УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ОРТОГОНАЛЬНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ЛУЧЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам лазерного нивелирования с жидкостными компенсаторами положения лазерного луча в пространстве.
Известны конструкции устройств нивелирования с использованием жидкостных компенсаторов. Жидкостные компенсаторы в данных приборах предназначены для компенсации неточности установки прибора относительно горизонта.
В изобретении по патенту ЕР 1245926, G01C 9/20, публикация 02.10.2002 описано устройство нивелира для формирования горизонтального и вертикального лазерного луча, содержащего лазер, жидкостный компенсатор со свободной поверхностью, оптическую систему и поворотную пентапризму.
В полезной модели RU 23196, G01C 15/00, публикация 27.05.2002 описан лазерный нивелир содержащий, корпус с закрепленной в нем телескопической системой лазер и жидкостный компенсатор.
Наиболее близким аналогом является Прибор вертикального проектирования ЛЗП (http://www.drillings.ru/pribor-lzp) содержащий, корпус, установленный в нем лазер, жидкостный компенсатор и две пентапризмы. Прибор предназначен для формирования одного вертикального луча.
Известные устройства устраняют погрешность, связанную с неточностью установки приборов относительно горизонта, однако необходимы простые приборы, в которых точность формирования лазерных лучей была выше, в том числе ортогональных лазерных лучей.
Решенная полезной моделью техническая задача заключается в создании устройства создания горизонтальных и ортогональных лазерных лучей, в которых погрешность формирования лучей относительно горизонта и друг друга составляла бы минимальную величину.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что устройство создания горизонтальных и ортогональных лазерных лучей содержит лазер, луч которого направлен вертикально вниз, последовательно установленные оптический блок обработки лазерного луча, жидкостный компенсатор и пентапризму, направляющую луч в горизонтальную плоскость. При этом за пентапризмой, на пути горизонтального луча установлен первый оптический компенсационный блок и далее разделяющая пентапризма, формирующая прямой луч по направлению входящего луча и второй луч, направленный под углом 90° к первому лучу в горизонтальной плоскости. За разделяющей пентапризмой, на пути второго луча, установлен второй оптический компенсационный блок.
Использование жидкостного компенсатора позволяет автоматически исключить неточности установки прибора относительно горизонтальной плоскости. Первый оптический компенсационный блок служит для компенсации погрешностей устройства, связанных с неточностями изготовления деталей, узлов, пентапризм, стеклянных кювет жидкостного компенсатора, состава и объемов жидкости, а также установки лазера и сборке прибора, влияющих на угловую погрешность от линии горизонта выходящего лазерного луча. Второй оптический компенсационный блок служит для устранения погрешностей второго луча, перпендикулярного первому, связанных с возможными неточностями деталей и второй пентапризмы и их сборки. Первый и второй компенсационный блок служат также для обеспечения удобной юстировки пробора.
Оптический блок может быть предназначен для создания кольцевого лазерного луча с яркой центральной точкой, что позволяет добиться лучшей точности визирования луча.
Устройство может быть жестко закреплено на основание, выполненное с возможностью предварительной установки устройства в горизонтальное положение.
Жидкостный компенсатор может быть выполнен в виде двух компенсаторов с жидкостными оптическими клиньями, расположенными в двух пересекающихся плоскостях, что также автоматически повышает точность установки луча в горизонтальной плоскости.
В частном случае, первый оптический компенсационный блок выполнен с одним оптическим компенсационным клином для регулировки луча относительно линии горизонта.
Второй оптический компенсационный блок может быть выполнен с двумя оптическими компенсационными клиньями. Первый оптический клин позволяет компенсировать постоянные погрешности отклонения от линии горизонта для второго ортогонально направленного луча, а второй оптический клин позволяет компенсировать постоянную погрешность отклонения от угла 90° относительно первого выходящего из устройства луча.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На Фиг.1 показано сечение вертикальной плоскостью прибора по оси лазерного луча, а на Фиг.2. приведен схематический вид сверху на устройство со снятым кожухом.
Устройство создания горизонтальных и ортогональных лазерных лучей (Фиг.1 и Фиг.2) содержит лазер 1, оптический блок 2 обработки лазерного луча, жидкостный компенсатор 3 и пентапризму 4, направляющую луч в горизонтальную плоскость. За пентапризмой 4, на пути горизонтального луча установлен первый оптический компенсационный блок 5 и далее разделяющая пентапризма 6, формирующая прямой луч 7 по направлению входящего луча и второй луч 8, направленный под углом 90° к первому лучу в горизонтальной плоскости. За разделяющей пентапризмой 4, на пути второго луча, установлен второй оптический компенсационный блок 9, состоящий из двух компенсационных клиньев 10 и 11. Оптический блок, предназначенный для формирования в поперечном сечении контрастной кольцевой структуры лазерного луча с яркой точкой в центре может содержать одну или две отрицательные линзы. Жидкостный компенсатор содержит две кюветы 12 и 13. Устройство содержит также блок питания 14, который обеспечивает автономную работу устройства от батарей или от сети. Все элементы устройства установлены на основании (на чертежах не показано), которое позволяет установить устройство на горизонтальном основании или закрепить его на трегере или штативе. К основанию устройства крепится защитный кожух с отверстиями для выхода лучей.
Устройство может быть использовано в приборах типа нивелир, теодолит, зенит, лотстворник и в различных комбинациях лазерно-измерительных систем и комплексов для создания лазерного горизонта и определения плоскости по линии горизонта между лучами, без поворота прибора.
Устройство устанавливается горизонтально, например, с помощью уровнемера. Включается лазер 1. лазерный луч проходит оптический блок 2, на выходе которого образуется кольцевая структура лазерного луча с яркой точкой в центре. Далее луч проходит жидкостный компенсатор 3 с кюветами 12 и 13. Луч, прошедший компенсатор 3, автоматически устанавливается по вертикали, даже если первоначально устройство не было установлено точно по горизонту. После прохождения пентапризмы 4 формируется луч в горизонтальной плоскости. Это положение луча в пространстве обозначает линию горизонта с некоторой постоянной погрешностью пять минут - две секунды (5′-2′′). Первый оптический компенсационный блок 5 путем вращения компенсационного клина позволяет сократить эту погрешность до менее 0,5′′. Посредством разделяющей пентапризмы 6 формируется два луча, прямой луч 7 по направлению входящего луча и второй луч 8, направленный под углом 90° к первому лучу. Вращением компенсационного клина 10 второго оптического компенсационного блока 9 снижается постоянная погрешность от линии горизонта луча 8 и постоянная погрешность отклонения от угла 90° относительно первого луча 7.
Устройство позволяет генерировать два ортогональных луча в горизонтальной плоскости, стабилизированных в плоскости горизонта с погрешностью 0,5′′ и ортогональностью между лучами с погрешностью не более ±1,3′′.