[发明专利]基于二维激光扫描仪的罐道形变测量装置

说明书

本发明提供一种基于二维激光扫描仪的罐道形变测量装置，包括触发机构和罐笼，罐笼中设有二维激光扫描仪、控制器和上位机；罐笼用于受控沿待测罐道线性运动；触发机构用于识别所述的线性运动并产生触发信号传输给控制器，控制器用于在接收到所述的触发信号后启动二维激光扫描仪；二维激光扫描仪用于发出激光投射在待测罐道上，在所述线性运动时对待测罐道进行扫描；二维激光扫描仪的扫描数据传输给控制器；所述的上位机用于调用控制器中的扫描数据，计算罐道形变。本发明直接将二维激光扫描仪放置在罐笼内，随着罐笼的运动对罐道进行扫描，精度有保证，并且在进行形变测量时不需要停工，不影响煤矿的正常生产，操作简便，结构简单。

技术领域

本发明属于煤矿罐道变形检测技术领域，具体涉及一种基于二维激光扫描仪的罐道形变测量装置。

背景技术

在煤矿中，罐道作为提升容器的导轨，是维系地面和地下矿道的重要通道，既可保证容器方向运行正确，又能限制容器水平位移，但是由于煤矿地质条件复杂，罐道容易受到外力作用而产生形变，一旦罐道发生形变，轻则影响罐笼的顺畅运行，重则影响煤矿人员的逃生，对国家的能源安全和人民的生命财产安全造成了巨大威胁。

传统的检测罐道形变的方法一个是钢丝悬吊法，通过在一根钢丝绳下面系带一个重锤，根据重力竖直向下的特点，钢丝绳保持竖直，以此为基准判断罐道的形变程度，这种方法原理非常简单，但是操作非常复杂，精度不高，且易受环境因素的影响，此外还出现一种测斜仪以及安装传感器检测的方法，这种方法同样精度不高，且在矿井恶劣的环境中，维护较为困难，目前尚未广泛应用。

中国专利CN104655650A提出了一种基于激光光幕扫描的形变检测系统，将激光扫描仪布置在罐道上端面，通过转动臂，牵引扫描仪旋转，使激光光幕扫描到另一侧罐道，通过摄像头拍摄，再进行图像拼接，获得影像谱。该激光扫描仪的运动方式为旋转方式，且后续处理的是光幕图片。

中国专利CN101377411A提出了一种基于光电接收阵列的罐道形状的激光检测仪，该装置使用定位激光器发射出激光照射在上下光电接收阵列上来定位，使用测距激光器测量发射点到井壁的距离，并用深度仪测量深度数据，该测距激光器获得的是点数据。

中国专利申请CN107172807A提出了一种基于光纤惯性传感技术的煤矿巷道的连续线形检测装置，通过在检测小车上搭载光纤陀螺来感知角速度，结合里程仪输出的角速度，采用捷联矩阵和积分运算推导出小车的轨迹。该装置采用光纤惯性传感技术来测量形变。

因此传统的罐道检测方法存在以下几个问题：第一，操作复杂，人力成本高昂，且测量时需要停工，影响煤矿生产；第二，而在罐道上面安装传感器受环境影响较大，无法有效保证精度。目前的发展尚处于初级阶段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于二维激光扫描仪的罐道形变测量装置，在保证测量精度的同时，操作简单，不易受环境影响。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于二维激光扫描仪的罐道形变测量装置，其特征在于：本装置包括触发机构和罐笼，罐笼中设有二维激光扫描仪、控制器和上位机；其中，

罐笼用于受控沿待测罐道线性运动；触发机构用于识别所述的线性运动并产生触发信号传输给控制器，控制器用于在接收到所述的触发信号后启动二维激光扫描仪；二维激光扫描仪用于发出激光投射在待测罐道上，在所述线性运动时对待测罐道进行扫描；二维激光扫描仪的扫描数据传输给控制器；

所述的上位机用于调用控制器中的扫描数据，计算罐道形变。

按上述方案，所述的触发机构包括滑轮和同轴安装在滑轮上的编码器，滑轮通过固定臂与罐笼连接，固定臂给滑轮施加预紧力使得滑轮能够在待测罐道上滚动，编码器通过识别滑轮的滚动而产生所述的触发信号。

按上述方案，所述的罐笼中还设有防爆箱和供电模块，所述的控制器和供电模块均设置在防爆箱中；供电模块用于为二维激光扫描仪、控制器和上位机进行供电。