Лабораторная раьота №2
Система «Калина-1» является оптико-электронным устройством, служащим для проведения высотного геодезического контроля планировки земельных участков под горизонтальную плоскость. Система также может быть использована в качестве датчика опорной плоскости для нивелирования поверхности и автоматизированного управления высотным положением рабочего органа строительных и дорожных машин.
Система состоит из следующих приборов: излучателя и устройства приемного.
Диапазон действия системы от 5 до 500 м (при коэффициенте прозрачности атмосферы 0,7 на 1 км).
Погрешность регистрации центра луча – не более ± 30 мм.
Принцип действия системы.
Система (рис.1) состоит из двух основных узлов: излучателя (поз. 1) и приемного устройства.
Приемное устройство в свою очередь состоит из фотоприемника (поз. 2) и индикатора.
Рис.1. Принцип действия системы контроля.
1 – излучатель лазерный; 2 – фотоприемник; 3 – трактор; 4 – скрепер.
Излучатель служит для создания опорной оптической плоскости, расположенной в пространстве горизонтально.
Фотоприемник служит для определения высотного положения землеройной машины (или другого объекта, на котором установлен фотоприемник) относительно опорной плоскости, создаваемой излучателем. Индикатор выдает информацию о высотном положении машины (или другого объекта с фотоприемником). Излучатель (поз. 1) устанавливают на возвышенности в точке с известной высотной отметкой. Фотоприемник (поз. 2) на штанге закрепляют вертикально на строительной машине (поз. 3). Индикатор устанавливают в кабине машины.
Излучатель лазерный.
Излучатель (рис. 2) служит для создания опорной оптической плоскости, положение которой стабилизировано в пространстве; электрическая структурная схема излучателя приведена на рис. 3.
Рис 2. Излучатель лазерный.
1 – головка; 2 – выпрямитель; 3 – подвеска; 4 – штатив;
5 – ручка наведения луча в ручную.
Излучатель работает следующим образом: Луч выходит из торца прибора ОКГ – 13, расположенного вертикально, и проходит через коллиматор, служащий для формирования и фокусирования луча на нужное расстояние.
После коллиматора луч попадает на отражатель, который поворачивает луч горизонтально. При вращении отражателя вокруг вертикальной оси луч образует световую горизонтальную плоскость. Для стабилизации вертикального положения луча прибор ОКГ – 13 и коллиматор подвешены на шарнире и работают как отвес. На этом же шарнире подвешен блок питания генератора ОКГ – 13. Для гашения колебаний в приборе имеется демпфирующее устройство.
Подвеска и головка с отражателем установлены на штативе. Подъемные винты штатива служат для установки круглого уровня. С помощью уровня контролируют правильность установки излучателя. Источником питания излучателя может служить или аккумулятор напряжением 12 В, или сеть напряжением 220 В (50 Гц). При питании от сети используют выпрямитель, закрепленный на штативе. При питании излучателя от аккумулятора (12 В) последний подключают к разъему излучателя кабелем.
Схема электрическая структурная излучателя.
Рис.3
1 – выпрямитель ТСЗ.215.003; 2 – блок питания прибора ОКГ-13 ТС2.087.014; 3 – прибор ОКГ-13 ТСЗ.399.053; 4 – устройство развертки луча (головка излучателя) ТС2.097.002.
Подвеска излучателя.
В подвеске излучателя размещены прибор ОКГ-13, коллиматор и блок питания прибора ОКГ-13. Верхняя часть подвески соединена карданным шарниром с неподвижным корпусом излучателя. Карданный шарнир состоит из двух обойм, оси качания их расположены в одной плоскости под углом 90º друг к другу. К внутренней обойме карданного шарнира прикреплены три стержня, на которых укреплены прибор ОКГ-13 и блок питания. Оправа коллиматора навернута на корпус прибора ОКГ-13 и за стопорена винтом, на второй конец корпуса прибора ОКГ-13 навернут защитный колпачок, который опирается на выступ верхнего фланца блока питания. Коллиматор укреплен в оправе восьмью винтами. После юстировки коллиматора винты должны быть застопорены. Перефокусировку коллиматора производят поворотом оси, в которой прорезан шлиц.
В нижний фланец блока питания ввернуты 4 шпильки с балансировочными гайками и демпфер.
Питание подводится к прибору ОКГ-13 от блока питания через колодку и клеммы на верхнем фланце блока питания. К блоку питание подводится через штырь, спираль и провод; вторым проводом служит корпус подвески.
Подвеска закрыта кожухом, в котором имеются отверстия для доступа к оси фокусировки коллиматора, винта юстировки лазера и к балансировочным гайкам. Ко дну кожуха крепится корпус демпфера с арретиром.
Головка излучателя.
Луч генератора ОКГ-13, пройдя коллиматор, попадает на отражатель, который поворачивает луч на 90º. В оправу отражателя вставлен клин для точной установки оптической плоскости по горизонтали, что достигается поворотом клина вокруг оси.
Корпус отражателя связан с электродвигателем постоянного тока типа ДПШ-35-НI-0,2 через редуктор. Для точного наведения луча на цель на головке имеется наводящий винт. Винт прижимается к поводку пружиной через толкатель.
Поводок вращается вместе с головкой и может фиксировать поворот головки в штативе через 90º при помощи качающегося рычага.
Штатив.
Головка излучателя, соединенная с подвеской устанавливается на плите штатива и зажимается винтом через пружину.
Для отсчета поворотов головки на 90º, во втулке сделаны 4 паза через 90º.
Плита шарнирно соединена с тремя раздвижными опорами. Выдвижные трубы опор снизу оканчиваются стальными наконечниками, а сверху – винтом для плавного подъема или опускания опоры.
Выдвижная труба может закрепляться между направляющими в любом положении в неподвижном разрезном зажиме и подвижном разрезном зажиме. В подвижной зажим вставлена гайка, навернутая на винт выдвижной трубы.
Фотоприемное устройство.
Приемное устройство предназначено для определения высотного положения объекта, на котором устанавливается фотоприемник. Приемное устройство (рис. 4) состоит из двух основных узлов:
Фотоприемника и индикатора, соединенных между собой кабелем. Для установки фотоприемника на объект применяется штанга с делениями. Конструктивно фотоприемник состоит из набора световых дисков со встроенными в них фотодиодами и металлических кольцевых прокладок между дисками.
В нижней части фотоприемника расположены усилители и логические устройства. При импульсной засветке одного из фотодиодов на выходе соответствующего усилителя формируются импульсы определенной длительности, по величине которой определяется высотное положение фотоприемника относительно опорной световой плоскости. Выходное устройство фотоприемника вырабатывает электрические сигналы разных уровней напряжения, которые по кабелю передаются на индикатор.
Рис. 4 Фотоприемное устройство..
56 – индикатор; 57 – фотоприемник; 58 – кабель; 59 – штанга; 60 – зажим; 61 – кронштейн верхний; 62 – зажим; 64 – кронштейн верхний.
Индикатор представляет собой устройство, содержащее транзисторные ключи, нагрузкой которых являются индикаторные газоразрядные лампы. Для питания газоразрядных ламп в корпусе индикатора расположен преобразователь напряжения и выпрямитель.
В рабочем состоянии фотоприемник с помощью штанги крепиться над кабиной землеройной машины (или на другом объекте).
Штанга позволяет устанавливать фотоприемник на нужной высоте, соответствующей уровню обрабатываемого участка земной поверхности. Индикатор устанавливается в кабине машиниста в наиболее удобном для него месте.
На панели индикатора (рис. 5) расположен ручки управления приемным устройством. «Вкл.», «Грубо-точно», предохранитель «Пр».
Питание приемного устройства осуществляется от бортовой аккумуляторной батареи строительной машины. Ввиду того, что величина напряжения существенно изменяется в зависимости от обрывов двигателя, в схеме фотоприемного устройства предусмотрен стабилизатор напряжения, расположенный в корпусе индикатора.
Рис.5.Индикатор
66 – тумблер включения питания индикатора; 67 – тумблер переключения рода работы (точности контроля планировки) «точно», «грубо», «Пр» – предохранитель.
Порядок работы с системой.
Питание излучателя осуществляется как от сети переменного тока напряжением 220 В (50 Гц), так и от аккумулятора напряжением 12 В. В первом случае питание подается через выпрямитель, входящий, в комплект прибора; во втором случае – выпрямитель отсоединяется от излучателя и к тому же самому разъему подсоединяется кабель с зажимами для аккумулятора. На панели управления излучателя расположены два тумблера, с помощью которых можно включать лазер или мотор развертки. При выключенном лазере развертка не включается. На панели регулятор скорости вращения отражателя. Скорость вращения выбирается в зависимости от степени неровности обрабатываемой поверхности.
Порядок включения излучателя.
Привести вертикальную ось подвески в относительное положение путем вращения гаек штатива, таким образом, чтобы пузырек круглого уровня, установленного на головке прибора, был выведен на середину.
Порядок работы с приемным устройством.
Питание приемного устройства осуществляется от аккумулятора напряжением 12 В. Используется бортовая аккумуляторная батарея, находящаяся на строительной машине (или на другом объекте). На панели индикатора расположены два тумблера: один для включения питания приемного устройства; другой для переключения рода работы «грубо» или «точно». При предварительной «грубой» планировке переключатель рода работ ставится в положение «грубо». В этом случае на индикаторе отмечаются лишь значительные перепады по высоте. После окончания предварительной планировки переключатель ставиться в положение «точно» и производится планировка участка до нужного уровня.