专利名称：隧洞掘进激光指向仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种隧洞掘进工程中用于确定掘进方向的指向仪。
背景技术：
在隧洞掘进工程中，为让隧洞的掘进沿着设计的方向前进，每次爆破结束后，测量人员都要进行隧洞中腰线放线，工作量大，占用时间多，为此利用激光高方向性的指向仪也就在隧洞掘进工程中得到应用，但目前的仪器，结构复杂，体积大，外形复杂，造价高，安装不方便。需要搭建要求严格的平台来安装指向仪，调整也不方便，现有指向仪光斑随射程的增加，光束变大，指向的中心点不准，影响了准确性。现有指向仪的调整机构多采用一边弹簧，一边旋扭的结构。在爆破作业的隧洞环境中，振动频繁，幅度大。这样的结构，稳定性差，必须经常校正，给使用带来不便，且该调整机构为外置式，调好的指向仪如受到外力的轻微碰撞就会发生改变。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种隧洞掘进激光指向仪。要解决的技术问题是指向仪结构简单，形状便于安装，激光束的方向性更高，传送至1000米距离光斑也符合指向要求，使造价降低，安装方便，调整容易，使用中有较高的稳定性能。
具体方案如下一种隧洞掘进激光指向仪，由外壳及内腔中安装的激光器、电源电路、光学透镜、调整机构构成；关键是外壳采用圆管制成，外壳内腔前端安装透镜架，外壳内腔中后部制作有两对不在同一位置且轴线相互垂直的两对圆孔，通过这两对圆孔，在外壳内腔中安装有与外壳内腔同轴的且开有与之对应的两对连接螺孔的激光器调节支架，激光器安装在激光器调节支架内腔前部，处于激光器调节支架的轴线上。
指向仪外壳采用与建筑工地上通常使用的架子管同直径的金属管材制成；外壳内腔中的激光器调节支架上与外壳圆管对应的两对连接孔制成螺纹，用两颗调节螺钉把激光器调节支架连接在外壳内腔中。即两颗调节螺钉穿过外壳中后部两对圆孔后又穿过激光器调节支架上的两对螺孔，构成与外壳转动连接，与激光器调节支架螺纹连接。这样旋转螺钉，就能实现调节激光器光轴与隧洞轴线一致。
透镜架与外壳螺纹连接；这样可以通过调节透镜架使激光器的光源处于透镜的焦点处，以保证经过透镜向远处射出的激光束近似平行光线射向掘进工作面，光斑扩散小。激光器电源采用220V市电，经过一个电源电路向激光器供电。外壳后端安装有后盖，电源线从后盖中孔引出与市电相接。在外壳的前后部安装有建筑上通用的架子管卡子，安装时通过卡子与架子管连接。
按照上述方法即可制成一种隧洞掘进激光指向仪，使用时，用建筑上通用的架子管和卡子将其安装在隧洞口平台、洞中侧壁上，或洞顶上。
本实用新型的优点是指向仪结构简单，外形就是一根圆管，直径与建筑通用的架子管相同，使得安装既稳固又方便。两颗调节螺钉既是激光调节支架与外壳的连接件，又是校正激光束的调节件，构成微调机构内置，防震动能力和耐冲击性能强。激光器及其调节支架安装在外壳内腔的轴线上，通过位于调节支架前、后部的两颗螺钉固定，保证了它有较强的稳定性。同时又可利用这两颗螺钉在垂直和水平方向上对激光束进行微调，方便校正，校正后的激光束稳定性好。激光光源处于透镜的焦点处，经过透镜射出的光束近似平行光线，保证了远距离光斑发散角小，使在500米处的光斑的指向点清晰集中，光斑小于3cm，指向精度高。透镜架与外壳以螺纹连接，既保证其稳定性好，又利于调节透镜使光源处于焦点上。
图1是指向仪结构图。
图2是透镜与外壳的连接方式示意图。
图3是激光器调节支架在外壳内腔中的位置及其与外壳的连接结构图。
图4外壳结构图。
图5激光器及其调节支架示意图。
图6指向仪安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图，作为一个实施例，对技术方案进一步说明。
参照图1、2、3，指向仪主要由凸透镜2、激光器6、校正机构、电源电路13和安装它们的圆管形外壳20构成。通过透镜固定环1把凸透镜2安装在透镜架3内；透镜架3也是一个管状筒，与指向仪外壳20螺纹连接，用于调节透镜聚焦位置时，旋进旋出方便，并通过一个固定螺钉4将调节好的位置固定。激光器调节支架10是一根管状体，其内腔的前端口部用石膏7充填安装激光器6，中部和后部分别开有两对相互垂直的螺纹孔，相应的在外壳20壁上对应的位置开有两个相互垂直的无螺纹圆孔，使用相互垂直的两颗调节螺钉11将激光器调节支架10固定在外壳内腔的中轴线上。通过螺钉一端的弹簧垫19和螺帽18固定在外壳20上，且螺帽18端被铆死，即当螺钉12旋转时螺帽不会掉出来，这样的结构使得精确校正激光束时，只要旋转两颗调节螺钉12，激光束就能上下左右偏移进行校正，直至与所给隧道轴线重合。在外壳内腔后部安装激光器的电源电路13，电源输出线8与激光器6相接，电源输入线16穿过后盖中孔15与220V市电相接。外壳后盖14以螺纹连接方式安装，把外壳内腔封闭。指向仪前后两端采用建筑通用的架子管卡子5作为安装部件，使用时，支撑指向仪的工作架也采用架子管17制作，安装就十分方便。即可在隧洞的侧壁上打孔固定架子管，构成其工作架，也可在隧洞顶壁上打孔，制成指向仪的工作架，将指向仪固定，或在洞口隧洞轴线上用砼浇四根直立架子管安装指向仪。调节校正后即可使用。
参照图1，在外壳20的前部通过螺纹连接方式安装透镜架3，凸透镜2是通过透镜固定环1安装在透镜架内腔前端，旋进旋出透镜架3，就能带动透镜2沿指向仪轴线方向平移，用于调节透镜2的焦点刚好落在激光器6的光源处。这样可使从透镜2射出的光束近似平行光线，以保证射到远处的光斑最小，调好的透镜位置通过安装在透镜架3上的固定螺钉4固定。
参照图4，指向仪外壳20的后部开具的用于安装激光器调节支架的两对一前一后的连接孔11，两对圆孔均都制作成无螺纹的光滑孔，这两对孔的轴线相互垂直。
参照图5、4、1，激光器调节支架10上也有与外壳20上两对连接孔11相对应的两对连接孔9，用于把激光器调节支架10安装在外壳内腔中。但此两对孔9制有连接螺纹，以便通过调节螺钉12将激光器调节支架安装在外壳内腔中。并能通过旋转互相垂直的两颗调节螺钉12对激光器支架10进行调节，从而完成激光束与掘进轴线一致的调节。
参照图6，以把指向仪安装在隧洞口为例，在选定的位置，用水泥制作一个带四根直立圆管的平台21，圆管采用建筑施工的架子管；用连接卡子5安装上两根水平管子17。在两根水平管子17上先通过经纬仪确定设计施工的轴线，选定安装指向仪的点，把指向仪用卡子5连接安装在平台的水平管子17上。再调节激光器6光束与施工轴线一致。
权利要求1.一种隧洞掘进激光指向仪，由外壳(20)及内腔中安装的激光器(6)、电源电路(13)、光学透镜(2)、调整机构构成；其特征在于外壳(20)采用圆管制成，外壳内腔前端安装透镜架(3)，外壳内腔中后部制作有两对不在同一位置且轴线相互垂直的两对圆孔(11)，通过这两对圆孔，在外壳内腔中安装有与外壳内腔同轴的且开有与之对应的两对连接螺孔(9)的激光器调节支架(10)，激光器(6)安装在激光器调节支架(10)内腔前部，处于激光器调节支架(10)的轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种隧洞掘进激光指向仪，其特征在于指向仪外壳(20)采用与建筑工地上通常使用的架子管同直径的金属管材制成。
3.根据权利要求1所述的一种隧洞掘进激光指向仪，其特征在于外壳内腔中的激光器调节支架(10)上与外壳圆管上对应的两对连接孔(9)制成螺纹，用两颗调节螺钉(12)把激光器调节支架(10)以螺纹形式连接在外壳(20)内腔中。
4.根据权利要求1所述的一种隧洞掘进激光指向仪，其特征在于透镜架(3)与外壳(20)螺纹连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种隧洞掘进激光指向仪，其特征在于两调节颗螺钉(12)穿过外壳中后部两对相互垂直的圆孔(11)后，又穿过激光器调节支架(10)上的两对相互垂直的螺孔(9)，构成与外壳(20)转动连接，与激光器调节支架(10)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种隧洞掘进激光指向仪，其特征在于在外壳的前后部固定有建筑上通用的架子管卡子(5)，安装指向仪时通过卡子(5)与架子管(17)连接。
专利摘要一种隧洞掘进激光指向仪，由外壳及内腔中安装的激光器、电源、光学透镜、调整机构构成；关键是外壳采用与建筑工地上通常使用的架子管同直径的圆管制成，圆管前端安装透镜架，圆管中后部设有两对不在同一位置但轴线相互垂直的两对圆孔，有两颗螺钉分别穿过与之一一对应的该两对圆孔；同时该螺钉还通过两对螺孔穿过与圆管同轴的激光器调节支架，激光器安装在激光器调节支架内腔前部，并使其处于激光器调节支架的轴线上。方便安装，适应性能好。
文档编号G01C15/00GK2788129SQ20052002235
公开日2006年6月14日 申请日期2005年3月29日 优先权日2005年3月29日
发明者杨红林 申请人:杨红林