一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，尤其适用于采矿工程领域中深部地层的变形观测。
【背景技术】
[0002]由于地下矿产资源的开采，使上覆岩层平衡条件遭到破坏，导致岩层出现沉降、变形、坍塌等破坏现象。因此，采动覆岩的变形规律是反映地表塌陷及矿井安全生产的重要指标。沉降仪及测斜仪是一种广泛应用于地层沉降变形和水平变形监测的仪器，仪器多配有伺服加速度计作为传感元件，因此精度较高。测量仪器是通过电缆将探头设备下放到需要观测的位置，然后从深部向地表方向提升，每提升一段距离记录一次数据，直至测量完毕。
[0003]随着钻孔深度的增加，电缆的重量及探头导轮与测斜管间的摩擦力使设备提升需要很大的力。目前的测量过程中，连接沉降仪及测斜仪的电缆均是依靠人力来提升，拉到地面的电缆亦是凌乱不堪，且经常出现测斜仪读数设备与实际提升距离不符的情况，费时费力且误差较大。因此，无论是劳动强度还是测量精度方面都需要改善，有必要寻求一套更好的设备来解决这一问题。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一套精度较高的电缆线拉放装置，根据设定自动对测斜仪(或沉降仪)电缆提升或下放，达到要求的同时减轻工人劳动强度，增大测量精度，减少误差。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，其特征在于:包括伺服控制器、伺服驱动器、电机电源线、编码器反馈线、编码器、电机刹车、电机支架、伺服电机、卡扣、绕线器、专用电缆、测斜管、钻孔、探头、导槽，所述的绕线器与伺服电机通过联轴器连接，伺服电机上装有编码器和电机刹车，并通过编码器反馈线与伺服驱动器相连。此伺服控制系统的编码器具有反馈闭环控制功能，能满足快速响应和准确定位。具体实施时，对伺服控制器进行设定，伺服控制器会将脉冲指令发送给伺服驱动器，让电机旋转，带动绕线器，绕线器上制有专用卡扣，将电缆缠绕在绕线器上，从而实现自由控制电机转动及电缆线拉放行为。
[0007]本实用新型的工作流程为:根据测量要求，对伺服控制器进行模式设定。首先将专用电缆下放到需要测量的深度，电缆的一头与测斜仪或沉降仪探头连接，另一头与绕线器上的卡扣连接。然后将电机支架架设在测斜管的管口位置，使绕线器位于测斜管的正上方位置，待数据稳定后控制电机从底部向上逐渐进行提升测量。
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施例对本实用新型的一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置进行描述和说明。
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]图2为绕线器纵向(A-A)剖面示意图。
[0011]图3为测斜孔横向(B-B)剖面示意图。
[0012]如图1所示，本实用新型特征在于包括伺服控制器1、伺服驱动器2、电机电源线3、编码器反馈线4、编码器5、电机刹车6、电机支架7、伺服电机8、卡扣9、绕线器10、专用电缆11、测斜管12、钻孔13、探头14、导槽15。
【具体实施方式】
[0013]图1所示为本实用新型一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置的一个实施例，电机支架7为不锈钢支架，用其将伺服电机固定在测斜管空口位置。测斜管12固定在被测地层中，随地层一起变形运动，在电机转轴上固定有绕线器，用来收缆电缆，绕线器上制有卡扣，用来固定电缆防止其滑动。伺服电机可为绕线器提供动力，电机的运动方向、一次转动的角度、运行与停止等可由整个伺服系统控制，通过编程可为伺服系统提供命令，达到要求。
[0014]进行地层水平运动测量时，首先控制按钮将测斜仪探头放置于测斜管管底，然后根据绕线器的直径及一次提升的距离计算得每次绕线器旋转的角度，根据测量要求即对控制器进行设定。控制探头逐渐向上提升，每提升一次按一次按钮，待数据稳定后用读数仪进行读数，如此往复即可测得整个地层的水平变形情况。
[0015]进行地层竖直运动测量时，同样用控制按钮将沉降仪探头放至管底，然后改变伺服电机的运动方式，使其慢速上升，待蜂鸣器发出鸣声时，立即按停止按钮，读取数据，继续上升，直到测得整个地层的竖直方向变形情况。
[0016]同时，绕线器可作为收揽电缆的装置，不至于使拉到地面的电缆凌乱。本实用新型一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，把工人从繁重的体力劳动中解放出来，实现了测斜仪和沉降仪专用电缆自动提升，提高了工作效率，并且增加了测量的准确性。
【主权项】
1.一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，其特征在于:包括伺服控制器(1)、伺服驱动器(2)、电机电源线(3)、编码器反馈线(4)、编码器(5)、电机刹车(6)、电机支架(7)、伺服电机(8)、卡扣(9)、绕线器(10)、专用电缆(11)、测斜管(12)、钻孔(13)、探头(14)、导槽(15)，所述的绕线器(10)与伺服电机(8)通过联轴器连接，所述的伺服电机(8)上装有编码器(5 )和电机刹车(6 )，并通过编码器反馈线(4)与伺服驱动器(2 )相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，其特征在于:所述的探头、专用电缆是由伺服电机提供动力，伺服控制器和伺服驱动器精确控制电机，具体实现测斜仪或沉降仪探头的升降行为。
3.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，其特征在于:所述的绕线器(10)上制有卡扣，用来固定及缠绕测斜仪或沉降仪专用电缆。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于伺服控制系统的电缆线拉放装置，尤其适用于采矿工程中深部地层的变形观测。采矿工程领域中的深部地层观测一般是采用专用电缆线将沉降仪（或测斜仪）探头从测斜管底部向上逐步提升进行观测。以往的电缆线拉放均是通过人力，费时费力且误差较大。本实用新型用伺服电机提供动力，以专用绕线器作为绕线装置，并在绕线装置上制有专用卡扣。根据提升要求，对伺服控制器进行模式设定，配合伺服驱动器实现对测斜仪（或沉降仪）电缆的自动提升，且能自由控制升降高度，从而把工人从繁重的体力劳动中解放出来，不仅提高了工作效率，而且增大了测量精度。
【IPC分类】B65H75-34
【公开号】CN204310610
【申请号】CN201420600994
【发明人】高玉兵, 李江华, 许延春
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月17日