专利名称：一种用于测量地下空间相对变化量的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光测距领域，尤其涉及一种用于測量地下空间相对变化量的装置。
背景技术：
各种地下工程如煤矿、金属矿山或隧道工程中，工程开挖会导致围岩产生变形，地下空间也会随着时间发生变化。在煤矿中，顶板下沉是矿山压カ的外在表现形式，巷道表面位移则是最基本的巷道矿压监测内容。充填开采中，工作面顺槽的顶底板移近量大小反映了充填体对顶板下沉的控制效果。通过对顶底板之间移近量的大小的监控，可确定出合理的推进速度和充填步距。巷道表面位移——也即工作面顺槽的顶底板移近量——其测量仪器和方法均较多。简单的测量仪器有钢卷尺、测枪、收敛计等，測量方法有可采用十字布点法人工測量巷道的表面位移，上述仪器和方法可以只能用于静态測量，也就是测量某一时刻巷道的距离， 不适用于动态地、连续地測量。而常见的动态测量仪则通常包括测杆、套筒、弹簧以及位移測量装置，测量过程中，动态测量仪的两端需要分别与巷道的两端接触，占据了巷道空间， 具有使用不方便的缺点。利用激光测距技木，则可以克服上述技术方案的缺陷。激光测距准确度高，并且不占用巷道空间。但是仍然存在一定的问题。激光反射�？楸粎g独固定在巷道内适当的位置上，其反射台用于反射激光，当反射台发生倾斜时，会给测量精度带来较大影响，而技术人员也很难做到实时的维修。
发明内容
针对上述技术问题，本发明设计开发了一种用于測量地下空间相对变化量的装置。本发明的ー个目的在于，提供一种可以准确测量地下空间相对变化量的装置。计算统计�？樵谑荽砉讨校瓷涮ǖ那阈苯嵌瓤悸窃谀冢佣约扑憬峁行拚� 获得较为准确的測量数据。另ー方面，当技术人员对反射台进行调整吋，计算统计�？榭梢愿萸阈苯嵌燃扑愠鲂枰阅母雎菟ㄒ约懊扛雎菟ǖ男刖嗬耄园镏际跞嗽笨焖俚髌剑Ｖげ饬烤�。本发明提供的技术方案为ー种用于测量地下空间相对变化量的装置,包括激光测量単元，其包括激光发射�？楹图す饨邮漳？椋渲校黾す鉁y量单元设置于地下空间的待测距两端中的ー个端部处，且在该ー个端部处固设有向另ー个端部方向延伸的导向件，所述激光测量单元可拆卸地连接于该导向件，并使所述激光发射�？榉⑸涞募す夤饴费酉蛄硪桓龆瞬糠较蜓由欤患す夥瓷淠？椋浒ㄓ蟹瓷涮ê偷髌交梗渲校龇瓷涮ㄉ柚糜诘叵驴占涞拇饩嗔蕉酥械牧硪欢瞬看Γ龇瓷涮佑些`检测所述反射台的倾斜角度的倾角传感器，所述调平机构包括三个具有等距螺纹的螺杆，所述反射台通过所述螺杆固定于ー水平设置的支撑底座上，所述反射台与所述三个螺杆为固定连接，所述三个螺杆相对于所述反射台表面上的ー个圆均匀分布，所述支撑底座具有供所述螺杆旋进旋出的、与所述螺杆螺纹配合的螺纹孔；时间�？椋溆胨黾す獠饬康ピㄐ帕樱谒黾す夥⑸淠？榉⑸浼す馐币约八黾す饨邮漳？榻邮占す馐鄙墒奔湫藕牛患扑阃臣颇？椋溆胨鍪奔淠？橥ㄐ帕樱邮账鍪奔淠？榈氖奔湫藕牛⒌贸黾す庥伤黾す夥⑸淠？榉⒊龅奖患す饨邮漳？榻邮盏耐凳奔銽，所述计算统计模块还与所述倾角传感器通信连接，接收所述倾角传感器的倾角信号，所述计算统计�？楦菟龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋贸黾す庥杉す夥⑸淠？榉⒊龅酱锼黾す夥瓷淠？榈牡コ淌奔� t，则所述地下空间的待测距两端之间的距离为两倍的单程时间乘以激光的传播速度，所述计算统计�？橥臣凭嗬氲谋浠浚黾扑阃臣颇？榛垢菟龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋卸纤龇瓷涮ㄓ胨鋈雎莞说牧硬课恢邢喽杂谕凰矫嫖挥谧畹偷愕牧硬课凰杂Φ穆莞耍⒓扑懔砹礁雎莞诵枰蛳乱贫木嗬耄镁嗬胍月菸聘鍪男问奖硎�。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，还包括钻孔，其设置在所述地下空间的待测距两端中的ー个端部处，且所述钻孔向所述另ー个端部方向延伸，所述导向件通过插入固定在该钻孔中而固设在该ー个端部处。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述导向件通过插入固定在该钻孔中而固设在该ー个端部处，是通过以下方式实现的，所述导向件具有三个支撑体，所述三个支撑体相对所述导向件的轴线均匀分布， 所述支撑体的外边缘至所述导向件的中心轴线的距离相等，所述支撑体以当所述导向件伸入所述钻孔时可以向与所述导向件的前进方向相反的方向转动的方式与所述导向件连接，当所述支撑体垂直于所述导向件的中心轴线时，所述支撑体的外边缘到所述导向件的中心轴线的距离大于钻孔的半径，并且所述支撑体与所述导向件之间连接有弹性构件。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，还包括外部监控�？椋渖柚糜谒龅叵驴占涞耐獠啵胨黾扑阃臣颇？橥ㄐ牛袢∷黾扑阃臣颇？橥臣频木嗬氲谋浠浚被够袢∷龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋鼻阈苯嵌却笥谏瓒ㄖ凳保鐾獠考嗫啬？榉⒊霰ň崾�。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述倾斜传感器通过无线信号的方式与所述计算统计模块通信。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述弹性构件为压缩弹黃。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光发射�？榘�
括有激光二极管。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光接收�？榘ㄓ泄獾绁思�。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光发射模块还包括发射透镜，其中，所述激光二极管位于所述发射透镜的焦点处。优选的是，所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光接收�？榛拱ㄓ薪邮胀妇担渲校龉獾绁思芪挥谒鼋邮胀妇档慕沟愦�。本发明所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中的计算统计模块在数据处理过程中，将反射台的倾斜角度考虑在内，从而对计算结果进行修正，获得较为准确的測量数据。另ー方面，当技术人员对反射台进行调整时，计算统计�？榭梢愿萸阈苯嵌燃扑愠鲂枰阅母雎菟ㄒ约懊扛雎菟ǖ男刖嗬耄园镏际跞嗽笨焖俚髌剑Ｖげ饬烤�。
图I为本发明所述的用于测量地下空间相对变化量的装置的安装结构示意图。图2为本发明所述的用于测量地下空间相对变化量的装置的结构示意图。图3为本发明所述的用于测量地下空间相对变化量的装置的导向件的结构示意图。图4为本发明所述的用于测量地下空间相对变化量的装置的激光反射�？榈牡髌交沟慕峁故疽馔�。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进ー步的详细说明，以令本领域技术人员參照说明书文字能够据以实施。如图I、图2、图3和图4所示，本发明提供ー种用于溅量地下空间相对变化量的装置，包括激光测量単元，其包括激光发射�？楹图す饨邮漳？椋渲校黾す鉁y量单元设置于地下空间的待溅距两端中的ー个端部处，且在该ー个端部处固设有向另ー个端部方向延伸的导向件，所述激光测量单元可拆卸地连接于该导向件，并使所述激光发射模块发射的激光光路延向另一个端部方向延伸；激光反射�？�3，其包括有反射台32和调平机构，其中，所述反射台设置于地下空间的待测距两端中的另一端部处，所述反射台连接有ー检测所述反射台的倾斜角度的倾角传感器，所述调平机构包括三个具有等距螺纹的螺杆31，所述反射台通过所述螺杆固定于ー水平设置的支撑底座33上，所述反射台与所述三个螺杆为固定连接，所述三个螺杆相对于所述反射台表面上的ー个圆均匀分布，所述支撑底座具有供所述螺杆旋进旋出的、与所述螺杆螺纹配合的螺纹孔；时间�？椋溆胨黾す獠饬康ピㄐ帕樱谒黾す夥⑸淠？榉⑸浼す馐币约八黾す饨邮漳？榻邮占す馐鄙墒奔湫藕牛患扑阃臣颇？椋溆胨鍪奔淠？橥ㄐ帕樱邮账鍪奔淠？榈氖奔湫藕牛⒌贸黾す庥伤黾す夥⑸淠？榉⒊龅奖患す饨邮漳？榻邮盏耐凳奔銽，所述计算统计�？榛褂胨銮憬谴衅魍ㄐ帕樱邮账銮憬谴衅鞯那憬切藕牛黾扑阃臣颇？楦菟龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋贸黾す庥杉す夥⑸淠？榉⒊龅酱锼黾す夥瓷淠？榈牡コ淌奔鋞， 则所述地下空间的待测距两端之间的距离为两倍的单程时间乘以激光的传播速度，所述计算统计�？橥臣凭嗬氲谋浠浚黾扑阃臣颇？榛垢菟龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋卸纤龇瓷涮ㄓ胨鋈雎莞说牧硬课恢邢喽杂谕凰矫嫖挥谧畹偷愕牧硬课凰杂Φ穆莞耍⒓扑懔砹礁雎莞诵枰蛳乱贫木嗬耄镁嗬胍月菸聘鍪男问奖硎尽Ｋ龅挠糜诓饬康叵驴占湎喽员浠康淖爸茫拱ㄗ昕祝渖柚迷谒龅叵驴占涞拇饩嗔蕉酥械末`个端部处，且所述钻孔向所述另ー个端部方向延伸，所述导向件通过插入固定在该钻孔中而固设在该ー个端部处。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述导向件通过插入固定在该钻孔中而固设在该ー个端部处，是通过以下方式实现的，所述导向件具有三个支撑体，所述三个支撑体相对所述导向件的轴线均匀分布，所述支撑体的外边缘至所述导向件的中心轴线的距离相等，所述支撑体以当所述导向件伸入所述钻孔时可以向与所述导向件的前进方向相反的方向转动的方式与所述导向件连接，当所述支撑体垂直于所述导向件的中心轴线时，所述支撑体的外边缘到所述导向件的中心轴线的距离大于钻孔的半径，并且所述支撑体与所述导向件之间连接有弹性构件。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，还包括外部监控�？椋渖柚糜谒龅叵驴占涞耐鈧龋胨黾扑阃臣颇？橥ㄐ牛袢∷黾扑阃臣颇？橥臣频木嗬氲谋浠浚被够袢∷龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋鼻阈苯嵌却笥谏瓒ㄖ凳保鐾獠考嗫啬？榉⒊霰ň崾�。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述倾斜传感器通过无线信号的方式与所述计算统计�？橥ㄐ�。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述弹性构件为压缩弹簧。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光发射�？榘ㄓ屑す舛�。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光接收�？榘ㄓ泄獾绁思�。所述的用于测量地下空间相对变化量的装置中，所述激光发射�？榛拱ǚ⑸渫妇担渲校黾す舛芪挥谒龇⑸渫妇档慕沟愦ΑＫ龅挠糜诓饬康叵驴占湎喽员浠康淖爸弥校黾す饨邮漳？榛拱ㄓ薪邮胀妇担渲校龉獾绁思芪挥谒鼋邮胀妇档慕沟愦�。本发明中，上述计算统计模块为微处理器。测量时，由激光二极管发射激光，激光被激光反射�？榉瓷浜螅还獾绁思芙邮�。时间�？榧旖す夥⑸溆爰す饨邮罩涞氖奔浼涓鬞，距离计算模块利用上述时间间隔计算出距离。上述过程是在反射台水平设置，也就是与激光的入射角垂直的情况下。实际上，激光反射�？榈姆瓷涮ê苋菀追⑸〗嵌鹊那阈保耸保淝憬墙嵌扔汕憬谴衅骷鞙y。倾角传感器与计算统计模块通信，并将数据传递给计算统计�？椤５狈瓷涮ǚ⑸淝阈笔保饕羌す獾姆瓷渎肪痘岱⑸欢ń嵌鹊钠淦嵌扔敕瓷涮ǖ那憬墙嵌萫 — 致，则考察待测距离时，应利用激光由激光发射�？榈酱锛す夥瓷淠？榈牡コ淌奔鋞来计算。计算公式如下
权利要求
1.一种用于測量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，包括激光测量単元，其包括激光发射�？楹图す饨邮漳？椋渲校黾す獠饬康ピ柚糜诘叵驴占涞拇饩嗔蕉酥械末`个端部处，且在该ー个端部处固设有向另ー个端部方向延伸的导向件，所述激光测量单元可拆卸地连接于该导向件，并使所述激光发射�？榉⑸涞募す夤饴费酉蛄硪桓龆瞬糠较蜓由欤患す夥瓷淠？椋浒ㄓ蟹瓷涮ê偷髌交梗渲校龇瓷涮ㄉ柚糜诘叵驴占涞拇饩嗔蕉酥械牧硪欢瞬看Γ龇瓷涮佑些`检测所述反射台的倾斜角度的倾角传感器， 所述调平机构包括三个具有等距螺纹的螺杆，所述反射台通过所述螺杆固定于ー水平设置的支撑底座上，所述反射台与所述三个螺杆为固定连接，所述三个螺杆相对于所述反射台表面上的ー个圆均匀分布，所述支撑底座具有供所述螺杆旋进旋出的、与所述螺杆螺纹配合的螺纹孔；时间�？椋溆胨黾す獠饬康ピㄐ帕樱谒黾す夥⑸淠？榉⑸浼す馐币约八黾す饨邮漳？榻邮占す馐鄙墒奔湫藕牛患扑阃臣颇？椋溆胨鍪奔淠？橥ㄐ帕樱邮账鍪奔淠？榈氖奔湫藕牛⒌贸黾す庥伤黾す夥⑸淠？榉⒊龅奖患す饨邮漳？榻邮盏耐凳奔銽，所述计算统计�？榛褂胨銮憬谴衅魍ㄐ帕樱邮账銮憬谴衅鞯那憬切藕牛黾扑阃臣颇？楦菟龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋贸黾す庥杉す夥⑸淠？榉⒊龅酱锼黾す夥瓷淠？榈牡コ淌奔鋞，则所述地下空间的待测距两端之间的距离为两倍的单程时间乘以激光的传播速度，所述计算统计�？橥臣凭嗬氲谋浠浚黾扑阃臣颇？榛垢菟龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋卸纤龇瓷涮ㄓ胨鋈雎莞说牧硬课恢邢喽杂谕凰矫嫖挥谧畹偷愕牧硬课凰杂Φ穆莞耍⒓扑懔砹礁雎莞诵枰蛳乱贫木嗬耄镁嗬胍月菸聘鍪男问奖硎尽�
2.如权利要求I所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，还包括 钻孔，其设置在所述地下空间的待测距两端中的ー个端部处，且所述钻孔向所述另ー个端部方向延伸，所述导向件通过插入固定在该钻孔中而固设在该ー个端部处。
3.如权利要求2所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述导向件通过插入固定在该钻孔中而固设在该ー个端部处，是通过以下方式实现的，所述导向件具有三个支撑体，所述三个支撑体相对所述导向件的轴线均匀分布，所述支撑体的外边缘至所述导向件的中心轴线的距离相等，所述支撑体以当所述导向件伸入所述钻孔时可以向与所述导向件的前进方向相反的方向转动的方式与所述导向件连接，当所述支撑体垂直于所述导向件的中心轴线时，所述支撑体的外边缘到所述导向件的中心轴线的距离大于钻孔的半径，并且所述支撑体与所述导向件之间连接有弹性构件。
4.如权利要求I所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，还包括 外部监控�？椋渖柚糜谒龅叵驴占涞耐獠啵胨黾扑阃臣颇？橥ㄐ牛袢∷黾扑阃臣颇？橥臣频木嗬氲谋浠浚被够袢∷龇瓷涮ǖ那阈苯嵌龋鼻阈苯嵌却笥谏瓒ㄖ祬迹鐾獠考嗫啬？榉⒊霰ň崾�。
5.如权利要求I所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述倾斜传感器通过无线信号的方式与所述计算统计�？橥ㄐ�。
6.如权利要求3所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述弹性构件为压缩弹簧。
7.如权利要求I所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述激光发射�？榘ㄓ屑す舛�。
8.如权利要求I所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述激光接收�？榘ㄓ泄獾绁思�。
9.如权利要求7所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述激光发射�？榛拱ǚ⑸渫妇担渲校黾す舛芪挥谒龇⑸渫妇档慕沟愦�。
10.如权利要求8所述的用于测量地下空间相对变化量的装置，其特征在于，所述激光接收�？榛拱ㄓ薪邮胀妇担渲校龉獾绁思芪挥谒鼋邮胀妇档慕沟愦�。
全文摘要
本发明公开了一种用于测量地下空间相对变化量的装置，本发明的测量装置中的计算统计�？樵谑荽砉讨校瓷涮ǖ那阈苯嵌瓤悸窃谀冢佣约扑憬峁行拚竦媒衔既返牟饬渴荨Ａ硪环矫妫奔际跞嗽倍苑瓷涮ń械髡保扑阃臣颇？榭梢愿萸阈苯嵌燃扑愠鲂枰阅母雎菟ㄒ约懊扛雎菟ǖ男刖嗬耄园镏际跞嗽笨焖俚髌剑Ｖげ饬烤�。
文档编号G01C15/00GK102607540SQ20121007107
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者吴志刚, 吴拥政, 康红普, 张占涛, 汪占领, 鞠文君 申请人:天地科技股份有限公司
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