專利名稱：一種煤礦井下軌跡記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球物理勘探，特別是一種煤礦井下軌跡記錄儀。
背景技術(shù)：
目前市面上的軌跡儀的缺點:
1、需要配備一個外掛的深度測量裝置，才可以測出軌跡儀的位移，計算出位置，軌跡儀配置一個深度測量裝置給軌跡測量帶來很多不方便，特別是煤礦井下，制約了很多場合的應(yīng)用；
2、在推桿或鉆桿上做尺度標(biāo)記，每到一個標(biāo)記位在主機(jī)上做一次記錄，這種位移計量方式，測量精度和工作效率都會受影響；
3、深度測量裝置是用光電計數(shù)，對于軌跡儀往返行徑會重復(fù)計數(shù)造成誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種對微小的軌跡變化都能進(jìn)行記錄、具有更高的合成三維空間軌跡精度、可以避免由于外掛深度測量裝置帶來的誤差的煤礦井下軌跡記錄儀；所述煤礦井下軌跡記錄儀可應(yīng)用于煤礦井下鉆孔軌跡測量和定向鉆進(jìn)的造斜精度檢測，還可應(yīng)用于測量巷道、迎頭掘進(jìn)、工作面等從而擴(kuò)展了應(yīng)用的范圍，使得軌跡數(shù)據(jù)輸出到PC計算機(jī)，為其它礦井物探解析軟件提供地理信息。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種煤礦井下軌跡記錄儀，其特征在于:包括:DSP+FPGA處理器，其中:DSP完成 傳感器的補(bǔ)償與校準(zhǔn)，計算軌跡儀的位置和姿態(tài)角，F(xiàn)PGA計算某一測點在空間的位置，合成空間軌跡圖輸出到IXD顯示；IXD，連接于DSP+FPGA處理器，顯示軌跡儀整個行程的三維空間軌跡圖；電源，與DSP+FPGA處理器連接，提供本質(zhì)安全的供電電源；USB接口，連接在傳感器與DSP+FPGA處理器之間，輸出軌跡儀的空間位置數(shù)據(jù)，提供給PC計算機(jī)；信號調(diào)理電路，連接于DSP+FPGA處理器，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后傳送給DSP+FPGA處理器；傳感器，連接于信號調(diào)理電路，輸出軌跡儀三維空間的方位角、角速度、加速度和磁通量數(shù)據(jù)。所述傳感器由三軸姿態(tài)儀與三軸磁通量傳感器組合構(gòu)成。所述傳感器由三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸磁通量傳感器組合構(gòu)成。所述電源由電池和電源保護(hù)電路，電池連接電源保護(hù)電路后再連接到DSP+FPGA處理器。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1.實時計算位置和姿態(tài)角，對微小的軌跡變化都能進(jìn)行記錄，提高了合成三維空間軌跡精度；
2.避免了由于深度測量裝置帶來的誤差；
3.應(yīng)用于煤礦井下鉆孔軌跡測量和定向鉆進(jìn)的造斜精度檢測，還應(yīng)用于測量巷道、迎頭掘進(jìn)、工作面等從而擴(kuò)展了應(yīng)用的范圍；4.將軌跡數(shù)據(jù)輸出到PC計算機(jī)，為其它礦井物探解析軟件提供地理信息。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是本發(fā)明的煤礦井下軌跡記錄儀的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的煤礦井下軌跡記錄儀的傳感器數(shù)據(jù)采集流程圖。
具體實施例方式請參閱圖1，是本發(fā)明所述的一種煤礦井下軌跡記錄儀，包括:DSP+FPGA處理器、IXD、電源、USB接口、信號調(diào)理電路和傳感器；所述DSP+FPGA處理器與IXD、電源、USB接口和信號調(diào)理電路連接，所述信號調(diào)理電路與傳感器連接；所述電源由電池和電源保護(hù)電路組成，提供本質(zhì)安全電路(在正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路)。請參閱圖2，是本發(fā)明所述的一種煤礦井下軌跡記錄儀的傳感器數(shù)據(jù)采集流程圖，所述傳感器由三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸磁通量傳感器組合構(gòu)成，ACC:表示軌跡儀X、Y、Z三軸加速度；GYRX:表示軌跡儀X、Y、Z三軸角速度；MAG:表示軌跡儀X、Y、Z三軸磁通量。用三軸陀螺儀測量方位角，計算軌跡儀的經(jīng)緯度；用三軸陀螺儀的角速度傳感器測量角速度，計算軌跡儀的翻滾角；用三軸加速度計測量加速度，計算軌跡儀的俯仰角；用三軸磁場計測量環(huán)境磁場，應(yīng)用硬鐵和軟鐵校準(zhǔn)算法對在方位角進(jìn)行補(bǔ)償與校準(zhǔn)，即可準(zhǔn)確計算軌跡儀的空間位置，連續(xù)的空間位置可以合成軌跡儀整個行程的三維空間軌跡圖。所述傳感器也可以由三軸姿態(tài)儀與三軸磁通量傳感器組合構(gòu)成。

上述煤礦井下軌跡儀適用于煤礦井下掘進(jìn)測量、鉆孔軌跡測量；定向鉆進(jìn)的造斜精度檢測等領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下軌跡記錄儀，其特征在于包括 DSP+FPGA處理器，其中DSP完成傳感器的補(bǔ)償與校準(zhǔn)，計算軌跡儀的位置和姿態(tài)角，F(xiàn)PGA計算某一測點在空間的位置，合成空間軌跡圖輸出到LCD顯示； IXD，連接于DSP+FPGA處理器，顯示軌跡儀整個行程的三維空間軌跡圖； 電源，與DSP+FPGA處理器連接，提供本質(zhì)安全的供電電源； USB接口，連接在傳感器與DSP+FPGA處理器之間，輸出軌跡儀的空間位置數(shù)據(jù)，提供給PC計算機(jī)； 信號調(diào)理電路，連接于DSP+FPGA處理器，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后傳送給DSP+FPGA處理器； 傳感器，連接于信號調(diào)理電路，輸出軌跡儀三維空間的方位角、角速度、加速度和磁通量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦井下軌跡記錄儀，其特征在于所述傳感器由三軸姿態(tài)儀與三軸磁通量傳感器組合構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦井下軌跡記錄儀，其特征在于所述傳感器由三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸磁通量傳感器組合構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦井下軌跡記錄儀，其特征在于所述電源由電池和電源保護(hù)電路，電池連接電源保護(hù)電路后再連接到DSP+FPGA處理器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地球物理勘探，特別是一種煤礦井下軌跡記錄儀；所述煤礦井下軌跡記錄儀，包括包括DSP+FPGA處理器、LCD、電源、USB接口、信號調(diào)理電路和傳感器；本發(fā)明對微小的軌跡變化都能進(jìn)行記錄，提高了合成三維空間軌跡精度，避免了由于深度測量裝置帶來的誤差；應(yīng)用于煤礦井下鉆孔軌跡測量和定向鉆進(jìn)的造斜精度檢測，還應(yīng)用于測量巷道、迎頭掘進(jìn)、工作面等從而擴(kuò)展了應(yīng)用的范圍，使得軌跡數(shù)據(jù)輸出到PC計算機(jī)，為其它礦井物探解析軟件提供地理信息。
文檔編號E21B47/00GK103256039SQ20131014662
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者李培根 申請人:福州華虹智能科技開發(fā)有限公司