CN214007139U - 基于定向激光的钻机角度指示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于定向激光的钻机角度指示仪。其包括立柱以及钻孔机构，钻孔机构包括钻机滑台以及设置于所述钻机滑台上的钻杆；还包括激光定位体以及角度测量仪，所述激光定位体位于钻孔机构的上方，且激光定位体能在立柱上运动；激光定位体在立柱上运动后，通过激光定位体能与用于巷道掘进定位的定向激光线对准；当激光定位体与定向激光线正对准时，激光定位体能锁定在立柱上，且通过角度测量仪与激光定位体以及钻孔机构配合，能指示所述钻孔机构内钻杆与定向激光线间的偏转角度；钻孔机构相对立柱转动相应的偏转角度时，能使得钻杆能与定向激光线相互平行。本实用新型结构紧凑，能有效实现钻孔方位的定位，提高定位的便捷性与定位精度。

Description

基于定向激光的钻机角度指示仪

技术领域

本实用新型涉及一种钻机角度指示仪，尤其是一种基于定向激光的钻机角度指示仪。

背景技术

煤矿是人类在富含煤炭的矿区拆开煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表较远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿；当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。

在现代井下煤矿开采施工过程中，主要大巷和采煤工作面通常是全线控制工程。众所周知，在井下巷道掘进时，一般需要进行掘进巷道探放水操作，而在掘进巷道探放水时，需要进行钻孔等操作，以能预防水害事故。目前，在钻孔时，需要测量人员给每个钻孔标定方位，而标定钻孔方位的工作量相当大，钻孔标定方位时会影响掘进的速度，且现有标定方位采用人工测量的方式容易带来一定的偏差，难以满足实际工作的需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于定向激光的钻机角度指示仪，其结构紧凑，能有效实现钻孔方位的定位，提高定位的便捷性与定位精度。

按照本实用新型提供的技术方案，所述基于定向激光的钻机角度指示仪，包括能竖直安装于巷道内的立柱以及能与所述立柱适配连接的钻孔机构，所述钻孔机构包括钻机滑台以及设置于所述钻机滑台上的钻杆；

还包括设置于立柱上的激光定位体以及能与立柱适配的角度测量仪，所述激光定位体位于钻孔机构的上方，且激光定位体能在立柱上运动；

激光定位体在立柱上运动后，通过激光定位体能与确定巷道掘进方向的定向激光线对准；当激光定位体与定向激光线正对准时，激光定位体能锁定在立柱上，且通过角度测量仪与激光定位体以及钻孔机构配合，能指示所述钻孔机构内钻杆与定向激光线间的偏转角度；钻孔机构相对立柱转动相应的偏转角度时，能使得钻杆能与定向激光线相互平行。

所述角度测量仪包括半圆仪，角度测量仪与立柱采用可拆卸连接。

所述钻杆的长度方向与钻机滑台的长度方向相一致，且钻杆的轴线与钻机滑台的轴线正对应；

钻机滑台通过滑台装配架与立柱适配连接，所述滑台装配架包括与钻机滑台底面固定连接的滑台连接支撑杆，且滑台连接支撑杆的轴向方向与钻杆的轴向方向相互垂直，通过滑台连接支撑杆与角度测量仪对应配合，能指示钻孔机构内钻杆与定向激光线间的偏转角度。

所述激光定位体包括能套在立柱上的定位连接锁定套、与所述定位连接锁定套连接的激光对准体以及能与角度测量仪适配的对准指示体，所述对准指示体与定位连接锁定套适配连接，且通过对准指示体能保持指向角度测量仪对应的刻度；

定位连接锁定套套在立柱上后，所述定位连接锁定套与立柱呈同轴分布；激光对准体包括第一对准杆以及第二对准杆，在所述第一对准杆、第二对准杆的下侧均设置允许定向激光线穿过的激光对准体；定向激光线同时穿过第一对准杆下侧的激光对准体以及第二对准杆下侧的激光对准体时，激光定位体与定向激光线正对准。

还包括对准加强杆，所述对准加强杆的两端分别与第一对准杆、第二对准杆固定连接，激光对准体分别位于第一对准杆的第二端以及第二对准杆的第二端，第一对准杆的第一端与定位连接锁定套固定连接，且第一对准杆的轴线通过对准指示体与定位连接锁定套的结合部以及立柱的中心；

第二对准杆的第一端与第一对准杆的第一端固定连接，且第一对准杆第一对准杆、第二对准杆以及对准加强杆间配合能形成三角状。

所述第一对准杆、第二对准杆均采用长度可调的伸缩杆，解除定位连接锁定套与立柱的锁定状态时，定位连接锁定套能在立柱上运动。

所述对准指示体包括连接垂线以及与所述连接垂线下端连接的铅垂体，所述连接垂线的上端与定位连接锁定套固定连接，连接垂线与立柱相互平行，处于拉直状态的连接垂线的长度方向与第一对准杆的轴线垂直，且连接垂线位于第一对准杆所在的平面内。

还包括设置于巷道内的立柱底座，立柱支撑在立柱底座上。

当激光定位体与定向激光线正对准时，第一对准杆上激光对准体与第二对准杆上激光对准体间的连线与第一对准杆的轴线垂直。

本实用新型的优点：通过激光定位体能与用于巷道掘进定位的定向激光线对准；当激光定位体与定向激光线正对准时，通过角度测量仪与激光定位体以及钻孔机构配合，能指示所述钻孔机构内钻杆与定向激光线间的偏转角度；钻孔机构相对立柱转动相应的偏转角度时，能使得钻杆能与定向激光线相互平行，即能实现钻孔的定位；定位时，直接利用定向激光线，能确保定位的便捷性与定位精度，即能有效实现钻孔方位的定位，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的示意图。

图3为图2中的B-B向剖视图。

附图标记说明：1-巷道、2-钻机滑台、3-钻杆、4-滑台装配架、5-对准指示体、6-立柱、7-定向激光线、8-激光定位体、9-第一对准杆、10-激光对准体、11-定位连接锁定套、12-连接垂线、13-钻杆、14-滑台连接支撑杆、15-角度测量仪、16-第二对准杆、17-对准加强杆以及18-铅垂体。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2和图3所示：为了能有效实现钻孔方位的定位，提高定位的便捷性与定位精度，本实用新型包括能竖直安装于巷道1内的立柱6以及能与所述立柱6适配连接的钻孔机构，所述钻孔机构包括钻机滑台2以及设置于所述钻机滑台2上的钻杆13；

还包括设置于立柱6上的激光定位体8以及能与立柱6适配的角度测量仪15，所述激光定位体8位于钻孔机构的上方，且激光定位体8能在立柱6上运动；

激光定位体8在立柱6上运动后，通过激光定位体8能与确定巷道掘进方向的定向激光线7对准；当激光定位体8与定向激光线7正对准时，激光定位体8能锁定在立柱6上，且通过角度测量仪15与激光定位体8以及钻孔机构配合，能指示所述钻孔机构内钻杆13与定向激光线7间的偏转角度；钻孔机构相对立柱6转动相应的偏转角度时，能使得钻杆13能与定向激光线7相互平行。

具体地，巷道1的具体情况与现有相一致，在对巷道1进行掘进时，利用钻孔机构进行探放水的具体过程与方式也均与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。立柱6可以采用现有常用的形式，立柱6竖直安装于巷道1内。一般地，还包括设置于巷道1内的立柱底座3，立柱6支撑在立柱底座3上，即立柱6的下端支撑在立柱底座3上，立柱6的上端与巷道1的上端适配连接，具体与现有相一致，此处不再赘述。

具体实施时，所述钻杆13的长度方向与钻机滑台2的长度方向相一致，且钻杆13的轴线与钻机滑台2的轴线正对应；钻杆13的长度可大于钻机滑台2长度，从而利用钻杆13位于钻机滑台2的端部能进行所需的钻孔操作，钻杆13在钻机滑台2上，钻杆13与钻机滑台2呈平行分布，钻杆13的轴线与钻机滑台2的轴线正对应，具体是指钻杆13的轴线向下投影时，能与钻机滑台2的轴线重合。

为了能对钻杆13的钻孔位置进行定位，在立柱6上设置激光定位体8以及角度测量仪15，其中，激光定位体8位于钻孔机构以及角度测量仪15的上方，具体实施时，所述角度测量仪15包括半圆仪，角度测量仪15与立柱6采用可拆卸连接；当然，角度测量仪15还可以采用其他常用的形式，具体可以根据实际需要进行选择，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本技术领域人员可知，在巷道掘进过程中，一般可以利用激光进行定位，在激光定位时，能对掘进的方向以及坡度等进行指示，具体利用激光定位的过程等均与现有相一致，此处不再赘述。在利用激光进行巷道掘进导向过程中，存在定向激光线7，产生定向激光线7的方式以及定向激光线7的具体位置等均与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本实用新型实施例中，利用激光定位体8能与定向激光线7配合对准，实现钻孔时的定位。激光定位体8能在立柱6上运动，激光定位体8在立柱6上的运动包括沿立柱6的长度方向升降以及绕立柱6的转动等，具体运动的形式可以根据需要进行选择。当激光定位体8在立柱6上运动后，激光定位体8能锁定在立柱6上，当激光定位体8锁定在立柱6上后，激光定位体8能稳定在立柱6上。一般地，当激光定位体8与定向激光线7正对准后，才需要将激光定位体8锁定在立柱6上。

本实用新型实施例中，当激光定位体8与定向激光线7正对准后，通过角度测量仪15与激光定位体8以及钻孔机构配合，能指示所述钻孔机构内钻杆13与定向激光线7间的偏转角度；根据角度测量仪15指示的偏转角度，驱动钻孔机构相对立柱6转动相应的偏转角度后，能使得钻杆13能与定向激光线7相互平行。具体实施时，当钻杆13与定向激光线7相互平行时，能实现对钻杆13的初步定位，此时，利用钻杆13能在正前方进行所需的钻孔操作。

本技术领域人员可知，除了需要对钻杆13正前方的位置进行钻孔外，还需要对侧边的位置进行钻孔。当钻杆13与定向激光线7相互平行后，根据预先规划的钻孔位置，可以驱动钻孔机构相对立柱6转动，以使得钻孔13能直接进行侧方的钻孔操作，即能有效实现钻孔方位的定位，提高定位的便捷性与定位精度。

进一步地，钻机滑台2通过滑台装配架4与立柱6适配连接，所述滑台装配架4包括与钻机滑台2底面固定连接的滑台连接支撑杆14，且滑台连接支撑杆14的轴向方向与钻杆13的轴向方向相互垂直，通过滑台连接支撑杆14与角度测量仪15对应配合，能指示钻孔机构内钻杆13与定向激光线7间的偏转角度。

本实用新型实施例中，滑台装配架4可以采用现有常用的形式，钻机滑台2利用滑台装配架4能相对立柱6进行所需的运动，且在运动后，通过滑台装配架4能锁定在立柱6上，以能在后续的钻孔等过程中保持稳定。滑台连接支撑杆14能支撑钻机滑台2，当滑台装配架4装配在立柱6上后，滑台连接支撑杆14的长度方向与立柱6的长度方向相互垂直。一般情况下，滑台连接支撑杆14的轴线过角度测量仪15的0度线，当激光定位体8与定向激光线7正对准时，滑台连接支撑杆14的轴线与角度测量仪15的0度线角度即为钻杆13与定向激光线7间的偏转角度。图3中，角度α与角度β相等，角度α、角度β的具体大小可以通过角度测量仪5直接读取得到。

进一步地，所述激光定位体8包括能套在立柱6上的定位连接锁定套11、与所述定位连接锁定套11连接的激光对准体以及能与角度测量仪15适配的对准指示体5，所述对准指示体与定位连接锁定套11适配连接，且通过对准指示体5能保持指向角度测量仪15对应的刻度；

定位连接锁定套11套在立柱6上后，所述定位连接锁定套11与立柱6呈同轴分布；激光对准体包括第一对准杆9以及第二对准杆16，在所述第一对准杆9、第二对准杆16的下侧均设置允许定向激光线7穿过的激光对准体10；定向激光线7同时穿过第一对准杆9下侧的激光对准体10以及第二对准杆16下侧的激光对准体10时，激光定位体8与定向激光线7正对准。

本实用新型实施例中，定位连接锁定套11能与立柱6适配，定位连接锁定套11能套在立柱6上，当定位连接锁定套11套在立柱6上后，定位连接锁定套11能与立柱6呈同轴分布。激光对准体与定位连接锁定套11固定连接，当定位连接锁定套11锁定在立柱6上时，激光对准体固定在立柱6的一侧，当定位连接锁定套11在立柱6上运动时，激光对准体能跟随定位连接锁定套11同步运动。

具体实施时，激光对准体包括第一对准杆9以及第二对准杆16，在所述第一对准杆9、第二对准杆16的下侧均设置允许定向激光线7穿过的激光对准体10，激光对准体10可为呈空心的环状结构，当然，激光对准体10还可以采用其他能允许定向激光线7穿过的形式，具体可以根据需要进行选择，此处不再赘述。

由上述说明可知，定向激光线7用于巷道的掘进导向定位，因此，定向激光线7的路径等为固定或相对固定的。当定向激光线7同时穿过第一对准杆9下侧的激光对准体10以及第二对准杆16下侧的激光对准体10时，激光定位体8与定向激光线7正对准。具体实施时，当激光定位体8与定向激光线7正对准时，第一对准杆9上激光对准体10与第二对准杆16上激光对准体10间的连线与第一对准杆9的轴线垂直，即定向激光线7与第一对准杆9的轴线方向相互垂直。

进一步地，还包括对准加强杆17，所述对准加强杆17的两端分别与第一对准杆9、第二对准杆16固定连接，激光对准体10分别位于第一对准杆9的第二端以及第二对准杆16的第二端，第一对准杆9的第一端与定位连接锁定套11固定连接，且第一对准杆9的轴线通过对准指示体与定位连接锁定套11的结合部以及立柱6的中心；

第二对准杆16的第一端与第一对准杆9的第一端固定连接，且第一对准杆9第一对准杆9、第二对准杆16以及对准加强杆17间配合能形成三角状。

本实用新型实施例中，第一对准杆9与第二对准杆16间具有一定的夹角，通过对准加强杆17能提高由第一对准杆9、第二对准杆16形成激光对准体的强度。由于定位连接锁定套11与立柱6呈同轴分布，第一对准杆9的轴线通过对准指示体与定位连接锁定套11的结合部以及立柱6的中心。

具体地，所述第一对准杆9、第二对准杆16均采用长度可调的伸缩杆，解除定位连接锁定套11与立柱6的锁定状态时，定位连接锁定套11能在立柱6上运动。第一对准杆9、第二对准杆16具体采用可伸缩杆的情况可以根据需要选择，第一对准杆9、第二对准杆16采用伸缩杆时，能调节第一对准杆9、第二对准杆16相对应的长度，不会改变第一对准杆9与第二对准杆16之间的角度等特征。当第一对准杆9、第二对准杆16采用伸缩杆时，能适应不同位置的定向激光线7。定位连接锁定套11具体可以采用现有常用的方式与立柱6锁定，具体锁定与解锁的情况与所选择的锁定形式相关，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

进一步地，所述对准指示体包括连接垂线12以及与所述连接垂线12下端连接的铅垂体18，所述连接垂线12的上端与定位连接锁定套11固定连接，连接垂线12与立柱6相互平行，处于拉直状态的连接垂线12的长度方向与第一对准杆9的轴线垂直，且连接垂线12位于第一对准杆9所在的平面内。

本实用新型实施例中，铅垂体18以及连接垂线12可以采用现有常用的形式，连接垂线12与定位连接锁定套11连接处，即为上述对准指示体与定位连接锁定套11的结合部。通过铅垂体18能使得连接垂线12能保持垂直状态，即通过铅垂体18能指向角度测量仪15的0度位置。当铅垂体18将连接垂线12处于拉紧状态时，连接垂线12与立柱6相互平行，且连接垂线12拉直状态的长度方向与第一对准杆9的轴线垂直。

具体使用时，在立柱6安装在巷道1内后，钻机机构以及激光定位体8与立柱6适配连接。当利用定向激光线7进行掘进导向时，驱动激光定位体8在立柱6上运动，直至激光定位体8与定向激光线7正对准。当激光定位体8与定向激光线7对准后，将激光定位体8锁定在立柱6上。激光定位体8锁定在立柱6上后，将角度测量仪15安装于立柱6上，角度测量仪15安装于立柱6上时，角度测量仪15的0度线位置与铅垂体18正对应，即利用铅垂体18能指示角度测量仪15的0度线。铅垂线18指示角度测量仪15的0度线后，驱动滑台连接支撑杆14相对立柱6运动，直至使得滑台连接支撑杆14的轴线与角度测量仪15的0度线位置正对应，此时，能使得钻杆13能与定向激光线7相互平行。

当钻杆13与定向激光线7相互平行后，即可实现钻孔的初步定位，此时，利用钻杆13能实现掘进正前方向的钻孔。当掘进前进方向的钻孔后，利用角度测量仪15与滑台连接支撑杆14的配合，能实现侧方的钻孔定位。重复上述定位过程，可以有效实现掘进过程中的钻孔定位，提高钻孔定位中的精度与可靠性，降低钻孔定位中的工作量。

Claims (9)

1.一种基于定向激光的钻机角度指示仪，包括能竖直安装于巷道(1)内的立柱(6)以及能与所述立柱(6)适配连接的钻孔机构，所述钻孔机构包括钻机滑台(2)以及设置于所述钻机滑台(2)上的钻杆(13)；其特征是：

还包括设置于立柱(6)上的激光定位体(8)以及能与立柱(6)适配的角度测量仪(15)，所述激光定位体(8)位于钻孔机构的上方，且激光定位体(8)能在立柱(6)上运动；

激光定位体(8)在立柱(6)上运动后，通过激光定位体(8)能与确定巷道掘进方向的定向激光线(7)对准；当激光定位体(8)与定向激光线(7)正对准时，激光定位体(8)能锁定在立柱(6)上，且通过角度测量仪(15)与激光定位体(8)以及钻孔机构配合，能指示所述钻孔机构内钻杆(13)与定向激光线(7)间的偏转角度；钻孔机构相对立柱(6)转动相应的偏转角度时，能使得钻杆(13)能与定向激光线(7)相互平行。

2.根据权利要求1所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：所述角度测量仪(15)包括半圆仪，角度测量仪(15)与立柱(6)采用可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：所述钻杆(13)的长度方向与钻机滑台(2)的长度方向相一致，且钻杆(13)的轴线与钻机滑台(2)的轴线正对应；

钻机滑台(2)通过滑台装配架(4)与立柱(6)适配连接，所述滑台装配架(4)包括与钻机滑台(2)底面固定连接的滑台连接支撑杆(14)，且滑台连接支撑杆(14)的轴向方向与钻杆(13)的轴向方向相互垂直，通过滑台连接支撑杆(14)与角度测量仪(15)对应配合，能指示钻孔机构内钻杆(13)与定向激光线(7)间的偏转角度。

4.根据权利要求1所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：所述激光定位体(8)包括能套在立柱(6)上的定位连接锁定套(11)、与所述定位连接锁定套(11)连接的激光对准体以及能与角度测量仪(15)适配的对准指示体，所述对准指示体与定位连接锁定套(11)适配连接，且通过对准指示体能保持指向角度测量仪(15)对应的刻度；

定位连接锁定套(11)套在立柱(6)上后，所述定位连接锁定套(11)与立柱(6)呈同轴分布；激光对准体包括第一对准杆(9)以及第二对准杆(16)，在所述第一对准杆(9)、第二对准杆(16)的下侧均设置允许定向激光线(7)穿过的激光对准体(10)；定向激光线(7)同时穿过第一对准杆(9)下侧的激光对准体(10)以及第二对准杆(16)下侧的激光对准体(10)时，激光定位体(8)与定向激光线(7)正对准。

5.根据权利要求4所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：还包括对准加强杆(17)，所述对准加强杆(17)的两端分别与第一对准杆(9)、第二对准杆(16)固定连接，激光对准体(10)分别位于第一对准杆(9)的第二端以及第二对准杆(16)的第二端，第一对准杆(9)的第一端与定位连接锁定套(11)固定连接，且第一对准杆(9)的轴线通过对准指示体与定位连接锁定套(11)的结合部以及立柱(6)的中心；

第二对准杆(16)的第一端与第一对准杆(9)的第一端固定连接，且第一对准杆(9)第一对准杆(9)、第二对准杆(16)以及对准加强杆(17)间配合能形成三角状。

6.根据权利要求4或5所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：所述第一对准杆(9)、第二对准杆(16)均采用长度可调的伸缩杆，解除定位连接锁定套(11)与立柱(6)的锁定状态时，定位连接锁定套(11)能在立柱(6)上运动。

7.根据权利要求4或5所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：所述对准指示体包括连接垂线(12)以及与所述连接垂线(12)下端连接的铅垂体(18)，所述连接垂线(12)的上端与定位连接锁定套(11)固定连接，连接垂线(12)与立柱(6)相互平行，处于拉直状态的连接垂线(12)的长度方向与第一对准杆(9)的轴线垂直，且连接垂线(12)位于第一对准杆(9)所在的平面内。

8.根据权利要求1所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：还包括设置于巷道(1)内的立柱底座(3)，立柱(6)支撑在立柱底座(3)上。

9.根据权利要求4或5所述的基于定向激光的钻机角度指示仪，其特征是：当激光定位体(8)与定向激光线(7)正对准时，第一对准杆(9)上激光对准体(10)与第二对准杆(16)上激光对准体(10)间的连线与第一对准杆(9)的轴线垂直。

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