[发明专利]一种矿用本安型开孔定向仪

权利要求书

1.一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于，包括：

定向仪壳体，所述定向仪壳体上方的设有若干个楔块，所述楔块两两相对，且相对的两个楔块之间安装有固定带，所述楔块的内侧均设有倾斜的接触面，钻杆安装在相对的两个楔块之间，所述固定带将钻杆固定使其紧贴在所述接触面上；所述定向仪壳体的侧面上安装有显示屏、电源开关和通信接口；

电池箱，所述电池箱安装在所述定向仪壳体内部，所述电池箱的顶部设有固定在所述定向仪壳体顶板的压板，所述电池箱的侧部和底部与所述定向仪壳体之间设有减震垫板；

控制箱，所述控制箱的顶部与所定向仪壳体固定连接，所述控制箱的底部与所述定向仪壳体之间安装有减震垫板；

所述控制箱内部设有控制线路板，所述显示屏、电源开关和通信接口与所述控制线路板电连接；所述电源开关连接所述电池箱的电源输出端口与控制箱的电源输入端口，用于控制电源的通断；所述通信接口与上位机通信连接，用于与上位机进行数据通信；所述显示屏用于实时显示此时的方位角、俯仰角、横滚角及位置信息，同时显示电池组电量；

所述控制线路板包括：电源模块、采集单元、姿态处理单元和测量元件；

所述测量元件包括三轴陀螺仪和三轴加速度计；

所述采集单元采集所述三轴陀螺仪和三轴加速度计的测量数据，包括三轴陀螺仪信号处理电路和三轴加速度计信号处理电路；

姿态处理单元与所述采集单元电连接，根据所感测的角度信息中计算出姿态角变化的角速度，计算出姿态矩阵和新的姿态角，然后根据钻机的移动在显示屏上连续显示位置信息。

2.如权利要求1所述的一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于：所述楔块的外侧设有用于安装固定带的连接件，所述固定带的两端安装在两个相对楔块的连接件上。

3.如权利要求1所述的一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于：所述电池组包括多组电池单体，所述电池单体通过串并联组成电池组，所述电池单体的输出电压为3.2V，所述电池组的输出电压为16V。

4.如权利要求1所述的一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于：所述电源模块包括包括EMC电路、16V/6V电压转换电路、所述6V/5V电压转换电路和6V/3.3V电压转换电路，所述电池组的输出端与所述EMC电路的输入端电连接，所述16V/6V电压转换电路的输入端电连接至所述EMC电路的输出端，所述16V/6V电压转换电路的输出端输出6V直流电源；所述16V/6V电压转换电路的输出端分别与所述6V/5V电压转换电路和6V/3.3V电压转换电路的输入端电连接，将6V直流电源转换成5V和3.3V的供电电源。

5.如权利要求1所述的一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于：所述电源模块还包括6V/±12V电压转换电路、所述6V/±12V电压转换电路包括反相调节器芯片和第一稳压电路，所述反相调节器芯片将输入的6V的电源转换成+12.5V和-12.5V电源并通过所述第一稳压电路处理成+12V和-12V的直流稳压电源为三轴加速度计信号处理电路供电。

6.如权利要求1所述的一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于：所述姿态处理单元包括处理单片机和通信单片机，所述处理单片机用于接收并处理所述三轴陀螺仪和三轴加速度计发送的数据，所述通信单片机通过第一串行端口与所述控制单片机连接并接收控制单片机输出的钻杆的方位角、俯仰角、横滚角数据，通过第二串行端口与所述控制单片机连接并接收GPS数据，所述通信单片机通过所述通信接口与上位机通信连接。

7.如权利要求1或6所述的一种矿用本安型开孔定向仪，其特征在于：所述通信接口是RS232接口。