一种激光指向仪偏移实时监测装置及监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光指向仪偏移实时监测装置，包括套装在激光指向仪前端的监测环、对激光指向仪水平方向和竖直方向上的偏移量进行检测的水平位移检测单元与竖向位移检测单元、供监测环安装的连接架和安装在连接架上的夹持器，连接架上安装有控制盒，连接架位于监测环后侧，激光指向仪为固定于锚杆上的锚杆激光指向仪，夹持器紧固夹持于锚杆上，该监测装置结构简单、加工制作及安装布设方便且使用操作简便，使用效果好。同时，本发明公开了采用该监测装置对激光指向仪偏移量进行实时监测的方法，包括步骤：一、监测装置安装；二、报警参数设定；三、偏移量实时监测，该方法步骤简单、实现方便且能对激光指向仪的偏移量进行实时、准确监测。
【专利说明】一种激光指向仪偏移实时监测装置及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光指向仪偏移监测【技术领域】，具体涉及一种激光指向仪偏移实时监测装置及监测方法。
【背景技术】
[0002]激光指向仪广泛用于矿山巷道掘进时的指向定位，掘进推进方向的制导控制，煤矿综采工作面的定位以及公路、铁路、隧道、涵洞、桥梁、高层建筑管道安装的定位与准直过程。激光指向仪的指向仪探头主要由激光管、光学镜头、水平及垂直微调机构和安装杆附件组成。激光指向仪在使用过程中，因放炮震动或人为意外的碰撞以及其他原因造成光束偏离原来的方向，此时必须及时发现其偏移并进行纠正，才能保证施工方向的准确性，减少施工错误，避免不必要的损失。综上，由于激光指向仪光束方向标定后，其施工过程中可能会发生偏移，若不及时发现将给矿区带来无法弥补的重大损失。
[0003]现有常用的激光指向仪光束正确性的检查方法主要有以下两种:第一种:放下中线上的垂线，观察光束是否通过标定时所用的垂线上标志，且量取光束到某一固定件的距离是否准确；第二种:应用专门设置的检查屏进行检查，具体是将检查屏安置在距激光指向仪前侧一定距离的锚杆上并上下移动，使光束通过其中心圆孔；然后，固定检查屏，若光束偏离正确方向，检查屏阻碍光束使其不能发射至掘进工作面。实际使用时，第一种方法必须有负责任的班组长和工程技术人员及施工队伍，及时对几处中线进行检查，因而人力、物力和时间耗费较为严重。第二种方法中所采用检查屏上中心圆孔的大小难以确定，若较大则起不到检查光束方向的作用，若较小则会发生小孔衍射现象使得光束的强度及直径受到很大影响，从而影响其检查光束方向的效果。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理且安装布设及使用操作简便、使用效果好的激光指向仪偏移实时监测装置。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:包括套装在所监测激光指向仪前端的监测环、对所监测激光指向仪在水平方向上的偏移量进行实时检测的水平位移检测单元、对所监测激光指向仪在竖直方向上的偏移量进行实时检测的竖向位移检测单元、供监测环安装的连接架和安装在所述连接架上的夹持器，所述连接架上安装有控制盒，所述连接架位于监测环后侧，所监测激光指向仪为固定于锚杆上的锚杆激光指向仪，所述夹持器紧固夹持于所述锚杆上；所述控制盒包括盒体和安装在所述盒体内的电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器和与控制器相接的电源�？椋隹刂破饔氩问柚玫ピ嘟樱鏊轿灰萍觳獾ピ退鍪蛭灰萍觳獾ピ肟刂破飨嘟樱龊刑迳习沧坝杏煽刂破鹘锌刂频谋ň爸茫霰ň爸糜肟刂破飨嘟樱凰黾嗖饣肺不非移涮鬃霸谒嗖饧す庵赶蛞堑墓庋Ь低非岸耍鏊轿灰萍觳獾ピ退鍪蛭灰萍觳獾ピ沧霸诩嗖饣飞�。
[0006]上述一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征是:所述水平位移检测单元为安装在监测环左侧或右侧的第一压力传感器，所述竖向位移检测单元为安装在监测环顶端或底端的第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器相接。
[0007]上述一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征是:所述连接架包括安装在控制盒后侧的第一支架、位于第一支架后侧的第二支架和连接于第一支架与第二支架之间的连接器；所述报警装置为由声报警器和光报警器组成的声光报警装置，所述声报警器和光报警器均与控制器相接；所述电子线路板上还设置有与控制器相接的计时电路。
[0008]上述一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征是:所述参数设置单元为布设在所述盒体外侧壁上的输入键盘或以无线通信方式与控制器进行双向通信的手持式数据终端。
[0009]上述一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征是:还包括安装在监测环内壁上的纠偏装置，所述纠偏装置包括水平纠偏机构和竖向纠偏机构，所述水平纠偏机构包括安装在监测环左侧内壁上的左电动推头和安装在监测环右侧内壁上的右电动推头，所述竖向纠偏机构包括安装在监测环顶部内壁上的上电动推头和安装在监测环底部内壁上的下电动推头，所述左电动推头和右电动推头均位于监测环中部且二者呈左右对称布设，所述上电动推头和下电动推头呈上下对称布设；所监测激光指向仪的光学镜头位于左电动推头、右电动推头、上电动推头和下电动推头之间。
[0010]上述一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征是:还包括与控制器相接的无线通信�？椋隹刂破魍ü尴咄ㄐ拍？橛肷衔换兴蛲ㄐ牛凰鲎蟮缍仆贰⒂业缍仆�、上电动推头和下电动推头均包括底座和安装在所述底座上的推动头，所述推动头由电动推移机构带动进行前后移动，所述电动推移机构包括电动机和与所述电动机相接的电机驱动器，所述电机驱动器与控制器相接。
[0011]同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便且能对激光指向仪的偏移量进行实时、准确监测的激光指向仪偏移实时监测方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0012]步骤一、监测装置安装:待所监测激光指向仪安装完成后，将监测环套装在所监测激光指向仪的光学镜头前端，再将夹持器紧固夹持于所监测激光指向仪固定的锚杆上；
[0013]步骤二、报警参数设定:通过参数设置单元对所监测激光指向仪的水平偏移报警阈值C7w和竖向偏移报警阈值C进行设定；
[0014]步骤三、偏移量实时监测:通过所述水平位移检测单元和竖向位移检测单元对所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的偏移量分别进行实时检测，并将所检测信息同步传送至控制器，由控制器对所检测信息进行分析，并根据分析结果对所述报警装置进行控制:当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且持续时间大于t时，所述控制器控制所述报警装置启动进行报警；其中t = 1s?15s。
[0015]上述方法，其特征是:步骤一中所述监测环的内壁上还安装有纠偏装置，所述纠偏装置包括水平纠偏机构和竖向纠偏机构，所述水平纠偏机构包括安装在监测环左侧内壁上的左电动推头和安装在监测环右侧内壁上的右电动推头，所述竖向纠偏机构包括安装在监测环顶部内壁上的上电动推头和安装在监测环底部内壁上的下电动推头，所述左电动推头和右电动推头均位于监测环中部且二者呈左右对称布设，所述上电动推头和下电动推头呈上下对称布设；所监测激光指向仪的光学镜头位于左电动推头、右电动推头、上电动推头和下电动推头之间；
[0016]步骤三中进行偏移量实时监测过程中，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且持续时间大于t时，所述控制器根据所述水平位移检测单元和竖向位置检测单元检测到的偏移量和偏移方向，并通过控制所述水平纠偏机构或所述竖向纠偏机构对所监测激光指向仪的位置进行调整。
[0017]上述方法，其特征是:步骤三中所述水平位移检测单元为安装在监测环左侧或右侧的第一压力传感器，所述竖向位移检测单元为安装在监测环顶端或底端的第二压力传感器；步骤一中进行监测装置安装时，需将第一压力传感器和第二压力传感器均与所监测激光指向仪的光学镜头外壳相贴；安装完成后，第一压力传感器与第二压力传感器将各自检测得到的初始压力值同步传送至控制器；步骤三中进行偏移量实时监测之前，先通过参数设置单元输入第一压力传感器与第二压力传感器所检测压力值与位移量之间的线性关系；步骤三中进行偏移量实时监测时，所述第一压力传感器与第二压力传感器将其实时所检测的压力值同步传送至控制器，控制器根据第一压力传感器与第二压力传感器的初始压力值确定当前状态下所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的压力变化量，并结合预先输入的第一压力传感器与第二压力传感器所检测压力值与位移量之间的线性关系，换算出当前状态下所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的偏移量。
[0018]上述方法，其特征是:步骤三中所述控制器通过无线通信�？橛肷衔换兴蛲ㄐ牛徊街瓒型ü问柚玫ピ运嗖饧す庵赶蛞堑乃狡票ň兄礐7w和竖向偏移报警阈值进行设定时，还需通过参数设置单元对大偏移量报警阈值Cmax进行设定，其中C水平=C竖向=3mm?6mm, Cmax = 1mm?12mm ;步骤三中进行偏移量实时监测过程中，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t时，所述控制器控制所述报警装置启动进行报警，与此同时，所述控制器通过无线通信�？橄蛩錾衔换⑺捅ň畔�。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0020]1、所采用的监测装置结构简单、加工制作及安装布设方便且投入成本较低。
[0021]2、所采用的监测装置使用操作简便且使用效果好，能自动对激光指向仪的偏移量进行实时监测，并能根据监测结果进行报警提示，不需要专门的技术人员实时监察，有效降低了监测人员的工作量，提高了施工方向的准确性，大大提高了工作效率，避免了因激光指向仪偏移给矿区带来难以弥补的重大损失。
[0022]3、所采用的监测装置设置有纠偏装置，能工作于人工纠偏和自动纠偏两种工作模式，当工作于自动纠偏模式时，当监测到激光指向仪的偏移量超过报警阈值时，启动报警，与此同时控制纠偏装置启动进行纠偏。到纠偏完成后，控制报警装置停止报警，因而实际操作非常简便。并且，由于煤矿井下不安全因素较多，采用自动纠偏模式进行自动纠偏后，能有效减少人为纠偏过程中可能发生的安全事故，并且纠偏速度快，纠偏效果好。
[0023]4、所采用的监测装置安装布设方便，将激光指向仪固定在锚杆上并调整指向之后，再把监测环套在激光指向仪的光学镜头前端，然后用夹持器固定在锚杆上即可，所采用的连接架为长度和宽度均可调节的架体，因而实际安装非常简便，并且能满足不同类型激光指向仪的使用需求。
[0024]5、由于开采过程中，因放炮会引起激光指向仪短时间的震动，此时通过控制器来设置一定时间的延迟t，当检测到的偏移量超过阈值一定时间后再进行报警，从而避免了监测装置的频繁警报。
[0025]6、所采用的监测方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好、实用价值高，能对激光指向仪的偏移量进行实时、准确监测，从而能及时发现光束发生偏移的现象，同时设置有两种报警模式，当检测到的偏移量大于报警阈值但小于Cmax或大于Cmax的持续时间不超过t时、启动一种报警模式，且通过纠偏装置进行自动纠偏；当检测到的偏移量大于Cfflax且持续时间不超过t时，说明所监测激光指向仪的偏移量相当大，通过自动纠偏也不能达到使用需求，此时必须人工对所监测激光指向仪进行重新定位。因而，本发明所采用的监测方法相当完善，可有效监测激光指向仪指向的偏移并及时发出警报，以便工作人员或采用纠偏装置对其进行纠正，从而保证了施工方向的准确性。
[0026]综上所述，本发明所采用的监测装置结构简单、加工制作及安装布设方便且使用操作简便。使用效果好，所采用的监测方法简单且实现方便，能对激光指向仪的偏移量进行实时、准确监测。
[0027]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明所采用监测装置的结构示意图。
[0029]图2为本发明所采用监测装置的侧部结构示意图。
[0030]图3为本发明所采用监测装置的电路原理框图。
[0031]图4为本发明所采用监测方法的流程框图。
[0032]附图标记说明:
[0033]I一第一压力传感器；2—第二压力传感器；3—监测环；
[0034]4一控制盒；4_1 一控制器；4_2 —电源�？椋�
[0035]4-3—参数设置单元；4-4 一计时电路；4_5—无线通信�？椋�
[0036]5一声报警器；6-1—左电动推头； 6-2—右电动推头；
[0037]6-3—上电动推头； 6-4—下电动推头； 7—光报警器；
[0038]8—夹持器；9一第一支架；10—连接器；
[0039]11一第二支架。
【具体实施方式】
[0040]如图1、图2及图3所示的一种激光指向仪偏移实时监测装置，包括套装在所监测激光指向仪前端的监测环3、对所监测激光指向仪在水平方向上的偏移量进行实时检测的水平位移检测单元、对所监测激光指向仪在竖直方向上的偏移量进行实时检测的竖向位移检测单元、供监测环3安装的连接架和安装在所述连接架上的夹持器8，所述连接架上安装有控制盒4，所述连接架位于监测环3后侧，所监测激光指向仪为固定于锚杆上的锚杆激光指向仪，所述夹持器8紧固夹持于所述锚杆上。所述控制盒4包括盒体和安装在所述盒体内的电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器4-1和与控制器4-1相接的电源�？�4-2，所述控制器4-1与参数设置单元4-3相接，所述水平位移检测单元和所述竖向位移检测单元均与控制器4-1相接，所述盒体上安装有由控制器4-1进行控制的报警装置，所述报警装置与控制器4-1相接。所述监测环3为圆环且其套装在所监测激光指向仪的光学镜头前端，所述水平位移检测单元和所述竖向位移检测单元均安装在监测环3上。
[0041 ] 本实施例中，所述控制盒4位于监测环3后侧。
[0042]实际使用时，所述水平位移检测单元为安装在监测环3左侧或右侧的第一压力传感器1，所述竖向位移检测单元为安装在监测环3顶端或底端的第二压力传感器2，所述第一压力传感器I和第二压力传感器2均与控制器4-1相接。
[0043]本实施例中，所述第一压力传感器I的数量为一个且其安装在监测环3的右侧内壁上，所述第二压力传感器2的数量为一个且其安装在监测环3的顶部内壁上。实际使用时，可以根据具体需要，对第一压力传感器I和第二压力传感器2的数量和安装位置进行相应调整。
[0044]本实施例中，所述第一压力传感器I和第二压力传感器2均为压力式位移传感器。并且，所述第一压力传感器I和第二压力传感器2均通过电缆与控制器4-1电连接。
[0045]为操作使用方便，所述连接架为长度可调节的架体。本实施例中，所述连接架为长度和宽度均可调的架体。
[0046]实际加工时，所述连接架包括安装在控制盒4后侧的第一支架9、位于第一支架9后侧的第二支架11和连接于第一支架9与第二支架11之间的连接器10。
[0047]实际使用时，所述连接架也可以采用其它类型的架体，如伸缩式架体、多连杆机构等。本实施例中，所述第一支架9为第一圆柱形支杆，所述第二支架11为第二圆柱形支杆，所述第一圆柱形支杆与所述第二圆柱形支杆呈垂直布设。所述第一圆柱形支杆和所述第二圆柱形支杆均安装在连接器10上。
[0048]本实施例中，所述连接器10为方形连接杆，所述第一圆柱形支杆和所述第二圆柱形支杆与所述方形连接杆之间以螺纹方式或以卡装方式进行连接。实际安装时，所述第一圆柱形支杆位于第二圆柱形支杆下方。实际使用时，调节所述第一圆柱形支杆即可对所述连接架的长度进行调节，调节所述第二圆柱形支杆即可对所述连接架的宽度进行调节。
[0049]实际安装时，所述盒体安装在所述第一圆柱形支杆上
[0050]本实施例中，所述报警装置为由声报警器5和光报警器7组成的声光报警装置，所述声报警器5和光报警器7均与控制器4-1相接。实际安装时，所述光报警器7位于所述盒体顶部，所述声报警器5固定在光报警器7的外侧壁上。
[0051]同时，所述电子线路板上还设置有与控制器4-1相接的计时电路4-4。
[0052]本实施例中，所述参数设置单元4-3为布设在所述盒体外侧壁上的输入键盘或以无线通信方式与控制器4-1进行双向通信的手持式数据终端。
[0053]同时，本发明所述的监测装置还包括安装在监测环3内壁上的纠偏装置，所述纠偏装置包括水平纠偏机构和竖向纠偏机构，所述水平纠偏机构包括安装在监测环3左侧内壁上的左电动推头6-1和安装在监测环3右侧内壁上的右电动推头6-2，所述竖向纠偏机构包括安装在监测环3顶部内壁上的上电动推头6-3和安装在监测环3底部内壁上的下电动推头6-4，所述左电动推头6-1和右电动推头6-2均位于监测环3中部且二者呈左右对称布设，所述上电动推头6-3和下电动推头6-4呈上下对称布设。所监测激光指向仪的光学镜头位于左电动推头6-1、右电动推头6-2、上电动推头6-3和下电动推头6-4之间。
[0054]本实施例中，所述左电动推头6-1、右电动推头6-2、上电动推头6-3和下电动推头6-4呈十字形布设，所述左电动推头6-1和右电动推头6-2分别位于监测环3的中部左右两侦牝所述上电动推头6-3和下电动推头6-4分别位于监测环3的中部上下两侧。
[0055]实际加工时，所述左电动推头6-1、右电动推头6-2、上电动推头6-3和下电动推头6-4均包括底座和安装在所述底座上的推动头，所述推动头由电动推移机构带动进行前后移动，所述电动推移机构包括电动机和与所述电动机相接的电机驱动器，所述电机驱动器与控制器4-1相接。
[0056]本实施例中，本发明所述的监测装置还包括与控制器4-1相接的无线通信�？�4-5，所述控制器4-1通过无线通信�？�4-5与上位机进行双向通信。
[0057]本实施例中，所述控制器4-1为PLC可编程控制器
[0058]实际使用时，所述控制器4-1也可以采用其它类型的控制器件。
[0059]如图4所示的一种激光指向仪偏移实时监测方法，包括以下步骤:
[0060]步骤一、监测装置安装:待所监测激光指向仪安装完成后，将监测环3套装在所监测激光指向仪的光学镜头前端，再将夹持器8紧固夹持于所监测激光指向仪固定的锚杆上。
[0061]实际使用时，由于所述连接架的长度和宽度均可调节，不仅固定简便且连接可靠，因而能满足不同类型激光指向仪的使用需求。
[0062]步骤二、报警参数设定:通过参数设置单元4-3对所监测激光指向仪的水平偏移报警阈值C7w和竖向偏移报警阈值进行设定。
[0063]本实施例中，C水平=C竖向=3mm?6mm。
[0064]实际使用时，可以根据具体需要，对C7w和的取值大小进行相应调整。
[0065]步骤三、偏移量实时监测:通过所述水平位移检测单元和竖向位移检测单元对所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的偏移量分别进行实时检测，并将所检测信息同步传送至控制器4-1，由控制器4-1对所检测信息进行分析，并根据分析结果对所述报警装置进行控制:当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且持续时间大于t时，所述控制器4-1控制所述报警装置启动进行报警；其中t = 1s?15s。
[0066]也就是说，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7iw且检测到的偏移量大于C7w持续时间超过t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且检测到的偏移量大于持续时间超过t时，所述控制器4-1控制所述报警装置启动进行报警。
[0067]本实施例中，本发明所述的监测装置包括两种工作模式:人工纠偏和自动纠偏两种模式:当工作于人工纠偏模式下时，所述控制器4-1控制所述报警装置启动进行报警后，人为进行纠偏；而当工作于自动纠偏模式时，步骤三中进行偏移量实时监测过程中，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且持续时间大于t时，所述控制器4-1根据所述水平位移检测单元和竖向位置检测单元检测到的偏移量和偏移方向，并通过控制所述水平纠偏机构或所述竖向纠偏机构对所监测激光指向仪的位置进行调整。
[0068]实际进行自动纠偏时，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t且竖向位移检测单元检测到的偏移量也大于且持续时间大于t时，所述控制器4-1先控制所述水平纠偏机构在水平方向上对所监测激光指向仪的位置进行调整，再控制所述竖向纠偏机构在竖直方向上对所监测激光指向仪的位置进行调整。例如:当所监测激光指向仪向右侧偏移时，所述控制器4-1控制右电动推头6-2启动将所监测激光指向仪向左侧推移；当所监测激光指向仪向下偏移时，所述控制器4-1控制下电动推头6-4启动将所监测激光指向仪向上推移；当所监测激光指向仪向右下方偏移时，所述控制器4-1先控制右电动推头6-2启动将所监测激光指向仪向左侧推移，再控制下电动推头6-4启动将所监测激光指向仪向上推移。
[0069]待纠偏过程完成后，所述控制器4-1控制所述报警装置停止报警，具体是当所述水平位移检测单元检测到的偏移量不大于C7iw且持续时间超过t，同时竖向位移检测单元检测到的偏移量不大于且持续时间超过t时，所述控制器4-1控制所述报警装置停止进行报警。
[0070]本实施例中，步骤三中所述控制器4-1通过无线通信�？�4-5与上位机进行双向通信。步骤二中通过参数设置单元4-3对所监测激光指向仪的水平偏移报警阈值C7w和竖向偏移报警阈值进行设定时，还需通过参数设置单元4-3对大偏移量报警阈值Cmax进行设定，其中C水平=C竖向=3mm~6mm, Cmax = 1mm~12mm。步骤三中进行偏移量实时监测过程中，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t时，所述控制器4-1控制所述报警装置启动进行报警，与此同时，所述控制器4-1通过无线通信�？�4-5向所述上位机发送报
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[0071]所述报警装置包括两种报警模式，两种报警模式所采用的报警音或报警灯光不一样。实际使用时，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7iw且检测到的偏移量大于C7w持续时间超过t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且检测到的偏移量大于持续时间超过t时，所述控制器4-1控制所述报警装置工作于一种报警模式，此时所述水平位移检测单元和所述竖向位移检测单元检测到的偏移量均不大于Cmax或者大于Cmax的持续时间不超过t ;当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t时，所述控制器4-1控制所述报警装置工作于另一种报警模式。
[0072]因而，步骤三中进行偏移量实时监测时，所述控制器4-1先判断所述水平位移检测单元检测到的偏移量是否大于Cmax且持续时间大于t，同时判断所述竖向位移检测单元检测到的偏移量是否大于Cmax且持续时间大于t，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t时，所述控制器4-1控制所述报警装置工作，此时无需启动所述纠偏装置；当所述水平位移检测单元和所述竖向位移检测单元检测到的偏移量均不大于Cmax或者大于Cmax的持续时间均不超过t时，所述控制器4-1判断所述水平位移检测单元检测到的偏移量是否大于C7iw且持续时间超过t，同时判断所述竖向位移检测单元检测到的偏移量是否大于且续时间超过t，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且检测到的偏移量大于C#〒持续时间超过t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且检测到的偏移量大于Cs@持续时间超过t时，所述控制器4-1控制所述报警装置启动进行报警，同时控制所述纠偏装置进行自动纠偏。
[0073]本实施例中，步骤一中进行监测装置安装时，需将第一压力传感器I和第二压力传感器2均与所监测激光指向仪的光学镜头外壳相贴；安装完成后，第一压力传感器I与第二压力传感器2将各自检测得到的初始压力值同步传送至控制器4-1。
[0074]步骤三中进行偏移量实时监测之前，先通过参数设置单元4-3输入第一压力传感器I与第二压力传感器2所检测压力值与位移量之间的线性关系。步骤三中进行偏移量实时监测时，所述第一压力传感器I与第二压力传感器2将其实时所检测的压力值同步传送至控制器4-1，控制器4-1根据第一压力传感器I与第二压力传感器2的初始压力值确定当前状态下所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的压力变化量，并结合预先输入的第一压力传感器I与第二压力传感器2所检测压力值与位移量之间的线性关系，换算出当前状态下所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的偏移量。
[0075]实际使用时，所述控制盒4均经防爆处理。
[0076]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:包括套装在所监测激光指向仪前端的监测环(3)、对所监测激光指向仪在水平方向上的偏移量进行实时检测的水平位移检测单元、对所监测激光指向仪在竖直方向上的偏移量进行实时检测的竖向位移检测单元、供监测环(3)安装的连接架和安装在所述连接架上的夹持器(8)，所述连接架上安装有控制盒(4)，所述连接架位于监测环(3)后侧，所监测激光指向仪为固定于锚杆上的锚杆激光指向仪，所述夹持器(8)紧固夹持于所述锚杆上；所述控制盒(4)包括盒体和安装在所述盒体内的电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器(4-1)和与控制器(4-1)相接的电源�？�(4-2)，所述控制器(4-1)与参数设置单元(4-3)相接，所述水平位移检测单元和所述竖向位移检测单元均与控制器(4-1)相接，所述盒体上安装有由控制器(4-1)进行控制的报警装置，所述报警装置与控制器(4-1)相接；所述监测环(3)为圆环且其套装在所监测激光指向仪的光学镜头前端，所述水平位移检测单元和所述竖向位移检测单元均安装在监测环(3)上。
2.按照权利要求1所述的一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:所述水平位移检测单元为安装在监测环(3)左侧或右侧的第一压力传感器(I)，所述竖向位移检测单元为安装在监测环(3)顶端或底端的第二压力传感器(2)，所述第一压力传感器(I)和第二压力传感器(2)均与控制器(4-1)相接。
3.按照权利要求1或2所述的一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:所述连接架包括安装在控制盒(4)后侧的第一支架(9)、位于第一支架(9)后侧的第二支架(11)和连接于第 一支架(9)与第二支架(11)之间的连接器(10);所述报警装置为由声报警器(5)和光报警器(7)组成的声光报警装置，所述声报警器(5)和光报警器(7)均与控制器(4-1)相接；所述电子线路板上还设置有与控制器(4-1)相接的计时电路(4-4)。
4.按照权利要求1或2所述的一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:所述参数设置单元(4-3)为布设在所述盒体外侧壁上的输入键盘或以无线通信方式与控制器(4-1)进行双向通信的手持式数据终端。
5.按照权利要求1或2所述的一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:还包括安装在监测环(3)内壁上的纠偏装置，所述纠偏装置包括水平纠偏机构和竖向纠偏机构，所述水平纠偏机构包括安装在监测环(3)左侧内壁上的左电动推头(6-1)和安装在监测环(3)右侧内壁上的右电动推头(6-2)，所述竖向纠偏机构包括安装在监测环(3)顶部内壁上的上电动推头(6-3)和安装在监测环(3)底部内壁上的下电动推头(6-4)，所述左电动推头(6-1)和右电动推头(6-2)均位于监测环(3)中部且二者呈左右对称布设，所述上电动推头(6-3)和下电动推头(6-4)呈上下对称布设；所监测激光指向仪的光学镜头位于左电动推头(6-1)、右电动推头(6-2)、上电动推头(6-3)和下电动推头(6-4)之间。
6.按照权利要求5所述的一种激光指向仪偏移实时监测装置，其特征在于:还包括与控制器(4-1)相接的无线通信�？�(4-5)，所述控制器(4-1)通过无线通信�？�(4-5)与上位机进行双向通信；所述左电动推头(6-1)、右电动推头(6-2)、上电动推头(6-3)和下电动推头(6-4)均包括底座和安装在所述底座上的推动头，所述推动头由电动推移机构带动进行前后移动，所述电动推移机构包括电动机和与所述电动机相接的电机驱动器，所述电机驱动器与控制器(4-1)相接。
7.一种利用如权利要求1所述监测装置对激光指向仪的偏移量进行监测的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、监测装置安装:待所监测激光指向仪安装完成后，将监测环(3)套装在所监测激光指向仪的光学镜头前端，再将夹持器(8)紧固夹持于所监测激光指向仪固定的锚杆上； 步骤二、报警参数设定:通过参数设置单元(4-3)对所监测激光指向仪的水平偏移报警阈值C7w和竖向偏移报警阈值进行设定； 步骤三、偏移量实时监测:通过所述水平位移检测单元和竖向位移检测单元对所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的偏移量分别进行实时检测，并将所检测信息同步传送至控制器(4-1)，由控制器(4-1)对所检测信息进行分析，并根据分析结果对所述报警装置进行控制:当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且持续时间大于t时，所述控制器(4-1)控制所述报警装置启动进行报警；其中t = 1s~15s。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于:步骤一中所述监测环(3)的内壁上还安装有纠偏装置，所述纠偏装置包括水平纠偏机构和竖向纠偏机构，所述水平纠偏机构包括安装在监测环(3)左侧内壁上的左电动推头(6-1)和安装在监测环(3)右侧内壁上的右电动推头出-2)，所述竖向纠偏机构包括安装在监测环(3)顶部内壁上的上电动推头(6-3)和安装在监测环(3)底部内壁上的下电动推头(6-4)，所述左电动推头(6-1)和右电动推头(6-2)均位于监测环(3)中部且二者呈左右对称布设，所述上电动推头(6-3)和下电动推头(6-4)呈上下对称布设；所监测激光指向仪的光学镜头位于左电动推头(6-1)、右电动推头(6-2)、上电动推头(6-3)和下电动推头(6-4)之间； 步骤三中进行偏移量实时监测过程中，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于C7w且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于且持续时间大于t时，所述控制器(4-1)根据所述水平位移检测单元和竖向位置检测单元检测到的偏移量和偏移方向，并通过控制所述水平纠偏机构或所述竖向纠偏机构对所监测激光指向仪的位置进行调整。
9.按照权利要求7或8所述的方法，其特征在于:步骤三中所述水平位移检测单元为安装在监测环(3)左侧或右侧的第一压力传感器(I)，所述竖向位移检测单元为安装在监测环(3)顶端或底端的第二压力传感器(2);步骤一中进行监测装置安装时，需将第一压力传感器(I)和第二压力传感器(2)均与所监测激光指向仪的光学镜头外壳相贴；安装完成后，第一压力传感器(I)与第二压力传感器(2)将各自检测得到的初始压力值同步传送至控制器(4-1);步骤三中进行偏移量实时监测之前，先通过参数设置单元(4-3)输入第一压力传感器(I)与第二压力传感器(2)所检测压力值与位移量之间的线性关系；步骤三中进行偏移量实时监测时，所述第一压力传感器(I)与第二压力传感器(2)将其实时所检测的压力值同步传送至控制器(4-1)，控制器(4-1)根据第一压力传感器(I)与第二压力传感器(2)的初始压力值确定当前状态下所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的压力变化量，并结合预先输入的第一压力传感器(I)与第二压力传感器(2)所检测压力值与位移量之间的线性关系，换算出当前状态下所监测激光指向仪在水平方向上和竖直方向上的偏移量。
10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于:步骤三中所述控制器(4-1)通过无线通信�？�(4-5)与上位机进行双向通信；步骤二中通过参数设置单元(4-3)对所监测激光指向仪的水平偏移报警阈值C7iw和竖向偏移报警阈值进行设定时，还需通过参数设置单元(4-3)对大偏移量报警阈值Cmax进行设定，其中C水平=C竖向=3mm~6mm, Cmax = 1mm~12mm ;步骤三中进行偏移量实时监测过程中，当所述水平位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t或竖向位移检测单元检测到的偏移量大于Cmax且持续时间大于t时，所述控制器(4-1)控制所述报警装置启动进行报警，与此同时，所述控制器(4-1)通过无线通信�？�(4-5)向 所述上位机发送报警信息。
【文档编号】G01C15/00GK104074548SQ201410324106
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】朱庆伟, 信泰琦 申请人:西安科技大学
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