一种用于辅助钻机定位施工孔位设备的制作方法

1.本实用新型涉及爆破工程设备技术领域，尤其涉及一种用于辅助钻机定位施工孔位设备。


背景技术：

2.在钻机施工孔位之前，往往需要两个步骤，第一个是需要人工到现场用标记物标记所有的孔位，第二个是在钻机寻找孔位的过程中。在这两个步骤中，因为钻机活动不灵活，驾驶室太高离钻机臂太远，往往钻机驾驶员很难直接把钻头定位于孔位上方。
3.针对以上问题，现在确定爆破孔位位置后，一般采用醒目标志物放置于孔位上方，例如带有颜色的袋子；实际操作过程中，这种方式效率低下，每次爆破作业需要人工拿着袋子，带上高精度定位设备，到现场一个一个的寻找孔位，用石头之类的重物把袋子压住，全部放好之后，等待钻机驾驶员一个一个孔位施工；然而这种寻找孔位方式，即使有醒目的标志物，钻机师傅也无法在坐在驾驶室的情况下，方便的看到下面的小目标，从而导致驾驶员寻找孔位效率低、产生的误差不一；另外，袋子等实体物体标记后，有可能被风吹动或者钻机移动碰到，从而产生误差。
4.故提出一种用于辅助钻机定位施工孔位设备，可以辅助钻机驾驶员直观、精准的定位到施工孔位。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于辅助钻机定位施工孔位设备。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种用于辅助钻机定位施工孔位设备，包括钻机本体；rtk定位模块，所述rtk定位模块设于钻机本体的顶部外壁上，所述rtk定位模块安装于钻机本体的驾驶室顶部，且rtk定位模块设于驾驶室顶部靠近钻机本体的机臂一侧；电子罗盘模块，所述电子罗盘模块包括电子罗盘模块a和电子罗盘模块b，所述电子罗盘模块a设于驾驶室靠近rtk定位模块的一侧，且电子罗盘模块a的传感端和钻机本体的钻机臂位于同一水平面上，所述电子罗盘模块b设于钻机本体的钻机臂的底侧，且电子罗盘模块b的传感端和钻机本体的钻头位于同一水平面上；
8.车载显示屏和工控机，所述车载显示屏和工控机包括车载显示屏和车载工控机，所述车载显示屏用于显示目标孔位与当前钻机所在位置，所述车载工控机与rtk定位模块、电子罗盘模块之间电性连接。
9.作为本实用新型进一步的方案，所述rtk定位模块、电子罗盘模块与钻机本体的连接处均设有减震单元，所述减震单元用于保护rtk定位模块、电子罗盘模块的稳定性。
10.本实用新型的有益效果为：本辅助设备使用电子数据显示施工孔位，避免人工标记施工孔位产生误差，同时避免塑料污染；与人工标记孔位相比，钻机移动可以不用在意碰
到地面标记物，方便钻机施工；同时钻机驾驶员不用完全凭借经验在驾驶室寻找到孔位位置，只需要通过车载屏幕，方便的看到钻头跟孔位所在的相对距离，此操作有助于提高效率与精度，并且降低驾驶员经验要求，利用车载工控机在每一次钻孔施工都能通过软件记录下施工参数，有助于施工存档、校错与实时监管。
附图说明
11.图1为本实用新型结构示意图；
12.图2为本实用新型的模块分布位置示意图；
13.图3为图2的钻机本体位置移动分解示意图一；
14.图4为图2的钻机机臂位置移动分解示意图二。
15.图中：1、钻机本体；2、电子罗盘模块a；3、rtk定位模块；4、电子罗盘模块b；5、车载显示屏和工控机。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.参照图1-4，一种用于辅助钻机定位施工孔位设备，包括钻机本体1；rtk定位模块3，rtk定位模块3设于钻机本体1的顶部外壁上，rtk定位模块3安装于钻机本体1的驾驶室顶部，且rtk定位模块3设于驾驶室顶部靠近钻机本体1的机臂一侧；电子罗盘模块，电子罗盘模块包括电子罗盘模块a2和电子罗盘模块b4，电子罗盘模块a2设于驾驶室靠近rtk定位模块3的一侧，且电子罗盘模块a2的传感端和钻机本体1的钻机臂位于同一水平面上，电子罗盘模块b4设于钻机本体1的钻机臂的底侧，且电子罗盘模块b4的传感端和钻机本体1的钻头位于同一水平面上；车载显示屏和工控机5，车载显示屏和工控机5包括车载显示屏和车载工控机，车载显示屏用于显示目标孔位与当前钻机所在位置，车载工控机与rtk定位模块3、电子罗盘模块之间电性连接，rtk定位模块3、电子罗盘模块与钻机本体1的连接处均设有减震单元，减震单元用于保护rtk定位模块3、电子罗盘模块的稳定性。
18.本辅助施工孔位设备安装流程如下：
19.1、钻机本体1上安装好rtk定位模块3、电子罗盘模块、车载工控机、车载显示器及线材连接；
20.2、钻机本体1上电，车载工控机实时对接rtk定位模块3，并获取到实时位置，同时车载工控机软件获取到日常钻机钻孔任务，并展示到车载显示器上；
21.3、驾驶员根据显示器指示，将钻机本体1开到第一个孔位1米范围内，然后停下钻机本体1；
22.4、此时电子罗盘传感器a的指向跟钻机本体1、钻机主臂、钻孔臂在同一个水平面上，软件根据得出的方位角，然后进行坐标系转换，得到钻机主臂与钻孔臂交叉点的坐标；
23.5、同时，电子罗盘传感器b指向钻孔臂钻头方向，软件根据第4步得到的结果，计算出钻头的坐标；
24.6、得到钻头坐标后，软件把结果显示在车载显示器上，从而可以指导驾驶员微调
找到施工孔位。
25.具体的，本设备有准确的参考定位，rtk定位模块3中rtk模块天线需要安装在钻机驾驶室顶部无遮挡位置，且底座放平、离钻机臂尽量近，分别在rtk定位天线旁与钻机臂上安装一个电子罗盘模块，安装在驾驶室顶上的电子罗盘模块指向钻机臂，安装在钻机臂上的电子罗盘传感器沿着钻机臂指向钻头，参照图1-2模块分布示意图。装置启动后，驾驶室车载显示器展示目标孔位与当前钻机所在位置，并且实时为驾驶员指示移动方向，当驾驶员根据装置指示移动到目标孔位1米范围内，此时驾驶员无需再大幅度移动钻机履带，只需要微调履带与钻机臂伸缩杆。
26.此时工控机中计算根据模块所得参数，实时计算钻头与目标孔位相对位置，计算方式拆分为两个步骤：
27.步骤一，如图3分解示意图一，已知rtk位置，并换算坐标跟地磁坐标在同一个坐标系，此时电子罗盘模块a指向钻机臂方向，并且指向北向；以正北方向为y轴，垂直方向为x轴，得到电子罗盘模块b与y轴夹角为b，已知钻机主臂长度为l1，已知钻机驾驶室模拟线与钻机主臂夹角为a，由此得出夹角a对边长度为：l1*sin(a)，由此得到钻机臂主臂与钻孔臂交叉点坐标(x1,y1)为：
28.(sin(a)
×
sin(b)
×
l1 x0，sin(a)
×
cos(b)
×
l1 y0)
29.步骤二，如图4分解示意图二，由上已知，电子罗盘模块b沿钻机臂指向钻头方向，此时建立指向正北的坐标系，得到钻机臂与坐标y轴夹角c，由于钻机臂长度已知为l2，根据以上得到的(x1,y1)，计算得出目标孔位(x2,y2)为(sin（c）
×
l2 x1，cos（c）
×
l2 y1)代入为：
30.(sin(a)
×
sin(b)
×
l1 sin（c）
×
l2 x0，sin(a)
×
cos(b)
×
l1 cos（c）
×
l2 y0)。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。