一种矿用深孔激光测量仪的制作方法

本实用新型涉及矿用测量领域，具体地指一种矿用深孔激光测量仪。

背景技术：

爆破炮孔成孔质量的检测是矿山爆破前的一道重要工序，随着爆破施工现场混装炸药技术在露天深孔爆破中的推广应用，爆破规模也越来越大，大型露天矿山单次爆破炮孔从几十个到几百个不等，每年都有数万个炮孔需要测量，很多矿山仍然采用人工皮尺测量方法，导致测量效率低下，特别是炮孔装药后的余高也是需要测量的，人工皮尺测量根本无法满足爆破施工的要求。

由于矿山地形复杂，爆破炮孔及周围情况千变万化，现有的测量技术无法直接在矿山得到应用，而数字化爆破施工是我国矿山爆破行业的重要课题，传统的炮孔测量方式严重制约数字化爆破的发展。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有技术的不足，提供了一种便捷、快速、准确的矿用深孔激光测量仪。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的矿用深孔激光测量仪，其特征在于：包括测量仪、托盘、水平仪和伞形安装支架，所述测量仪通过橡胶套固定在托盘内，所述测量仪用于测量爆破孔参数，所述水平仪设置有两个，镶嵌在托盘表面，两个水平仪中心线相互垂直；所述伞形安装支架包括内套管和外套管，所述内套管一端与托盘底部通过法兰连接，另一端伸入外套管内，与外套管套接，所述内套管与外套管之间还设置有调节内外套管相对位置的套管调节部件；所述外套管外侧设置有多个支撑架，所述支撑架与外套管之间由上部丁字连杆和下部一字连杆连接，所述丁字连杆中部还通过连接臂与内套管连接，其中，丁字连杆和一字连杆两端连接处均为铰接，连接臂两端连接处也为铰接。

进一步地，所述托盘直径大于伞形安装支架伸展开后的最大直径。当测量爆破炮孔，因操作不当导致测量仪滑入孔内时，托盘可以挡在爆破炮孔上面，从而防止测量仪坠入爆破炮孔。

更进一步地，所述套管调节部件包括设置在外套管上的腰型孔和设置在内套管上的定位阀，所述定位阀穿过腰型孔伸到外套管外。操作人员可以方便的调节伞型安装支架的支撑半径，实现在炮孔内的定位。

再进一步地，所述套管调节部件设置有两个，在套管周向上呈180°相对布置。避免单方面受力不平衡，保持内外套管垂直地心。

再进一步地，所述支撑架设置有4个，均布在外套管四周。当炮孔内壁不平滑时，测量仪难以保持垂直地心，设置4个支撑架可以有效克服测量仪不垂直地心的问题，同时不至于测量仪重量太大。

再进一步地，所述内套管上设置有用于连接连接臂的内套管支耳，所述外套管上设置有用于连接丁字连杆和一字连杆的外套管支耳，所述支撑架上设置有用于连接丁字连杆和一字连杆的支撑架支耳。不同部位的支耳结构可以简单地实现与连杆的链接，实现了机械传动的效果，避免了复杂的机械连接。

再进一步地，所述测量仪包括控制芯片、电池、显示屏、操作装置、激光测距传感器、激光发射器和激光接收器，所述电池、显示屏、操作装置和激光测距传感器均与控制芯片连接，所述激光测距传感器与激光发射器和激光接收器连接。以控制芯片为核心，简化了连接电路，并保证了测量功能的实现。

再进一步地，所述测量仪还包括倾角传感器和电子罗盘传感器，所述倾角传感器和电子罗盘传感器均与控制芯片连接。在传统激光测量仪的基础上，加装倾角传感器和电子罗盘传感器，实现对矿山炮孔的各参数的测量，并都与控制芯片连接，简化连接电路。

优选地，所述控制芯片的型号为PIC32MX775F512HT-80I/PT；所述倾角传感器型号为SSA00XXH2-V005TG；所述电子罗盘传感器型号为LP3300。以上芯片和传感器的组合可以实现测量仪性能上的兼容性和最优化。

本实用新型的优点在于：

针对矿山爆破炮特征，设计了外部机械结构，可便捷、准确的固定在直径不同的炮孔内，并保证测量仪的信号发射器所发射的信号与炮孔轴心线重合，从而确保精确测量炮孔的深度，特别是测量孔径相同的爆区，一次调整套管定位阀，就可以实现多次、快速测量，大大提高了测量炮孔深度的效率。

同时，在目前测量仪的基础上加装了倾角传感器和电子罗盘传感器，可以方便快捷的测取爆破炮孔的倾角和方位角。

在爆破炮孔内使用激光测量仪有较好的聚光性，激光由激光发射器射出，通过镜片组后进入激光接收器，有较高的测量数据的计算精度及数据采集信号量，从而使得测量仪的测量精确度较高。

附图说明

图1为本实用新型矿用深孔激光测量仪的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为本实用新型中的定位阀结构图。

图5为本实用新型的测量仪结构框图。

图中：1-水平仪、2-测量仪、3-橡胶套、4-丁字连杆、5-定位阀、6-外套管、6.1-外套管支耳、7-一字连杆、8-腰型孔、9-伞形支撑杆、9.1-支撑架支耳、10-连接臂、11-内套管、11.1-内套管支耳、12-连接法兰、13-托盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图所示的矿用深孔激光测量仪，包括测量仪2、托盘13、水平仪1 和伞形安装支架和，测量仪2通过橡胶套3固定在托盘13内，测量仪2用于测量爆破孔参数，水平仪1设置有两个，镶嵌在托盘13表面，两个水平仪1中心线相互垂直；所述伞形安装支架包括内套管11和外套管6，内套管11一端与托盘13底部通过法兰12连接，另一端伸入外套管6内，与外套管6套接，所述内套管11与外套管6之间还设置有调节内外套管相对位置的套管调节部件，套管调节部件包括设置在外套管6上的腰型孔8和设置在内套管11上的定位阀5，定位阀5穿过腰型孔8伸到外套管6外，套管调节部件设置有两个，在套管周向上呈180°相对布置。外套管6外侧设置有多个支撑架9，支撑架9与外套管6之间由上部丁字连杆4和下部一字连杆7连接，丁字连杆4中部还通过连接臂10与内套管11连接，其中，丁字连杆4和一字连杆7两端连接处均为铰接，连接臂10两端连接处也为铰接。

支撑架9一般设置4个，等距连接在外套管6周围，且与外套管6轴线平行。当炮孔内壁不平滑时，测量仪难以保持垂直地心，设置4个支撑架可以有效克服测量仪不垂直地心的问题，同时不至于测量仪重量太大。为防止测量仪掉入孔用深孔中，托盘13直径大于伞形安装支架伸展开后的最大直径。当测量爆破炮孔，因操作不当导致测量仪滑入孔内时，托盘13 可以挡在爆破炮孔上面，从而防止测量仪坠入爆破炮孔。

为方便整个结构的连接，内套管11上设置有用于连接连接臂10的内套管支耳11.1，外套管6上设置有用于连接丁字连杆4和一字连杆7的外套管支耳6.1，支撑架9上设置有用于连接丁字连杆4和一字连杆7的支撑架支耳9.1。

其中，测量仪2包括控制芯片、电池、显示屏、操作装置、倾角传感器、电子罗盘传感器、激光测距传感器、镜片组、激光发射器和激光接收器，电池、显示屏、操作装置、倾角传感器、电子罗盘传感器和激光测距传感器均与控制芯片连接；激光发射器和激光接收器均与激光测距传感器和镜片组连接；镜片组接收激光发射器发射出的激光后，发射光束到被测物体，然后再接收从被测物体返回的激光，并将激光发射到激光接收器。

控制芯片用于处理接收到的数据和发出控制指令，当接收到测量距离的命令时，控制芯片启动激光测距传感器，进行距离测量，当接收到测量倾角命令时，控制芯片启动倾角传感器测量倾角，当接收到测量方位角命令时，控制芯片启动电子罗盘传感器测量方位角，并将各测量数据反馈于显示屏；

电池用于为整个测量仪供电；

操作装置用于人机交互，设置开关机键、距离键、倾角键和方位角键，开关机键为同一个按键，按下不同的功能键，可以测量不同的数据；

倾角传感器和电子罗盘传感器可以方便快捷的测取爆破炮孔的倾角和方位角，用于计算爆破孔的装药量，优化爆破效果的。在传统激光测量仪的基础上，加装倾角传感器和电子罗盘传感器，实现对矿山炮孔的各参数的测量，并都与控制芯片连接，简化连接电路。

显示屏用于显示电量和实施不同命令后测取的相应数据。

具体测量过程中，为了使芯片和传感器的组合可以实现测量仪性能上的兼容性和最优化。控制芯片的型号一般为PIC32MX775F512HT-80I/PT；倾角传感器型号为SSA00XXH2-V005TG；电子罗盘传感器型号为LP3300。

测量仪2还设置有外壳，其中外壳形状为长方体和圆柱体的组合，液晶显示屏和按键在壳体顶部，激光发射器和激光接收器在壳体底部。橡胶套3的内部形状，依据测量仪2的外部形状而设定。

控制芯片通过控制激光测距传感器，从而控制激光发射器发射激光，发射出的激光传播至爆破炮孔孔底后，爆破孔炮孔底反射回反射激光，激光接收器接收到反射激光后，激光测距传感器通过既定的激光传播速度和测得的传播时间可计算出爆破炮孔的深度。

使用时，将本实用新型下放至炮孔孔口，松开套管调节部件的定位阀5，外套管6靠自身重力沿内套管11下滑，同时支撑架9在丁字连杆4和一字连杆7的作用力下张开，当支撑架9贴紧炮孔内壁后，拧紧定位阀5，可将本设备固定在炮孔空口位置；操作测量仪2的操作装置按钮即可在测量仪的显示屏上读取测量孔深、倾角和方位角数据；把定位阀5松开，向下推托盘13，可将支撑架9与炮孔内壁脱离，从而将本装置从炮孔内取出。

本实用新型的技术方案优点在于：针对矿山爆破炮特征，设计了外部机械结构，可便捷、准确的固定在直径不同的炮孔内，并保证测量仪的信号发射器所发射的信号与炮孔轴心线重合，从而确保精确测量炮孔的深度，特别是测量孔径相同的爆区，一次调整套管定位阀，就可以实现多次、快速测量，大大提高了测量炮孔深度的效率。

同时，在目前测量仪的基础上加装了倾角传感器和电子罗盘传感器，可以方便快捷的测取爆破炮孔的倾角和方位角。在爆破炮孔内使用激光测量仪有较好的聚光性，激光由激光发射器射出，通过镜片组后进入激光接收器，有较高的测量数据的计算精度及数据采集信号量，从而使得测量仪的测量精确度较高。

以上所述，并非对本实用新型保护范围的限制，凡在本实用新型的技术方案的基础上所做的修改或变形，均应包含在本实用新型的保护范围内。