CN2692632Y - 一种巷道激光指向仪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于测绘仪器，特别是直接长距离指示矿山井下巷道或公路铁路隧道掘进施工时的方向的一种巷道激光指向仪，它包括置于镜筒内的激光器和光学准直机构；光束调节机构；安装机构所构成，其特征是：激光指向仪的镜筒上有倾角指示机构，激光指向仪的激光轴平行于倾角指示机构的水平轴；激光指向仪固定在架体上。这种巷道激光指向仪，可以十分方便地利用仪器本身功能直接按设计标定出巷道的激光坡度线，减少安装仪器时调试激光束坡度的工作程序。

Description

一种巷道激光指向仪
所属技术领域：本实用新型属于测绘仪器，特别是直接长距离指示矿山井下巷道或公路铁路隧道掘进施工时的方向的一种巷道激光指向仪。
背景技术：激光指向仪是我国上世纪六十年代开始应用并逐渐推广的一种施工测量专用仪器。它是利用激光的准直特性制造的一种测量仪器，利用它可以直接长距离指示矿山井下巷道或公路铁路隧道掘进施工时的方向和坡度，因而减少了测量人员频繁延长中线的麻烦，方便了施工，提高了工作效率。
1、利用激光指向仪进行巷道掘进指向时，需同时指示巷道掘进的中线方向和坡度方向，以确保巷道能按设计的方向和坡度进行施工，为此在施工现场安装调试激光指向仪时应使激光束同时照准两个以上巷道中线点垂吊下的垂线，在安装仪器时利用仪器上的水平粗调和微调机构可以很方便地达到安装要求。但在调试激光束坡度时，由于仪器上没有将光束调节成水平状态的指示装置，需由测量人员利用水准仪采用专门测量的方法来调节激光束的坡度，使之达到设计要求，目前具体按设计标定光束坡度的方法如图1所示：
(1)在仪器前端中线点下垂吊的垂线4和远端中线点垂吊的垂线3之间安置水准仪5，用水准仪的水平视线6在仪器前端中线点下垂吊的垂线4、中线点垂吊的垂线2、远端中线点垂吊的垂线3的垂线上用小钉标志出等高的点A、B、C。
(2)丈量AB、AC的水平距离分别为L1、L2。
(3)按巷道设计坡度i(‰)计算出B、C点应向上丈量的距离b、c
b＝a+L1·i(‰)
C＝a+L2·i(‰)
式中i-巷道设计坡度i(‰)
(4)从B点向上量取b，从C点向上量取c，分别在垂线上用小钉标志出B′和C′。
(5)调整激光指向仪1使光束同时照准B′和C′的小钉，此时激光束即指示了巷道掘进的坡度。
从以上利用固定式激光指向仪进行巷道坡度指示时可见，由于激光指向仪本身没有利用自身机构将激光束安置到水平状态，或将激光束安置到设计坡度状态的装置，因此必须借助于水准仪采用测量的方法使光束达到设计坡度，这给安装和调试激光指向仪的工作带来不便。
2、为了及时而准确地控制巷道掘进的坡度，在巷道施工时还要求在巷道的一邦或两两邦上由测量人员及时地将巷道的坡度线标设到掘进工作面处，以便于施工人员按坡度线要求进行施工，一般巷道的坡度线距轨道面1米，用红(或白)油漆画在巷道一邦或两邦上。
传统的水平巷道腰线的标定工作有两种方法，即半圆仪法和水准仪法。
所谓半圆法就是利用半圆仪在巷道一邦上(或两邦上)标出水平线，然后根据水平线的距离和巷道设计坡度计算出水平线前端应抬高的高度h，h＝L·i(‰)，然后将前端的水平线点抬高h，则前端点与后端点的连线即为巷道腰线，这种方法有如下缺点：
(1)半圆仪属低精度仪器，靠其两端的挂钩挂在拉线上后，上下移动拉线使半圆仪上的小锤球对准“0”刻划来确定拉线的水平位置，由于半圆仪的两挂钩位置和“0”刻划位置误差会直接影响拉线的水平精度，因而会影响到腰线的标定精度。
(2)在用小锤球线对准半圆仪的“0”刻划时，由于受到井下风流的影响，小锤球不易稳定，同时人眼观察垂线对准“0”刻划也有误差，因此使拉线的水平精度受到一定影响。
(3)拉线的拉紧程度以及半圆仪是否挂在拉线的中间位置，也会影响到拉线的水平精度。
为了克服上述仪器缺陷和标定方法所带来的腰线精度不高的问题，《煤矿测量规程》规定，巷道每掘进100米时，应用水准仪对所标定的腰线进行检查测量，这是为保证腰线标定精度所采取的必要措施，这明显地增加了测量人员的工作量。
所谓水准仪法标定腰线，就是利用水准仪能精确给出水平线的功能，在巷道一邦(或两邦)标出水平线，然后根据距离和巷道设计坡度计算出水平线前端应抬高的高度h，h＝L·i(‰)，将前端点上抬h后得出的点与后端点连线即是巷道腰线，用水准仪法虽然精度高，但是每次标定都要带水准仪，而且操作时一般需三个人配合，在掘进工作面多、进度快的情况下给测量人员带来一定的困难。
发明内容：为本实用新型的目的是提供一种巷道激光指向仪，以便利用仪器本身功能可直接按设计标定出巷道的激光坡度线，减少安装仪器时调试激光束坡度的工作程序。
本实用新型的目的是这样实现的，设计一种巷道激光指向仪，它包括置于镜筒内的激光器和光学准直机构；光束调节机构；安装机构所构成，其特征是：激光指向仪的镜筒上有倾角指示机构，激光指向仪的激光轴平行于倾角指示机构的水平轴；激光指向仪固定在架体上。
所述的倾角指示机构是水准管。
所述的水准管固定在镜筒上。
所述的倾角指示机构是倾角传感器和倾角显示系统。
所述的倾角指示机构的倾角传感器固定在镜筒上，倾角传感器和倾角显示系统电连接。
所述的激光指向仪的固定架体是悬吊架。
所述的激光指向仪的固定架体是三脚架。
所述的激光指向仪的固定架体是磁性座。
所述的光束调节机构与倾角指示机构传动连接。
由于本实用新型是在激光指向仪的镜筒上安装有倾角指示机构，激光指向仪的光轴平行倾角指示机构的水平轴。
当水准管气泡居中时，或倾角指示机构显示为“0”时，激光光轴即处于水平状态，据此可以直接给出水平的激光光束，采用这一新的设计，在用固定式激光指向仪指示巷道掘进坡度时，可以免去用水准仪标设水平线的麻烦，利用激光指向仪的本身功能即可直接标设水平激光束，进而标设出巷道的坡度线，提高了工作效率。在利用便携式激光指向仪时，可以很方便地进行巷道腰线的标设，提高标设精度和工作效率。
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：
附图说明：图1是现有技术使用过程说明图；
图2是本实用新型实施例1结构示意图；
图3是本实用新型实施例2结构示意图；
图4是本实用新型实施例固定方法1示意图；
图5是本实用新型实施例固定方法2示意图。
图中，1、固定式激光指向仪；2、中线点垂吊的垂线；3、远端中线点垂吊的垂线；4、仪器前端中线点下垂吊的垂线；5、水准仪；6、水准仪给出的水平线；7、水准管；8、倾角显示器；9、倾角传感器；10、三脚架；11、磁性座；12、便携式激光指向仪；13、微倾手轮；14、连杆。
具体实施方式：图1是原有技术技术使用过程说明图。
本实用新型实施例1如图2所示，在固定式激光指向仪1的镜筒上固定有指示激光束水平的水准管7，水准管7的轴LL必须平行于激光光轴CC。由于LL∥CC，当水准管气泡居中时，激光束即处于水平状态，在应用时，利用这一功能即可直接将光束调至水平，而不需利用水准仪标定出水平线，这样在安置和调试固定式激光指向仪时，就不必用水准仪了，减少了麻烦。激光指向仪的架体是悬吊架，它可固定安装在巷道顶板的锚杆上。
图3是实施例2结构示意图；它是在固定式激光指向仪1上装有指示激光束倾角的倾角传感器9，固定激光指向仪1设计有显示激光束倾角的倾角显示器8和光束调节机构，光束调节机构通过支架与镜筒传动连接，当激光光轴在水平状态时，通过倾角显示器8显示的角值应为“0”。调节光束调节机构即让激光轴处在任意设置的状态，这时角度传感器显示某个角度值时，即是激光束的倾角值。利用这一功能即可直接标定出光束的倾角，而无须用水准仪或经纬仪进行辅助测量和标定。
倾角传感器9安装在便携式激光指向仪12的镜筒上，但在便携式激光指向仪12上固定水准管7时，需要使水准管7位于上侧或左侧或右侧，同时使水准管轴LL平行于激光光轴CC，(即LL∥CC)，当水准管气泡居中时，则激光束即处于水平状态，利用这一特点可进行水平巷道的腰线标定和设备安装时的指向。
图4是一种固定便携式激光指向仪12的方法，在进行巷道腰线标定时，将便携式激光指向仪12通过三脚架10中心螺旋安装在三脚架10上，水准管固定在镜筒上表面的中部，微倾手轮13通过支架与镜筒传动连接，调节微倾手轮13使水准管气泡居中或倾角显示器8显示“0”时，激光束即处于水平位置，此时即可在巷道的一邦上标出水平线，此水平线即相当于水准仪给出的水平线，但它是用激光束的光斑中心标出的，其优点是直观，不需照明、快速、而且只需两人操作(一人也可以)。
图5是第二种固定便携式激光指向仪12的方法，在进行巷道腰线标定时，将便携式激光指向仪12通过扭紧固手轮安装在磁性座11的连杆14上，松开紧固手轮则激光指向仪可以随意调整到任意状态，磁性座11可以很方便地吸附在钢铁设备上，使用十分方便。
在这里需要说明的是无论是图4的固定方式或图5的固定方式，倾角指示机构不仅仅是水准管7或倾角传感器9。

Claims (9)

1、一种巷道激光指向仪，它包括置于镜筒内的激光器和光学准直机构；光束调节机构；安装机构所构成，其特征是：激光指向仪的镜筒上有倾角指示机构，激光指向仪的激光轴平行于倾角指示机构的水平轴；激光指向仪固定在架体上。
2、根据权利要求1所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的倾角指示机构是水准管。
3、根据权利要求2所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的水准管固定在镜筒上。
4、根据权利要求1所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的倾角指示机构是倾角传感器和倾角显示系统。
5、根据权利要求4所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的倾角指示机构的倾角传感器固定在镜筒上，倾角传感器和倾角显示系统电连接。
6、根据权利要求1所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的激光指向仪的固定架体是悬吊架。
7、根据权利要求1所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的激光指向仪的固定架体是三脚架。
8、根据权利要求1所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的激光指向仪的固定架体是磁性座。
9、根据权利要求1所述的一种巷道激光指向仪，其特征是：所述的光束调节结构与倾角指示机构传动连接。
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