CN117029607A - 一种炮孔定位装置及炮孔自动定位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种炮孔定位装置及炮孔自动定位的方法，涉及爆破炮孔定位技术领域。便于解决实际施工中爆破炮孔定位不准确的难题，从而提高爆破炮孔施工质量。所述装置包括：控制器，所述控制器包括用于选择掘进所需炮孔设计图的控制芯片及与所述控制芯片连接的第一传输芯片；以及，投影定位部件，所述投影定位部件包括与所述第一传输芯片配合通信连接的第二传输芯片和与所述第二传输芯片配合通信连接的投影组件，所述投影组件用于将所述炮孔设计图投影至岩壁上。本发明适用于煤矿岩巷、隧道的爆破掘进场景中。

Description

一种炮孔定位装置及炮孔自动定位的方法

技术领域

本发明涉及爆破炮孔定位技术领域，尤其涉及一种炮孔定位装置及炮孔自动定位的方法。

背景技术

为了提高煤矿岩巷的掘进水平，中深孔爆破掘进技术已经越来越多的应用在煤矿岩巷掘进中，现场爆破炮孔间距是根据爆破工程地质、孔径等因素设计出的，但往往由于现场施工水平或技术装备、施工定位不准、施工钻孔随意的等原因，炮孔成孔位置存在一定的偏差，并不能达到设计位置，使炮孔间距存在偏差，从而造成岩巷爆破或隧道爆破掘进施工质量差等问题。

这些问题的根本原因在于炮孔钻孔过程中无法准确定位。炮孔的钻孔位置偏差直接影响到爆破参数的实施精度,特别是在复杂地质条件下，钻机操作难度加大，定位误差更显著，从而造成爆破掘进施工质量差等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种炮孔定位装置及炮孔自动定位的方法，便于解决实际施工中爆破炮孔定位不准确的难题，从而提高爆破炮孔施工质量。

第一方面，本发明实施例提供一种炮孔定位装置，所述装置包括：控制器，所述控制器包括用于选择掘进所需炮孔设计图的控制芯片及与所述控制芯片连接的第一传输芯片；以及，投影定位部件，所述投影定位部件包括与所述第一传输芯片配合通信连接的第二传输芯片和与所述第二传输芯片配合通信连接的投影组件，所述投影组件用于将所述炮孔设计图投影至岩壁上。

可选的，所述投影定位部件还包括：设置于所述投影组件前方的超短焦投影镜头，所述超短焦投影镜头用于将来自所述投影组件的炮孔设计图投影至岩壁上。

可选的，所述超短焦投影镜头的投射比在0.4以内，所述投射比为投影距离与投射出的画面底边长度的比值。

可选的，所述装置还包括：导轨，所述导轨配置为设置于巷道顶板上；所述投影定位部件包括壳体，所述壳体上设有电动导向滑槽，所述投影定位部件通过所述电动导向滑槽滑动连接在所述导轨上。

可选的，所述投影定位部件设有驱动电机，通过所述控制器控制所述驱动电机对所述投影定位部件进行调整姿态或微调，以及通过所述控制器调整投影镜头角度和焦距；所述投影定位部件还设有激光定位装置，所述激光定位装置实时测试距离掌子面距离，并自动修正投影，确保成像清晰；所述投影定位部件与导轨之间有连接轴，所述投影定位部件与所述连接轴之间采用非固定连接，实现6方向调整。

可选的，所述超短焦投影镜头的角度和焦距以及所述投影组件的投射比在所述控制器的控制下可调整。

第二方面，本发明还实施例提供一种炮孔自动定位的方法，基于第一方面任一所述的炮孔定位装置实施，所述方法包括：响应于用户的操作指令，将岩巷掘进所需的炮孔设计图输入至所述控制器的存储芯片内；通过所述控制器的控制芯片调整所述超短焦投影镜头的焦距和角度以及所述投影组件的投射比，获得目标投影效果；移动所述投影定位部件至预定位置，通过所述超短焦投影镜头将所述炮孔设计图投影在岩壁上；根据岩壁上投影出的炮孔设计图，在岩壁上标记定位出各个炮孔的中心位置。

可选的，所述方法还包括：将所述导轨安装至巷道顶板上；将所述投影定位部件通过所述壳体的电动导向滑槽滑动连接挂设在所述巷道顶板上的所述导轨中，使其可沿巷道掘进方向移动；所述通过所述超短焦投影镜头将所述炮孔设计图投影在岩壁上包括：通过第一传输芯片及第二传输芯片，将所述炮孔设计图传送至所述投影定位部件的投影组件；通过所述投影组件处理后，通过所述超短焦投影镜头将炮孔布置设计图投射于岩壁上。

可选的，在通过所述超短焦投影镜头将炮孔布置设计图投射于岩壁上之后，所述方法还包括：根据现场投影定位效果，利用所述控制器再次调整角度、投射比并自动聚焦，以实现将炮孔布置设计图准确投射于岩壁预定位置；根据标记出的中心位置，操作钻机在岩壁上钻出炮孔。

可选的，所述预定位置为将所选炮孔设计图在所述岩壁上的准确投影定位所需的位置。

综上，本发明实施例提供的一种炮孔定位装置，使用控制器选择炮孔布置设计图，通过控制器的第一传输芯片将炮孔设计图传送至投影定位部件，投影定位部件实现将炮孔布置设计图投射于岩壁。可以有效解决现有爆破生产中炮孔定位不准确的问题。它可以大幅提高爆破生产的自动化水平，减少人工操作环节，实现炮孔定位参数的设计值与实际钻孔位置的高度一致，从而显著提高爆破掘进的效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例炮孔定位装置结构示意框图；

图2为本发明另一实施例炮孔定位装置结构示意框图；

图3为图1和图2中控制器示意图；

图4为图3中控制器剖面示意图；

图5为图1和图2中投影定位部件示意图；

图6为图5中投影定位部件剖面示意图；

图7为本发明一实施例炮孔自动定位的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明一实施例炮孔定位装置结构示意框图，图2为本发明另一实施例炮孔定位装置结构示意框图。参看图1和图2所示，本发明实施例提供的炮孔定位装置包括：

控制器1，所述控制器1包括用于选择掘进所需炮孔设计图的控制芯片101及与所述控制芯片连接的第一传输芯片102；以及，

投影定位部件2，所述投影定位部件2包括与所述第一传输芯片101配合通信连接的第二传输芯片201和与所述第二传输芯片201配合通信连接的投影组件202，所述投影组件202用于将所述炮孔设计图投影至岩壁上。

在一些实施例中，图3为图1和图2中控制器示意图，图4为图3中控制器剖面示意图；参看图3和图4所示，所述控制器1还包括：显示屏103以及与控制芯片101连接的存储芯片104，所述显示屏103用于在将控制器1中存储的炮孔设计图显示在显示屏103以供选择；所述存储芯片104用于存储掘进所需炮孔设计图，所述炮孔设计图中包括炮孔的位置和参数；另外，控制芯片101具有USB接口105和106，除了将炮孔设计图固化于存储芯片104中之外，还可以将炮孔设计图的dwg(dwg文件格式就是由AutoCAD绘图软件绘制出来的图形所保存的格式)文集通过USB接口105和106传输到控制器1上，然后通过控制器1读取炮孔设计图，确定爆破设计中的炮孔位置，或者将控制器1与矿井的5G网络连接，从地面的计算机控制软件进行爆破方案信息传递；接收到炮孔设计图后可以通过显示屏对爆破设计图进行修改、存储及执行。

在一些实施例中，参看图3和图4所示，所述控制器1还包括：电池107以及交互按钮108-112，所述电池107设置于所述控制器1内部，所述控制器1的壳体外部还设置有控制器充电孔113，用于给控制器电池107充电；所述交互按钮设置于所述显示屏103侧面，用于实现调整或选择功能。

在一些实施例中，图5为图1和图2中投影定位部件示意图，图6为图5中投影定位部件剖面示意图，参看图5和图6所示，所述投影定位部件2还包括：设置于所述投影组件202前方的超短焦投影镜头203，所述超短焦投影镜头203用于将来自所述投影组件的炮孔设计图投影至岩壁上。

在一些实施例中，所述超短焦投影镜头203的投射比在0.4以内，所述投射比为投影距离与投射出的画面底边长度的比值。

具体的，超短焦投影镜头的投射比是指投影距离与投射出的画面底边长度的比值。它表示在一个特定的投影距离下，投射出的画面大小与原始屏幕的比例关系。投射比小于1表示放大投射，大于1表示缩小投射。一般而言，投射比越小，表示投射距离越短,投射出的画面尺寸越大。超短焦投影镜头往往具有0.5甚至更小的投射比，可以在很短距离内获得较大尺寸的投射画面。在本发明中，采用超短焦投影镜头的投射比在0.4以内，是为了在巷道空间受限的条件下，也能获得较大尺寸的炮孔设计图投影画面，满足高精度的炮孔投影定位要求。

在一些实施例中，所述超短焦投影镜头203的角度和焦距以及所述投影组件202的投射比在所述控制器1的控制下可调整。

具体的，工作人员在进行投射炮孔设计图时，由于控制器1的第一传输芯片101与投影定位部件2的第二传输芯片201的通信连接，可以根据现场效果，操作控制器1对超短焦投影镜头203的角度和焦距以及投影组件202的投射比进行调整，选择合适的调整参数，将炮孔布置设计图完美投射于岩壁，进而实现对待掘进炮孔的精准定位，从而可以提高炮孔施工质量，并在一定程度上改善爆破破岩效果。

在一些实施例中，所述炮孔定位装置还包括：导轨，所述导轨配置为设置于巷道顶板上；

所述投影定位部件2包括壳体204，所述壳体204上设有电动导向滑槽205，所述投影定位部件2通过所述电动导向滑槽205滑动连接在所述导轨上。

在一些实施例中，所述投影定位部件2设有驱动电机，通过所述控制器1控制所述驱动电机对所述投影定位部件2进行调整姿态或微调，以及通过所述控制器调整投影镜头角度和焦距；所述投影定位部件2还设有激光定位装置，所述激光定位装置实时测试距离掌子面基准点(经测绘人员确定点位)距离，并自动修正投影，确保成像清晰；所述投影定位部件2与导轨之间有连接轴，所述投影定位部件2与所述连接轴之间采用非固定连接，实现6方向调整。

具体的，投影定位部件可以进行360°方向的调整，使得炮孔布置设计图可以完美的投射于岩壁，进而实现对待掘进炮孔的精准定位，从而可以提高炮孔施工质量，并在一定程度上改善爆破破岩效果。

在一些实施例中，参看图5和图6所示，所述投影定位部件2，还包括：投影定位部件电池206以及投影定位部件充电孔207，所述投影定位部件电池206设置于所述壳体204内部，所述投影定位部件充电孔207设置于所述壳体204外部侧面，用于向投影定位部件2充电。

本发明实施例提供的一种炮孔定位装置，在应用时，工作人员可以使用控制器选择炮孔布置设计图，通过控制器的第一传输芯片传送至投影定位部件，投影部件通过超短焦投影镜头投射于岩壁上，工作人员根据现场效果，使用控制器调整角度等各要素，实现炮孔布置设计图完美投射于岩壁。可以有效解决现有爆破生产中炮孔定位不准确的问题。同时，它可以大幅提高爆破生产的自动化水平，减少人工操作环节，实现炮孔定位参数的设计值与实际钻孔位置的高度一致，从而显著提高爆破掘进的效率和质量。所以，本发明的研制具有重要的现实意义。

实施例二

本发明还实施例提供一种炮孔自动定位的方法，图7为本发明一实施例炮孔自动定位的方法流程图，参看图7所示，基于上述实施例一任一所述的炮孔定位装置实施，所述方法包括：

S110、响应于用户的操作指令，将岩巷掘进所需的炮孔设计图输入至所述控制器的存储芯片内；

S120、通过所述控制器的控制芯片调整所述超短焦投影镜头的焦距和角度以及所述投影组件的投射比，获得目标投影效果；

S130、移动所述投影定位部件至预定位置，通过所述超短焦投影镜头将所述炮孔设计图投影在岩壁上；

S140、根据岩壁上投影出的炮孔设计图，在岩壁上标记定位出各个炮孔的中心位置。

在一些实施例中，所述方法还包括：将所述导轨安装至巷道顶板上；

将所述投影定位部件通过所述壳体的电动导向滑槽滑动连接挂设在所述巷道顶板上的所述导轨中，使其可沿巷道掘进方向移动；

所述通过所述超短焦投影镜头将所述炮孔设计图投影在岩壁上包括：

通过第一传输芯片及第二传输芯片，将所述炮孔设计图传送至所述投影定位部件的投影组件；

通过所述投影组件处理后，通过所述超短焦投影镜头将炮孔布置设计图投射于岩壁上。

在一些实施例中，在步骤130通过所述超短焦投影镜头将炮孔布置设计图投射于岩壁上之后，所述方法还包括：根据现场投影定位效果，利用所述控制器再次调整角度、投射比并自动聚焦，以实现将炮孔布置设计图准确投射于岩壁预定位置；根据标记出的中心位置，操作钻机在岩壁上钻出炮孔。

其中，所述预定位置为将所选炮孔设计图在所述岩壁上的准确投影定位所需的位置。

具体的，在进行实际应用时，首先将导轨安装在巷道顶板上；将投影定位部件通过壳体上的电动导向滑槽滑动连接挂设在巷道顶板上的导轨中，使其可沿巷道掘进方向移动；工作人员操作控制器，将岩巷掘进所需的炮孔设计图输入到控制器的存储芯片内，也可以从预先输入存储芯片中的炮孔设计图中选择合适的，然后通过控制器的第一传输芯片及投影定位部件的第二传输芯片，将要投射的炮孔设计图传送到投影定位部件的投影组件；通过投影组件处理后，利用控制器的控制芯片调整投影定位部件的超短焦投影镜头的焦距和角度以及投影组件的投射比，获得合适的投影效果，移动投影定位部件到预定位置，通过超短焦投影镜头将炮孔设计图完美的投影在岩壁上。

综上，本发明实施例提供本发明实施例提供的一种炮孔定位装置及炮孔自动定位的方法，在应用时，工作人员可以使用控制器选择炮孔布置设计图，通过控制器的第一传输芯片传送至投影定位部件，投影部件通过超短焦投影镜头投射于岩壁上，由于投影定位部件可以实现360°方向的调整，工作人员可以根据现场效果，使用控制器调整投影定位部件的角度等要素，实现炮孔布置设计图完美投射于岩壁。可以有效解决现有爆破生产中炮孔定位不准确的问题。同时，它可以大幅提高爆破生产的自动化水平，减少人工操作环节，实现炮孔定位参数的设计值与实际钻孔位置的高度一致，从而显著提高爆破掘进的效率和质量。所以，本发明的研制具有重要的现实意义。

进一步的，本发明采用超短焦投影镜头进行投影，超短焦投影镜头具有极短的投影距离，悬挂于工作人员头顶便可完整投射于岩壁上，投射距离内的工作人员与施工机械不会造成阴影，不会影响投射效果，在施工时，会持续投射。进而实现对待掘进抛空的精准定位，从而可以提高炮孔施工质量，并在一定程度上改善爆破破岩效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种炮孔定位装置，其特征在于，所述装置包括：

控制器，所述控制器包括用于选择掘进所需炮孔设计图的控制芯片及与所述控制芯片连接的第一传输芯片；以及，

投影定位部件，所述投影定位部件包括与所述第一传输芯片配合通信连接的第二传输芯片和与所述第二传输芯片配合通信连接的投影组件，所述投影组件用于将所述炮孔设计图投影至岩壁上。

2.如权利要求1所述的炮孔定位装置，其特征在于，所述投影定位部件还包括：设置于所述投影组件前方的超短焦投影镜头，所述超短焦投影镜头用于将来自所述投影组件的炮孔设计图投影至岩壁上。

3.如权利要求2所述的炮孔定位装置，其特征在于，所述超短焦投影镜头的投射比在0.4以内，所述投射比为投影距离与投射出的画面底边长度的比值。

4.如权利要求1所述的炮孔定位装置，其特征在于，所述装置还包括：导轨，所述导轨配置为设置于巷道顶板上；

所述投影定位部件包括壳体，所述壳体上设有电动导向滑槽，所述投影定位部件通过所述电动导向滑槽滑动连接在所述导轨上。

5.如权利要求4所述的炮孔定位装置，其特征在于，所述投影定位部件设有驱动电机，通过所述控制器控制所述驱动电机对所述投影定位部件进行调整姿态或微调，以及通过所述控制器调整投影镜头角度和焦距；

所述投影定位部件还设有激光定位装置，所述激光定位装置实时测试距离掌子面距离，并自动修正投影，确保成像清晰；

所述投影定位部件与导轨之间有连接轴，所述投影定位部件与所述连接轴之间采用非固定连接，实现6方向调整。

6.如权利要求3所述的炮孔定位装置，其特征在于，所述超短焦投影镜头的角度和焦距以及所述投影组件的投射比在所述控制器的控制下可调整。

7.一种炮孔自动定位的方法，其特征在于，基于权利要求1至6任一所述的炮孔定位装置实施，所述方法包括：

响应于用户的操作指令，将岩巷掘进所需的炮孔设计图输入至所述控制器的存储芯片内；

通过所述控制器的控制芯片调整所述超短焦投影镜头的焦距和角度以及所述投影组件的投射比，获得目标投影效果；

移动所述投影定位部件至预定位置，通过所述超短焦投影镜头将所述炮孔设计图投影在岩壁上；

根据岩壁上投影出的炮孔设计图，在岩壁上标记定位出各个炮孔的中心位置。

8.如权利要求7所述的炮孔自动定位的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述导轨安装至巷道顶板上；

将所述投影定位部件通过所述壳体的电动导向滑槽滑动连接挂设在所述巷道顶板上的所述导轨中，使其可沿巷道掘进方向移动；

所述通过所述超短焦投影镜头将所述炮孔设计图投影在岩壁上包括：

通过第一传输芯片及第二传输芯片，将所述炮孔设计图传送至所述投影定位部件的投影组件；

通过所述投影组件处理后，通过所述超短焦投影镜头将炮孔布置设计图投射于岩壁上。

9.如权利要求7所述的炮孔自动定位的方法，其特征在于，在通过所述超短焦投影镜头将炮孔布置设计图投射于岩壁上之后，所述方法还包括：根据现场投影定位效果，利用所述控制器再次调整角度、投射比并自动聚焦，以实现将炮孔布置设计图准确投射于岩壁预定位置；

根据标记出的中心位置，操作钻机在岩壁上钻出炮孔。

10.如权利要求9所述的炮孔自动定位的方法，其特征在于，所述预定位置为将所选炮孔设计图在所述岩壁上的准确投影定位所需的位置。