智能鉆孔軌跡測量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤田地質(zhì)勘探儀器領(lǐng)域，具體涉及一種智能鉆孔軌跡測量裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在公知技術(shù)中，鉆孔軌跡測斜技術(shù)早已廣泛應(yīng)用于石油鉆孔及煤礦井下瓦斯抽放、地質(zhì)勘探和探放水等鉆孔施工中，但是在國內(nèi)煤田地質(zhì)領(lǐng)域，還未見智能鉆孔軌跡測量裝置的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置及方法。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置，該裝置由手持終端和智能測量探頭組成，二者之間通過無線藍(lán)牙連接；所述智能測量探頭包括供電單元、智能管理單元、軌道測量單元、通信接口單元，所述供電單元分別與智能管理單元、軌道測量單元連接，所述智能管理單元包括第一三軸重力加速計(jì)、第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元、轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器、80C51單片機(jī)，所述第一三軸重力加速計(jì)、第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元、轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的輸入端相互連接，所述第一三軸重力加速計(jì)和轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的輸出端相互連接，所述第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元的輸出端與80C51單片機(jī)的一端連接，所述80C51單片機(jī)的另一端連接在軌道測量單元與供電單元之間；所述軌道測量單元包括第二三軸重力加速計(jì)、第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元、三軸磁感應(yīng)傳感器、STM8單片機(jī)，所述第二三軸重力加速計(jì)、第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元、三軸磁感應(yīng)傳感器的輸入端相互連接，所述第二三軸重力加速計(jì)和三軸磁感應(yīng)傳感器的輸出端相互連接，所述第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元的輸出端與STM8單片機(jī)的一端連接，所述STM8單片機(jī)的另一端與通信接口單元連接。
[0005]上述方案中，所述80C51單片機(jī)的另一端分別與第二三軸重力加速計(jì)、第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元、三軸磁感應(yīng)傳感器連接。
[0006]上述方案中，所述供電單元包括電池保護(hù)電路、電池組、本安電源，所述電池保護(hù)電路與電池組連接，并且兩者均與本安電源連接。
[0007]上述方案中，所述通信接口單元包括通信接口，所述通信接口上設(shè)置有USB接口、RS485轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊，通過RS485轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊與手持終端連接。
[0008]上述方案中，所述第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元和第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元均包括MCU和六軸MEMS陀螺儀，所述MCU和六軸MEMS陀螺儀之間通過RS485互相通信；所述第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元的MCU將采集數(shù)據(jù)輸出到80C51單片機(jī)，所述第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元的MCU將采集數(shù)據(jù)輸出到STM8單片機(jī)。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能鉆孔軌跡測量方法，該方法為:手持終端向智能測量探頭發(fā)送定時(shí)同步工作指令，接收到同步指令后，所述智能測量探頭每隔500毫秒自動(dòng)檢測內(nèi)部鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的狀態(tài)閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動(dòng)判斷進(jìn)行加電和斷電工作。
[0010]上述方案中，所述智能測量探頭通過與設(shè)定的狀態(tài)閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動(dòng)判斷進(jìn)行加電和斷電工作，具體為:當(dāng)智能測量探頭采集的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的狀態(tài)閾值時(shí)，智能測量探頭自動(dòng)斷電；當(dāng)智能測量探頭采集的數(shù)據(jù)小于設(shè)定的狀態(tài)閾值時(shí)，智能測量探頭開始測量并自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采集完成后延時(shí)15秒后自動(dòng)斷電。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用了三軸重力加速計(jì)傳感器和轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器組合的工作模式，保證了裝置能準(zhǔn)確識(shí)別鉆進(jìn)狀態(tài)(水平移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng));采用了高集成抗EMC干擾半導(dǎo)體電路設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)了寬度僅18mm的全套采集控制電路；采用了低磁導(dǎo)率、抗彎抗扭強(qiáng)度大的鈹青銅作為外管，保證了測量鉆孔姿態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確性。
[0012]本發(fā)明能夠自動(dòng)識(shí)別鉆機(jī)的鉆進(jìn)狀態(tài)(水平移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng))并控制智能測量探頭測量鉆孔的姿態(tài)參數(shù)并自動(dòng)按設(shè)定的時(shí)間間隔存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器或者直接通過藍(lán)牙傳輸姿態(tài)參數(shù)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置的連接示意圖；
圖2為本發(fā)明中的第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元和第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置，如圖1所示，該裝置由手持終端和智能測量探頭組成，二者之間通過無線藍(lán)牙連接；所述智能測量探頭包括供電單元1、智能管理單元2、軌道測量單元3、通信接口單元4，所述供電單元1分別與智能管理單元2、軌道測量單元3連接，所述智能管理單元2包括第一三軸重力加速計(jì)201、第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元202、轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器203、80C51單片機(jī)204，所述第一三軸重力加速計(jì)201、第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元202、轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器203的輸入端相互連接，所述第一三軸重力加速計(jì)201和轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器203的輸出端相互連接，所述第一鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元202的輸出端與80C51單片機(jī)204的一端連接，所述80C51單片機(jī)204的另一端連接在軌道測量單元3與供電單元1之間；所述軌道測量單元3包括第二三軸重力加速計(jì)301、第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元302、三軸磁感應(yīng)傳感器303、STM8單片機(jī)304，所述第二三軸重力加速計(jì)301、第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元302、三軸磁感應(yīng)傳感器303的輸入端相互連接，所述第二三軸重力加速計(jì)301和三軸磁感應(yīng)傳感器303的輸出端相互連接，所述第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元302的輸出端與STM8單片機(jī)304的一端連接，所述STM8單片機(jī)304的另一端與通信接口單元4連接。
[0016]所述80C51單片機(jī)204的另一端分別與第二三軸重力加速計(jì)301、第二鉆進(jìn)狀態(tài)采集單元302、三軸磁感應(yīng)傳感器303連接。
[0017]所述供電單元1包括電池保護(hù)電路101、電池組102、本安電源103，所述電池保護(hù)電路101與電池組102連接，并且兩者均與本安電源103連接。
[0018]所述通信接口單元4包括通信接口 401，所述通信接口 401上設(shè)置有USB接口 402、RS485轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊403，通過RS485轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊403與。
[0019]所述手持終端和智能測量探頭之間通過無線藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，手持終端發(fā)送相應(yīng)的命令給智能測量探頭，所述智能測量探頭根據(jù)接收的命令啟動(dòng)相應(yīng)的工作模式并把相應(yīng)的結(jié)果返回給手持終端，由手持終端最終以數(shù)字和圖形的方式顯示出來；所述供電單元1對(duì)智