[發(fā)明專利]基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910814879.6
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110530281B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡文彬;吳豐;甘維兵;劉芳;李盛;楊燕
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發(fā)明提供一種基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置，包括觸發(fā)機構(gòu)和罐籠，罐籠中設(shè)有二維激光掃描儀、控制器和上位機；罐籠用于受控沿待測罐道線性運動；觸發(fā)機構(gòu)用于識別所述的線性運動并產(chǎn)生觸發(fā)信號傳輸給控制器，控制器用于在接收到所述的觸發(fā)信號后啟動二維激光掃描儀；二維激光掃描儀用于發(fā)出激光投射在待測罐道上，在所述線性運動時對待測罐道進行掃描；二維激光掃描儀的掃描數(shù)據(jù)傳輸給控制器；所述的上位機用于調(diào)用控制器中的掃描數(shù)據(jù)，計算罐道形變。本發(fā)明直接將二維激光掃描儀放置在罐籠內(nèi)，隨著罐籠的運動對罐道進行掃描，精度有保證，并且在進行形變測量時不需要停工，不影響煤礦的正常生產(chǎn)，操作簡便，結(jié)構(gòu)簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦罐道變形檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置。

背景技術(shù)

在煤礦中，罐道作為提升容器的導(dǎo)軌，是維系地面和地下礦道的重要通道，既可保證容器方向運行正確，又能限制容器水平位移，但是由于煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，罐道容易受到外力作用而產(chǎn)生形變，一旦罐道發(fā)生形變，輕則影響罐籠的順暢運行，重則影響煤礦人員的逃生，對國家的能源安全和人民的生命財產(chǎn)安全造成了巨大威脅。

傳統(tǒng)的檢測罐道形變的方法一個是鋼絲懸吊法，通過在一根鋼絲繩下面系帶一個重錘，根據(jù)重力豎直向下的特點，鋼絲繩保持豎直，以此為基準判斷罐道的形變程度，這種方法原理非常簡單，但是操作非常復(fù)雜，精度不高，且易受環(huán)境因素的影響，此外還出現(xiàn)一種測斜儀以及安裝傳感器檢測的方法，這種方法同樣精度不高，且在礦井惡劣的環(huán)境中，維護較為困難，目前尚未廣泛應(yīng)用。

中國專利CN104655650A提出了一種基于激光光幕掃描的形變檢測系統(tǒng)，將激光掃描儀布置在罐道上端面，通過轉(zhuǎn)動臂，牽引掃描儀旋轉(zhuǎn)，使激光光幕掃描到另一側(cè)罐道，通過攝像頭拍攝，再進行圖像拼接，獲得影像譜。該激光掃描儀的運動方式為旋轉(zhuǎn)方式，且后續(xù)處理的是光幕圖片。

中國專利CN101377411A提出了一種基于光電接收陣列的罐道形狀的激光檢測儀，該裝置使用定位激光器發(fā)射出激光照射在上下光電接收陣列上來定位，使用測距激光器測量發(fā)射點到井壁的距離，并用深度儀測量深度數(shù)據(jù)，該測距激光器獲得的是點數(shù)據(jù)。

中國專利申請CN107172807A提出了一種基于光纖慣性傳感技術(shù)的煤礦巷道的連續(xù)線形檢測裝置，通過在檢測小車上搭載光纖陀螺來感知角速度，結(jié)合里程儀輸出的角速度，采用捷聯(lián)矩陣和積分運算推導(dǎo)出小車的軌跡。該裝置采用光纖慣性傳感技術(shù)來測量形變。

因此傳統(tǒng)的罐道檢測方法存在以下幾個問題：第一，操作復(fù)雜，人力成本高昂，且測量時需要停工，影響煤礦生產(chǎn)；第二，而在罐道上面安裝傳感器受環(huán)境影響較大，無法有效保證精度。目前的發(fā)展尚處于初級階段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置，在保證測量精度的同時，操作簡單，不易受環(huán)境影響。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置，其特征在于：本裝置包括觸發(fā)機構(gòu)和罐籠，罐籠中設(shè)有二維激光掃描儀、控制器和上位機；其中，

罐籠用于受控沿待測罐道線性運動；觸發(fā)機構(gòu)用于識別所述的線性運動并產(chǎn)生觸發(fā)信號傳輸給控制器，控制器用于在接收到所述的觸發(fā)信號后啟動二維激光掃描儀；二維激光掃描儀用于發(fā)出激光投射在待測罐道上，在所述線性運動時對待測罐道進行掃描；二維激光掃描儀的掃描數(shù)據(jù)傳輸給控制器；

所述的上位機用于調(diào)用控制器中的掃描數(shù)據(jù)，計算罐道形變。

按上述方案，所述的觸發(fā)機構(gòu)包括滑輪和同軸安裝在滑輪上的編碼器，滑輪通過固定臂與罐籠連接，固定臂給滑輪施加預(yù)緊力使得滑輪能夠在待測罐道上滾動，編碼器通過識別滑輪的滾動而產(chǎn)生所述的觸發(fā)信號。

按上述方案，所述的罐籠中還設(shè)有防爆箱和供電模塊，所述的控制器和供電模塊均設(shè)置在防爆箱中；供電模塊用于為二維激光掃描儀、控制器和上位機進行供電。