Entfernungs-und Höhenmessvorrichtung für geodätische Winkelmessgeräte
Die Erfindung betrifft eine Entfemungs-und Höhenmessvorrichtung für geodätische Winkelmessgeräte mit Visierfernrohr zur Erzeugung eines Dop pelbildes der Messlatte am Sehziel.
Bekannt sind selbstreduzierende geodätische Dop pelMMgeräte mit einer Messlatte am anvisierten Punkt, bei denen die Entfernung und die Höhe des bemessenen Punktes in bezug auf den Standpunkt von der Verschiebung der Lattenbilder abgeleitet ist (DRP 371048 und 400 844). Das eine Billd wird also direkt durch das Objektiv des Fernrohres erzeugt und das andere ist durch ein optisches Mittel verschoben, welches der einen Hälfte des Femrohrobjektivs vorgeschaltet wird und dessen Beeinflussung in Abhängigkeit von der Änderung des Höbenwinkels selbsttätig geschieht.
Die bekannten Geräte dieser Art sind als spezielle Entfernungsmesse gelöst, die jedoch sehr kostspieli, sind ; ihre Funktion ist beschränkt und ihre zur Selbstreduzierung dienenden optischen glieder haben einen stetigen und ungünstigen Einfluss auf die Qualität des Bildes im Gesichtsfelde des Fernrohres.
Andere bekannte Entfernungsmessvorrichtungen sind auf das Fernrohr eines Theodolits aufsetzbar, doch muss bei ihnen während des Messens das Devia tionsmittel mit Hilfe eines bandbetätigten Knopfes eingestellt werden.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden als Deviationsmittel zur Änderung des parallaktischen Winkels y (Fig. 1) zwei gleiche Keile verwendet, die dem Femrohrobjektiv derart vorgeschaltet werden, dass bei waagrechter Lage des Fernrohres d'ie Gesamt- grolle des parallaktischen Winkels beider Keile gleich und dem Winkel γ sei, der gewöhnlich so gewählt wird, daB cotg y = 100 ist. Die Entfernung D ist gegeben durch die Beziehung D = L # cotg γ = 100 # L.
Werden beide Keile aus der Anfangslage gogeneinander um den Winkel a gedreht, welcher gleich dem Höhenwinkel des Fernrohres ist, ändert sich der parallaktische Winkel mit dem Kosinus des Winkels a, so dass man
Do = D cos a erhäIt, was die Beziehung für die reduzierte Entfer nung darstellt. Wird jedbr der beiden Keile aus der Anfangslage gegeneinander um 90 verdreht, so hat der parallaktische Winkel in der Hauptebene den Nullwert und durch das Verdrehen der r Keile um den Winkel a aus dieser Lage der Keile erhält man : F= D cos (90-a) = D sin a.
Diese Beziehung gibt, wie in Fig. 1 angedeutet, die Höhe V an.
Der Gegenstand der Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten geodätischen Instrumente dieser Art. Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich dem Objektiv des Fernrohres nur bei Entfernungs-und Höhenmessungen vorschalten. Sonst kann das geodätische Gerät ohne die vorgeschaltete Vorrichtung verwendet werden. Die erfindungsgomässe Entfer- nungs- und Höhenmessvorrichtung für winkelmessende geodätische Geräte ist dadurch gekennzeichnet, dass das Deviationsmittel mit, dem unbeweglichen Tell des geodätischen Gerätes mittels einer Zugstange zwang läufig verbunden ist, so dass dasselbe zum Zwecke der Selbstreduzierung des gemessenen Abstandes proportional mit der Veränderung des Höhenwinkels des Fernrohres sich verdreht.
Das Deviationsmittel kann mit Hilfe einer Malteserkreuzübersetzung entweder far Messung der Höhe oder der Entfernung verwendet werden und ist hiezu vorteilhaft um 90 verstellbar ausgebildet.
Ein Beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 ist die schematische Veranschaulichung des Messprinzips der Höhe und Entfernung, mit einer Messlatte am Ziel.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des geodätischen Win kelmessgerätes mit der aufgesetzten Entfemungs-und Höhenmessvorrichtung.
Fig. 3 ist ein axialer Schnitt durch das optische System der Entfernungs- und Höhenmessvorrichtung.
Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Malteserkreuz- Übersetzung zum Verstellen des Deviationsmittels um 90 .
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Malteserkreuz übersetzung im Schnitt A-A nach Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf den Massstab des optischen Mikrometers zur Ablesung der Teilverschie- bung der Visierlinie.
Fig. 2 stellt das geodätische Winkelmessgerät 1 mit dem Visierfernrohr 2 dar. Auf die Objektivfassung des Fernrohres 2 ist die Hülse 3 der Entfernungs-und Höhenmessvorrichtung durch die Sohraube 4 befestig- bar aufgesetzt. In ihrem ausgebreiteten Teil 5 ist das optische System (Fig. 3) untergebracht, welches
A) aus s einem mit zwei Reflexionsflächen versehenen rhombischen Prisma und
B) aus dem aus zwei optischen Keilen beste- henden Deviationsmittel, dem Diasporameter, zusam mengesetzt ist.
Das rhombische Prisma 6 mit seinen zwei Reflexionsflächen 7, 8 ist an der Spindel 9 mittels des Hebels 10, der Klinke 11, des Zapfen, s 12 um die Achse X-X kippbar, so dass es ein durch den mit der Skala 14 zusammenarbeitenden handbetätigten Knopf
13 betätigtes optisches Mikrometer bildet. Diese in n Fig. 6 veranschaulichte Skala 14 ist durch eine Dop pelbezifferung in beiden Richtungen der Zifferachse versehen. Eine solche Skala ist vorteilhaft insbeson- dere zum Ablesen und Unterscheiden von positiven und negativen Höhenwerten. Durch die Verdrehung des Knopfes 13 kann an dieser Skala 14 die parallele Verschiebung der Ziellinie abgelesen werden.
Das Diasporameter besteht aus zwei optischen Prismen 15,
16, welche in den mittels der Kegelzahnräder 22, 23 und des Kegelzahnrädchens 24 in Gegenrichtung drehbaren, in Kugellagern 19, 20 gelagerten Fassungen 17, 18 untergebracht sind ; diese Kugellager befinden sich in der Fassung 21.
An der Seitenwand der Hülse 5 (Fig. 4) ist der Zapfen 25 befestigt, um welchen sich der aus dem Zahnrad 26 und dem Malteserkreuz 27 bestehende Radsatz dreht. Das Zahnrad 26 greift in den mit dem Kegelrädchen 24 verbundenen Zahnritzel 28 ein n ; das Rädchen 24 treibt die optischen Keile 15, 16 an.
Am Zapfen 25 ist die drehbare Scheibe 29, an welcher die Libelle 30, der Spiegel 31 und ein Zapfen 32 zum Aufschieben des einen Endes der Zugstange 33 befestigt sind. Im Unterteil der Scheibe 29 ist ein Lenker 34 am Zapfen 35 befestigt, durch welchen die Zapfenscheibe 36 (Fig. 5) zum Antriebe des Malteserkreuzes 27 verdreht wird.
Auf den am unbeweglichen Teil des Theodolits 1 befindlichen Zapfen 37 wird das andere Ende der r Zugstange 33 geschoben, die durch eine Schraubenmutter 38 mit Links-und Rechtsgewinde versehen ist, mittels welcher die Länge der Zugstange 33 geändert werden kann.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Entfer nungs-und Höhenmessvorrichtung ist die folgende :
Die Reduktion geschieht automatisch mit Hilfe eines Parallelogramms, welches mittels der auf die Zapfen 32 und 37 geschobenen Zugstange 33 gebildet ist ; die Achsen 01, O*, gemeinsam mit delr Drehachse O3 des Fernrohres und der Achse 04 der Scheibe 29 sind die Eckpunkte des Parallelogramms.
Durch die Neigung des Fernrohres um den Winkel a verdreht sich die Scheibe 29 mit Hilfe der Zugstange 33 gleichfalls um den Winkel a, und mittels der Uber- setzung verdrehen sich die Keile 15, 16 (Fig. 3) des Diasporameters ebenfalls um den Winkel a. Um die Kontrolle der richltigen Einstellung der Scheibe 29 zu gewährleisten, ist an ihr die Libelle 30 angebracht, die so justiert werden muss, dass bei horizontale, r Lage des Fernrohres und bei einjustierter Libelle 30 die Grundstellung des Diasporameters, das ist die Multi plikationskonstante, z. B. gleich 100, erreicht wird.
Die richtige Einstellung des Diasporameters fuhrt man mittels der Justierschrauben 40, 41 (Fig. 3) durch.
Diese Grundstellung wird beim Aufschieben des Auf satze, s fUr die richtige Einstellung der Länge der Zugstange 33 mit Hilfe der Schraubenmutter 38 verwendet. Die Schraubenmutter 38 wird auch im Falle des unrichtig horizontierten Gerätes benutzt, wenn die Libelle 30 die Rolle der Indexlibelle übernimmt. Das Gewicht des beschriebenen Aufsatzes am Objektivteil ist durch das am Okularteil des Fernrohres 2 befe stigte Gegengewicht 39 ausgeglichen.
Distance and height measuring device for geodetic angle measuring devices
The invention relates to a distance and height measuring device for geodetic angle measuring devices with a sighting telescope for generating a double image of the measuring rod at the target.
Self-reducing geodetic Dop pelMMgeräte with a measuring stick at the targeted point are known, in which the distance and the height of the measured point in relation to the position is derived from the displacement of the staff images (DRP 371048 and 400 844). One image is generated directly by the lens of the telescope and the other is shifted by an optical means which is connected upstream of one half of the telescope and which is automatically influenced as a function of the change in the elevation angle.
The known devices of this type are solved as a special distance measurement, but they are very expensive; Their function is limited and their self-reducing optical elements have a constant and unfavorable influence on the quality of the image in the field of vision of the telescope.
Other known distance measuring devices can be placed on the telescope of a theodolite, but with them the devia tion means must be set with the aid of a band-operated button during the measurement.
In these known devices, two identical wedges are used as deviation means for changing the parallactic angle y (FIG. 1), which are connected upstream of the telescope in such a way that when the telescope is in a horizontal position, the total size of the parallactic angle of both wedges is the same and the Angle? which is usually chosen so that cotg y = 100. The distance D is given by the relationship D = L # cotg? = 100 # L.
If both wedges are rotated from the initial position by the angle a, which is equal to the elevation angle of the telescope, the parallactic angle changes with the cosine of the angle a, so that one
Do = D cos a, which is the relationship for the reduced distance. If each of the two wedges is rotated by 90 relative to one another from the initial position, the parallactic angle in the main plane has the zero value and by rotating the r wedges by the angle a from this position of the wedges one obtains: F = D cos (90-a ) = D sin a.
As indicated in FIG. 1, this relationship indicates the height V.
The subject matter of the invention eliminates the disadvantages of the known geodetic instruments of this type. The device according to the invention can only be connected upstream of the objective of the telescope for distance and height measurements. Otherwise the geodetic device can be used without the upstream device. The distance and height measuring device according to the invention for angle measuring geodetic devices is characterized in that the deviation means is connected to the immovable part of the geodetic device by means of a pull rod, so that the same is proportional to the change in the measured distance for the purpose of self-reduction of the measured distance The telescope's elevation angle is twisted.
With the help of a Maltese cross transmission, the deviation means can be used either to measure the height or the distance and is advantageously designed to be adjustable by 90 ° for this purpose.
An example of the device according to the invention is shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 is the schematic illustration of the principle of measuring height and distance, with a measuring stick at the target.
Fig. 2 is a side view of the geodetic angle measuring device with the attached distance and height measuring device.
3 is an axial section through the optical system of the distance and height measuring device.
FIG. 4 is a section through the Maltese cross translation for adjusting the deviation means by 90.
Fig. 5 is a plan view of the Maltese cross translation in section A-A of FIG.
6 is a plan view of the scale of the optical micrometer for reading the partial displacement of the line of sight.
2 shows the geodetic angle measuring device 1 with the sighting telescope 2. The sleeve 3 of the distance and height measuring device is placed on the objective mount of the telescope 2 and can be fastened through the tube 4. In its expanded part 5, the optical system (Fig. 3) is housed, which
A) from s a rhombic prism provided with two reflective surfaces and
B) is composed of the deviation means consisting of two optical wedges, the diasporameter.
The rhombic prism 6 with its two reflective surfaces 7, 8 is tiltable on the spindle 9 by means of the lever 10, the pawl 11, the pin, s 12 about the axis X-X, so that there is a hand-operated button that works with the scale 14
13 actuated optical micrometer forms. This illustrated in n Fig. 6 scale 14 is provided by double numbering in both directions of the digit axis. Such a scale is particularly advantageous for reading off and differentiating between positive and negative height values. By turning the button 13, the parallel displacement of the target line can be read on this scale 14.
The diasporameter consists of two optical prisms 15,
16, which are housed in the sockets 17, 18, which are rotatable in the opposite direction by means of the bevel gears 22, 23 and the bevel gears 24, and are mounted in ball bearings 19, 20; these ball bearings are in socket 21.
On the side wall of the sleeve 5 (Fig. 4), the pin 25 is attached, around which the gear set consisting of the gear 26 and the Maltese cross 27 rotates. The gear 26 meshes with the pinion 28 connected to the bevel gear 24 n; the wheel 24 drives the optical wedges 15, 16.
On the pin 25 is the rotatable disk 29 to which the level 30, the mirror 31 and a pin 32 for pushing on one end of the pull rod 33 are attached. In the lower part of the disc 29, a link 34 is attached to the pin 35, by means of which the pin washer 36 (FIG. 5) is rotated to drive the Maltese cross 27.
The other end of the pull rod 33, which is provided with left and right-hand threads by a screw nut 38, by means of which the length of the pull rod 33 can be changed, is pushed onto the pin 37 located on the immovable part of the theodolite 1.
The operating principle of the distance and height measuring device described is as follows:
The reduction takes place automatically with the aid of a parallelogram which is formed by means of the pull rod 33 pushed onto the pins 32 and 37; the axes 01, O *, together with the axis of rotation O3 of the telescope and the axis 04 of the disk 29, are the corner points of the parallelogram.
As a result of the inclination of the telescope by the angle α, the disk 29 also rotates by the angle α with the aid of the pull rod 33, and the wedges 15, 16 (FIG. 3) of the diasporameter also rotate by the angle α by means of the transmission . In order to ensure that the disk 29 is correctly set, the vial 30 is attached to it, which must be adjusted so that when the telescope is in a horizontal position and when the vial 30 is adjusted, the basic position of the diasporameter is the multiplication constant. z. B. equal to 100 is reached.
The correct setting of the diasporameter is carried out by means of the adjusting screws 40, 41 (FIG. 3).
This basic position is used for the correct setting of the length of the pull rod 33 with the aid of the screw nut 38 when the set is pushed on. The screw nut 38 is also used in the case of the incorrectly leveled device, when the level 30 takes on the role of the index level. The weight of the described attachment on the lens part is balanced by the counterweight 39 BEFE on the eyepiece part of the telescope 2.