專利名稱：一種巷道激光指向儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)繪儀器，特別是直接長(zhǎng)距離指示礦山井下巷道或公路鐵路隧道掘進(jìn)施工時(shí)的方向的一種巷道激光指向儀。
背景技術(shù)：
激光指向儀是我國(guó)上世紀(jì)六十年代開始應(yīng)用并逐漸推廣的一種施工測(cè)量專用儀器。它是利用激光的準(zhǔn)直特性制造的一種測(cè)量?jī)x器，利用它可以直接長(zhǎng)距離指示礦山井下巷道或公路鐵路隧道掘進(jìn)施工時(shí)的方向和坡度，因而減少了測(cè)量人員頻繁延長(zhǎng)中線的麻煩，方便了施工，提高了工作效率。
1、利用激光指向儀進(jìn)行巷道掘進(jìn)指向時(shí)，需同時(shí)指示巷道掘進(jìn)的中線方向和坡度方向，以確保巷道能按設(shè)計(jì)的方向和坡度進(jìn)行施工，為此在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試激光指向儀時(shí)應(yīng)使激光束同時(shí)照準(zhǔn)兩個(gè)以上巷道中線點(diǎn)垂吊下的垂線，在安裝儀器時(shí)利用儀器上的水平粗調(diào)和微調(diào)機(jī)構(gòu)可以很方便地達(dá)到安裝要求。但在調(diào)試激光束坡度時(shí)，由于儀器上沒有將光束調(diào)節(jié)成水平狀態(tài)的指示裝置，需由測(cè)量人員利用水準(zhǔn)儀采用專門測(cè)量的方法來(lái)調(diào)節(jié)激光束的坡度，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求，目前具體按設(shè)計(jì)標(biāo)定光束坡度的方法如圖1所示(1)在儀器前端中線點(diǎn)下垂吊的垂線4和遠(yuǎn)端中線點(diǎn)垂吊的垂線3之間安置水準(zhǔn)儀5，用水準(zhǔn)儀的水平視線6在儀器前端中線點(diǎn)下垂吊的垂線4、中線點(diǎn)垂吊的垂線2、遠(yuǎn)端中線點(diǎn)垂吊的垂線3的垂線上用小釘標(biāo)志出等高的點(diǎn)A、B、C。
(2)丈量AB、AC的水平距離分別為L(zhǎng)1、L2。
(3)按巷道設(shè)計(jì)坡度i(‰)計(jì)算出B、C點(diǎn)應(yīng)向上丈量的距離b、cb＝a+L1·i(‰)C＝a+L2·i(‰)式中i-巷道設(shè)計(jì)坡度i(‰)(4)從B點(diǎn)向上量取b，從C點(diǎn)向上量取c，分別在垂線上用小釘標(biāo)志出B′和C′。
(5)調(diào)整激光指向儀1使光束同時(shí)照準(zhǔn)B′和C′的小釘，此時(shí)激光束即指示了巷道掘進(jìn)的坡度。
從以上利用固定式激光指向儀進(jìn)行巷道坡度指示時(shí)可見，由于激光指向儀本身沒有利用自身機(jī)構(gòu)將激光束安置到水平狀態(tài)，或?qū)⒓す馐仓玫皆O(shè)計(jì)坡度狀態(tài)的裝置，因此必須借助于水準(zhǔn)儀采用測(cè)量的方法使光束達(dá)到設(shè)計(jì)坡度，這給安裝和調(diào)試激光指向儀的工作帶來(lái)不便。
2、為了及時(shí)而準(zhǔn)確地控制巷道掘進(jìn)的坡度，在巷道施工時(shí)還要求在巷道的一邦或兩兩邦上由測(cè)量人員及時(shí)地將巷道的坡度線標(biāo)設(shè)到掘進(jìn)工作面處，以便于施工人員按坡度線要求進(jìn)行施工，一般巷道的坡度線距軌道面1米，用紅(或白)油漆畫在巷道一邦或兩邦上。
傳統(tǒng)的水平巷道腰線的標(biāo)定工作有兩種方法，即半圓儀法和水準(zhǔn)儀法。
所謂半圓法就是利用半圓儀在巷道一邦上(或兩邦上)標(biāo)出水平線，然后根據(jù)水平線的距離和巷道設(shè)計(jì)坡度計(jì)算出水平線前端應(yīng)抬高的高度h，h＝L·i(‰)，然后將前端的水平線點(diǎn)抬高h(yuǎn)，則前端點(diǎn)與后端點(diǎn)的連線即為巷道腰線，這種方法有如下缺點(diǎn)(1)半圓儀屬低精度儀器，靠其兩端的掛鉤掛在拉線上后，上下移動(dòng)拉線使半圓儀上的小錘球?qū)?zhǔn)“0”刻劃來(lái)確定拉線的水平位置，由于半圓儀的兩掛鉤位置和“0”刻劃位置誤差會(huì)直接影響拉線的水平精度，因而會(huì)影響到腰線的標(biāo)定精度。
(2)在用小錘球線對(duì)準(zhǔn)半圓儀的“0”刻劃時(shí)，由于受到井下風(fēng)流的影響，小錘球不易穩(wěn)定，同時(shí)人眼觀察垂線對(duì)準(zhǔn)“0”刻劃也有誤差，因此使拉線的水平精度受到一定影響。
(3)拉線的拉緊程度以及半圓儀是否掛在拉線的中間位置，也會(huì)影響到拉線的水平精度。
為了克服上述儀器缺陷和標(biāo)定方法所帶來(lái)的腰線精度不高的問題，《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，巷道每掘進(jìn)100米時(shí)，應(yīng)用水準(zhǔn)儀對(duì)所標(biāo)定的腰線進(jìn)行檢查測(cè)量，這是為保證腰線標(biāo)定精度所采取的必要措施，這明顯地增加了測(cè)量人員的工作量。
所謂水準(zhǔn)儀法標(biāo)定腰線，就是利用水準(zhǔn)儀能精確給出水平線的功能，在巷道一邦(或兩邦)標(biāo)出水平線，然后根據(jù)距離和巷道設(shè)計(jì)坡度計(jì)算出水平線前端應(yīng)抬高的高度h，h＝L·i(‰)，將前端點(diǎn)上抬h后得出的點(diǎn)與后端點(diǎn)連線即是巷道腰線，用水準(zhǔn)儀法雖然精度高，但是每次標(biāo)定都要帶水準(zhǔn)儀，而且操作時(shí)一般需三個(gè)人配合，在掘進(jìn)工作面多、進(jìn)度快的情況下給測(cè)量人員帶來(lái)一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
為本實(shí)用新型的目的是提供一種巷道激光指向儀，以便利用儀器本身功能可直接按設(shè)計(jì)標(biāo)定出巷道的激光坡度線，減少安裝儀器時(shí)調(diào)試激光束坡度的工作程序。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)一種巷道激光指向儀，它包括置于鏡筒內(nèi)的激光器和光學(xué)準(zhǔn)直機(jī)構(gòu)；光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；安裝機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，其特征是激光指向儀的鏡筒上有傾角指示機(jī)構(gòu)，激光指向儀的激光軸平行于傾角指示機(jī)構(gòu)的水平軸；激光指向儀固定在架體上。
所述的傾角指示機(jī)構(gòu)是水準(zhǔn)管。
所述的水準(zhǔn)管固定在鏡筒上。
所述的傾角指示機(jī)構(gòu)是傾角傳感器和傾角顯示系統(tǒng)。
所述的傾角指示機(jī)構(gòu)的傾角傳感器固定在鏡筒上，傾角傳感器和傾角顯示系統(tǒng)電連接。
所述的激光指向儀的固定架體是懸吊架。
所述的激光指向儀的固定架體是三腳架。
所述的激光指向儀的固定架體是磁性座。
所述的光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與傾角指示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
由于本實(shí)用新型是在激光指向儀的鏡筒上安裝有傾角指示機(jī)構(gòu)，激光指向儀的光軸平行傾角指示機(jī)構(gòu)的水平軸。
當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，或傾角指示機(jī)構(gòu)顯示為“0”時(shí)，激光光軸即處于水平狀態(tài)，據(jù)此可以直接給出水平的激光光束，采用這一新的設(shè)計(jì)，在用固定式激光指向儀指示巷道掘進(jìn)坡度時(shí)，可以免去用水準(zhǔn)儀標(biāo)設(shè)水平線的麻煩，利用激光指向儀的本身功能即可直接標(biāo)設(shè)水平激光束，進(jìn)而標(biāo)設(shè)出巷道的坡度線，提高了工作效率。在利用便攜式激光指向儀時(shí)，可以很方便地進(jìn)行巷道腰線的標(biāo)設(shè)，提高標(biāo)設(shè)精度和工作效率。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
圖1是現(xiàn)有技術(shù)使用過程說明圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例固定方法1示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例固定方法2示意圖。
圖中，1、固定式激光指向儀；2、中線點(diǎn)垂吊的垂線；3、遠(yuǎn)端中線點(diǎn)垂吊的垂線；4、儀器前端中線點(diǎn)下垂吊的垂線；5、水準(zhǔn)儀；6、水準(zhǔn)儀給出的水平線；7、水準(zhǔn)管；8、傾角顯示器；9、傾角傳感器；10、三腳架；11、磁性座；12、便攜式激光指向儀；13、微傾手輪；14、連桿。
具體實(shí)施方式
圖1是原有技術(shù)技術(shù)使用過程說明圖。
本實(shí)用新型實(shí)施例1如圖2所示，在固定式激光指向儀1的鏡筒上固定有指示激光束水平的水準(zhǔn)管7，水準(zhǔn)管7的軸LL必須平行于激光光軸CC。由于LL∥CC，當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，激光束即處于水平狀態(tài)，在應(yīng)用時(shí)，利用這一功能即可直接將光束調(diào)至水平，而不需利用水準(zhǔn)儀標(biāo)定出水平線，這樣在安置和調(diào)試固定式激光指向儀時(shí)，就不必用水準(zhǔn)儀了，減少了麻煩。激光指向儀的架體是懸吊架，它可固定安裝在巷道頂板的錨桿上。
圖3是實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；它是在固定式激光指向儀1上裝有指示激光束傾角的傾角傳感器9，固定激光指向儀1設(shè)計(jì)有顯示激光束傾角的傾角顯示器8和光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過支架與鏡筒傳動(dòng)連接，當(dāng)激光光軸在水平狀態(tài)時(shí)，通過傾角顯示器8顯示的角值應(yīng)為“0”。調(diào)節(jié)光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)即讓激光軸處在任意設(shè)置的狀態(tài)，這時(shí)角度傳感器顯示某個(gè)角度值時(shí)，即是激光束的傾角值。利用這一功能即可直接標(biāo)定出光束的傾角，而無(wú)須用水準(zhǔn)儀或經(jīng)緯儀進(jìn)行輔助測(cè)量和標(biāo)定。
傾角傳感器9安裝在便攜式激光指向儀12的鏡筒上，但在便攜式激光指向儀12上固定水準(zhǔn)管7時(shí)，需要使水準(zhǔn)管7位于上側(cè)或左側(cè)或右側(cè)，同時(shí)使水準(zhǔn)管軸LL平行于激光光軸CC，(即LL∥CC)，當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，則激光束即處于水平狀態(tài)，利用這一特點(diǎn)可進(jìn)行水平巷道的腰線標(biāo)定和設(shè)備安裝時(shí)的指向。
圖4是一種固定便攜式激光指向儀12的方法，在進(jìn)行巷道腰線標(biāo)定時(shí)，將便攜式激光指向儀12通過三腳架10中心螺旋安裝在三腳架10上，水準(zhǔn)管固定在鏡筒上表面的中部，微傾手輪13通過支架與鏡筒傳動(dòng)連接，調(diào)節(jié)微傾手輪13使水準(zhǔn)管氣泡居中或傾角顯示器8顯示“0”時(shí)，激光束即處于水平位置，此時(shí)即可在巷道的一邦上標(biāo)出水平線，此水平線即相當(dāng)于水準(zhǔn)儀給出的水平線，但它是用激光束的光斑中心標(biāo)出的，其優(yōu)點(diǎn)是直觀，不需照明、快速、而且只需兩人操作(一人也可以)。
圖5是第二種固定便攜式激光指向儀12的方法，在進(jìn)行巷道腰線標(biāo)定時(shí)，將便攜式激光指向儀12通過扭緊固手輪安裝在磁性座11的連桿14上，松開緊固手輪則激光指向儀可以隨意調(diào)整到任意狀態(tài)，磁性座11可以很方便地吸附在鋼鐵設(shè)備上，使用十分方便。
在這里需要說明的是無(wú)論是圖4的固定方式或圖5的固定方式，傾角指示機(jī)構(gòu)不僅僅是水準(zhǔn)管7或傾角傳感器9。
權(quán)利要求1.一種巷道激光指向儀，它包括置于鏡筒內(nèi)的激光器和光學(xué)準(zhǔn)直機(jī)構(gòu)；光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；安裝機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，其特征是激光指向儀的鏡筒上有傾角指示機(jī)構(gòu)，激光指向儀的激光軸平行于傾角指示機(jī)構(gòu)的水平軸；激光指向儀固定在架體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的傾角指示機(jī)構(gòu)是水準(zhǔn)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的水準(zhǔn)管固定在鏡筒上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的傾角指示機(jī)構(gòu)是傾角傳感器和傾角顯示系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的傾角指示機(jī)構(gòu)的傾角傳感器固定在鏡筒上，傾角傳感器和傾角顯示系統(tǒng)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的激光指向儀的固定架體是懸吊架。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的激光指向儀的固定架體是三腳架。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的激光指向儀的固定架體是磁性座。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道激光指向儀，其特征是所述的光束調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與傾角指示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于測(cè)繪儀器，特別是直接長(zhǎng)距離指示礦山井下巷道或公路鐵路隧道掘進(jìn)施工時(shí)的方向的一種巷道激光指向儀，它包括置于鏡筒內(nèi)的激光器和光學(xué)準(zhǔn)直機(jī)構(gòu)；光束調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；安裝機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，其特征是激光指向儀的鏡筒上有傾角指示機(jī)構(gòu)，激光指向儀的激光軸平行于傾角指示機(jī)構(gòu)的水平軸；激光指向儀固定在架體上。這種巷道激光指向儀，可以十分方便地利用儀器本身功能直接按設(shè)計(jì)標(biāo)定出巷道的激光坡度線，減少安裝儀器時(shí)調(diào)試激光束坡度的工作程序。
文檔編號(hào)E21B47/02GK2692632SQ20042004173
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月5日
發(fā)明者吳小勇 申請(qǐng)人:吳小勇