прибор для задания лазерной опорной плоскости

Формула изобретения

Прибор для задания лазерной опорной плоскости, содержащий опорный элемент, выполненный в форме основания П-образной рамы, установленную на нем цилиндрическую обойму, в которой размещены лазер, коллиматор, электродвигатель и соединенная с его полым валом пентапризма, узел наклона оси вращения пентапризмы, выполненный в форме системы шарнирных параллелограммов, отличающийся тем, что в нем дополнительно введен вал, закрепленный с возможностью вращения на боковых стенах П-образной рамы, на валу закреплены с возможностью вращения два кривошипа с параллельными звеньями, которые параллельны цилиндрической обойме, причем так, что ось вращения вала, точки крепления кривошипов к валу и оптический центр пентапризмы находятся на одной прямой, две пары шатунов, шарнирно соединенных с кривошипами и цилиндрической обоймой, первую секторную шестерню, размещенную на конце одного кривошипа, противоположном точке его крепления к валу, первый червяк, имеющий возможность взаимодействовать с первой секторной шестерней, а также первый вертикальный круг, установленный на оси одного из кривошипов, вторую секторную шестерню-прилив, жестко посаженную на оси вращения вала с возможностью взаимодействовать со вторым червяком, укрепленным на раме, при этом на секторной шестерне-приливе закреплены еще второй вертикальный круг, а также первый червяк.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для задания на местности наклонной световой лазерной опорной плоскости, для которой заданы проектом два уклона, то есть отдельно по оси икс и отдельно по оси игрек.

Известен прибор для задания лазерной опорной плоскости, содержащий основание и опорный элемент, установленную на нем цилиндрическую обойму, в которой размещены лазер, коллиматор, электродвигатель и соединенную с его полым валом пентапризму, а также узел наклона оси вращения пентапризмы, выполненный в форме системы шарнирных параллелограммов, включающей два кривошипа с параллельными звеньями, укрепленными с возможностью вращения на верхней планке рамы, цилиндрическую обойму, установленную параллельно звеньям кривошипов, две пары шатунов, шарнирно соединенных с кривошипами и цилиндрической обоймой, причем так, что их звенья параллельны линии, соединяющей точки крепления кривошипов к раме и точку оптического центра пентапризмы, секторную шестерню, размещенную на валу оси вращения одного кривошипа и червяк, укрепленный на основании с возможностью взаимодействовать с секторной шестерней. /Пат. 2266520 Российская Федерация, МПК G01C 5/00. Прибор для задания лазерной опорной плоскости / Григорашенко И.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Самар. гос. архитектурно-строит, ун-т. - №2004102126; заявл. 26.01.04; опубл. 20.12.2005, Бюл. №35./ [1]. Данное устройство принято за прототип.

Недостатком данного устройства является то, что им нельзя непосредственно задавать на местности такие плоскости, для которых в проекте указан уклон по двум осям. Данный прибор может учитывать только один уклон, а поэтому на производстве по заданным в проекте i_x и i _y сперва определяют общий наибольший уклон и его азимутальное направление, а далее строят наклонную плоскость по вычисленному общему уклону. Все это отнимает много времени.

Технический результат изобретения - повышение производительности труда за счет исключения в работе предвычислений общего наибольшего уклона, а также отыскания на местности азимутального направления этого наибольшего уклона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для задания лазерной опорной плоскости, содержащем опорный элемент, выполненный в форме основания П-образной рамы, установленную на нем цилиндрическую обойму, в которой размещены лазер, коллиматор, электродвигатель, соединенная с его полым валом пентапризма и узел наклона оси вращения пентапризмы по одной оси (х), выполненный в форме системы шарнирных параллелограммов, включающей два кривошипа с параллельными звеньями, которые параллельны цилиндрической обойме, а оптический центр пентапризмы и оси вращения кривошипов размещаются на одной прямой; две пары шатунов, шарнирно соединенных с кривошипами и цилиндрической обоймой, первую секторную шестерню, размещенную на валу оси вращения одного кривошипа, первый червяк, имеющий возможность взаимодействовать с первой шестерней, а также первый вертикальный круг, установленный на оси вращения одного из кривошипов, особенность заключается в том, что в нем дополнительно введен узел наклона оси вращения пентапризмы по второй оси (у), содержащий вал, закрепленный с возможностью вращения на боковых стенках П-образной рамы, а на валу закреплены с возможностью вращения два кривошипа с параллельными звеньями, которые параллельны обойме, а ось вращения вала, точки крепления кривошипов к валу и оптический центр пентапризмы находятся на одной прямой; на валу жестко закреплена также вторая секторная шестерня-прилив с возможностью взаимодействовать со вторым червяком, укрепленным на раме, а на секторной шестерне-приливе жестко закреплен еще второй вертикальный круг, а также первый червяк, имеющий возможность взаимодействовать с первой секторной шестерней.

Введение в устройство узла наклона оси вращения пентапризмы по второй оси (у) избавляет от необходимости на производстве предварительно делать предвычисления общего наибольшего уклона по заданным в проекте i_x и i_y, а также определять его азимутальное направление. Инструмент можно устанавливать на станции и задавать сразу на приборе требуемые уклоны по двум осям.

Крепление кривошипов к валу, а не к верхней планке рамки дает возможность при вращении вала отклонять от отвесного положения ту плоскость, в которой находятся прикрепленные к валу два кривошипа, а также цилиндрическая обойма. Поскольку вращение совершается вокруг прямой, проходящей по оси вращения вала, а на этой же оси размещены также точки крепления кривошипов к валу и оптический центр пентапризмы, то этим обеспечивается наклон светового луча пентапризмы по второй оси (у).

Использованием второго червяка и секторной шестерни-прилива с размещенным на ней вертикальным кругом достигается поворот вала в нужную сторону и на требуемую величину, что необходимо для задания уклона по другой оси, то есть оси игрек.

Размещение первого червяка на секторной шестерне-приливе дает возможность этому червяку взаимодействовать с первой секторной шестерней, закрепленной на валу кривошипа, поскольку и секторная шестерня-прилив, и оба кривошипа, и цилиндрическая обойма с пентапризмой - все размещается в одной плоскости, которая со всеми ними синхронно отклоняется от отвесного положения, позволяя червяку постоянно находиться в зацеплении с шестерней.

На фиг.1 изображено в аксонометрии предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 представлен поясняющий чертеж.

Устройство включает опорный элемент 1 и П-образную раму 2, систему шарнирных параллелограммов, содержащую кривошипы: первый кривошип 3 и второй кривошип 4, имеющие параллельные звенья, цилиндрическую обойму 5 с пентапризмой 6, электродвигателем 7, коллиматором 8 и лазером 9, она установлена параллельно звеньям кривошипов. Две пары шатунов: верхняя пара шатунов 10 и нижняя пара шатунов 11 шарнирно соединены с первым кривошипом 3 и вторым кривошипом 4, а также с цилиндрической обоймой 5, на конце первого кривошипа 3, противоположном точке его крепления к раме, установлена первая секторная шестерня 12. На валу второго кривошипа 4 установлен первый вертикальный круг 13; узел наклона оси вращения пентапризмы по второй оси (у), содержащий вал 14, закрепленный с возможностью вращения на боковых стенках П-образной рамы 2, на валу закреплены с возможностью вращения первый кривошип 3 и второй кривошип 4 с параллельными звеньями, причем так, что ось вращения вала, точки крепления кривошипов к валу и оптический центр пентапризмы находятся на одной прямой; на валу 14 жестко закреплена вторая секторная шестерня-прилив 15 с возможностью взаимодействовать со вторым червяком 16, укрепленным на раме, на секторной шестерне-приливе 15 жестко закреплен еще второй вертикальный круг 11, а также первый червяк 18, который имеет возможность взаимодействовать с первой секторной шестерней 12. Имеются также цилиндрические уровни 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Инструмент, установленный на штативе, размещают над выбранной точкой с проектной отметкой на продольной оси, например, взлетно-посадочной полосы аэродрома, здесь его центрируют, приводят в рабочее положение, после замеряют высоту и помечают на рейке. Далее инструмент ориентируют вдоль оси (х). Ориентируясь по первому вертикальному кругу 13, вращением первого червяка 18 придают требуемый продольный уклон (i_x) оси вращения пентапризмы 6, эта ось совмещена с осью цилиндрической обоймы 5, после вращением второго червяка 16 по показаниям второго вертикального круга 17 устанавливают поперечный уклон (i_y).

Развертываемый пентапризмой 6 луч лазера 9 будет описывать в пространстве заданную проектную плоскость. В любой точке на поверхности площадки ее легко зафиксировать. Например, если прибор установлен над точкой с заданной проектной отметкой, то для передачи проектной отметки в другую точку достаточно будет выставить в этой второй точке штырь так, чтобы расстояние от световой плоскости лазера до штыря равнялось "высоте инструмента" на станции.

На момент подачи заявки имелись лишь эскизные чертежи на предлагаемое устройство. В качестве примера конкретного выполнения вновь вводимого узла наклона оси вращения пентапризмы по второй оси (у), можно, например, принять длину оси цилиндрической обоймы в 100 мм. При прокручивании вала эта ось будет описывать в пространстве поверхность конуса. Пусть одинарный угол при вершине этого конуса равен 80°, тогда R=98,48 мм. В производственной практике величина поперечного уклона поверхностей дорожного покрытия, а также взлетно-посадочных полос аэродромов не превышает 0,005. Для достижения такого уклона ось вала (ось вращения конуса) должна будет провернуться на угол =0,2865°, от чего образующая конуса переместится по дуге окружности основания конуса на величину К=ПR /180=0,4924 мм. Эта длина не отличается от той, которая получилась бы в случае перемещения оси цилиндрической обоймы по прямой (X=R·sin =0,4924 мм). При столь малом угле поворота вала дуга на окружности основания конуса не отходит от прямой Y=R(1-cos )=0,001 мм.

Использование предложенного устройства повысит производительность труда, так как ликвидируются затраты усилий и времени на предвычисления общего наибольшего уклона, а затем еще отыскания и закрепления на местности этого общего уклона.

Значимость предложенного решения видится в том, что на данный момент еще не было предложено устройств по заданию лазерных опорных плоскостей с учетом величин i _x и i_y.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Пат. 2266520 Российская Федерация, МПК G01C 5/00. Прибор для задания лазерной опорной плоскости / Григорашенко И.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Самар. гос. архитектурно-строит, ун-т. - №2004102126; заявл. 26.01.04; опубл. 20.12.2005, Бюл. №35.