CN202048908U - 一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，其包括：指向系统，其包括指向构件，与指向构件一体化连接的L形光路和观察通道，物镜，对光透镜，三棱镜，目镜，和设置于三棱镜和目镜之间的指示丝，其中指示丝的方向与指向构件的方向相同；与指向系统相连的调节系，其包括水平微调机构和水平制动机构；和与调节系统相连的底座，在底座下部设置竖直调节构件。该移向仪精度高，操作简单，使用简捷，能快速确定矿井巷道方向，体积小，重量轻，是完全机械式仪器，制造和维修简单，并且操作精度不受外界环境如磁场等干扰，完全满足生产实践的要求。

Description

一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪

技术领域

本实用新型涉及测绘仪器，具体涉及用于确定矿井巷道方向的移向仪。

背景技术

矿井巷道是一种常见的工程隧道形式。在工程作业中，特别是近距离工程作业中，确定矿井巷道的方向非常重要。

迄今为止，用于确定/测量巷道方向的仪器包括低精度仪器如罗盘和高精度仪器如陀螺经纬仪。

对于用于确定/测量矿井巷道方向的低精度仪器，以罗盘为例，其通过指示磁针与地磁极之间的磁作用指示方向，其定向精度低，误差在1度左右，对于要求定向精度较高的作业而言，这样的测量精度是远远不能达到要求的。此外，其应用范围受限，例如在磁性矿井如铁矿矿井中不能使用，这是因为周围磁性环境干扰罗盘的定向。

对于用于确定/测量矿井巷道方向的高精度仪器，以陀螺经纬仪为例，其是带有陀螺装置、用来测定真北方位角的经纬仪。其关键装置之一是陀螺仪，简称陀螺，又称回转仪，主要由一个高速旋转的转子支承在一个或两个框架上而构成。经纬仪上安置悬挂式陀螺仪，是利用其具指北性确定真子午线北方向，再用经纬仪测定出真子午线北方向至待定方向所夹的水平角，即真方位角。其测量精度确实很高，但是陀螺经纬仪属于精密仪器，制造工艺复杂，价格昂贵，而且维修困难。

此外，在实际确定/测量矿井巷道方向的工程作业中，传统的“吊线”方法仍然使用。所谓“吊线”方法，是在矿井井口已知的方向上，用两根诸如钢丝的线吊着诸如重锤的重物，从井口垂落到井底，从而将井口已知方向转移至井底，进而可以用于测量矿井巷道方向。“吊线”方法虽然能满足期望的精度要求，但是该方法是纯手工操作方法，操作耗时、耗力，劳动强度大。

如上所述，目前已知用于确定/测量定矿井巷道方向的装置和方法都存在各自的缺点。因此，存在对于操作简单、精度高、使用和维修容易的用于确定矿井巷道的装置的开发需求。

实用新型内容

本发明人经过锐意研究发现，可以通过透镜/透镜组和棱镜将矿井井口上已知的方向转移至井底，并且将该已知方向用指向构件指出，从而可以将矿井巷道方向确定为矿井井口上已知方向的方法，进而完成本实用新型。

本实用新型的目的在于提供一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，该装置能将矿井井口已知的方向转移至井底，从而将该已知方向确定为矿井巷道方向，从而进行矿井巷道挖掘作业等。

本实用新型提供一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，其包括：

指向系统1，其包括指向构件11，与指向构件11一体化连接的L形光路和观察通道12，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角之前的物镜13，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角处的三棱镜14，设置于光路和观察通道12内部、在物镜13和三棱镜14之间的对光透镜18，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角之后的目镜15，和设置于光路和观察通道12内部、在三棱镜14和目镜15之间的指示丝16，其中指示丝16的方向与指向构件11的方向相同；

与指向系统1相连的调节系统2，其包括水平微调机构21、和水平制动机构22；和

与调节系统2相连的底座3，在底座3下部设置竖直调节构件31。

本实用新型提供的移向仪精度高，操作简单，使用简捷，能快速确定矿井巷道方向，体积小，重量轻，是完全机械式仪器，制造和维修简单，并且操作精度不受外界环境如磁场等干扰，完全满足生产实践的要求。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方案的移向仪的结构示意图。

图2是本实用新型另一优选实施方案的移向仪的结构示意图。

附图标号说明

1-指向系统

11-指向构件

12-光路和观察通道12

13-物镜

14-三棱镜

15-指示丝

16-目镜

17-对光旋钮

18-对光透镜

2-调节系统

21-水平微调机构21

211-水平微调旋钮

22-水平制动机构22

221-水平制动旋钮

3-底座

31-竖直方向调节构件

具体实施方式

以下以优选的具体实施方式并结合附图来进一步说明本实用新型。本实用新型的特点和优点将随着这些说明变得更为清楚。不过，这些实施方案仅是说明性的，其对本实用新型的保护范围并不构成任何限制。本领域技术人员理解，在不超出或偏离本实用新型保护范围的情况下，本实用新型的技术方案及其实施方式有多种修饰、改进或等价物，这些均应落入本实用新型的保护范围内。

在本实用新型的一个优选实施方案中，如图1所示，提供一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，其包括：

指向系统1，其包括指向构件11，与指向构件11一体化连接的L形光路和观察通道12，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角之前的物镜13，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角处的三棱镜14，设置于光路和观察通道12内部、在物镜13和三棱镜14之间的对光透镜18，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角之后的目镜15，和设置于光路和观察通道12内部、在三棱镜14和目镜15之间的指示丝16，其中指示丝16的方向与指向构件11的方向相同；

与指向系统1相连的调节系统2，其包括水平微调机构21、和水平制动机构22；和

与调节系统2相连的底座3，在底座3下部设置竖直调节构件31。

在上述优选实施方案中，指向构件11可以是任何平直结构构件，例如板、棒、翼、棍等，或者具有指向功能的仪器或部件。指向构架件11可以设置于通道12的任何部位，不过，考虑到操作的容易性，指向构件11优选设置于通道12的顶部或上部，如图1中所示。

在上述优选实施方案中，光路和观察通道12是L形构件。考虑到精度和观察的准确性和容易性，光路和观察通道12优选是直角的L形构件。

在上述优选实施方案中，物镜13可以是凸透镜或凸透镜组。如图1中所示，其设置于光路和观察通道12内部，并且在L形拐角之前。

在上述优选实施方案中，对光透镜18可以是透镜或透镜组。作为用作对光透镜18的透镜，可以使用凸透镜或凸透镜组。如图1中所示，其设置于光路和观察通道12内部，并且在物镜13和L形拐角之间。

在进一步优选的实施方案中，指向系统1还包括对光旋钮17，其用于调节对光透镜18的位置。

在上述优选实施方案中，三棱镜14设置于光路和观察通道12内部，并且在L形拐角处，其用于将光路转向。三棱镜14优选是直角三棱镜，且优选其直角与光路和观察通道12的直角相对，如图1中所示。

在上述优选实施方案中，指示丝16设置于光路和观察通道12内部，并且在三棱镜14和目镜15之间。在本实用新型中，重要的是指向构件11与指示丝16的方向一致相同，具体原因如下文中实用新型原理部分所述。

在上述优选实施方案中，目镜15设置于光路和观察通道12内部，并且在L形拐角之后。目镜15可以是透镜或透镜组。作为用于目镜15的透镜，可以使用凸透镜或凸透镜组。

在进一步优选的实施方案中，指向系统1的光路和观察通道12、物镜13、对光透镜18、对光旋钮17、三棱镜14和目镜16可以用望远镜筒代替。在这种情况下，需要对望远镜筒进行相应改装，例如在望远镜筒的三棱镜和目镜之间设置指示丝，并且在望远镜筒上部设置与指示丝方向一致的指向构件，以及其它根据需要的改装。

在进一步优选的实施方案中，指向系统1通过连接构件4与调节系统2相连，如图2所示。连接构件4可以为例如连接架，其将指向系统1固定于调节系统2上。

在上述优选实施方案中，水平微调机构21是在水平方向上对指向系统进行方向微调节的机构。可以使用任何本领域已知的水平方向微调机构，例如用于水准仪、经纬仪的微调机构，其包括水平微调旋钮211，如图2所示。

在上述优选实施方案中，水平制动机构22是在水平方向上对指向系统进行制动和松动的机构。可以使用任何本领域已知的制动机构，例如用于水准仪、经纬仪的制动机构，其包括水平制动旋钮221，如图2所示。

在上述优选实施方案中，在底座3下部设置的竖直调节构件31，其用于在竖直方向上对指向系统1进行调节。所述竖直调节构件可以使用任何本领域已知的竖直方向调节构件，例如脚螺丝，如图2所示。

在进一步优选的实施方案中，调节系统2可以使用水准仪的底座上的调节系统来代替。

以下对本实用新型的原理进行说明。

在矿井井口上沿已知方向设置一根线，该线通过物镜、三棱镜和目镜可以被观察者观测到，通过调节指向系统，使得该线与指示丝重合，则指示丝的方向与该线的方向一致，而指示丝的方向又与指向构件方向一致，则指向构件方向与该线的方向一致，因此指向构件的方向即是矿井井口上的已知方向，由此可以确定矿井巷道的方向。

根据上述原理可知，在本实用新型的指向仪中，保持指向构件与指示丝的方向一致是非常重要的。只有两者的方向一致，指向构件才能精确地指示出矿井井口上的已知方向，确保指向仪的精度。

在一个更优选实施方案中，如图2所示，本实用新型提供一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，其包括：

指向系统1，其包括指向构件11，与指向构件11一体化连接的L形光路和观察通道12，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角之前的物镜13，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角处的三棱镜14，设置于光路和观察通道12内部、在物镜13和三棱镜14之间的对光透镜18，设置于光路和观察通道12内部、在L形拐角之后的目镜15，和设置于光路和观察通道12内部、在三棱镜14和目镜15之间的指示丝16，其中指示丝16的方向与指向构件11的方向相同，作为光路和观察通道12、物镜13、对光透镜18、对光旋钮17、三棱镜14和目镜16，其中，物镜13是单一的凸透镜，焦距约16cm，对光透镜18为凸透镜组，目镜15为凸透镜组，指示丝16与目镜15之间的距离约1.8cm；指示丝16与物镜13间距离约17cm。

与指向系统1通过连接架4相连的调节系统2，其为用于水准仪的底座和脚架，包括水平微调旋钮211、和水平制动旋钮221；和

与调节系统2通过连接件如螺丝(图中未示出)相连的底座3，在底座3下部设置脚螺丝31。

其中，指向构件长40cm，光路和观察通道12长18.8cm。

以下对该指向仪的操作方法和测量实例进行说明。

在施工工地的一个横向下水管道，其内径约80公分，长10米，将其模拟视为“躺在地上的矿井”。在其一个管口处拉一根在竖直平面内与水平方向成60度的直线，在距另一个管口20米处放置如图2所示的上述移向仪，将望远镜筒12大致对准该直线，固定；

调节脚螺丝31，较精确地对准目标直线，并调节对光旋钮17，使观察者看到目标直线清晰，调节目镜16，使观察者看到指示丝15也清晰；

将底座3上水平制动旋钮221放松，使得指向系统1和调节系统2可以自由转动，然后观察者目视望远镜中的观测目标直线，转动指向系统，使该直线与指示丝15基本平行，拧紧水平制动旋钮221；

一般通过望远镜筒观察目标直线与指示丝的位置，一般调节脚螺丝，使得两者接近重合，同时调节水平微调旋钮211，使得两者严格平行。测量此时指向构件11的方向，其与水平方向成59.99度。误差为0.01度。

以与上述相同的方式进行测量，区别在于：在其一个管口处拉一根在竖直平面内与水平方向成90度的直线(垂线)，在距另一个管口60米处放置移向仪，结果指向构件与水平方向成89.95度，误差为0.05度。

以与上述相同的方式进行测量，区别在于：在其一个管口处拉一根在竖直平面内与水平方向成60度的直线，在距另一个管口60米处放置移向仪，结果指向构件与水平方向成60.02度，误差为0.02度。

上结合具体实施方案对本实用新型进行了说明。不过，这些实施方案仅是说明性的，其对本实用新型的保护范围并不构成任何限制。本领域技术人员理解，在不超出或偏离本实用新型保护范围的情况下，本实用新型的技术方案及其实施方式有多种修饰、改进或等价物，这些均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，其包括：

指向系统(1)，其包括指向构件(11)，与指向构件(11)一体化连接的L形光路和观察通道(12)，设置于光路和观察通道(12)内部、在L形拐角之前的物镜(13)，设置于光路和观察通道(12)内部、在L形拐角处的三棱镜(14)，设置于光路和观察通道(12)内部、在物镜(13)和三棱镜(14)之间的对光透镜(18)，设置于光路和观察通道(12)内部、在L形拐角之后的目镜(15)，和设置于光路和观察通道(12)内部、在三棱镜(14)和目镜(15)之间的指示丝(16)，其中指示丝(16)的方向与指向构件(11)的方向相同；

与指向系统(1)相连的调节系统(2)，其包括水平微调机构(21)、和水平制动机构(22)；和

与调节系统(2)相连的底座(3)，在底座(3)下部设置竖直调节构件(31)。

2.根据权利要求1所述的移向仪，其中指向构件(11)设置于通道(12)的顶部或上部。

3.根据权利要求1所述的移向仪，其中指向系统(1)还包括对光旋钮(17)，其用于调节对光透镜(18)的位置。

4.根据权利要求1所述的移向仪，其中物镜(13)是凸透镜或凸透镜组，和/或其中对光透镜(18)是凸透镜或凸透镜组。

5.根据权利要求1所述的移向仪，其中三棱镜(14)是直角三棱镜。

6.根据权利要求1所述的移向仪，其中目镜(15)是凸透镜或凸透镜组。

7.根据权利要求1所述的移向仪，其中作为光路和观察通道(12)、物镜(13)、对光透镜(18)、对光旋钮(17)、三棱镜(14)以及目镜(16)，使用望远镜筒。

8.根据权利要求1所述的移向仪，其中作为调节系统(2)，使用经纬仪或水准仪的底座上的调节系统。

9.根据权利要求1所述的移向仪，其中指向系统(1)通过连接构件(4)与调节系统(2)相连。

10.一种单一用于确定矿井巷道方向的移向仪，其包括：

指向系统(1)，其包括指向构件(11)，与指向构件(11)一体化连接的L形光路和观察通道(12)，设置于光路和观察通道(12)内部、在L形拐角之前的物镜(13)，设置于光路和观察通道(12)内部、在L形拐角处的三棱镜(14)，设置于光路和观察通道(12)内部、在物镜(13)和三棱镜(14)之间的对光透镜(18)，设置于光路和观察通道(12)内部、在L形拐角之后的目镜(15)，和设置于光路和观察通道(12)内部、在三棱镜(14)和目镜(15)之间的指示丝(16)，其中指示丝(16)的方向与指向构件(11)的方向相同，作为光路和观察通道(12)、物镜(13)、对光透镜(18)、对光旋钮(17)、三棱镜(14)和目镜(16)，使用望远镜筒；

与指向系统(1)通过连接架(4)相连的调节系统(2)，其为用于水准仪的脚架，包括水平微调旋钮(211)、和水平制动旋钮(221)；和

与调节系统(2)通过连接件相连的底座(3)，在底座(3)下部设置脚螺丝(31)。

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