一种矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及巷道断面测试技术领域，尤其涉及一种矿用巷道便携式双向激光 发射断面检测仪。
【背景技术】
[0002] 随着矿井开采强度和范围的加大，巷道断面不断加大，出现的安全事故增多，不但 对巷道施工的人员和设备构成了直接威胁，而且影响施工进度，矿山巷道在掘进及掘进完 成后存在诸多影响安全生产的因素，其中巷道围岩变形与破坏的动态特征对支护与维修的 影响较大，及时掌握巷道围岩的变形情况，对于煤矿生产计划的制定与实施都有极其重要 的意义，因此需要在日常维护中根据巷道的使用目的、服务期限及安全要求对巷道围岩变 形参量进行测量。目前在巷道变形测试中多采用人工测量方法获得巷道断面的相关数据， 再根据数据值得变化量，对巷道变形情况进行判定。但现有测试技术存在以下不足：（1)井 下巷道的能见度较低，井下工人操作不方便，测试多采用人工测试的方法，直接测量顶底板 高度与两帮宽带，测试过程中存在误差操作和测量误差情况，导致操作测量误差较大，而且 需要工人按时去记录数据，常常出现工人记录数据不及时及精度不高而导致数据分析不准 确等问题；（2)现有测试技术都为单一数值点测试，在断面周长和面积的计算上存在数据 连线的缺失，断面测量结果不够精确；（3)现有巷道测试对于空间参量的定位存在不足，当 顶底板同时发生变形是，难以直观对其实现有效判断；(4)测试范围有限，过程中受到测试 环境影响较大，当有障碍物时测量难度较大，测试数据不够准确。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是克服已有井下巷道围岩变形测量的不足之处，提供一种稳 定性强、自动化程度高、精度高、测量范围大的矿用巷道断面激光测量装置，可以快速准确 测试巷道断面高度、宽度、周长、面积的测试装置，为巷道的稳定性、支护设计和效果进行评 价，对支护形式、支架尺寸及间距的修正和时间进行判断，提供全面、有效的技术参数。
[0004] 一种矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪，包括防爆壳体，所述防爆壳体两 端各设有由激光发射器和激光接收器组成的激光测距模块，所述防爆壳体表面设有显示模 块和水平仪，所述防爆壳体侧面还设有挂扣和照明灯，所述防爆壳体底部设有用于旋转的 底座，所述底座上设有三个用于调节高度的支撑架，所述防爆壳体内还包括电源模块、通讯 模块、控制键、控制芯片和GPS定位模块，所述控制芯片包括存储单元和处理器，所述电源 为所述显示模块、通讯模块、水平仪、控制芯片和GPS定位模块供电，所述控制芯片分别控 制所述显示模块和激光测距模块，所述激光测距模块通过所述通讯模块与所述控制芯片实 现通讯，所述水平仪通过所述通讯模块与所述控制芯片实现通讯，所述控制键连接所述控 制芯片，所述GPS定位模块还具有GSM或CDMA卡槽。
[0005] 具体的，所述显示模块为液晶显示器。
[0006] 具体的，所述电源模块为充电式锂电池。
[0007] 本实用新型的有益效果：
[0008] 1.本实用新型采用双向发射，相对传统的单向发射，不需要设置参考点，可以有效 实现在测试过程中对空间定位计算，而且传统的单向发射在不同的位置需要设置不同的参 考点，十分麻烦，本实用新型能够在位于巷道的任意位置均无参考点测量，以及避免在测试 过程中对于巷道测试环境较差的影响，与其他杂物遮挡影响到测试效果的干扰。
[0009] 2.本实用新型的挂扣设计方便测试人员将测量仪携带身上，同时照明灯的设计同 样在光线不足的环境下利于测量。
[0010] 3.本实用新型的GPS定位模块可以将仪器自身定位信息通过卡槽内的SIM卡进行 通讯，与井下人员定位系统配合使用可以更好地观察测试人员的行踪，也保证了测试人员 的安全。
[0011] 4.本实用新型的性能及可操作性稳定，成本制作底廉，满足对煤矿的安全、高效生 产需求，具有很好的实用价值和广阔的市场前景。
[0012] 5.本实用新型采用高性能处理器对测试数据进行插值和积分算法处理，相对于传 统的分散定点测量，使得测量结果误差性更小。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型的模块连接图；
[0014] 图2为本实用新型测量极坐标原理图；
[0015] 图3为本实用新型实施例一的结构正视图；
[0016] 图4为本实用新型实施例一的结构侧视图。
[0017] 附图标记如下：
[0018] 1 :激光测距模块；2 :防爆壳体；3 :液晶显示器；4 :水平仪；5 :挂扣；6 :照明灯；7 : 控制键；8 :底座；81 :支撑架。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，应当理解，本实用新 型的结构并不仅限于以下实施例：
[0020] 一种矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪，包括防爆壳体2,防爆壳体2两端 各设有由激光发射器和激光接收器组成的激光测距模块1，防爆壳体2表面设有液晶显示 模块和水平仪4,防爆壳体2侧面还设有挂扣5和照明灯6,防爆壳体2底部设有用于旋转的 底座8,底座8上设有三个用于调节高度的支撑架81，防爆壳体2内还包括电源模块、通讯 模块、控制键7、控制芯片和GPS定位模块，控制芯片包括存储单元和处理器，电源为显示模 块、通讯模块、水平仪4、控制芯片和GPS定位模块供电，控制芯片分别控制显示模块和激光 测距模块，激光测距模块1通过通讯模块与控制芯片实现通讯，水平仪4通过通讯模块与控 制芯片实现通讯，控制键7连接控制芯片，GPS定位模块还具有GSM或CDMA卡槽，卡槽内可 以插入SIM卡，用于将测试仪的坐标位置发送出去，配合矿用的井下定位系统使用，可以更 好的观察测试人员的行踪，也保证了人员的安全，本实施例中显示模块为液晶显示器3,电 源模块为充电式锂电池，本实施例中利用激光测距的自身特性，设计测试距离〇. 〇5m-200m， 测量精度l_3mm的发射与接收系统。测试过程中，激光器可以进行单向或双向测试，其设 计位置可以在便携式测试仪两端形成两个独立的发射和接受系统，液晶显示器设计尺寸为 长X宽=4. 4cmX3. 6cm，能够显示实时测量距离以及测试过程中相关设置参量。控制键设 计开关、单/双向模式、采样、显示、存储等主要操作按键。
[0021] 实施例一：
[0022] 1)在巷道断面空间，任意选取位置利用仪器水平仪进行空间定位，调节底座的支 撑架，使得测试仪稳固，通过水平仪确定测试角度与测试方位之后设置测距仪相关参数，设 置测试巷道断面模式，完成测试前准备工作。
[0023] 2)对选定探测位置，操作仪器测试断面的距离dl，d2,转动仪器，调整测距仪后再 进行下一次测距，进行巷道断面数据采集，测的第二次断面数据。每次数据采集的两个数据 总成一个数据组，数据在采集完成后可以实现在测距仪内部设计的存储单元上进行双向测 试的距离或单向测试距离数据的存储。根据测试需要在探测区段内同一位置，分别进行不 同测试角度数据采集，数据采集完成后通过存储模块，将测试数据进行存储，依次完成巷道 不同位置测试数据的采集存储。
[0024] 3)对巷道点位测试数据进行整合与插值计算，形成完整巷道断面数据整理。进 而获得全巷道断面的测试数据，实现对巷道断面的变形与破坏程度的评价，为安全生产 提供可靠的技术指导，双向便携测距仪数据处理方法，现有地面单向测距仪的测试长 度结合水平定位，首先确定进行每次测试的长度，按曲边面积和曲线段的极坐标积分 获得激光测距传感器所扫过的曲边扇形的微元面积dA和扇形弧长dl，整个断面的面 积和周长由dA和dl求和得到。扇形极祕标微1?而和和周长公式加下：
【主权项】
1. 一种矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪，包括防爆壳体，其特征在于：所述 防爆壳体两端各设有由激光发射器和激光接收器组成的激光测距模块，所述防爆壳体表面 设有显示模块和水平仪，所述防爆壳体侧面还设有挂扣和照明灯，所述防爆壳体底部设有 用于旋转的底座，所述底座上设有三个用于调节高度的支撑架，所述防爆壳体内还包括电 源模块、通讯模块、控制键、控制芯片和GPS定位模块，所述控制芯片包括存储单元和处理 器，所述电源为所述显示模块、通讯模块、水平仪、控制芯片和GPS定位模块供电，所述控制 芯片分别控制所述显示模块和激光测距模块，所述激光测距模块通过所述通讯模块与所述 控制芯片实现通讯，所述水平仪通过所述通讯模块与所述控制芯片实现通讯，所述控制键 连接所述控制芯片，所述GPS定位模块还具有GSM或CDMA卡槽。
2. 根据权利要求1所述的矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪，其特征在于，所 述显示模块为液晶显示器。
3. 根据权利要求1所述的矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪，其特征在于，所 述电源模块为充电式锂电池。
【专利摘要】本实用新型涉及巷道断面测试技术领域。公开了一种矿用巷道便携式双向激光发射断面检测仪，包括防爆壳体，所述防爆壳体两端各设有由激光测距模块，所述防爆壳体表面设有显示模块和水平仪，所述防爆壳体侧面还设有挂扣和照明灯，所述防爆壳体内还包括电源模块、通讯模块、控制键、控制芯片和GPS定位模块，所述控制芯片分别控制所述显示模块和激光测距模块，所述激光测距模块通过所述通讯模块与所述控制芯片实现通讯，所述水平仪通过所述通讯模块与所述控制芯片实现通讯，所述控制键连接所述控制芯片。本实用新型结构独特，测试过程中无需设置参考点，性能稳定可靠，具有一定的推广性。
【IPC分类】G01C7-06
【公开号】CN204461414
【申请号】CN201520175559
【发明人】许时昂, 张平松, 李宁, 连彪, 赵先奎, 高加林
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月26日