一种调向式煤矿激光仪器固定安装设备及其使用方法与流程

本发明属于矿用仪器设备技术领域，具体涉及一种调向式煤矿激光仪器固定安装设备及其使用方法。

背景技术：

在光学智能装备应用领域中，激光仪器测量是当今工程应用中数据监测及收集的重要手段，其中小型激光类作业仪器由于便于携带且测量精确而使用频繁。然而，在煤矿测量作业中，由于煤矿井下作业空间狭小导致激光仪器操作空间受限，并且目前使用的激光仪器一般不具有固定装置，需要人工手动抓持测量，造成长时间操作疲劳及精度无法保证等问题；此外，作业中需要不断变换角度进行测量，而人工操作时人手轻微晃动会影响测量精度，给后期开采工作带来极大影响。

为了保证测量精度，常常需要测量经验丰富的工程师反复校正，导致作业工程量较大且仍然存在作业精度不高的问题，由此产生大量人力、财力、物力的浪费，在大周期监测作业或者对精度要求较高的作业中，此类问题不容忽视。

公告号为cn210376685u的中国专利公开了一种激光测量装置，包括激光仪安装结构、连接板、上部导向杆、转向手把、配合块、中部滑动结构、蜗杆、下部导向杆、底部螺接结构、底部固定板、定位万向轮、连接杆及凹陷机构，激光仪安装结构包括三角外框和中部方向杆，中部滑动结构包括中部导套，底部螺接结构包括底部导套及螺接部，中部方向杆固定与连接板，上部导向杆滑动安装于中部导套，配合块安装于中部滑动结构，蜗杆转动安装于中部滑动结构配合块内部设置有蜗轮，蜗轮与蜗杆啮合传动，蜗杆的端部安装有凹陷结构，转动转动手把使蜗杆转动，使激光机安装结构上下移动，进而调节激光仪的位置。该装置使激光仪固定安装，实现上下调节，但是无法进行角度调节，并且其结构复杂，不适于矿井测量使用。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种调向式煤矿激光仪器固定安装设备及其使用方法，同时具备仪器作业方向的调整及设备维稳固定的功能，简化以往仪器反复校对核准的工序，从而提高作业效率，降低工人劳动强度和减少人为因素对测量精度的影响。

本发明采用的技术方案是，一种调向式煤矿激光作业仪器固定安装设备，与手持便携式激光作业仪器配合使用，所述安装设备包括：

安装机构，呈顶端开口的半封闭盒体结构，其底端径向开设螺纹连接孔，激光作业仪器安装在安装机构的盒体内，安装机构中部贯穿侧壁横向开设螺纹固定孔，螺纹固定孔匹配设有固定螺栓；

导向机构，所述导向机构为两端开口的空心圆柱体，导向机构内壁面设置螺纹并且导向机构内设球形导向杆，球形导向杆下部为导向球，导向球直径与导向机构内径匹配，位于导向机构上部与其活动连接，且导向机构顶端开口孔径小于导向球直径，导向球顶端向上固定设有螺纹杆体，螺纹杆体位于导向机构上方并与螺纹连接孔连接，导向机构侧壁顶端连通空心部分开设具有预定深度的凹槽；

固定机构，所述固定机构上部呈与导向机构匹配的外螺纹柱体，外螺纹柱体顶端设有与球形导向杆导向球匹配的球形窝，外螺纹柱体伸入导向机构与其螺纹连接且外螺纹柱体顶端与导向球表面连接，外螺纹柱体下方设有连接座。

进一步的，所述凹槽为直边半圆凹槽，凹槽宽度与球形导向杆的螺纹杆体适配。

进一步的，所述凹槽至少开设两个，且凹槽的深度不同。

进一步的，所述导向机构内壁面上部对应球形导向杆的导向球部分为光滑面。

进一步的，所述安装机构的盒体结构容积大于激光作业仪器体积。

进一步的，所述螺纹固定孔至少开设两个，并且两个螺纹固定孔相对设置。

进一步的，所述连接座为套筒结构，连接座内设螺纹，用以连接场地环境固定端。

进一步的，所述连接座的横截面呈多边形结构。

一种调向式煤矿激光作业仪器固定安装设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将球形导向杆从导向机构底端开口装入导向机构，并使球形导向杆的螺纹杆体从导向机构的顶端开口伸出导向机构；

步骤二、将固定机构外螺纹柱体从导向机构底端旋入，直至外螺纹柱体顶端的球形窝与导向球表面接触，对球形导向杆进行预紧；

步骤三、将激光作业仪器装入安装机构，旋紧固定螺栓固定激光作业仪器；

步骤四、通过螺纹杆体与螺纹连接孔连接固定连接导向机构和安装机构，将固定机构连接座与场地环境中的固定端连接，在旋转固定机构的同时，通过调节球形导向杆和导向机构调整激光作业仪器的激光照射方向，直至旋紧固定机构；

步骤五、使用完毕后，先拆卸激光作业仪器，然后按安装顺序的逆序拆卸其余部件，清理各部件内外表面。

相较现有技术，本发明的有益效果是：

1）本发明将激光作业仪器装入安装机构，安装机构与特定的导向机构连接，再通过固定机构和导向机构对激光作业仪器进行角度调整和整体固定，导向机构和球形导向杆、固定机构相互独立又通过特定的方式连接，可实现全方位、多角度方向调整，通过球形窝配合外螺纹柱体旋紧和松弛实现球形导向杆的无极转向和固定，减少激光作业仪器反复校准固定的工序，简化作业步骤，提高仪器作业效率，降低操作人员的劳动强度，提升测量精确程度；

2）所述球形导向杆的导向球直径与导向机构内径匹配，便于球形导向杆安装和调节导向球转动并固定，导向机构顶端开口小于导向球直径，避免导向球从导向机构脱落；

3）所述凹槽为直边半圆凹槽，用于安置球形导向杆的螺纹杆体，凹槽至少设置两个，且深度不同，适应不同角度作业要求；

4）导向机构内壁面上部对应导向球部分为光滑面，方便调节导向球转动；

5）所述安装机构的盒体结构容积大于激光作业仪器体积，便于适配多种规格仪器使用，安装机构中部贯穿侧壁横向开设螺纹固定孔，用于固定激光作业仪器；

6）所述螺纹固定孔至少开设两个，并且相对设置，有利于稳定、牢固的紧固激光作业仪器；

7）所述连接座为套筒结构且内设螺纹用以连接环境固定端以固定整套装置，连接座的多边形结构可用于场地环境无固定端时，配合夹具固定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明的使用示意图；

图4为本发明的局部示意图。

图中标记：1、安装机构，2、紧固螺栓，3、球形导向杆，4、导向机构，5、固定机构，6、螺纹固定孔，7、激光作业仪器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，兹例举以下实施例并参照说明书附图对本发明进一步的详细描述。

请参阅图1-4，一种调向式煤矿激光作业仪器固定安装设备及其使用方法，与手持便携式激光作业仪器7配合使用，所述激光作业仪器固定安装设备包括安装机构1、导向机构2和固定机构3。

所述安装机构1呈顶端开口的半封闭盒体结构，其底端径向开设螺纹连接孔，激光作业仪器7安装在安装机构1的盒体内，安装机构1中部贯穿侧壁横向开设螺纹固定孔6，螺纹固定孔6匹配设有固定螺栓2，用于固定激光作业仪器7在安装机构1中的位置并防止其滑动；具体地，所述螺纹固定孔6至少开设两个，并且两个螺纹固定孔6相对设置，有利于紧固激光作业仪器7。

进一步的，所述安装机构1的盒体结构容积大于激光作业仪器7体积，可安装不同大小的激光作业仪器7，便于适配多种规格仪器使用。

所述导向机构4为两端开口的空心圆柱体，导向机构4内壁面设置螺纹，用于连接固定机构5，并且导向机构4内设球形导向杆3，用于连接安装机构1且对安装机构1内的激光作业仪器7调整测量角度；所述球形导向杆3下部为导向球，导向球直径与导向机构4内径匹配，便于从导向机构4底端直接将球形导向杆3装入导向机构4，导向机构4顶端开口孔径小于导向球直径，对导向球起限位作用，防止导向球从导向机构4顶端滑脱。

导向球位于导向机构4上部与其活动连接，并且导向球顶部通过导向机构4顶端开口伸出导向机构4位于导向机构4外，导向球顶端向上固定设有螺纹杆体，螺纹杆体位于导向机构4上方并与螺纹连接孔连接。

在本实施例中，所述导向机构4内壁面上部对应导向球部分为光滑面，有利于调整球形导向杆3的导向球转动。

导向机构4侧壁顶端连通空心部分开设具有预定深度的凹槽，所述凹槽为直边半圆凹槽，凹槽宽度与球形导向杆3的螺纹杆体适配，用于球形导向杆3转动时安置螺纹杆体，实现球形导向杆3的角度调整功能；具体地，所述凹槽至少开设两个，且凹槽的深度不同，以适应不同角度作业要求。

所述固定机构5上部呈与导向机构4匹配的外螺纹柱体，外螺纹柱体顶端设有与球形导向杆3导向球匹配的球形窝，外螺纹柱体伸入导向机构4与导向机构4螺纹连接且外螺纹柱体顶端与球形导向杆3的导向球表面连接；所述外螺纹柱体旋入导向机构4用以限制球形导向杆3从导向机构底部滑落并固定夹紧球形导向杆3，球形窝配合导向机构4用以调节和固定调好角度的球形导向杆3。

所述外螺纹柱体下方设有连接座，所述连接座为套筒结构，连接座内设螺纹，方便与场地环境固定端可拆卸链接，并且连接座的横截面呈多边形结构，场地环境无固定端时，可配合夹具固定；具体地，所述连接座为六边形套筒，满足场地环境大多数器械安装使用。

一种调向式煤矿激光作业仪器固定安装设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将球形导向杆3从导向机构4底端开口装入导向机构4，并使球形导向杆3的螺纹杆体从导向机构4的顶端开口伸出导向机构4；

步骤二、将固定机构5外螺纹柱体从导向机构4底端旋入导向机构4，直至外螺纹柱体顶端的球形窝与导向球表面接触，对球形导向杆3进行预紧；

步骤三、将激光作业仪器7装入安装机构1的盒体结构中，旋紧固定螺栓2固定激光作业仪器7；

步骤四、通过螺纹杆体与螺纹连接孔固定连接导向机构4和安装机构1，将固定机构5连接座与场地环境中的固定端连接，在旋转固定机构5的同时，通过调节球形导向杆3和导向机构4调整激光作业仪器7的激光照射方向，直至旋紧固定机构5；

步骤五、使用完毕后，先拆卸激光作业仪器7，然后按安装顺序的逆序拆卸其余部件，清理各部件内外表面。

本发明通过将激光作业仪器7装入安装机构1，通过固定螺栓2固定，通过球形导向杆3的螺纹杆体连接特定的导向机构4，再通过固定机构5对激光作业仪器7进行角度调整和整体固定，导向机构4、球形导向杆3和固定机构5相互独立又通过特定的方式连接，减少了因人为因素导致激光作业仪器7需反复校准的问题，简化作业步骤，提高仪器作业效率，降低操作人员的劳动强度，提升测量的精确程度；通过设有球形窝的外螺纹柱体配合连接座旋紧和松弛实现球形导向杆3的无极转向和固定，实现了装置全方位、多角度无极调整，具有实际推广使用意义。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术设备、装置或方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。