таком диапазоне обусловлена обеспечением возможности определения высоты измеряемого объекта с точностью, не худшей чем в 1,7 раза точности измерения расстояния до основания этого измеряемого объекта.

Количество вертикальных и горизонтальных пузырьковых уровней 9, используемых в лазерном нивелирном устройстве, может быть и иным в зависимости от размеров устройства и степени точности нивелирования как его отдельных частей, так и устройства в целом.

В качестве пузырьковых уровней 9 могут быть использованы, например, герметично запаянные трубки, выполненные из прозрачного материала (полимера, стекла, кварца и т. п.), заполненные инертной жидкостью, сохраняющей свои физико-химические свойства в по крайней мере диапазоне температур (-40) - (+50)oC (например, этанол) с газообразной подушечкой из воздуха, азота или иного инертного газа, при этом и жидкость и газ могут быть выполнены окрашенными.

В качестве полупрозрачного отражателя 10 используют, например плоский оптически прозрачный элемент, на поверхность которого нанесено интерференционное или металлизированное покрытие, например ОСТ 3.1901.85, обеспечивающее на рабочей длине волны лазерного источника (например, лазерное нивелирное устройство, патент № 2156956paб = 0,63 мкм) частичное отражение и пропускание падающего на него светового потока.

Ключевой элемент 17 для подачи питания на лазерный источник 3 может быть выполнен, например в виде стандартных тумблера или кнопки.

В качестве автономных источников питания 16 лазерного источника 3 могут быть использованы, например, стандартные батарейки (например, три батарейки напряжением 1,5 B для лазерного источника 3 фирмы "Sanio" (Япония) или аккумуляторы). Кроме того, лазерный источник 3 может иметь сетевое питание с использованием согласующих устройств по напряжению и току.

Общий корпус 11 лазерного нивелирного устройства может быть выполнен, например, в виде прямоугольника из алюминиевого сплава или иного износостойкого материала.

Угол поворота отражателя 7, 10 устанавливают с помощью специального устройства, например лимба, и фиксируют в установленном положении посредством механизма фиксации угла поворота отражателя 7, 10, например стандартного винта.

В случае выполнения светоделителя 5, например, в виде полупрозрачного зеркала 20, с возможностью установки заданного угла его поворота в горизонтальной плоскости на главной оптической оси 8, позволяющем производить разделение лазерного светового потока 2 светоделителем 5 не только под углом строго в 90o, а и под любым другим углом от 0o до 90o, например, в случае необходимости разметки всех структур объекта, расположенных под различными углами относительно опорной точки и какой-либо одной выбранной опорной структуры, на которую нацелен из этой контрольной точки опорный световой поток 2 из лазерного нивелирного устройства. При этом разделенный светоделителем 5, 20 опорный световой поток 2 идет в горизонтальной плоскости по главной оптической оси 8 через боковое отверстие 19 в горизонтальной плоскости общего корпуса 11, обеспечивающее возможность свободного прохождения светового потока 2 после его разделения светоделителем 5, 20 в горизонтальной плоскости под углом к главной оптической оси 8, заданным угловым поворотом в горизонтальной плоскости светоделителя 5, 20, под углом расположения, например, размечаемой относительно основной опорной структуры другой структуры объекта. После чего посредством механизма 21 осуществляют ориентацию общего корпуса 11 в пространстве для совмещения лазерных опорных сигналов 2 с опорным и размечаемым объектами (фиг. 3).

Получаемые таким образом с помощью лазерного нивелирного устройства, расположенные под углом относительно друг друга световые сигналы от лазерного источника 3 в горизонтальной плоскости и световой сигнал в вертикальной плоскости могут использоваться как опорные сигналы для проведения высокоточных угловых измерений, трассировочных работ, фиксации проектных, задания реферетного и определения направлений, расстояний, контроля горизонтального положения объектов и т.п. в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д., например, при строительстве и монтаже инженерных сооружений и оборудования, проведении высокоточных инженерно-геодезических работ с проведением высокоточных угловых измерений, в том числе углов наклона, трассировочных работ, фиксацией проектных, заданием реферетного и определением направлений, расстояний, контролем положения объектов и т.п. лазерным пучком, например при проведении всевозможных измерений, наблюдении и трассировании для повышения точности проведения разметки и измерения высот объектов и расстояний до них независимо от угла наклона местности.

Пузырьковые уровни 9 и механизмы ориентации 1, 21 обеспечивают ориентирование общего корпуса 11 и опорных сигналов 2 от лазерного источника 3 в пространстве по отношению к опорной поверхности.

В качестве механизма 21 ориентации корпуса в пространстве могут быть использованы стандартные широко известные в практике лазерных измерений подобные механизмы, например, описанные в патенте СССР N 2059202, 1996.

В качестве светоделителя 5 в виде полупрозрачного зеркала 20 используют, например плоский оптически прозрачный элемент, на поверхность которого нанесено интерференционное или металлизированное покрытие, например ОСТ 3.1901.85, обеспечивающее на рабочей длине волны лазерного источника (например лазерное нивелирное устройство, патент № 2156956paб = 0,63 мкм) частичное отражение и пропускание падающего на него светового потока.

Угол поворота светоделителя 5, 20 устанавливают с помощью специального устройства, например лимба, и фиксируют в установленном положении посредством механизма фиксации угла поворота светоделителя 5, 20, например стандартного винта.

Лазерный источник 3 может быть выполнен с возможностью подачи опорного светового потока 22 как в видимой, так и в инфракрасной или ультрафиолетовой областях электромагнитного спектра излучения при необходимости скрытого проведения высокоточных угловых измерений, трассировочных работ, фиксации проектных, задания реферетного и определения направлений, расстояний, контроля горизонтального положения объектов и т.п. в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д. (фиг. 3).

В качестве лазерного источника 3 используют, например портативный полупроводниковый лазер, с рабочими диапазонами в различных областях электромагнитного спектра, например неон-гелиевый лазер с рабочими диапазонами лазерное нивелирное устройство, патент № 21569561 = 0,63, лазерное нивелирное устройство, патент № 21569562 = 1,15 и лазерное нивелирное устройство, патент № 21569563 = 3,39, видимого и ИК-диапазонов длин волн.

В этом случае применяют специальные средства наблюдения за прохождением таких лучей, а общий корпус 11 лазерного нивелирного устройства может быть выполнен со сменными светоделителем 5, 20 и отражателем 7, 10, с соответствующим интерференционным или металлизированным покрытием по ОСТ 3.1901.85, обеспечивающим на рабочей длине волны лазерного источника 3 частичное отражение и пропускание падающего на него светового потока.

На основании вышеизложенного достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является.

1. Повышение точности измерений за счет обеспечения возможности их проведения в вертикальной и горизонтальной плоскостях без изменения положения лазерного нивелирного устройства.

2. Повышение стабильности пространственного положения лазерного луча за счет обеспечения возможности ориентирования общего корпуса и опорных сигналов от лазерного источника в пространстве по отношению к опорной поверхности.

3. Возможность выполнения лазерного нивелирного устройства в облегченном переносном варианте, например как обычный плотницкий инструмент.

4. Обеспечение возможности скрытого проведения высокоточных угловых измерений, трассировочных работ, фиксации проектных, задания реферетного и определения направлений, расстояний, контроля горизонтального положения объектов и т.п. в навигации, геодезии, топографии, тонеллестроении, при проведении строительных, монтажных и плотницких работ и т.д.

В настоящее время на Государственном предприятии "НПО АСТРОФИЗИКА" выпущены конструкторская и технологическая документация на предлагаемое лазерное нивелирное устройство, на основании которых выпущены опытные образцы такого устройства.

Класс G01C5/00 Измерение высоты; измерение расстояний поперек линии визирования; нивелирование между отдельными пунктами; топографические нивелиры

видеовысотомер -  патент 2523745 (20.07.2014)
полуавтоматическое устройство коррекции высоты полета при взлете и посадке самолетного электромеханического барометрического высотомера -  патент 2522462 (10.07.2014)
устройство определения дальности до водной поверхности -  патент 2506539 (10.02.2014)
стенд для поверки и калибровки штрих-кодовых реек -  патент 2500987 (10.12.2013)
способ тригонометрического нивелирования -  патент 2487315 (10.07.2013)
прибор вертикального проектирования -  патент 2481556 (10.05.2013)
устройство для определения расположения поверхностей -  патент 2472110 (10.01.2013)
лазерный нивелир -  патент 2442960 (20.02.2012)

прибор для задания лазерной опорной плоскости -  патент 2437060 (20.12.2011)
стенд для поверки и калибровки цифровых нивелиров и штрихкодовых реек -  патент 2419766 (27.05.2011)

Класс G01C9/00 Приборы для измерения уклонов, например с помощью клинометров, нивелиров

Наверх