Держатель пленочного отражателя

Полезная модель относится к области геодезического приборостроения и может быть использована при проведении инженерно-геодезических изысканий и геодезического сопровождения строительства.
Для измерения расстояний, вертикальных и горизонтальных углов с помощью тахеометра используют отражательные системы различных типов и геометрии: зеркальные, зеркально-линзовые, призменные, пленочные. При этом конструкция отражателя может включать сам светоотражающий элемент (как правило, вставленный в оправу), визирную марку для удобства наведения (нанесенную на плоскую рамку или стойку), а также стойку (держатель) для установки отражателя. Отражатель крепят на веху, штатив, пункт геодезического центрирования или точку, выбранную для мониторинга - например, на объект для наблюдения за его деформациями.
Известен призменный отражатель (патент РФ 43659, опубл. 27.01.2005) [1], который содержит вилку, плоскую рамку с нанесенным рисунком марки, выполненную монолитно с оправой светоотражающего элемента, представляющего собой трипель-призму. Светоотражающий элемент установлен на полуосях в вилке так, что его геометрический центр проходит через горизонтальную ось вращения рамки и совмещен с центральным перекрестием рисунка марки. С течением времени в процессе эксплуатации известного отражателя плоская рамка с маркой может деформироваться, винты - ослабевать, соответственно центральное перекрестие рисунка марки может сместиться и не будет совпадать с истинным геометрическим центром светоотражающего элемента, вследствие чего возникнут ошибки при наведении и измерении углов и расстояний.
В других призменных отражателях подобной конструкции - содержащих марку для удобства наведения и закрепляемых на вилке, выпускаемых фирмами Leica, Topcon, Sokkia, Omni (Сайт ООО «Геооптик» https://www.geooptic.ru/catalog/prizmennye-otrazhateli) [2] также могут возникать деформации визирных марок, ослабевание винтов,что приводит к ошибкам в наведении на центр светоотражающего элемента и, следовательно, к ошибкам в измерении углов.
Также отметим, что при использовании призменных отражателей возникает трудность с точным наведением на точку пересечения зеркал в центре отражателя, так как этот центр не всегда виден достаточно хорошо, особенно на значительных расстояниях. При этом точка визирования также может быть смещена из-за неточной установки отражателя, как было описано выше, что вызывает ошибки измерений.
Также известно использование светоотражающей пленки (рефлекторной марки), на которую нанесен симметричный рисунок. Ее можно приклеить в необходимом месте, например, на сооружении - и наблюдать в течение длительного времени за его деформациями.
Известен пленочный отражатель - такой, как VEGA ОП50, содержащий вилку, на оси которой закреплена пластинка со светоотражающей пленкой (Сайт ООО «Таурус», https://taurus-geo.ru/geodesicheskie-acsessuary/otrazhateli/op50_magn [3], или отражатель CST/berger 63-4000 (Сайт ООО «Геооптик» https://www.geooptic.ru/product/cst-berger-63-4000) [4]. Подобные пленочные отражатели также используются преимущественно для закрепления известных точек съемочного обоснования и мониторинга просадок, движения построенных зданий и сооружений.
Задача настоящей полезной модели заключается в создании устройства, позволяющего использовать пленочный отражатель для получения высокоточных измерений расстояний и углов при построении геодезических сетей.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в обеспечении точности измерений углов и расстояний.
Для достижения технического результата заявляется держатель пленочного отражателя, включающий металлические подставку и размещенную на ней пластину для фиксации светоотражающей марки, отличающийся тем, что подставка и пластина выполнены в виде цельной детали, при этом подставка выполнена в форме цилиндра, совместимого с адаптером трегера, пластина для фиксации светоотражающей марки расположена перпендикулярно горизонтальной поверхности цилиндра и смещена относительно вертикальной оси цилиндра на величину, равную толщине светоотражающей марки с возможностью совмещения геометрического центра светоотражающей марки с вертикальной осью цилиндра, при этом на лицевой стороне указанной пластины выполнены проточки в виде двух перпендикулярных линий, пересекающиеся в ее центре, а посередине верхней стороны указанной пластины выполнена сквозная проточка треугольного сечения.
Держатель может содержать выполненное в нижней части цилиндра глухое отверстие с внутренней резьбой 5/8 дюйма с шагом 11 ниток.
Держатель может содержать проточки на лицевой стороне пластины, выполненные на глубину 0,05 мм.
Держатель может содержать пластину для фиксации светоотражающей пленки, смещенную относительно вертикальной оси цилиндра на толщину светоотражающей марки, равную 0,4 мм.
Точность измерения углов и расстояний с использованием отражателя в значительной степени зависит от точности центрирования отражателя и перпендикулярности линии визирования инструмента к поверхности светоотражательного элемента.
Центрирование отражателя достигается при совмещении геометрического центра светоотражающего элемента с механической вертикальной осью держателя.
В заявленном решении возможность точного центрирования отражателя достигается благодаря следующему:
1. Держатель выполнен в виде металлической цельной детали таким образом, что пластина для размещения светоотражающей марки изготовлена строго перпендикулярно горизонтальной поверхности цилиндра, при этом указанная перпендикулярность не нарушается с течением времени.
2. Пластина для размещения светоотражающей марки смещена относительно вертикальной оси цилиндра на величину, равную толщине светоотражающей марки. Это позволяет совместить геометрический центр светоотражающей марки с вертикальной осью цилиндра и максимально точно измерять расстояние от инструмента до вертикальной оси держателя.
3. На лицевой стороне пластины выполнены проточки в виде двух перпендикулярных линий, пересекающиеся в ее центре - для точного размещения светоотражающей марки по вертикали и горизонтали.
4. Совместимость цилиндра с адаптером трегера позволяет разместить держатель на трегере, обеспечивающем вертикальное и горизонтальное выравнивание устройства. Отсутствие дополнительного переходника также способствует сохранению точности центрирования отражателя с течением времени.
При этом для точности измерений необходимо также позиционировать отражатель так, чтобы поверхность светоотражающей марки (пленки) была максимально перпендикулярна линии визирования инструмента. Если отражатель не перпендикулярен данной линии, вертикальная ось держателя не совпадет с истинным геометрическим центром светоотражающей марки, и измерения будут содержать ошибку.
В заявленном решении эта проблема решается благодаря выполнению посередине верхней стороны пластины для фиксации светоотражающей марки сквозной проточки треугольного сечения. За счет этого имеется возможность быстро и легко повернуть отражатель на инструмент и обеспечить перпендикулярность пластины со светоотражающей маркой линии визирования инструмента.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где
1 - цилиндр;
2 - пластина для фиксации светоотражающей марки;
3 - проточка на лицевой стороне пластины;
4 - сквозная проточка треугольного сечения;
5 - боковая проточка;
6 - отверстие с внутренней резьбой 5/8 дюйма 11 ниток.
Держатель пленочного отражателя содержит цилиндр 1 с пластиной для фиксации светоотражающей марки 2, две перпендикулярные друг другу проточки 3 на лицевой стороне пластины, сквозную проточку треугольного сечения 4 посередине верхней стороны пластины 2.
Пример.
Держатель пленочного отражателя изготовлен из алюминия. Также держатель может быть изготовлен из стали, латуни и других металлов. Держатель содержит выточенные в виде цельной детали цилиндр 1 и пластину 2. Цилиндр 1 является совместимым с адаптером трегера и используется вместо втулки адаптера трегера. Цилиндр 1 имеет переменный диаметр: в нижней части 34 мм, в центральной - 32 мм, в верхней - 38 мм. Цилиндр 1 может иметь глухое отверстие 6 в своей нижней части, глубиной 20 мм с внутренней резьбой 5/8 дюйма с шагом 11 ниток. Это позволяет закрепить держатель на геодезическом пункте принудительного центрирования при необходимости длительного наблюдения.
Пластина для фиксации светоотражающей марки выполнена высотой 100 мм, шириной 100 мм, толщиной 18,6 мм. Размеры пластины зависят от задач, решаемых геодезическими изысканиями. В частном случае смещение лицевой части пластины от вертикальной оси цилиндра составляет 0,4 мм, что равно толщине применяемой светоотражающей марки.
На лицевой стороне пластины 2 выполнены две перпендикулярные друг другу проточки 3 глубиной, например, 0,05 мм. Посередине боковых сторон пластины 2 могут быть выполнены горизонтальные боковые проточки 5 глубиной 0,05 мм - для удобства измерения высоты устанавливаемого на штатив инструмента. На боковой стороне пластины 2 выполнена сквозная проточка треугольного сечения 4 глубиной на всю толщину пластины - 18, 6 мм в данном случае - и шириной 4 мм, высотой 2 мм. Размеры сквозной проточки 4 могут изменяться в зависимости от размера пластины 2.
Заявленная полезная модель работает следующим образом.
На пластину 2 держателя наносят подходящую для целей исследований светоотражающую марку, центрируя наклейку при помощи образующих перекрестие проточек 3. Цилиндр 1 помещают в размещенный на штативе адаптер трегера, с помощью проточки 4 разворачивают лицевую поверхность пластины 2 с наклеенной маркой таким образом, чтобы она была перпендикулярна геодезическому прибору и фиксируют цилиндр 2 винтом на адаптере трегера. Зрительную трубу геодезического прибора наводят на отражатель до совмещения перекрестия зрительной трубы с геометрическим центром светоотражающей марки, размещенным точно по центру пластины 2 и совмещенным с вертикальной осью цилиндра 1. Геодезический прибор излучает направленный световой поток на отражатель. Светоотражающая марка возвращает световой поток обратно на геодезический прибор. Полученные при этом показания прибора позволяют точно определить измеряемое расстояние, горизонтальный или вертикальный углы.
Таким образом, за счет изначально точно совмещенного геометрического центра светоотражающей марки с вертикальной осью держателя, отсутствия отклонений оси держателя от геометрического центра светоотражающей марки с течением времени,конструктивной возможности вертикального и горизонтального выравнивания отражателя на трегере, а также за счет возможности позиционирования плоскости отражателя перпендикулярно линии визирования инструмента - обеспечивается точность измерения углов и расстояний при использовании заявленной полезной модели.