安全指向与安全距离实时监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种安全指向与安全距离实时监控系统，包括激光指向测距仪、地面主机和用于所述激光指向测距仪和地面主机之间通信的数据传输系统。所述激光指向测距仪包括激光发射器、激光接收器、激光指向模块、激光测距模块、中央控制单元、通信模块、时间控制模块和为上述各模块供电的电源模块。该系统还设有摄像机和无线控制装置。通过本发明专利技术可实现掘进方向的自动指向和掘进距离的自动实时监测，既可节省人力，又可提高生产效率，并且可实现数据和图像的联合监控以及作业现场无线控制及地面管理人员的远程控制作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隧洞、矿井掘进工程中用于指向和测距的系统，特别涉及可实现 安全指向与安全距离监控的自动控制系统。
技术介绍
煤矿掘进工程中，巷道的掘进方向和掘进距离是涉及工程安全和工程进度的两个 重要的技术参数。举例来说，掘进方向错误，轻则影响工程进度，重则对于巷道的多头掘进， 易造成误贯通；而掘进距离掌控不好，易造成误入水区、老空区、瓦斯突出煤层等危险区域， 使整个矿井和人员处于危险境地，对于探水位置控制不准可能引起水灾，造成淹没矿井、伤 亡人员的事故。为了掌控掘进方向和掘进距离，传统的方法是采用人工方式实地测量，如对于巷 道进尺的测量和对工作面推进距离的测量等，一方面占用大量的人员，增加了成本，且效率 低下；另一方面，增加了测量人员的危险，容易造成安全事故。派大量的人力进行实地的测量。随着近年煤矿掘进工程的机械化水平的提高，掘进速度大大加快，尽管激光指向 和激光测距过程中都引入了相应的测量仪器，一定程度地提高了施工速度，但在该过程中 的人工工作量仍然很大，且激光指向与激光测距采用两种仪器分开进行，随着掘进的继续， 上述检测仪器的安装位置需频繁改变，因此安装工作量大，仅通过增加实地测量的人力还 是不能与掘进速度相适应，且不能保证对被测参数的有效测量、及时掌握，更无法保证有效 控制。
技术实现思路
为了解决上述矛盾，本专利技术提供了一种安全指向与安全距离实时监控系统，通过 该系统既可实现掘进方向的自动指向，也可实现掘进距离的自动实时监测，可与掘进速度 的提高相适应。本专利技术所采用的技术方案是一种安全指向与安全距离实时监控系统，包括激光指向测距仪、地面主机和用于 所述激光指向测距仪和地面主机之间通信的数据传输系统。所述激光指向测距仪可以包括激光发射器、激光接收器、用于控制所述激光发射 器发射指向激光的激光指向模块、用于控制所述激光发射器发射测距激光的并用于控制所 述激光接收器接收发射激光的激光测距模块、用于控制所述激光指向模块和所述激光测距 模块工作并进行数据处理的中央控制单元和用于为各模块供电的电源模块，所述中央控制 单元设有通信模块。所述激光指向模块和激光测距模块的控制信号输出端均可以连接所述激光发射 器的控制信号输入端，所述激光接收器的接收信号输出端可以连接所述激光测距模块的接 收信号输入端，所述激光指向模块和激光测距模块均可以通过所述中央控制单元连接所述数据传输系统，所述中央控制单元可以包括用于处理所述激光指向模块和激光测距模块的 工作信号和工作数据的CPU和用于存储所述CPU处理后的工作信号和工作数据的存储器。所述激光指向测距仪还可以包括用于设定所述激光指向模块和激光测距模块控 制所述激光发射器发射激光的时间的时间控制模块，所述时间控制模块与所述CPU连接。所述通信模块可以由指向信号通信接口、测距信号通信接口和数据传输通信接口 组成，所述指向信号通信接口可以连接在所述激光指向模块和中央控制单元之间，所述测 距信号通信接口可以连接在所述激光测距模块和中央控制单元之间，所述数据传输通信接 口可以连接在所述中央控制单元与所述数据传输系统之间。所述激光发射器的数量可以为两个，所述两个所述激光发射器的控制信号输入端 可以分别连接所述激光指向模块和激光测距模块的控制信号输出端。所述激光指向测距仪可以设有防爆外壳，所述激光发射器、激光接收器、激光指向 模块和激光测距模块优选设置在所述防爆外壳的前部空腔中，所述中央控制单元、电源模 块和时间控制模块可以设置在所述防爆外壳的后部空腔中，所述激光指向测距仪还可以包 括旋转云台，所述防爆外壳可以固定安装在所述旋转云台上。所述安全指向与安全距离实时监控系统还优选设有摄像机，所述摄像机的图像信 号输出端与所述中央控制单元连接。所述安全指向与安全距离实时监控系统优选设有无线控制装置，所述无线控制装 置的无线控制输出端与所述激光指向模块和所述激光测距模块的控制输入端无线连接。该系统中所述激光指向测距仪的数量可以为一个或多个，所述数据传输系统可以 相应设有一个或多个数据传输分站，所述数据传输分站与所述激光指向测距仪一一对应并 连接，当所述激光指向测距仪为多个时，各个所述数据传输分站可以通过同一个信息交互 接口与所述地面主机连接，所述无线控制装置可以为一个或多个，一个所述无线控制装置 可以对应一个或多个所述激光指向测距仪。本专利技术的有益效果是由于实现了激光指向测距仪与地面主机的通信，地面管理人员可以通过地面主机 控制实地自动检测，并能够及时接收到回馈的测量数据，节省了人力，还保证了对数据掌控 的准确性和及时性，特别对于保证煤矿安全生产和提高生产效率具有重要意义。由于将激光指向和激光测距集成在一台测量设备上，实现一机多用，可降低设备 投资，减少设备安装工作量，因此提高了工作效率。由于该系统中还设置了摄像机，其与激光指向测距仪相配合实现了数据和图像的 联合监控，还便于地面主机的使用者实施远程的测量控制与操作。由于该系统中还设置了无线控制装置，可供测量人员实施测量现场的本地控制和 操作，提高控制的灵活性。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图；图2为本专利技术的系统结构展开框图；图3为包含多个激光指向测距仪的本专利技术的系统结构框图。具体实施例方式图1所示为本专利技术的安全指向与安全距离实时监控系统的结构框图，该系统包括 激光指向测距仪1，地面主机2和用于所述激光指向测距仪和地面主机之间通信的数据传 输系统3。如图2所示，所述激光指向测距仪可以包括激光发射器4、激光接收器5、用于控制 所述激光发射器发射指向激光的激光指向模块6、用于控制所述激光发射器发射测距激光 并用于控制所述激光接收器接收反射激光的激光测距模块7、用于控制所述激光指向模块 和所述激光测距模块工作并进行数据处理的中央控制单元8和用于为各模块供电的电源 模块、所述中央控制单元设有通信模块，通过所述通信模块可以实现所述激光指向测距仪 与地面主机的通信，所述地面主机可以设置在地面，也可以设置在隧洞或矿井内。为使所述 激光指向测距仪既能实现指向功能又能实现测距功能，所述激光发射器发射的激光为可见 光。所述激光指向测距仪将指向和测距两项功能集于一身，实现了一机多用，既可降低设备 投资，又可减少设备安装工作量，因此可以极大地提高工作效率。所述激光指向模块和激光测距模块的控制信号输出端均可以连接所述激光发射 器的控制信号输入端，用以向所述激光发射器传递控制信号，控制所述激光发射器发射指 向激光或测距激光，所述激光接收器的接收信号输出端连接所述激光测距模块的接收信号 输入端，用以将所述激光接收器接收到的接收信号传递给所述激光测距模块，所述激光指 向模块和激光测距模块均可以通过所述中央控制单元连接所述数据传输系统，以便将所述 激光指向模块和激光测距模块的工作信号和工作数据通过数据传输系统传递给地面主机， 所述中央控制单元可以包括用于处理所述激光指向模块和激光测距模块的工作信号和工 作数据的CPU和用于存储所述CPU处理后的工作信号和工作数据的存储器。所述激光指向测距仪还可以包括用于设定所述激光指向模块和激光测距模块控 制所述激光发射器发射激光的时间的时间控制模块(未示出)，所述时间控制模块与所述 CPU连接。通过所述时间控制模块可以设定所述激光指向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全指向与安全距离实时监控系统，其特征在于包括激光指向测距仪、地面主机和用于所述激光指向测距仪和地面主机之间通信的数据传输系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛允德，武立文，
申请(专利权)人：毛允德，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]