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CN113406653B - 一种矿用本安型激光测距装置 - Google Patents

一种矿用本安型激光测距装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种矿用本安型激光测距装置，包括激光测距仪，所述激光测距仪的下端连接有方向调节机构，方向调节机构的下端连接有支撑板，支撑板下端连接有若干个水平度调节机构，所述支撑板上可拆卸式连接有防护罩，激光测距仪和方向调节机构位于防护罩内，若干个水平度调节机构对称分布在支撑板的下端，支撑板上端连接有第一水平尺和第二水平尺，第一水平尺和第二水平尺之间垂直分布。该矿用本安型激光测距装置，可以在复杂的环境中保持激光测距仪处于水平状态进行测量，并且可以基于水平位置进行任意角度的调节，并且在调节时精准的获取角度调节的数值，提高矿下测量的精准度。

Description

一种矿用本安型激光测距装置
技术领域
本发明属于激光测距技术领域，具体涉及一种矿用本安型激光测距装置。
背景技术
激光测距(laserdistancemeasuring)是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态，用于相位式激光测距；双异质砷化镓半导体激光器，用于红外测距；红宝石、钕玻璃等固体激光器，用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度。
激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/-10厘米左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是1米左右。
激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。
D＝ct/2
式中：
D——测站点A、B两点间距离；
c——速度；
t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
目前，在煤矿领域中，随着煤矿开采深度的增加，巷道围岩应力不断增加，巷道变形也愈加严重。对巷道围岩变形(包括两帮变形和顶底板移近量)的测量，及时对破坏的巷道进行支护，确保煤矿安全生产。然而在一些巷道内，由于巷道破坏严重，采用激光测距仪对巷道变形的测量比较困难，测量结果不精确，并且工人在测量过程中存在较大的安全隐患，无法达到自动化多方位精准测量的效果。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种矿用本安型激光测距装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种矿用本安型激光测距装置，包括激光测距仪，所述激光测距仪的下端连接有方向调节机构，方向调节机构的下端连接有支撑板，支撑板下端连接有若干个水平度调节机构，所述支撑板上可拆卸式连接有防护罩，激光测距仪和方向调节机构位于防护罩内，若干个水平度调节机构对称分布在支撑板的下端，支撑板上端连接有第一水平尺和第二水平尺，第一水平尺和第二水平尺之间垂直分布；
所述方向调节机构包括X轴向转动机构、连接在X轴向转动机构上的Y轴向转动机构以及连接在Y轴向转动机构上的圆周转动机构，圆周转动机构与激光测距仪连接。
作为本发明的进一步优化方案，X轴向转动机构包括连接在支撑板上端的第一支架、活动连接在第一支架上的第一转轴、连接在第一转轴中部位置的连接块和第一从动齿轮、可拆卸式连接在第一支架上的第一减速电机、连接在第一减速电机输出轴上的第一驱动齿轮以及连接在第一转轴一端的第一角度传感器，所述第一角度传感器的外壳和支撑板连接，第一驱动齿轮和第一从动齿轮啮合。
作为本发明的进一步优化方案，Y轴向转动机构包括连接在连接块上端的第二支架、连接在第二支架侧壁上的安装板、连接在安装板上的第二减速电机、连接在第二减速电机输出轴上的第二驱动齿轮、活动连接在第二支架上的第二转轴、连接在第二转轴中部位置的连接杆、连接在第二转轴一端的第二从动齿轮以及另一端的第二角度传感器，第二驱动齿轮和第二从动齿轮啮合，第二角度传感器的外壳和第二支架连接。
作为本发明的进一步优化方案，圆周转动机构包括活动连接在连接杆上端的第三转轴、设于连接杆内的内腔室、设于内腔室中的第三角度传感器、连接在连接杆侧壁的第三减速电机、连接在第三减速电机输出轴上的第三驱动齿轮以及连接在第三转轴中部位置的第三从动齿轮，第三驱动齿轮和第三从动齿轮啮合，第三转轴延伸于内腔室的一端与第三角度传感器连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述水平度调节机构包括连接在支撑板下端的固定支撑柱、设于固定支撑柱内的移动槽、活动连接在固定支撑柱下端的调节环、设于移动槽内的螺杆、连接在螺杆一端的内限位块以及连接在螺杆另一端的底板，所述调节环的内壁上设有与螺杆相配合的内螺纹。
作为本发明的进一步优化方案，所述支撑板的上端连接有若干个限位板，所述防护罩的下端设有若干个与限位板相配合的限位槽，限位槽的内壁上连接有弹簧，弹簧的下端连接有移动板。
本发明的有益效果在于：
1)本发明可根据矿下不同的地面情况进行适应性调节，使得支撑板处于水平的状态，可以确保激光测距仪在进行测量时处于精准的状态，并为后续激光测距仪进行角度调节时提供精准的坐标系；
2)本发明可通过方向调节机构对激光测距仪进行自动化的任意角度的调节，可以使得激光测距仪测量不同方位的距离，且调节角度时可以精确的或者角度调节的数值，测量精准度大大提高，并且降低了矿下人工操作的风险；
3)本发明结构简单，稳定性高，设计合理，便于实现。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的方向调节机构的机构示意图；
图3是本发明的第二支架和连接杆的相配合视图；
图4是本发明的水平度调节机构的结构示意图。
图中：1、激光测距仪；2、方向调节机构；201、第一支架；202、第一转轴；203、连接块；204、第一减速电机；205、第一从动齿轮；206、第一角度传感器；207、第一驱动齿轮；208、第二支架；209、安装板；210、第二减速电机；211、第二驱动齿轮；212、第二转轴；213、第二从动齿轮；214、第二角度传感器；215、连接杆；216、第三转轴；217、第三从动齿轮；218、第三减速电机；219、第三驱动齿轮；3、支撑板；301、第一水平尺；302、第二水平尺；303、限位板；4、水平度调节机构；401、固定支撑柱；402、移动槽；403、调节环；404、螺杆；405、内限位块；406、底板；5、防护罩；501、弹簧；502、移动板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-4所示，一种矿用本安型激光测距装置，包括激光测距仪1，激光测距仪1的下端连接有方向调节机构2，方向调节机构2的下端连接有支撑板3，支撑板3下端连接有若干个水平度调节机构4，支撑板3上可拆卸式连接有防护罩5，激光测距仪1和方向调节机构2位于防护罩5内，若干个水平度调节机构4对称分布在支撑板3的下端，支撑板3上端连接有第一水平尺301和第二水平尺302，第一水平尺301和第二水平尺302之间垂直分布；
水平度调节机构4包括连接在支撑板3下端的固定支撑柱401、设于固定支撑柱401内的移动槽402、活动连接在固定支撑柱401下端的调节环403、设于移动槽402内的螺杆404、连接在螺杆404一端的内限位块405以及连接在螺杆404另一端的底板406，调节环403的内壁上设有与螺杆404相配合的内螺纹。
在矿下不同位置初次安装该装置时，可根据实际地面的凹凸程度对支撑板3的水平度进行调节，调节时，通过旋转调节环403驱动螺杆404在移动槽402进行移动，可调节螺杆404伸出固定支撑柱401的长度，可对支撑板3的四角高度进行便捷的调节，且调节时根据第一水平尺301和第二水平尺302观察支撑板3是否处于水平状态，调节至第一水平尺301和第二水平尺302均处于水平状态时停止，此时支撑板3处于水平的状态，可以确保激光测距仪1在初次测量时所处状态为水平状态，可为后续调节提供精准的坐标系。
方向调节机构2包括X轴向转动机构、连接在X轴向转动机构上的Y轴向转动机构以及连接在Y轴向转动机构上的圆周转动机构，圆周转动机构与激光测距仪1连接。
X轴向转动机构包括连接在支撑板3上端的第一支架201、活动连接在第一支架201上的第一转轴202、连接在第一转轴202中部位置的连接块203和第一从动齿轮205、可拆卸式连接在第一支架201上的第一减速电机204、连接在第一减速电机204输出轴上的第一驱动齿轮207以及连接在第一转轴202一端的第一角度传感器206，第一角度传感器206的外壳和支撑板3连接，第一驱动齿轮207和第一从动齿轮205啮合。
在调节激光测距仪1的测量方向时，可通过第一减速电机204驱动第一驱动齿轮207转动，第一驱动齿轮207驱动第一从动齿轮205转动，第一从动齿轮205转动后驱动第一转轴202转动，第一转轴202转动后带动连接块203做同角度转动，并可带动连接块203上的Y轴向转动机构、圆周转动机构以及激光测距仪1做同角度转动，并且根据第一角度传感器206精准测量第一转轴202的转动角度。
Y轴向转动机构包括连接在连接块203上端的第二支架208、连接在第二支架208侧壁上的安装板209、连接在安装板209上的第二减速电机210、连接在第二减速电机210输出轴上的第二驱动齿轮211、活动连接在第二支架208上的第二转轴212、连接在第二转轴212中部位置的连接杆215、连接在第二转轴212一端的第二从动齿轮213以及另一端的第二角度传感器214，第二驱动齿轮211和第二从动齿轮213啮合，第二角度传感器214的外壳和第二支架208连接。
通过第二减速电机210驱动第二驱动齿轮211转动，第二驱动齿轮211驱动第二从动齿轮213转动，第二从动齿轮213转动后带动第二转轴212同角度转动，第二转轴212转动后带动连接杆215同角度转动，连接杆215转动后可带动圆周转动机构以及激光测距仪1做同角度转动，且通过第二角度传感器214精准测量第二转轴212的转动角度。
圆周转动机构包括活动连接在连接杆215上端的第三转轴216、设于连接杆215内的内腔室、设于内腔室中的第三角度传感器、连接在连接杆215侧壁的第三减速电机218、连接在第三减速电机218输出轴上的第三驱动齿轮219以及连接在第三转轴216中部位置的第三从动齿轮217，第三驱动齿轮219和第三从动齿轮217啮合，第三转轴216延伸于内腔室的一端与第三角度传感器连接。
通过第三减速电机218驱动第三驱动齿轮219转动，第三驱动齿轮219转动后驱动第三从动齿轮217转动，第三从动齿轮217带动第三转轴216以及激光测距仪1同角度转动，并可通过第三角度传感器精准测量第三转轴216的转动角度。
如图1和图2所示，第一转轴202和第二转轴212之间呈垂直交叉式分布，在调节激光测距仪1的测量方向时，可根据X轴向转动机构、连接在X轴向转动机构上的Y轴向转动机构以及连接在Y轴向转动机构上的圆周转动机构对激光测距仪1进行任意角度的调节，且调节时可实时精准的获取角度调节数值，使得激光测距仪1在多角度测量时的精准度大大提高，且可通过远程控制电机的工作进行远程调节，降低了工人在矿下工作的安全隐患。
支撑板3的上端连接有若干个限位板303，防护罩5的下端设有若干个与限位板303相配合的限位槽，限位槽的内壁上连接有弹簧501，弹簧501的下端连接有移动板502。
在不使用时，可以通过防护罩5将机关测距仪以及方向调节机构2进行笼罩式保护，并且防护罩5和支撑板3之间具有缓冲泄压的功能，当防护罩5受到外界冲击力时，限位槽内的弹簧501被压缩，并产生相应的反作用力来抵消冲击力，防止冲击力直接将防护罩5冲击变形，可以有效的对其内部的装置进行保护，使用时直接将防护罩5取下即可，较为便捷。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种矿用本安型激光测距装置，包括激光测距仪(1)，其特征在于：所述激光测距仪(1)的下端连接有方向调节机构(2)，方向调节机构(2)的下端连接有支撑板(3)，支撑板(3)下端连接有若干个水平度调节机构(4)，所述支撑板(3)上可拆卸式连接有防护罩(5)，激光测距仪(1)和方向调节机构(2)位于防护罩(5)内，若干个水平度调节机构(4)对称分布在支撑板(3)的下端，支撑板(3)上端连接有第一水平尺(301)和第二水平尺(302)，第一水平尺(301)和第二水平尺(302)之间垂直分布；
所述方向调节机构(2)包括X轴向转动机构、连接在X轴向转动机构上的Y轴向转动机构以及连接在Y轴向转动机构上的圆周转动机构，圆周转动机构与激光测距仪(1)连接；
X轴向转动机构包括连接在支撑板(3)上端的第一支架(201)、活动连接在第一支架(201)上的第一转轴(202)、连接在第一转轴(202)中部位置的连接块(203)和第一从动齿轮(205)、可拆卸式连接在第一支架(201)上的第一减速电机(204)、连接在第一减速电机(204)输出轴上的第一驱动齿轮(207)以及连接在第一转轴(202)一端的第一角度传感器(206)，所述第一角度传感器(206)的外壳和支撑板(3)连接，第一驱动齿轮(207)和第一从动齿轮(205)啮合；
Y轴向转动机构包括连接在连接块(203)上端的第二支架(208)、连接在第二支架(208)侧壁上的安装板(209)、连接在安装板(209)上的第二减速电机(210)、连接在第二减速电机(210)输出轴上的第二驱动齿轮(211)、活动连接在第二支架(208)上的第二转轴(212)、连接在第二转轴(212)中部位置的连接杆(215)、连接在第二转轴(212)一端的第二从动齿轮(213)以及另一端的第二角度传感器(214)，第二驱动齿轮(211)和第二从动齿轮(213)啮合，第二角度传感器(214)的外壳和第二支架(208)连接；
圆周转动机构包括活动连接在连接杆(215)上端的第三转轴(216)、设于连接杆(215)内的内腔室、设于内腔室中的第三角度传感器、连接在连接杆(215)侧壁的第三减速电机(218)、连接在第三减速电机(218)输出轴上的第三驱动齿轮(219)以及连接在第三转轴(216)中部位置的第三从动齿轮(217)，第三驱动齿轮(219)和第三从动齿轮(217)啮合，第三转轴(216)延伸于内腔室的一端与第三角度传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种矿用本安型激光测距装置，其特征在于：所述水平度调节机构(4)包括连接在支撑板(3)下端的固定支撑柱(401)、设于固定支撑柱(401)内的移动槽(402)、活动连接在固定支撑柱(401)下端的调节环(403)、设于移动槽(402)内的螺杆(404)、连接在螺杆(404)一端的内限位块(405)以及连接在螺杆(404)另一端的底板(406)，所述调节环(403)的内壁上设有与螺杆(404)相配合的内螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种矿用本安型激光测距装置，其特征在于：所述支撑板(3)的上端连接有若干个限位板(303)，所述防护罩(5)的下端设有若干个与限位板(303)相配合的限位槽，限位槽的内壁上连接有弹簧(501)，弹簧(501)的下端连接有移动板(502)。
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