一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪的制作方法

本技术属于矿井掘进测量设备，具体涉及一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪。

背景技术：

1、目前井下掘进工作中所使用的激光测量仪器多相互独立，且只有方向指向功能，掘进距离需要人工测量，方位偏差靠人工观测激光是否照准三根中线为依据，方位偏差后只有后遇见性，不具备自动测距与测方位功能，出现误差后需要地质测量部测量人员下井人工测量校准，同时不能实时反映现场测量情况，易导致煤矿测量事故。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪。在方便安装和调节的同时，具备有实时地观测巷道掘进距离及方位偏差预警的功能，能够及时修正激光指向方向，减少巷道掘进人工测量工作量，防止巷道掘进方向与设计方向偏差，有效预防煤矿测量事故的发生。

2、为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案。

3、一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，包括激光指向模块、激光测距模块和姿态测量模块，其特征在于，所述激光指向模块、激光测距模块和姿态测量模块通过安装支架与井巷内部的顶板锚杆连接固定，所述安装支架包括底座、第一连杆、第二连杆和云台，所述底座通过多个紧固螺栓与顶板锚杆固定连接，所述底座中心垂直于底面方向固定连接有第一连杆，所述第一连杆一端固定在底座上，另一端通过旋钮调节机构与第二连杆一端铰接，所述第二连杆另一端通过旋钮调节机构与云台顶部耳片铰接，所述云台底部通过第二转轴与姿态测量模组铰接；所述姿态测量模组包括激光测距模块和姿态测量模块，所述激光指向模块安装在第一连杆上。

4、具体的，所述姿态测量模块包括主机、子机和通信单元，所述主机顶部中心通过第二转轴与云台底部中心铰接，所述主机包括光纤陀螺仪、主机加速度计、主机控制芯片、主机显示屏、主机按键和主机电源，所述光纤陀螺仪、主机加速度计、主机显示屏和主机按键分别与主机控制芯片电连接，所述主机电源通过dc/dc模块对光纤陀螺仪、主机加速度计、主机控制芯片和主机显示屏供电；所述子机安装于主机顶部一侧，所述子机包括微机械陀螺仪、子机加速度计、子机控制芯片、子机显示屏、子机按键和子机电源，所述微机械陀螺仪、子机加速度计、子机控制芯片、子机显示屏和子机控制芯片电连接，所述子机电源通过dc/dc模块对微机械陀螺仪、子机加速度计、子机控制芯片、子机显示屏供电；所述通信单元分别与主机控制芯片、子机控制芯片和主机电源电连接。

5、具体的，所述激光测距模块安装于主机一侧，所述激光测距模块包括第一激光发射单元和第一激光传感单元，所述第一激光发射单元和第一激光传感单元分别与主机控制芯片电连接，主机电源通过dc/dc模块对激光发射单元和激光传感单元供电。

6、具体的，所述激光指向模块包括第二激光发射单元、第二激光传感单元、透镜单元和焦距调节单元，所述第二激光发射单元和第二激光传感单元分别与主机控制芯片和主机电源电连接。

7、进一步地，还包括远程控制模块，所述远程控制模块包括计算机控制终端、显示单元和声光报警单元，所述计算机控制终端与通信单元网络通讯连接，所述显示单元和声光报警单元与计算机控制终端电连接。

8、进一步地，所述旋钮调节机构包括第一转轴和调节转盘，所述第一转轴与调节转盘螺纹连接。

9、进一步地，所述云台底面四向各安装有一个电动滚轮，所述电动滚轮轮面与主机外壳顶部滚动连接，所述电动滚轮外圈套装有防滑胶圈。

10、进一步地，所述电动滚轮与主机电源和主机控制芯片电连接。

11、进一步地，所述激光指向模块安装方向垂直于第一连杆杆身。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

13、本实用新型设计有安装支架，使得姿态测量激光测距指向仪具有水平和垂直方向内较大范围调整距离及微调功能，底座的设计方便与顶板锚杆固定以及与导线点对准标记；

14、本实用新型将激光指向模块、激光测距模块、姿态测量模块、远程控制模块合理结合，所设计的姿态测量激光测距指向仪具备有实时地观测巷道掘进距离及方位偏差预警的功能，能够及时修正激光指向方向，减少巷道掘进人工测量工作量，远程控制模块能够防止巷道掘进方向与设计方向偏差，并在出现偏差时及时报警提醒管理人员，能有效预防煤矿测量事故的发生；

15、本实用新型在设备内部利用陀螺仪本身的物理特性及地球自转的影响，实现自动寻找真北方向，从而测定导线点至迎头方向上方向的大地方位角，同时主/子机间的相互校准能够有效确保测量结果满足精度要求。

技术特征：

1.一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，包括激光指向模块（4）、激光测距模块（3）和姿态测量模块，其特征在于，所述激光指向模块（4）、激光测距模块（3）和姿态测量模块通过安装支架与井巷内的顶板锚杆连接固定，所述安装支架包括底座（7）、第一连杆（8）、第二连杆（9）和云台（10），所述底座（7）通过多个紧固螺栓（11）与顶板锚杆固定连接，所述底座（7）中心垂直于底面方向固定连接有第一连杆（8），所述第一连杆（8）一端固定在底座（7）上，另一端通过旋钮调节机构（12）与第二连杆（9）一端铰接，所述第二连杆（9）另一端通过旋钮调节机构（12）与云台（10）顶部耳片铰接，云台（10）底部通过第二转轴（16）与姿态测量模组铰接；所述姿态测量模组包括激光测距模块（3）和姿态测量模块，所述激光指向模块安装在第一连杆（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述姿态测量模块包括主机（1）、子机（2）和通信单元（6），所述主机（1）顶部中心通过第二转轴（16）与云台（10）底部中心铰接，所述主机（1）包括光纤陀螺仪（101）、主机加速度计（102）、主机控制芯片（103）、主机显示屏（104）、主机按键（105）和主机电源（106），所述光纤陀螺仪（101）、主机加速度计（102）、主机显示屏（104）和主机按键（105）分别与主机控制芯片（103）电连接，所述主机电源（106）通过dc/dc模块对光纤陀螺仪（101）、主机加速度计（102）、主机控制芯片（103）和主机显示屏（104）供电；所述子机（2）安装于主机（1）顶部一侧，所述子机（2）包括微机械陀螺仪（201）、子机加速度计（202）、子机控制芯片（203）、子机显示屏（204）、子机按键（205）和子机电源（206），所述微机械陀螺仪（201）、子机加速度计（202）、子机显示屏（204）和子机控制芯片（203）电连接，所述子机电源（206）通过dc/dc模块对微机械陀螺仪（201）、子机加速度计（202）、子机控制芯片（203）、子机显示屏（204）供电；所述通信单元（6）分别与主机控制芯片（103）、子机控制芯片（203）和主机电源（106）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述激光测距模块（3）安装于主机（1）一侧，所述激光测距模块（3）包括第一激光发射单元（301）和第一激光传感单元（302），所述第一激光发射单元（301）和第一激光传感单元（302）分别与主机控制芯片（103）电连接，主机电源（106）通过dc/dc模块对激光发射单元（301）和激光传感单元（302）供电。

4.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述激光指向模块（4）包括第二激光发射单元（401）、第二激光传感单元（402）、透镜单元（403）和焦距调节单元（404），所述第二激光发射单元（401）和第二激光传感单元（402）分别与主机控制芯片（103）和主机电源（106）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，还包括远程控制模块（5），所述远程控制模块（5）包括计算机控制终端（501）、显示单元（502）和声光报警单元（503），所述计算机控制终端（501）与通信单元（6）网络通讯连接，所述显示单元（502）和声光报警单元（503）与计算机控制终端（501）电连接。

6.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述旋钮调节机构（12）包括第一转轴（13）和调节转盘（14），所述第一转轴（13）与调节转盘（14）螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述云台（10）底面四向各安装有一个电动滚轮（15），所述电动滚轮（15）轮面与主机（1）外壳顶部滚动连接，所述电动滚轮（15）外圈套装有防滑胶圈。

8.根据权利要求7所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述电动滚轮（15）与主机电源（106）和主机控制芯片（103）电连接。

9.根据权利要求1所述的一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，其特征在于，所述激光指向模块安装于第一连杆（8）中段，安装方向垂直于第一连杆（8）杆身。

技术总结本技术公开了一种井巷掘进用姿态测量激光测距指向仪，所述激光指向模块、激光测距模块和姿态测量模块通过安装支架与井巷内部的顶板锚杆连接固定，所述安装支架包括底座、第一连杆、第二连杆和云台，所述底座与顶板锚杆固定连接，底座中心垂直于底面方向固定连接有第一连杆，所述第一连杆通过旋钮调节机构与第二连杆一端铰接，第二连杆另一端通过旋钮调节机构与云台顶部耳片铰接，所述云台底部通过第二转轴与姿态测量模组铰接。本技术在方便安装和调节的同时，具备有实时地观测巷道掘进距离及方位偏差预警的功能，能够及时修正激光指向方向，减少巷道掘进人工测量工作量，防止巷道掘进方向与设计方向偏差，有效预防煤矿测量事故的发生。技术研发人员：李建国,郝战忠,李其,薛红杰,杨冰冰,张鸿,郭海斌,闫文跃,孟国敏,杨戈,徐保虎,王辉,原亚奇受保护的技术使用者：山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司技术研发日：20240305技术公布日：2024/12/23