Маркшейдерський гірокомпас - патент Україна 2445574 - Смирнов Сергій Павлович, Лукуватий Юрій Сергійович,
Винахід відноситься до гіроскопічного приладобудування і може бути використане при розробці гіроскопічного орієнтування при проведенні гірничих виробок. У гірокомпас датчик утла на маятниковому чутливому елементі 1 виконаний у вигляді коліматора 2, забезпечена хвилинною сіткою ниток 6 З. та візирною системою 5 на перетині оптичної осі з віссю обертання з можливістю повороту навколо оптичної осі візирної системи. Світлопропускні вікна 8 в корпусі 4 встановлені на осі, ортогональної оптичної осі і осі обертання, при цьому дзеркальний відбивач 7 виконаний з можливістю оптичного сполучення візирної системи 5 з коліматором 2 і зі світлопропускаючими вікнами 8 прилад 1 діаметр дорівнює діаметру хвостовика стандартного теодоліту. Винахід забезпечує підвищення техніко-економічних показників при роботі в умовах, небезпечних за газом та пилом, за рахунок зниження ваги його комплекту. 1 іл.
Малюнки до патенту Україна 2445574
Пристрій відноситься до галузі гіроскопічного приладобудування і може бути використане при розробці та виготовленні приладу для гіроскопічного орієнтування під час проведення гірничих виробок.
Відомі маятникові гірокомпаси, призначені для визначення азимутів напрямків у геодезії (Торочков В.Ю. Гіротеодоліти. М, Вид-во «Надра», 1970). Ці гіроскопічні пристрої є конструктивно нероз'ємними сполуками оптичного візирного пристрою типу «теодоліт» з гіроблоком і встановлюються наспеціальних штативах, що входять до комплекту пристроїв. Вибухозахищеність маркшейдерського гірокомпасу, обов'язкова для маркшейдерського гірокомпасу, призначеного як для наземного так і підземного використання в умовах, небезпечних по газу і пилу, забезпечується видом вибухозахисту «вибухонепроникна оболонка», що значно ускладнює конструкцію в цілому, викликає незручність. за рахунок його великої ваги.
Відомий автоматичний гірокомпас (пат. UA № 2215993, опубл. 10.11 2003 р.), який містить гіроблок, оптичний візирний пристрій, встановлений з можливістю обертання щодо гіроблока, триногу з пристроєм горизонтування, вимірювальний-обчислювальний пристрій, гіроблока, датчики нахилу, гіроскопічний чутливий елемент, що має одну або кілька вимірювальних осей, перпендикулярних до осі обертання гіровузла і пов'язаних з вимірювально-обчислювальним пристроєм, датчики кута, датчик моменту.
Візирний пристрій типу «теодоліт» є електронним теодолітом, конструктивно пов'язаним з гіроблоком, і при виготовленні такого гірокомпасу у вибухонепроникній оболонці він буде дуже важким.
Недоліком даного гірокомпасу також є його велика вага, особливо при його виготовленні у вибухонепроникній оболонці.
Відома гіроскопічна насадка Gi - С1 (Угорщина) (Торочков В.Ю. Гіроскопи в геодезії та аерозйомці. М., Вид-во «Надра», 1969), яка закріплена нагорі на колонках спеціально розробленого і включеного в комплект насадки теодоліту. Гіроскопічна насадка Gi - С1, як і всі відомі гіроскопічні насадки, має оптичний зв'язок із візирною системою теодолітуза допомогою поворотної призми.
Недоліком відомих гіроскопічних насадок є розташування гіроблок зверху теодоліту, що значно піднімає центр тяжкості загальної конструкції і робить її нестійкою, що особливо проявляється при обтяженні гіроблока при його вибухозахищеному виконанні. Відсутність можливості використання з гіроприставкою будь-якого серійно випускається теодоліту робить обов'язковим включення теодоліту в комплект гіронасадки, що призводить до збільшення загальної ваги комплекту пристрою.
Недоліком цього пристрою, так само, як і відомих гіроскопічних насадок, є розташування гіроблок зверху теодоліту, що значно піднімає центр ваги загальної конструкції і робить її нестійкою. Доробка підставки стандартного теодоліту унеможливлює або проблематичне використання з пристроєм будь-якого серійно випускається теодоліту, що, у свою чергу, робить обов'язковим включення теодоліту в комплект гіронасадки і призводить до збільшення загальної ваги комплекту пристрою.
Втулка розташована співвісно з вертикальною системою осьової теодоліту і жорстко пов'язана з алідадою теодоліту. Втулка, бічна поверхня хвостовика теодоліту та корпус гіроблока забезпечені додатковими світлопроникними вікнами.
Недоліком прототипу є його велика вага у вибухонепроникній оболонці.
Технічний результат винаходу - підвищення техніко-економічних показників при роботі з гірокомпасом в умовах, небезпечних щодо газу та пилу, за рахунок зниження ваги його комплекту.
Технічний результат досягається тим, що маркшейдерський гірокомпас, що містить гіроблок у корпусі, розміщені в ньому світлопропускні вікна і датчик кута на маятниковому чутливому елементі, дзеркальний відбивач, встановлений під кутом 45°оптичної осі, і порожню втулку, розташовану на корпусі співвісно вертикальної осі обертання, згідно винаходу датчик кута на маятниковому чутливому елементі виконаний у вигляді коліматора, забезпеченого градусною сіткою, до корпусу гіроблока додатково приєднана візирна система співвісно коліматору, візирна система пов'язана з сіткою ниток, дзеркальний відбивач рухомо встановлений між коліматором і візирною системою на перетині оптичної осі з віссю обертання з можливістю повороту навколо оптичної осі візирної системи, світлопропускні вікна в корпусі встановлені на осі ортогональної оптичної осі та осі обертання, сполучення візирної системи з коліматором і зі світлопроникними вікнами, порожня втулка додатково забезпечена закріплювальним пристроєм, а її внутрішній діаметр дорівнює діаметру хвостовика стандартного теодоліту.
На Фіг.1 зображено принципову схему маркшейдерського гірокомпасу.
Маркшейдерський гірокомпас містить датчик кута на маятниковому чутливому елементі 1, виконаний у вигляді коліматора 2, забезпеченого градусною сіткою відбивач 7 рухомо встановлений між коліматором 2 і візирною системою 5 на перетині оптичної осі з віссю обертання з можливістю повороту навколо оптичної осі візирної системи, світлопропускні вікна 8 в корпусі 4 встановлені на осі ортогональної оптичної осі та осі обертання з при цьому можливістю оптичного сполучення візирної системи 5 з коліматором 2 і зі світлопропускнимивікнами 8 порожниста втулка 9 додатково забезпечена закріплювальним пристроєм 10, а її внутрішній діаметр дорівнює діаметру хвостовика стандартного теодоліту.
Для вимірювання азимуту служить датчик кута на маятниковому чутливому елементі 1, виконаний у вигляді коліматора 2, і візирна система 5, встановлена співвісно коліматору 2. Коліматор 2 звернений об'єктивом на об'єктив телескопічної візирної системи 5. 6, у площині якої формується зображення градусної сітки коліматора 2. Для підсвічування сітки коліматора може служити, наприклад, вікно з поворотним дзеркалом, розташоване безпосередньо за коліматором.
Між коліматором 2 та телескопічною візирною системою 5 під кутом 45° до оптичної осі рухомо встановлений дзеркальний відбивач 7 на перетині оптичної осі з віссю обертання таким чином, що він має можливість повороту навколо оптичної осі візирної системи.
Два світлопропускаючі вікна 8 в корпусі 4 встановлені на осі, ортогональної оптичної осі, і осі обертання по обидва боки від дзеркального відбивача 7, при цьому дзеркальний відбивач 7 виконаний з можливістю оптичного сполучення візирної системи 5 з коліматором 2 і світлопропускними 8.
Дзеркальний відбивач 7 має можливість обертання навколо оптичної осі візирної системи 5, і вікна 8 при цьому поперемінно служать для спостереження об'єкта та усунення таким чином помилки колімації шляхом усереднення відліків, отриманих двічі.
Дзеркальний відбивач 7 може бути виконаний частково що пропускає світло від коліматора 2 і частково відбиває світло, що надійшов у напрямку від об'єкта через вікна 8. Конструктивно це може бути виконано або за допомогоювідбиває покриття, що частково пропускає і відбиває світло, або завдяки формі поверхні, що відбиває, частково перекриває поле зору візирної системи 5. Для зручності юстування відбивача він може бути жорстко скріплений з візирною системою і повертатися навколо оптичної осі візирної системи разом з візирною системою.
Коліматор 2 встановлений співвісно візирної системи 5 і закріплений безпосередньо на маятниковому чутливому елементі 1.
При роботі гірокомпас середнє положення осі коліматора 2 збігається з напрямком на північ, а зображення градусної сітки 3 коліматора 2 зсувається в поле зору візирної системи 5 щодо її хвилинної сітки ниток 6, що робить можливим вимірювання кута відхилення положення рівноваги чутливого елемента 1 щодо візир.
Порожня втулка 9 забезпечена закріплювальним пристроєм 10 і має внутрішній діаметр, що дорівнює діаметру хвостовика стандартного теодоліту. Таким чином, забезпечується установка та закріплення будь-якого вітчизняного теодоліту або іншого наявного на виробництві теодоліту співвісно осі повороту гірокомпасу. Перед проведенням кутових вимірювань за допомогою теодоліту необхідне узгодження відлікових систем теодоліту та гірокомпасу забезпечується одночасним візуванням на об'єкт візирною системою гірокомпасу та зоровою трубою теодоліту. Одночасне візування проводиться двічі поперемінним наведенням на об'єкт через вікна 8 за допомогою повороту дзеркального відбивача 7 для усунення таким чином помилки колімації шляхом усереднення відліків, отриманих двічі.
Теодоліт служить для вимірювання горизонтального кута в діапазоні 360° між напрямом, що орієнтується, і напрямом осі візирної системи 5, який потім коригується кутовийпоправкою, одержаною вимірюванням кута відхилення положення рівноваги чутливого елемента 1 щодо візирної системи.
Таким чином, маркшейдерський гірокомпас за рахунок внутрішньої відлікової системи, виконаної з можливістю узгодження з відліковою системою будь-якого стандартного теодоліту, що закріплюється на корпусі гірокомпасу безпосередньо на місці використання, у вибухозахищеному виконанні значно легше відомих аналогів і прототипу за рахунок виключення з його конструкції та комплекту.
Зниження ваги маркшейдерського гірокомпасу, а також забезпечення можливості використання будь-якого стандартного теодоліту, що є безпосередньо на виробництві, дозволить підвищити техніко-економічні показники його використання.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Маркшейдерський гірокомпас, що містить гіроблок в корпусі, розміщені в ньому світлопропускні вікна і датчик кута на маятниковому чутливому елементі, дзеркальний відбивач, встановлений під кутом 45° до оптичної осі, і порожню втулку, розташовану на корпусі співвісно вертикальної осі обертання, що відрізняється угла на маятниковом чувствительном элементе гироузла выполнен в виде коллиматора, снабженного градусной сеткой, к корпусу гироблока дополнительно присоединена визирная система соосно коллиматору, визирная система сопряжена с коллиматором и снабжена минутной сеткой нитей, зеркальный отражатель подвижно установлен между коллиматором и визирной системой на пересечении оптической оси с віссю обертання з можливістю повороту навколо оптичної осі візирної системи, світлопропускні вікна в корпусі встановлені на осі ортогональної оптичної осі та осі обертання, при цьому дзеркальний відбивач виконаний з можливістю оптичного сполучення візирної системи з коліматором ізі світлопропускними вікнами, порожня втулка додатково забезпечена закріплювальним пристроєм, а її внутрішній діаметр дорівнює діаметру хвостовика стандартного теодоліту.