CN213088080U - 用于岩巷爆破炮孔自动定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开一种用于岩巷爆破炮孔自动定位装置，属于煤矿岩巷爆破领域。包括控制器；包括壳体，在壳体中设有控制芯片及与控制芯片连接的第一蓝牙传输芯片；激光定位部件包括激光测距组件及与第一蓝牙传输芯片配合通信的第二蓝牙传输芯片；控制器安装于钻孔掘进机上，激光定位部件挂于巷道顶板上、且可沿巷道掘进方向移动，控制器，用于接收激光定位部件发送的激光定位部件到巷道迎头的距离，并根据距离计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间的夹角，再发送控制信号控制激光定位部件按照所述夹角发射激光至巷道迎头，以实现对待掘进炮孔的定位。可以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。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿岩巷爆破领域，尤其涉及一种用于岩巷爆破炮孔自动定位装置。
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。爆破炮孔的间距、排距等对爆破效果的影响显著。在实际爆破施工中，往往存在炮孔钻孔与实际的爆破设计不符的情况，造成岩巷爆破掘进效率低、巷道成型质量差和围岩损伤范围大等问题。
究其根本原因在于，炮孔钻孔过程中定位不准确造成的。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提供一种用于岩巷爆破炮孔自动定位装置，可以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，并在一定程度上改善爆破破岩效果。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型实施例提供一种用于岩巷爆破炮孔激光自动定位装置，包括控制器和激光定位部件；
所述控制器包括壳体，在所述壳体中设有控制芯片及与所述控制芯片连接的第一蓝牙传输芯片，所述控制芯片具有输入/输出接口，所述控制芯片还连接有显示屏；
所述激光定位部件包括与所述第一蓝牙传输芯片配合通信的第二蓝牙传输芯片及激光测距组件，所述第二蓝牙传输芯片内置于或连接所述激光测距组件，所述激光测距组件至少用于测定激光定位部件到巷道迎头的距离；
所述控制器安装于钻孔掘进机上，所述激光定位部件挂设于巷道顶板上、且可沿着巷道掘进方向移动，所述控制器与所述激光定位部件之间通过所述第一蓝牙传输芯片与第二蓝牙传输芯片通信连接；
所述控制器，用于接收所述激光定位部件发送的测定的激光定位部件到巷道迎头的距离，并根据所述距离计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间的夹角，再发送控制信号控制激光定位部件按照所述夹角发射激光至巷道迎头，以实现对待掘进炮孔的定位。
优选地，所述激光定位部件包括：多组激光测距发射端口测点和对应的回收端口测点，每组激光测距发射端口测点与回收端口测点朝向巷道迎头、左、右两帮和顶、底板设置，用于测定激光定位部件到巷道迎头、左、右两帮及顶、底板的距离，并反馈至所述控制器；
所述控制器，具体用于根据反馈得到的距离和预先存储的的炮孔布置设计图，按照空间几何原理，计算得到各炮孔中心到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角；
并基于所述夹角，生成激光发射角度控制指令并发送至所述激光定位部件；
所述激光定位部件，用于根据所述激光发射角度控制指令发射激光至巷道迎头预定位置，以实现对待掘进炮孔的定位。
优选地，所述激光定位部件包括5组激光测距发射端口测点和对应的回收端口测点。
优选地，所述激光定位部件还包括多个组合棱镜，多个组合棱镜对应设置于所述激光测距发射端口测点的前方，所述多个组合棱镜与所述控制器电连接，所述多个组合棱镜可在所述控制器的控制下自动旋转以调整自身角度；
所述组合棱镜，用于将所述激光测距发射端口测点发射的激光分为一系列不同角度的激光束向外射出，照射在巷道迎头的不同位置，以实现对多个待掘进炮孔的定位。
优选地，所述巷道顶板上设有导轨，所述激光定位组件包括壳体，在所述壳体上设有电动导向滑槽，所述激光定位组件通过所述电动导向滑槽挂设于所述导轨上，所述电动导向滑槽上设有驱动电机，所述驱动电机与所述控制器连接。
本实用新型提供的用于岩巷爆破炮孔激光自动定位装置，包括控制器和激光定位部件两大部分，应用时，将控制器安装在钻孔掘进机上，激光定位部件悬挂在巷道顶板上方，且可沿巷道掘进方向移动；利用所述激光测距组件至少测定出激光定位部件到巷道迎头的距离，并通过蓝牙传送至控制器，控制器根据测定的距离计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角，并发送控制信号控制激光定位部件按照所述夹角发射激光至巷道迎头，进而实现对待掘进炮孔的精准自动定位，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。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例用于岩巷爆破炮孔自动定位装置一实施例结构示意框图；
图2为本实用新型实施例用于岩巷爆破炮孔自动定位装置另一实施例结构示意框图
图3为图1和图2中控制器一实施例结构示意图；
图4为图1中激光定位部件一实施例结构左视图；
图5为图4中激光定位部件的主视图。
图6为本实用新型实施例计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
应当明确，为了更加清楚说明本实用新型，在以下的具体实施例中描述了众多技术细节，本领域技术人员应当理解，没有其中的某些细节，本实用新型同样可以实施。另外，为了凸显本实用新型的实用新型主旨，涉及的一些本领域技术人员所熟知的方法、手段、零部件及其应用等未作详细描述，但是，这并不影响本实用新型的实施。本文所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型旨在提供一种能够进行煤矿岩巷爆破炮孔自动定位的装置，以实现爆破炮孔的精准定位，提高炮孔施工质量，提升爆破破岩效果。
参见图1至图3所示，本实用新型实施例一种定量分析爆破能量分布的试验装置，包括：控制器10和激光定位部件20两大部分。
其中，所述控制器10包括壳体，在所述壳体中设有控制芯片及与所述控制芯片连接的第一蓝牙传输芯片，所述控制芯片具有输入/输出接口2，所述控制芯片还连接有显示屏1；
所述输入/输出接口为USB接口，所述控制芯片连接有存储器，所述存储器中存储有炮孔布置设计图，所述炮孔布置设计图中包括炮孔的位置坐标及参数，如图5所示，所述炮孔的位置坐标所在的坐标系基准点为巷道迎头底角。除了前述将炮孔布置设计图固化于存储器中之外，还可以将炮孔布置设计图的dwg 文件通过USB接口传输到控制器上，然后通过控制器上读取炮孔布置设计图，确定爆破设计中的炮孔位置坐标及相关的参数。
参看图3所示，控制器外壳上设有数据读取3、激光测距4、角度计算5和激光发射6等按钮，用于对应实现相应的功能。
所述激光定位部件包括与所述第一蓝牙传输芯片配合通信的第二蓝牙传输芯片及激光测距组件，所述第二蓝牙传输芯片内置于或连接所述激光测距组件，所述激光测距组件至少用于测定激光定位部件到巷道迎头的距离。
所述控制器安装于钻孔掘进机上，所述激光定位部件挂设于巷道顶板上、且可沿着巷道掘进方向移动，所述控制器与所述激光定位部件之间通过所述第一蓝牙传输芯片与第二蓝牙传输芯片通信连接。
在一些具体的实现激光定位部件可沿巷道掘进方向移动的实施例中，所述巷道顶板上设有导轨，所述激光定位组件包括壳体，在所述壳体上设有电动导向滑槽，所述激光定位组件通过所述电动导向滑槽挂设于所述导轨上，所述电动导向滑槽上设有驱动电机，所述驱动电机与所述控制器连接，所述控制器控制所述驱动电机驱动所述电动导向滑槽沿所述导轨移动，以实现沿巷道掘进方向移动的目的。
所述控制器，用于接收所述激光定位部件发送的测定的激光定位部件到巷道迎头的距离，并根据所述距离计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角，再发送控制信号控制激光定位部件按照所述夹角发射激光至巷道迎头，以实现对待掘进炮孔的定位。
本实用新型提供的用于岩巷爆破炮孔激光自动定位装置，包括控制器和激光定位部件两大部分，应用时，将控制器安装在钻孔掘进机上，激光定位部件悬挂在巷道顶板上方，且可沿巷道掘进方向移动；利用所述激光测距组件至少测定出激光定位部件到巷道迎头的距离，并通过蓝牙传送至控制器，控制器根据测定的距离计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角，并发送控制信号控制激光定位部件按照所述夹角发射激光至巷道迎头，进而实现对待掘进炮孔的精准自动定位，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，本申请的发明点不在于对各组成部件或各组成部件形成的自动定位装置实现本文中描述的预定作用或功能的程序或逻辑控制电路的改进，而在于形成自动定位装置的各组成部件之间特定的物理或电信号连接关系及各部件设于特定的空间位置。本领域技术人员根据本实施例记载的控制器或其它组成部件的作用或所要实现的功能，可以自由选择具体的现有技术中的逻辑单元、程序或采用相关的电子元器件以实现预期作用或功能，为了凸显本实用新型的创新主旨在于结构及连接关系的改进，就不再具体赘述本文中实现预定功能的具体程序或逻辑控制电路。
参看图4及图5所示，在一些实施例中，所述激光定位部件包括：多组激光测距发射端口测点7和对应的回收端口测点(与发射端测点紧邻)；在一些实施例中，所述激光定位部件包括5组激光测距发射端口测点和对应的回收端口测点。每组激光测距发射端口测点与回收端口测点朝向巷道迎头、左、右两帮和顶、底板设置，用于测定激光定位部件到巷道迎头、左、右两帮及顶、底板的距离，并反馈至所述控制器。
所述控制器，具体用于根据反馈得到的距离和预先存储的的炮孔布置设计图，按照空间几何原理，计算得到各炮孔中心到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角；并基于所述夹角，生成激光发射角度控制指令并发送至所述激光定位部件。
图6为本实用新型实施例计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角的示意图；其中，这里的激光用的是线激光，示例性地，参看图5所示，在以巷道迎头底角建立的坐标系xyz中，炮孔A的坐标为(x1，y1， 0)，激光定位部件的坐标为(L2，L3，Z)；其中，激光定位部件的坐标可以根据激光定位部件测量出来L2和L3的值。
在激光定位部件在迎头的投影点处设置坐标系x‘y’z’。则在坐标系 x‘y’z’中，炮孔A的坐标为(x‘1，y’1，z’1)可表示为：
根据空间几何关系可知，确定激光定位部件输出的炮孔A的定位激光在 x’o’z’平面和y’o’z’平面的夹角α和β可分别表示为：
当计算得出激光定位部件输出的炮孔A的定位激光在x’o’z’平面和 y’o’z’平面的夹角α和β，即确定出炮孔A到激光定位部件的连线与两个基准平面或基准轴之间的夹角；进而，根据所述夹角生成激光发射角度控制指令，所述激光发射角度控制指令用于使激光定位部件以所述夹角发射激光至巷道迎头面上。
所述激光定位部件，用于根据所述激光发射角度控制指令发射激光至巷道迎头预定位置，以实现对待掘进炮孔的定位。
可以理解的是，具体的激光定位部件根据控制指令发射激光的结构或组成及原理的实现方式为现有技术，本领域技术人员可以根据揭示的该技术构思或功能性描述自行设计其具体的结构，为了凸显本实用新型主旨，对此不作限定。
在图3及图4所示的实施例中，激光定位部件通过激光发射端口8发射用于定位的激光至巷道迎头预定位置，以实现对待掘进炮孔的精准定位。
具体地，所述激光定位部件还包括多个组合棱镜，多个组合棱镜对应设置于所述激光测距发射端口测点的前方，所述多个组合棱镜与所述控制器电连接，所述多个组合棱镜可在所述控制器的控制下自动旋转以调整自身角度。
待组合棱镜调整好后，激光发射端口8发出的激光经过所述组合棱镜，所述组合棱镜，用于将所述激光测距发射端口测点发射的激光分为一系列不同角度的激光束向外射出，照射在巷道迎头的不同位置，以实现对多个待掘进炮孔的自动标定定位。
其中，所述激光定位组件包括外壳，在所述外壳上开设有多个对应激光测距发射端口测点的通孔，所述激光测距发射端口测点设于所述通孔中，在所述外壳上、位于所述通孔前方设有旋转轴，所述组合棱镜上设有用于与所述旋转轴连接的安装部，所述组合棱镜安装于所述旋转轴上，所述旋转轴一端连接有驱动机构，所述驱动机构与所述控制器电连接，所述组合棱镜在驱动机构的驱动下可在一定范围内转动，以调整自身角度，从而引导激光的出射角度，保证精准地照射至巷道迎头的预定位置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例装置中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各装置的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory， ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种用于岩巷爆破炮孔自动定位装置，其特征在于，包括控制器和激光定位部件；
所述控制器包括壳体，在所述壳体中设有控制芯片及与所述控制芯片连接的第一蓝牙传输芯片，所述控制芯片具有输入/输出接口，所述控制芯片还连接有显示屏；
所述激光定位部件包括与所述第一蓝牙传输芯片配合通信的第二蓝牙传输芯片及激光测距组件，所述第二蓝牙传输芯片内置于或连接所述激光测距组件，所述激光测距组件至少用于测定激光定位部件到巷道迎头的距离；
所述控制器安装于钻孔掘进机上，所述激光定位部件挂设于巷道顶板上、且可沿着巷道掘进方向移动，所述控制器与所述激光定位部件之间通过所述第一蓝牙传输芯片与第二蓝牙传输芯片通信连接；
所述控制器，用于接收所述激光定位部件发送的测定的激光定位部件到巷道迎头的距离，并根据所述距离计算确定各待掘进炮孔到激光定位部件的连线与水平轴线之间夹角，并发送控制信号控制激光定位部件按照所述夹角发射激光至巷道迎头，以实现对待掘进炮孔的定位。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光定位部件包括：多组激光测距发射端口测点和对应的回收端口测点，每组激光测距发射端口测点与回收端口测点朝向巷道迎头、左、右两帮和顶、底板设置，用于测定激光定位部件到巷道迎头、左、右两帮及顶、底板的距离，并反馈至所述控制器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述激光定位部件还包括多个组合棱镜，多个组合棱镜对应设置于所述激光测距发射端口测点的前方，所述多个组合棱镜与所述控制器电连接，所述多个组合棱镜可在所述控制器的控制下自动旋转以调整自身角度；
所述组合棱镜，用于将所述激光测距发射端口测点发射的激光分为一系列不同角度的激光束向外射出，照射在巷道迎头的不同位置，以对多个待掘进炮孔的定位。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述激光定位部件包括5组激光测距发射端口测点和对应的回收端口测点。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述巷道顶板上设有导轨，所述激光定位组件包括壳体，在所述壳体上设有电动导向滑槽，所述激光定位组件通过所述电动导向滑槽挂设于所述导轨上，所述电动导向滑槽上设有驱动电机，所述驱动电机与所述控制器连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN114264207A (zh) * | 2021-08-16 | 2022-04-01 | 北方工业大学 | 一种炮眼自动封堵炮泥装置及炮眼封堵方法 |
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| CN114264207A (zh) * | 2021-08-16 | 2022-04-01 | 北方工业大学 | 一种炮眼自动封堵炮泥装置及炮眼封堵方法 |
| CN114264207B (zh) * | 2021-08-16 | 2024-01-09 | 北方工业大学 | 一种炮眼自动封堵炮泥装置及炮眼封堵方法 |
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