專利名稱：井下角度測(cè)算儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種角度測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，煤礦井下施工設(shè)計(jì)對(duì)角度的量測(cè)和利用非常頻繁，如何在井下快速準(zhǔn)確的量測(cè)各類角度，并計(jì)算角度的有關(guān)函數(shù)值已成為影響井下快速確定施工設(shè)計(jì)方案的眾多因素之一。目前井下量測(cè)角度的工具有礦用坡度規(guī)、地質(zhì)羅盤儀等工具。坡度規(guī)和地質(zhì)羅盤儀僅局限于收集角度數(shù)據(jù)而不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的角度函數(shù)值的計(jì)算。在井下現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員不可能記憶所有角度的函數(shù)值；同時(shí)，電子計(jì)算器因不防爆不能帶入井下使用。如某掘進(jìn)煤巷前方遇到落差5米的斷層，需要按15度上山施工，預(yù)計(jì)多少米能揭露全煤？某掘進(jìn)巷道現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)3°穿層施工，100米穿層高度是多少？這一系列的問題在井下就很難相對(duì)準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)。目前多數(shù)情況是在井下收集好角度資料，帶到地面計(jì)算好后，再定施工方案，工作的效率明顯不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種既能夠直接測(cè)量出角度數(shù)據(jù)又能夠在及時(shí)準(zhǔn)確的讀出與角度函數(shù)值有關(guān)數(shù)據(jù)的井下角度測(cè)算儀。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下方案井下角度測(cè)算儀，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于測(cè)算儀包含一個(gè)正方形尺面，在正方形尺面上以其中一個(gè)直角為圓心點(diǎn)，以正方形邊長(zhǎng)為半徑，設(shè)置一個(gè)角度區(qū)間在0°到90°角度刻盤，與角度刻盤圓心點(diǎn)活動(dòng)連接一個(gè)靠自身重力能自由下垂的指針，與所述角度刻盤圓心點(diǎn)相對(duì)的正方形尺面兩邊分別設(shè)為豎直長(zhǎng)度刻盤和水平長(zhǎng)度刻盤；所述豎直長(zhǎng)度刻盤和水平長(zhǎng)度刻盤的刻度線將其邊長(zhǎng)等分為100等分，然后標(biāo)有數(shù)值區(qū)間在0. 1-10的刻度值，其刻度值的最大值位于豎直刻度盤與水平刻度盤的交點(diǎn)處。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還在于，所述豎直長(zhǎng)度刻盤和水平長(zhǎng)度刻盤上，分別設(shè)置與尺邊平行的水準(zhǔn)儀。所述指針為一根掛墜陀的線繩，所述線繩長(zhǎng)度是所述正方形邊長(zhǎng)的λ/ 倍以上。所述角度刻盤、豎直長(zhǎng)度刻盤和水平長(zhǎng)度刻盤的均為凹于尺面的刻度線。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型將坡度儀和直尺進(jìn)行了有效的結(jié)合，利用三角函數(shù)計(jì)算公式，將角度的函數(shù)值直觀的呈現(xiàn)在使用者的眼前，在井下的施工現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)算出與角度函數(shù)值有關(guān)數(shù)據(jù)；無(wú)需考慮失爆問題；打破了等待工程技術(shù)人員升井后才能得知設(shè)計(jì)參數(shù)和方案的局面。2、本實(shí)用新型具有輕便、簡(jiǎn)單、集角度測(cè)量和函數(shù)值計(jì)算的功能于一身的優(yōu)點(diǎn)；為現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)帶來(lái)便利，大大提高了工作效率，極具推廣應(yīng)用價(jià)值。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例使用狀態(tài)一圖。圖3是實(shí)施例使用狀態(tài)二圖。圖4是本實(shí)施例使用狀態(tài)三圖。圖5是本實(shí)施例使用狀態(tài)四圖。圖中標(biāo)號(hào)1角度刻度盤、2角度刻盤圓心點(diǎn)、3指針、4豎直長(zhǎng)度刻度盤、5水平長(zhǎng)度刻度盤、6水準(zhǔn)儀、7待測(cè)量物。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，測(cè)算儀包含一個(gè)正方形尺面，在正方形尺面上以其中一個(gè)直角為圓心，以正方形邊長(zhǎng)為半徑，設(shè)置一個(gè)角度刻盤1，與角度刻盤圓心點(diǎn)2活動(dòng)連接一個(gè)可以靠自身重力自由下垂的指針3，與角度刻盤圓心點(diǎn)相對(duì)的正方形尺面兩邊設(shè)置豎直長(zhǎng)度刻盤 4和水平長(zhǎng)度刻盤5 ；豎直長(zhǎng)度刻盤4和水平長(zhǎng)度刻盤5的刻度線將其邊長(zhǎng)等分為100等分， 其刻度值數(shù)值區(qū)間為0. 1-10，其刻度值的最大值位于豎直刻度盤4與水平刻度盤5的交點(diǎn)處，在豎直長(zhǎng)度刻盤4和水平長(zhǎng)度刻盤5上，分別設(shè)置與尺邊平行的水準(zhǔn)儀。測(cè)算儀的角度精確度設(shè)置為0. Γ，函數(shù)值的精度為0. 1 ；完全滿足煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求。具體實(shí)施中，指針3由一根掛墜陀的線繩代替，為了便于測(cè)量，線繩長(zhǎng)度應(yīng)大于正
方形邊長(zhǎng)的λ/ 倍。為了配合指針線繩的使用，可以進(jìn)一步將角度刻盤1、豎直長(zhǎng)度刻盤4
和水平長(zhǎng)度刻盤5的的刻度線設(shè)置為為凹于尺面的結(jié)構(gòu)以便測(cè)量時(shí)指針線繩壓在刻度上， 角度測(cè)量?jī)x在讀取了角度值之后，通過(guò)水準(zhǔn)儀中的氣泡居中(即豎直長(zhǎng)度刻盤或水平長(zhǎng)度刻盤處于水平狀態(tài))，實(shí)現(xiàn)自由下垂的指針與豎直長(zhǎng)度刻盤或水平長(zhǎng)度刻盤垂直，從而準(zhǔn)確讀出該角度對(duì)應(yīng)的正弦、余弦值。以下通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明上述測(cè)量?jī)x。例1、求坡度如圖2、3所示，將井下角度測(cè)算儀的一邊靠在需測(cè)量物體下方，懸掛有墜陀的線繩自然下垂運(yùn)動(dòng)，待線繩靜止后此時(shí)即讀出線繩與角度刻盤上的交點(diǎn)的讀數(shù)來(lái)，要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判定實(shí)際角度是讀數(shù)的余角還是讀數(shù)本身；圖2為所測(cè)實(shí)際角度為讀數(shù)的余角，圖3 所測(cè)實(shí)際角度的度數(shù)。例2、求函數(shù)值或反求角度將線繩與已知角度對(duì)應(yīng)好，線繩按角度方向與豎直的長(zhǎng)度刻盤對(duì)應(yīng)的數(shù)值為該角度的正切值、線繩在角度刻盤邊緣固定，然后將余下的線繩取水平后與豎直的長(zhǎng)度刻盤對(duì)應(yīng)的數(shù)值為該角度的正弦值、線繩在角度刻盤邊緣取垂直后與水平的長(zhǎng)度刻盤對(duì)應(yīng)的數(shù)值為該角度的余弦值，如圖1所示；也可按照此方法反求角度。在直角三角形中，依據(jù)三角函數(shù)推算公式角度的正弦(sin)等于對(duì)邊比斜邊；余弦(cos)等于鄰邊比斜邊；正切(tan)等于對(duì)邊比鄰邊；如圖 1 所示sin α = BC/AC = BE/AD ；cos α = AB/AC = AF/AD = A1F1/AD ；tana = BC/AB。以下通過(guò)實(shí)例來(lái)驗(yàn)證井下角度測(cè)算儀的應(yīng)用效果。求30°的函數(shù)值sin30° , cos30°、tan30°等，普通計(jì)算器求得的值分別為 0. 5,0. 86602,0. 57735 ；通過(guò)角度測(cè)算儀讀出的數(shù)據(jù)為5. 00,8. 65,5. 78將所得數(shù)值除以10 即得正確的函數(shù)值，如圖5所示。求15°的函數(shù)值sinl5°、cosl5°、tanl5°等，普通計(jì)算器求得的值分別為 0. 25882,0. 96593,0. 26795 ；通過(guò)角度計(jì)算儀讀出的數(shù)據(jù)為2. 59,9. 65,2. 68，將所得數(shù)值除以10即得正確的函數(shù)值，如圖4所示。如前面所說(shuō)的某掘進(jìn)煤巷前方遇到落差5米的斷層，需要按15°上山施工，預(yù)計(jì)多少米能揭露全煤？某掘進(jìn)巷道現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)3°穿層施工，100米穿層高度是多少？此時(shí)使用井下角度測(cè)算儀就可以快速準(zhǔn)確的計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出sinl5°的值為0. 259，斷層落差為5m，則反求距離約為19m。讀出sin3°的值為0. 054，距離為100m，可求出穿層厚度約為5.細(xì)。從以上的實(shí)例中可以看出井下角度測(cè)算儀既能夠直接量測(cè)出角度數(shù)據(jù)又能夠在井下的施工現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)算出與角度函數(shù)值有關(guān)數(shù)據(jù)；打破了等待工程技術(shù)人員升井后才能得知設(shè)計(jì)參數(shù)和方案的局面。井下角度測(cè)算儀具有輕便、簡(jiǎn)單、集角度測(cè)量和函數(shù)值計(jì)算的功能于一身的優(yōu)點(diǎn)； 為現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)帶來(lái)便利，大大提高了工作效率，極具推廣應(yīng)用價(jià)值；必將成為工程技術(shù)人員必備的工具之一。
權(quán)利要求1.井下角度測(cè)算儀，其特征在于測(cè)算儀包含一個(gè)正方形尺面，在正方形尺面上以其中一個(gè)直角為圓心點(diǎn)，以正方形尺面邊長(zhǎng)為半徑，設(shè)置一個(gè)角度區(qū)間在0°到90°角度刻盤 (1)，與角度刻盤圓心點(diǎn)(2)活動(dòng)連接一個(gè)靠自身重力能自由下垂的指針(3)，與所述角度刻盤圓心點(diǎn)( 相對(duì)的正方形尺面兩邊分別設(shè)為豎直長(zhǎng)度刻盤(4)和水平長(zhǎng)度刻盤(5)； 所述豎直長(zhǎng)度刻盤(4)和水平長(zhǎng)度刻盤(5)的刻度線將其邊長(zhǎng)等分為100等分，然后標(biāo)有數(shù)值區(qū)間在0. 1-10的刻度值，其刻度值的最大值位于豎直刻度盤(4)與水平刻度盤(5)的交點(diǎn)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下角度測(cè)算儀，其特征在于，所述豎直長(zhǎng)度刻盤(4)和水平長(zhǎng)度刻盤( 上，分別設(shè)置與尺邊平行的水準(zhǔn)儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下角度測(cè)算儀，其特征在于，所述指針C3)為一根掛墜陀的線繩，所述線繩長(zhǎng)度是所述正方形邊長(zhǎng)的λ/ 倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下角度測(cè)算儀，其特征在于，所述角度刻盤(1)、豎直長(zhǎng)度刻盤(4)和水平長(zhǎng)度刻盤(5)的均為凹于尺面的刻度線。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種井下角度測(cè)算儀，其特征在于測(cè)算儀包含一個(gè)正方形尺面，在正方形尺面上以其中一個(gè)直角為圓心，以正方形邊長(zhǎng)為半徑，設(shè)置一個(gè)角度刻盤(1)，與刻度盤圓心點(diǎn)(2)活動(dòng)連接有可以靠自身重力自由下垂的指針(3)，與所述刻度盤圓心點(diǎn)相對(duì)的正方形尺面兩邊設(shè)置豎直長(zhǎng)度刻盤(4)和水平長(zhǎng)度刻盤(5)；所述豎直長(zhǎng)度刻盤(4)和水平長(zhǎng)度刻盤(5)的刻度值是將其邊長(zhǎng)等分為100等分的分值，其刻度值的最大值位于豎直刻度盤(4)與水平刻度盤(5)的交點(diǎn)處。本實(shí)用新型既能夠直接測(cè)量出角度數(shù)據(jù)又能夠在及時(shí)準(zhǔn)確的讀出與角度函數(shù)值有關(guān)數(shù)據(jù)；打破了工程技術(shù)人員需計(jì)算或查詢資料才能得知設(shè)計(jì)參數(shù)和方案的局面。
文檔編號(hào)G01C9/12GK202188849SQ201120346368
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者單景新, 張陸彪, 王德帝, 王立功, 胡榮杰, 蔣亮亮, 袁中幫 申請(qǐng)人:安徽恒源煤電股份有限公司劉橋第一煤礦