CN203364780U

CN203364780U - 一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪

Info

Publication number: CN203364780U
Application number: CN 201320418483
Authority: CN
Inventors: 谭波; 和超楠; 朱帅虎
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-15

Abstract

本实用新型专利属于矿井通风参数测定领域，具体涉及一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪的设计。矿井日常有效风量测定过程中，井下巷道断面积的测定是一项基础且重要的工作。传统测定方法是人工测量，操作过程繁琐，效率低下，误差大。近年来新兴的激光、声纳巷道断面积测定仪提高了工作效率，但成本高、操作复杂、不便携带和固定使用。因此，有必要设计一种新型矿用巷道断面积测定仪。利用激光测距技术和机械定角旋转与自定义角旋转相结合的角度旋转方式，可实现半自动化高精度测量井下巷道断面积的测量目的。这种测定仪减小了仪器的体积和重量，降低了制作成本和操作难度，提高了系统的稳定性，便于在井下恶劣的环境中携带与固定使用。

Description

一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪

技术领域

本实用新型专利属于矿井通风参数测定领域，具体涉及一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪的设计。

背景技术

矿井日常通风管理（如定期测量井下各地点有效风量）中，井下巷道断面积的测定是一项基础且重要的工作。巷道断面积测量的精确度对测定井下通风量有着显著地影响，由于不准确的通风量而引起的风量调节严重影响着井下的生产安全。

传统的巷道断面积测定方法是人工利用可伸缩测量杆、木质分度盘和滑尺测量出相关数据，根据数格法、小三角法、平均半径法等方法来求出不规则断面积。整个操作过程繁琐，所需工作人员多，效率低下，测定后数据处理工作量大。由于井下巷道的不规则性，计算结果往往存在较大的误差。近年来新兴的激光、声纳巷道断面积测定仪，一定程度上可以较精确的自动化测量井下巷道断面积，但由于其制作成本高、操作系统复杂、电池和电机较大而导致仪器的体积和重量较大，在井下坑洼的环境中不便于携带和固定使用。由于井下环境恶劣，部件精密的自动化仪器易出现故障，相对于机械式的仪器来说使用时间较短。所以新兴巷道断面积测定仪在地面隧道、建筑等地上测量较为方便，但是作为井下巷道断面积测定仪，其实用性明显不足。

因此，有必要设计一种半自动化新型矿用井下巷道断面积测定仪。利用激光测距技术和机械定角旋转与自定义角旋转相结合的角度旋转方式，可实现半自动化高精度测量井下巷道断面积的测量目的。这种方式有效的减小了仪器的体积和重量，降低了制作成本和系统操作难度，提高了系统的稳定性，便于在井下恶劣的环境中携带与固定使用。同时结合仪器测量过程中自动计算的功能，减少了测定后繁琐的数据处理环节，有效的提高了测量效率。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决煤矿井下巷道断面积测量的问题，而设计了一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪。

本实用新型提供了一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪，其特征在于半自动化参数的输入与输出，激光测距技术和机械定角旋转与自定义角旋转相结合的角度旋转方式，主要包括控制部、测量部和固定部，控制部包括输入和输出参数显示面板、操作所述输入和输出参数的控制面板、旋转齿轮、固定齿轮、连接在所述旋转齿轮上的旋转主轴、连接在所述固定齿轮上的固定主轴、嵌套在所述旋转齿轮与固定齿轮外部的构件外壳、控制所述旋转齿轮和固定齿轮的内槽导轨与弹簧、主轴刻度盘，测量部包括激光测距探头和旋转按钮，固定部包括仪器底座、三角架、水准仪、调平螺旋钮。

所述的巷道断面积测定仪中所述的输入与输出参数显示面板中输入参数断面名称、测量组数、主轴角度由所述的输入和输出参数控制面板直接输入，测量数据由所述的激光测距探头直接获取，输出参数包括断面名称、断面面积和断面形状。

所述的巷道断面积测定仪中所述的输入和输出参数控制面板包括0~9数字键、上下左右移动键、确认键、取消键、返回键、仪器开关键。

所述的巷道断面积测定仪中所述的旋转齿轮与所述的旋转主轴连接并带动所述的激光探头旋转，共20齿，每齿角度18°,每隔一个齿轮有一个缺槽。

所述的巷道断面积测定仪中所述的固定齿轮与所述的固定主轴、旋转按钮相互连接，可发生横向移动，共20齿，每齿角度18°,每隔一个齿轮有一个缺槽，与所述的旋转齿轮咬合。

所述的巷道断面积测定仪中所述的内槽导轨位于所述的构件外壳的内部，控制所述固定齿轮的横向移动与所述旋转齿轮固定旋转角度。

所述的巷道断面积测定仪中所述的弹簧位于所述的构件外壳与所述的旋转齿轮之间，提供动力为所述旋转齿轮的旋转。

所述的巷道断面积测定仪中所述的主轴刻度盘位于所述的控制部的左侧，控制所述旋转主轴初始测量角度，范围0°~360°。

所述的巷道断面积测定仪中所述的测距探头具有垂直的激光定心标志和测距功能，测量数据显示在所述输入与输出参数显示面板中。

所述的巷道断面积测定仪中所述控制部采用防爆设计。

本实用新型可以通过激光测距技术和机械定角旋转与自定义角旋转相结合的角度旋转方式测量出一个巷道断面的多个距离参数，依靠内置软件的计算可以很快得出巷道断面积的大小与形状，缩小了仪器的体积，减轻了仪器的重量，提高了仪器的稳定性，减小了传统测定方法中数据处理的工作量，为矿井巷道断面积的获取提供便捷方式。

附图说明

图1 巷道断面积测定仪实施例的主视图

图2 巷道断面积测定仪实施例的后视图

图3 巷道断面积测定仪实施例的左视图

图4 巷道断面积测定仪实施例的右视图

图5 巷道断面积测定仪实施例的主界面2

图6 巷道断面积测定仪实施例的主界面3

图7 巷道断面积测定仪实施例的三角支架

图8 巷道断面积测定仪实施例的构件外壳和内槽导轨

图9 巷道断面积测定仪实施例的旋转机械结构拆分示意图

图10 巷道断面积测定仪实施例的旋转机械结构连接示意图

图中：1.输入和输出参数显示面板；2.输入和输出参数控制面板；3.激光测距探头外壳；4.激光测距探头；5.旋转主轴；6.旋转齿轮；7.固定齿轮；8.构件外壳；9.仪器底座；10.提拉手环；11.旋转按钮；12.仪器底座与三脚架连接孔；13.水准仪；14.调平螺旋钮；15.主轴刻度盘；16.充电与数据线孔（USB型）；17.三脚架；18.固定主轴；19.弹簧；20.内槽导轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

（一）固定与调平。三脚架（17）展开放在井下巷道，将巷道断面积测定仪放于三脚架（17）之上，利用仪器底座（9）的连接装置（12）与三脚架（17）连接完毕，观看水准仪（13），调节调平螺旋钮（14）对仪器进行调平。

（二）输入参数。按输入和输出参数控制面板（2）上的

键打开仪器电源，按控制面板（2）上的上下左右键调节光标位置，在输入和输出参数显示面板（1）中输入断面名称，测量组数（3组即可），主轴旋转角度（0°~6°，6°~12°，12°~18°），调整显示面板（1）上光标至开始选择处，按控制面板（2）上确认键进行测量。

（三）第一组数据测量。此时输入和输出参数显示面板（1）进入主界面2，先将激光测距探头（4）方位调整至初始位置即主轴刻度盘（15）0°位置，再将构件外壳（8）按照主轴刻度盘（15）旋转至设置的第一个主轴旋转角度，调整显示面板（1）上光标至测量选择处，按控制面板（2）上确认键进行测量，此时第一组第一个测量数据1.1显示在输入和输出参数显示面板（1）进入主界面2。（如果由于人为原因出现测量错误，可以按控制面板（2）上取消键进行取消操作）按动旋转按钮（11），由固定主轴（18）的横向推动，弹簧（19）压缩产生回复力，使旋转齿轮（6）与固定齿轮（7）在内槽导轨的（20）的约束下产生相对转动，由旋转齿轮（6）带动激光测距探头（4）旋转一个齿轮的角度（18°），发生转动后，按控制面板（2）上确认键进行测量，此时第一组第二个测量数据1.2显示在输入和输出参数显示面板（1）进入主界面2。依此操作，完成20次按动旋转按钮（11），即测得第一组的20个测量数据。调整显示面板（1）上光标至完成选择处，按控制面板（2）上确认键即进入第二组数据测量。

（四）第二、三组数据的测量。先将激光测距探头（4）方位调整至初始位置即主轴刻度盘（15）0°位置，再将构件外壳（8）按照主轴刻度盘（15）旋转至设置的第二个主轴旋转角度，依据步骤三的操作完成第二组数据的测量。再将构件外壳（8）按照主轴刻度盘（15）旋转至设置的第三个主轴旋转角度，依据步骤三的操作完成第三组数据的测量。

（五）数据处理。第三组数据测量完成后，输入和输出参数显示面板（1）进入主界面1，调整显示面板（1）上光标至计算选择处，按控制面板（2）上确认键进行在内部程序作用下完成数据处理。此时输入和输出参数显示面板（1）进入主界面3，断面名称、断面面积、断面形状都显示出现在主界面3中。

（六）数据导出与充电。利用SUB数据线插入到充电与数据线孔（16）可以将测量的数据导出到计算机上，并可以对其进行充电。

Claims

1.一种高精度轻便式矿用巷道断面积测定仪，其特征在于半自动化参数的输入与输出，激光测距技术和机械定角旋转与自定义角旋转相结合的角度旋转方式，主要包括控制部、测量部和固定部，控制部包括输入和输出参数显示面板、操作所述输入和输出参数的控制面板、旋转齿轮、固定齿轮、连接在所述旋转齿轮上的旋转主轴、连接在所述固定齿轮上的固定主轴、嵌套在所述旋转齿轮与固定齿轮外部的构件外壳、控制所述旋转齿轮和固定齿轮的内槽导轨与弹簧、主轴刻度盘，测量部包括激光测距探头和旋转按钮，固定部包括仪器底座、三角支架、水准仪、调平螺旋钮。

2. 根据权利要求1所述的巷道断面积测定仪，其特征在于输入和输出参数控制面板包括0~9数字键、上下左右移动键、确认键、取消键、返回键、仪器开关键。

3. 根据权利要求1所述的巷道断面积测定仪，其特征在于旋转齿轮与所述的旋转主轴连接并带动所述的激光探头旋转，共20齿，每齿角度18°,每隔一个齿轮有一个缺槽。

4. 根据权利要求1或3所述的巷道断面积测定仪，其特征在于固定齿轮与所述的固定主轴、旋转按钮相互连接，可发生横向移动，共20齿，每齿角度18°,每隔一个齿轮有一个缺槽，与所述的旋转齿轮咬合。

5. 根据权利要求1所述的巷道断面积测定仪，其特征在于内槽导轨位于所述的构件外壳的内部，控制所述固定齿轮的横向移动与所述旋转齿轮固定旋转角度。

6. 根据权利要求1或3所述的巷道断面积测定仪，其特征在于弹簧位于所述的构件外壳与所述的旋转齿轮之间，提供动力为所述旋转齿轮的旋转。

7. 根据权利要求1所述的巷道断面积测定仪，其特征在于主轴刻度盘位于所述的控制部的左侧，控制所述旋转主轴初始测量角度，范围0°~360°。

8. 根据权利要求1所述的巷道断面积测定仪，其特征在于测距探头具有垂直的激光定心标志和测距功能，测量数据显示在所述输入与输出参数显示面板中。

9. 根据权利要求1所述的巷道断面积测定仪，其特征在于控制部采用防爆设计。