УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ВЕРТИКАЛЬНОСТИ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к геодезическому приборостроению, а именно к устройствам для контроля отклонения от вертикальности объектов и может быть использована для выверки вертикальности объектов строительства при передаче направления на верхние этажи возводимых зданий и сооружений, при проверке вертикальности деталей в машиностроении, приборостроении, а также в горной, маркшейдерской и т.п.отраслях.
Анализ существующего уровня техники в указанной области показал, что известно устройство контроля вертикальности строительного объекта, содержащее корпус с устройством фиксации отклонения от вертикальности (Полезная модель РФ №50297, МПК: G01С 9/00, публ. 27.12.2005 г. бюл. №36).
Невозможность достижения указанным устройством аналога технического результата, обеспечиваемого заявляемым устройством, обуславливается тем, что в качестве устройства фиксации отклонения используется уровень и зрительная вертикальная прямая, что приводит к низкой эффективности устройства из-за индивидуальных зрительных ошибок оператора и, как следствие, недостаточной точности определения отклонения.
Известно устройство для контроля отклонения от вертикали, содержащее корпус с отвесом с грузом, снабженный устройством фиксации отклонения от вертикали с указателем, взаимодействующим с масштабной шкалой с метками (СССР, Авторское свидетельство №1679194, ПМК: G01С 15/10, G01М 19/00, публ. 23.09.91 г., бюл. №35).
Невозможность достижения указанным устройством технического результата, обеспечиваемого заявляемым устройством, обуславливается тем, что устройство аналога конструктивно громоздко из-за наличия дополнительных приспособлений, включающих измерительное устройство с уточняющей шкалой для уточненного замера отклонения объекта от вертикали, что повышает стоимость изделия. Кроме того, перемещение отвеса ограничено двумя степенями свободы, что приводит к неточности определения положения объекта.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является устройство для контроля отклонения от вертикали, содержащее цилиндрический корпус с отвесом с грузом, снабженный устройством фиксации отклонения от вертикали с указателем отклонения, взаимодействующим с масштабной шкалой с круговыми метками (СССР, Авторское свидетельство №502201, МПК: G01В 5/24, 01 С 15/10, публ. 05.02.76 г.)
Невозможность достижения указанным устройством прототипа технического результата, обеспечиваемого заявляемым устройством обуславливается тем, что конструкция конструктивно громоздка, включает рычажные механизмы, дополнительную шкалу отсчета с перемещающейся шайбой, что повышает его стоимость и предъявляет дополнительные требования к его монтажу, а также неудобна в эксплуатации из-за необходимости снятия отсчетов с масштабной шкалы через нижнее окно в корпусе, при этом отсутствие подсветки шкалы делает невозможным использование устройства в ночное время.
Кроме того, устройство прототипа рассчитано на выверку объектов небольшой высоты, что делает невозможным его использование при возведении многоэтажных зданий и сооружений.
При разработке заявляемой конструкции была поставлена задача снижения стоимости устройства, улучшение условий его эксплуатации.
При решении указанной задачи был достигнут технический результат, заключающийся в разработке конструкции, в которой осуществляется посредством узконаправленного пучка света, образованного коллиматором, параллельного оси корпуса и падающего на шкалу, высвечивание отклонения от исходного заданного отсчета, по которому оператор корректирует положение объекта до вертикального положения. Наличие пучка света, взаимодействующего со шкалой, позволяет использовать устройство и в ночное время суток.
Сущность устройства для контроля отклонения от вертикальности объектов заключается в том, что оно содержит цилиндрический корпус с отвесом с грузом, снабженный устройством фиксации отклонения с указателем отклонения, взаимодействующим с масштабной шкалой с круговыми метками.
Новым в устройстве является то, что устройство фиксации отклонения закреплено на внешней стороне корпуса, а указатель отклонения выполнен в виде светового пучка, расположенного параллельно продольной оси корпуса, снабженного устройством сигнализации о недопустимом отклонении.
Кроме того, устройство фиксации отклонения может быть выполнено в виде коллиматора, устройство сигнализации о недопустимом отклонении может содержать источник света, установленный на держателе, замкнутом посредством отвеса с грузом, выполненным в виде цилиндрического гальванического элемента, на корпус, выполненный из токопроводящего материала, а гальванический элемент расположен с возможностью его взаимодействия с корпусом на максимальное расстояние, равное допустимому значению отклонения от вертикальности.
В качестве цилиндрического гальванического элемента может использоваться батарейка, в качестве источника света может использоваться лампа накаливания, а отвес может быть выполнен из токопроводящего материала.
Устройство для контроля отклонения от вертикальности представлено на чертежах, где изображено на:
Фиг.1 - общая схема устройства;
Фиг.2 - схема устройства сигнализации о допустимом отклонении в увеличенном масштабе;
Фиг.3 - вид масштабной шкалы.
Устройство для контроля отклонения от вертикальности объектов содержит полый цилиндрический корпус 1 (Фиг.1), выполненный из, например, токопроводящего материала, например, металлического. Корпус закрепляется на объекте, вертикальность которого подлежит контролю, и в качестве которого может быть использована стена возводимого здания.
На внешней стороне корпуса жестко закреплено устройство фиксации отклонения от вертикальности, выполненное, например, в виде коллиматора 2 с указателем отклонения, выполненным в виде узконаправленного светового пучка 3, ось которого расположена параллельно продольной оси 0-0 корпуса. Нижний конец 4 пучка 3 взаимодействует с масштабной шкалой 5, оснащенной круговыми метками 6, и выполненной с исходной точкой отсчета 7, которая соответствует вертикальному положению пучка 3.
Шкала расположена и закреплена посредством закрепляющего приспособления (на чертеже не показано) в нижней части контролируемого объекта.
Внутри корпуса расположен отвес в виде, например, токопроводящего гибкого провода 8 (Фиг.2) с грузом 9, выполненным, например, в виде цилиндрического гальванического элемента, в качестве которого может быть использована батарейка. В верхней части корпуса на его крышке 10 расположен жесткий провод - держатель 11 со встроенным в него источником света в виде, например, лампы накаливания 12. Провод-держатель 11 одним концом соединен с корпусом, а другим концом с токопроводящим проводом 8. Лампа накаливания 12, установленная на держателе 11, взаимодействующим с проводом 8 с батарейкой 9, образуют
устройство сигнализации о недопустимом отклонении, взаимодействующее с металлическим корпусом. Полюса батарейки расположены таким образом, чтобы минус приходился на корпус, и в случае соприкосновения батарейки со стенкой корпуса была бы образована замкнутая электрическая цепь, состоящая из провода-держателя 5 с лампой накаливания, гибкого провода 8, и корпуса 1.
Продольные оси батарейки и корпуса, а также провода 8 выполнены таким образом, что в случае строго вертикального положения корпуса они будут совмещенными. Допустимое отклонение от вертикали, например, для кирпичной кладки при возведении многоэтажного здания согласно нормативным документам СНиП 3.03.01-87 может составлять не более 10 мм на один этаж здания, высота которого принята 3 м.
Допустимый угол наклона определяется как tgα равный 10 мм/3000мм, откуда α=0,19°.
k
б
к
б
Допустимая разница радиусов цилиндрического корпуса R и батарейки R или допустимая величина отклонения от вертикальности определяется из условия «а»=R-R≤(10 ммхН):3000 мм ≤0,0033 × Н, где Н - рабочая длина корпуса.
Корпус оснащен прикрепляющим устройством (на чертеже не показан) к стене 13 здания.
Устройство для контроля отклонения от вертикальности работает следующим образом.
Операторы возводят первый этаж здания.
Изготовленное в заводских условиях с закрепленным на корпусе коллиматором 2 устройство для контроля отклонения от вертикальности закрепляется посредством прикрепляющего устройства на стене здания. Включается коллиматор. В случае, если стена возведена вертикально или ее уклон находится в пределах допустимой величины, то есть для кирпичной кладки угол наклона α=0,19°, то батарейка 9 не касается металлической стенки корпуса и лампа 12 не загорается. При этом шкала устанавливается
снизу таким образом, чтобы нижний конец 4 пучка соответствовал исходной точке 7 на нулевой метке на шкале 5. Операторы продолжают кладку стены и переставляют устройство выше. Как только отклонение выходит за рамки допустимого, а угол наклона а превышает допустимую величину, батарейка соприкасается со стенкой корпуса, образуя замкнутый электрический контур, загорается лампа 12, пучок 4 оказывается установленным в рабочую точку «С», и оператор снизу по шкале меток измеряет величину проекции « в» от исходной точки 7 до фактической точки «С» (Фиг.3). Нижний оператор сообщает верхнему оператору величину линейного отклонения верхней точки стены, и он корректирует ее положение. При этом направления отклонений определяются по шкале в диапазоне 360°, то есть в любом направлении, что удобно в эксплуатации. Закончив укладку первой захватки, то есть возводимой части объекта, например, части стены, ранее подлежащей контролю на вертикальность, возводится вторая захватка, вновь снятое с первой захватки устройство, закрепляется на новой захватке, шкала остается на прежнем месте и контроль за вертикальностью возведения повторяются. Возможен перенос шкалы на вышевозведенный этаж и установка ее на нем.
Возможно и иное конструктивное выполнение устройства сигнализации о недопустимом отклонении.
Возможность осуществления заявляемого устройства подтверждается использованием известных элементов, средств, а также недефицитных материалов, существующих и применяемых в области геодезического приборостроения, в том числе на уровне функционального обобщения, с достижением технического результата, заключающегося в снижении стоимости конструкции и улучшении условий его эксплуатации.