一种数字编码激光标靶除尘装置的制作方法

1.本发明涉及煤矿井下设备位姿检测领域，尤其涉及一种数字编码激光标靶除尘装置。


背景技术：

2.由于煤矿综掘工作面环境恶劣、灾害频发，煤巷综掘无人化、智能化趋势亟需发展巷道智能定向掘进感知技术，以实现掘前—掘进—掘后全流程的姿态动态感知，提高巷道的快速掘进作业水平，同时减轻工人的劳动强度。在综掘作业中，掘进机的定位定向是控制掘进机定向行进和实现煤巷无人掘进的前提，将先进微子检测手段和感知技术逐步探索引入煤炭开采科技，为煤矿采掘向智慧化、智能化方向发展提供理论基础和实践支撑。
3.光电传感器导航系统作为采掘设备位姿信息采集的重要技术，是实现煤矿采掘设备无人化作业的关键，其将激光接收标靶安装在采掘设备机身上，激光指向仪固定于设备后方的巷道顶板上，利用激光接收标靶对定位激光束进行接收和识别，以解算出采掘设备的实时位姿信息。
4.然而，由于采掘设备作业过程中工作面粉尘浓度大的现实问题，附着在标靶激光接收器上的灰尘使其无法准确解读激光光束所携带的位姿信息，为掘进设备的位姿检测带来较大误差。


技术实现要素：

5.本发明提供一种数字编码激光标靶除尘装置，以解决采掘作业过程中标靶激光接收器粘附的灰尘降低位姿解算精度的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种数字编码激光标靶除尘装置，包括整体框架，整体框架的后侧通过销轴安装支撑杆，整体框架包括防尘外壳，防尘外壳的凹槽内固定安装数字编码标靶，数字编码标靶上的激光接收器朝外，防尘外壳的前端面固定安装防反光亚克力防护罩，防反光亚克力防护罩覆盖在激光接收器的表面，防尘外壳的一侧固定安装连接片，连接片上安装除尘驱动装置，除尘驱动装置与除尘刷连接，除尘刷的一端与内齿轮盘连接，内齿轮盘固定在防尘外壳上，内齿轮盘位于连接片的下方。
7.在上述的数字编码激光标靶除尘装置中，可选的是，除尘驱动装置包括驱动电机，驱动电机与支撑轴固定连接，驱动电机与支撑轴位于连接片的后面，支撑轴的末端固定在连接片上，驱动电机的输出轴穿过连接片与旋转片固定连接，旋转片与调幅杆转动连接，调幅杆与旋转轴转动连接，除尘刷的左端设置小齿轮，小齿轮内置在内齿轮盘的内盘齿上，小齿轮透过内齿轮盘与旋转轴固定连接。
8.在上述的数字编码激光标靶除尘装置中，可选的是，整体框架包括水平板，水平板与防尘外壳固定连接，水平板上设置螺纹孔，水平板和防尘外壳上均设置销轴孔，支撑杆通过销轴与销轴孔连接。
9.在上述的数字编码激光标靶除尘装置中，可选的是，除尘刷的材质为带石墨涂层
的天然胶条。
10.在上述的数字编码激光标靶除尘装置中，可选的是，激光接收器在数字编码标靶上均匀分布。
11.在上述的数字编码激光标靶除尘装置中，可选的是，防反光亚克力防护罩为透明材质，防反光亚克力防护罩的表面镀有减反射膜。
12.本发明提供的数字编码激光标靶除尘装置，在数字编码标靶的激光接收器上覆盖防反光亚克力防护罩，根据整体的清洁程度，通过除尘驱动装置带动除尘刷对防反光亚克力防护罩进行定期除尘，保持激光接收器表面没有灰尘遮挡，降低采掘设备作业过程中灰尘对标靶接收目标激光的影响，采掘工作过程中能够精确接收激光发射器发射的激光束，使其对于目标姿态的解算更加准确，提高工作的可靠性，保障位姿检测工作顺利进行。
13.本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的整体结构示意图；
16.图2为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的立体结构示意图；
17.图3为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的整体框架的结构示意图；
18.图4为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的数字编码标靶的结构示意图；
19.图5为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的第一工作状态示意图；
20.图6为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的第二工作状态示意图；
21.图7为本发明实施例提供的数字编码激光标靶除尘装置的第三工作状态示意图。
22.附图标记说明：
23.1-整体框架；101-销轴孔；102-螺纹孔；103-防尘外壳；104-水平板；2-支撑杆；3-除尘刷；4-连接片；5-驱动电机；6-支撑轴；7-内齿轮盘；8-旋转轴；9-数字编码标靶；901-激光接收器；10-防反光亚克力防护罩；11-调幅杆；12-旋转片。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
25.如图1、图2所示，本发明提供一种数字编码激光标靶除尘装置，包括整体框架1，整体框架1的后侧通过销轴安装支撑杆2，整体框架1包括防尘外壳103，防尘外壳103的凹槽内固定安装数字编码标靶9，数字编码标靶9上的激光接收器901朝外，防尘外壳103的前端面固定安装防反光亚克力防护罩10，防反光亚克力防护罩10覆盖在激光接收器901的表面，防尘外壳103的一侧固定安装连接片4，连接片4上安装除尘驱动装置，除尘驱动装置与除尘刷3连接，除尘刷3的一端与内齿轮盘7连接，内齿轮盘7固定在防尘外壳103上，内齿轮盘7位于连接片4的下方。
26.需要说明的是，支撑杆2与整体框架1通过销轴连接共同来支撑数字编码标靶9，防尘外壳103为竖直状态，激光接收器901作为数字编码标靶9的靶面，安装在防尘外壳103上，连接片4通过铆钉固定在防尘外壳103的左侧，使得除尘刷3在不工作时与数字编码标靶9保持相对静止状态，内齿轮盘7焊接在防尘外壳103上，除尘驱动装置带动除尘刷3在防反光亚克力防护罩10上摆动清理灰尘，以免灰尘影响防反光亚克力防护罩10下方的激光接收器901工作。
27.如图1、图2所示，除尘驱动装置包括驱动电机5，驱动电机5与支撑轴6固定连接，驱动电机5与支撑轴6位于连接片4的后面，支撑轴6的末端固定在连接片4上，驱动电机5的输出轴穿过连接片4与旋转片12固定连接，旋转片12与调幅杆11转动连接，调幅杆11与旋转轴8转动连接，除尘刷3的左端设置小齿轮，小齿轮内置在内齿轮盘7的内盘齿上，小齿轮透过内齿轮盘7与旋转轴8固定连接。
28.需要说明的是，旋转片12位于连接片4的前方，旋转片12与调幅杆11通过活动铆接方式相连，调幅杆11末端与旋转轴8通过活动铆接方式相连，内齿轮盘7上设置内齿，小齿轮上设置外齿，驱动电机5由传动轴6固定在连接片4上，驱动电机5转动时带动旋转片12旋转，旋转片12带动调幅杆11摆动，调幅杆11作用于旋转轴8，通过旋转轴8带动除尘刷3摆动清洗防反光亚克力防护罩10表面以保持数字编码标靶9的靶面清洁。
29.如图1、图2、图3所示，整体框架1包括水平板104，水平板104与防尘外壳103固定连接，水平板104上设置螺纹孔102，水平板104和防尘外壳103上均设置销轴孔101，支撑杆2通过销轴与销轴孔101连接。
30.需要说明的是，水平板104处于水平方向，防尘外壳103处于竖直方向；水平板104上设置螺纹孔102，便于数字编码激光标靶除尘装置与设备机身通过螺栓固定连接，使得数字编码标靶9相对于机身保持静止状态。
31.如图1、图2所示，除尘刷3的材质为带石墨涂层的天然胶条。
32.需要说明的是，除尘刷3的材质为带石墨涂层的天然胶条，胶条更耐磨、抗高温、抗老化，使得除尘刷3的使用寿命更长，通过除尘刷3左端的小齿轮在内齿轮盘7的运动，将驱动电动机5的动力传递至除尘刷3。
33.如图4所示，激光接收器901在数字编码标靶9上均匀分布。
34.需要说明的是，激光接收器901作为数字编码标靶9上的激光接收靶点，对靶面上的激光接收器901的接收区域进行数字编码，接收携带位姿信息的激光光束，通过解算激光光束在靶面实测落点的编码位置信息，进而获得采掘设备机身姿态信息。
35.如图1所示，防反光亚克力防护罩10为透明材质，防反光亚克力防护罩10的表面镀
有减反射膜。
36.需要说明的是，选用透明材质的防反光亚克力防护罩10，不会对激光光束进行遮挡；防反光亚克力防护罩10的表面镀有减反射模，可以降低防反光亚克力防护罩10对激光光束的反射，提高位姿信息解读的准确性。
37.如图5所示，此时数字编码激光标靶除尘装置处于初始工作状态，在除尘装置未工作时，除尘刷3处于竖直状态，且位于整体框架1的一侧，在整体框架1的清洁程度较差时，除尘驱动装置将动力传递至除尘刷3，带动除尘刷3顺时针摆动，开启除尘工作；
38.如图6所示，此时数字编码激光标靶除尘装置处于工作中间环节，除尘刷3的末端正好盖过数字编码标靶9的靶面右上角，确保靶面的每一处激光接收器901都能被除尘刷3除尘；
39.如图7所示，此时数字编码激光标靶除尘装置处于工作收尾环节，除尘清洗装置的一个工作周期正好覆盖整个数字编码标靶9的靶面，保持激光接收器901表面没有灰尘遮挡，降低采掘设备作业过程中灰尘对数字编码标靶9接收目标激光的影响，采掘工作过程中能够精确接收激光发射器发射的激光束，使其对于目标姿态的解算更加准确，提高工作的可靠性，保障位姿检测工作顺利进行。
40.本发明提供的数字编码激光标靶除尘装置，在数字编码标靶9的激光接收器901上覆盖防反光亚克力防护罩10，根据整体的清洁程度，通过除尘驱动装置带动除尘刷3对防反光亚克力防护罩10进行定期除尘，保持激光接收器901表面没有灰尘遮挡，降低采掘设备作业过程中灰尘对标靶接收目标激光的影响，采掘工作过程中能够精确接收激光发射器发射的激光束，使其对于目标姿态的解算更加准确，提高工作的可靠性，保障位姿检测工作顺利进行。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。