一种四基点围岩移动传感器的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿生产现场监测仪器，特别涉及一种四基点围岩移动传感器。


背景技术：

2.顶板离层监测是利用顶板离层仪对不同层位的顶板下沉量进行监测，以便随时掌握顶板的稳定状态。安设顶板离层仪的主要目的是：对顶板离层情况进行及时掌握，及早发现顶板失稳的征兆，以避免冒顶事故的发生，对煤矿安全生产具有重要意义。
3.现有产品分为纯机械式和电子数显式两大类。电子数显式相比纯机械式具有如下优点：它可以在线监测，存储、上传测量的离层数据，便于煤矿井上监测站进行分析、比较离层情况，及时发出监测报警信息。因此深受煤矿用户欢迎，使用较为广泛。
4.现有电子数显式的测量基点大多为两个或者三个，采用旋转电位器，将离层位移转变为电位器的旋转电位信号输出，经变送电路由电缆传送到地面监测站进行数据处理。
5.现有电子数显式离层仪存在的缺点和不足：一、由于测量基点在直接顶和基本顶以内，测量基点深度较浅，很难找到一个不动的基准点，使得对顶板离层移动、变形的测量没有准确的参照物。二、随着煤矿开采技术的不断创新，煤矿开采活动也在不断往深部发展，这就对顶板离层监测数据提出更高的要求，希望增加更多的测点来更加清楚的了解顶板的运动规律。三、由于煤矿井下特殊的作业环境——高温、潮湿、水淋、含硫等腐蚀性气体的侵蚀，电位器的动触点滑触簧片与固定触点电阻体之间容易氧化、锈蚀，这样触点不能有效接触，使得电位信号的传输不能正常进行，严重影响离层监测的正常进行，是煤矿安全生产的潜在隐患。


技术实现要素：

6.本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种四基点围岩移动传感器。
7.本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种四基点围岩移动传感器，包括导向管和四组独立、结构相同的离层监测机构，所述导向管的底部依次设置电气壳体、传动钢丝绳i和钢丝线轮，其中电气壳体的背部设置机械壳体，机械壳体和电气壳体相互隔断并密封，所述每组离层监测机构分别用于监测离层的浅基点 a、深基点 b、巷道顶板上部 8-14 米稳定岩层内的深基点 c 和 15 米以上不动点 d，每组所述离层监测机构包括安装在导向管顶部的锚爪，锚爪的一端连接传动钢丝绳i，另一端穿过连接滑块并固定，所述连接滑块分别通过传动钢丝绳 ii 与线轮连接，线轮设置在机械壳体的内部，每组所述离层监测机构内的线轮与电位器同轴连接，电位器的旋转轴通过连接套轴和连接套与线轮柔性连接；所述导向管内设置四个相互独立的滑道，四组所述离层监测机构的连接滑块初始位置分别设置于导向管内对应四个滑道的底端、并在滑道内滑动；离层发生时，所述机械壳体及电气壳体随离层向下位移，带动所述连接滑块滑动发生位移，通过电位器将位移转换成电信号处理后，数码管显示当前顶板离层值。
8.优选的，四组所述离层监测机构的机械部件设置于导向管及机械壳体内，四组所
述离层监测机构的电气部件设置于电气壳体内。
9.优选的，四组钢丝线轮设置在机械壳体的外部，钢丝线轮内设置传动钢丝绳i，传动钢丝绳i穿过位于初始位置的对应的连接滑块后连接锚爪。
10.优选的，所述机械壳体内设置四个滑块仓，滑块仓内设置连接滑块，滑块仓包括两个行程比较短的滑块仓 a 设置在下面和另两个行程比较长的滑块仓 b 设置在上面，且采用滑块仓 b 活动安装方式。
11.优选的，所述机械壳体设置的钢丝线轮和线轮仓采用错层排列结构设计，两个线轮设置在上层，对应滑块仓内部的两个连接滑块；两个线轮设置在下层对应滑块仓 a 内部的两个连接滑块。
12.优选的，所述导向管内设置的四个相互独立滑道，采用活动滑板组成的井字格结构，四条滑道在导向管内采用四象限结构布局方式。
13.优选的，所述机械壳体采用左右两部分相对独立的机械仓设计，与导向管连接部位采用拼接螺纹方式。
14.优选的，所述机械壳体采用导向管锁母与导向管进行连接，导向管锁母上设置托盘螺母，托盘螺母将托盘固定在导向管上。
15.优选的，所述导向管采用拼接方式进行单件注塑加工，导向管包括底管和数根接管。
16.优选的，所述电位器的连接套与电气壳体之间通过轴向密封圈、径向密封圈、密封压板进行轴向和径向的密封。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益之处为：本实用新型设计了机械与电气结合的监测装置，将离层造成的锚爪与设备本体托盘之间的位移转换成电位器的电信号，经过处理后显示离层的位移量，提高测量的有效性和准确性；设计了四组互相独立的离层监测机构，监测基点增加了位于巷道顶板上部 15 米以上稳定岩层的不动点，该基点作为稳定不动的基准点，作为顶板离层移动的参照，确保了所测离层数据的准确性和可靠性。
附图说明
18.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
19.图 1 为本实用新型的主视图；
20.图 2 为本实用新型的左侧视图；
21.图 3 为本实用新型机械壳体的局部放大图；
22.图 4 为本实用新型的后视图；
23.图 5 为本实用新型电位器以及密封件的结构示意图；
24.图 6 为本实用新型导向轮和传动钢丝连接的结构示意图；
25.图 7 为本实用新型滑块仓 a、滑块仓 b 的结构示意图；
26.图 8 为本实用新型错层布置的线轮、线轮仓的结构示意图；
27.图 9 为本实用新型四条滑道在导向管内采用四象限结构布局方式的结构示意图；
28.图 10 为本实用新型左右两个相对独立的机械仓的结构示意图；
29.图 11 为本实用新型机械壳体采用锁母方式与导向管进行连接的结构示意图；
30.图 12 为本实用新型导向管的结构示意图。
31.图中，1、锚爪，2、导向管，3、托盘，4、托盘螺母，5、导向管锁母，6、电气壳体，7、机械壳体，8、传动钢丝绳 i，9、钢丝线轮，10、连接滑块，11、导向轮，12、线轮，13、连接套，14、连接套轴，15、电位器，30、轴向密封圈，31、径向密封圈，32、密封压板，60、滑块仓 a，61、滑块仓 b，201、底管，202、接管。
具体实施方式
32.为了更好的理解本实用新型对现有技术作出的改进，在对本实用新型的具体实施方式进行详细说明之前，先对背景技术部分所提到的现有技术结合附图加以说明。
33.如图 1、图 4、图 6 所示，一种四基点围岩移动传感器，包括导向管 2 和四组独立、结构相同的离层监测机构，每组离层监测机构分别用于监测离层的浅基点 a、深基点 b、巷道顶板上部 8-14 米稳定岩层内的深基点 c 和 15 米以上不动点 d，每组所述离层监测机构包含有锚爪 1、传动钢丝绳 i 8、连接滑块 10、导向轮 11、线轮 12 和电位器 15，锚爪 1 安装在导向管 2 的顶部，锚爪 1 的一端连接传动钢丝绳 i 8，另一端穿过连接滑块 10 并固定，所述连接滑块 10 分别通过传动钢丝绳 ii 16 与线轮 12 连接，每组所述离层监测机构的线轮 12与电位器 15 同轴连接，电位器 15 的旋转轴通过连接套轴 14 和连接套 13 与线轮 12 柔性连接。所述四组所述离层监测机构的机械部件设置于导向管 2 及机械壳体 7 内，包括传动钢丝绳 i 8、连接滑块 10、导向轮 11、线轮 12 和电位器 15，四组所述离层监测机构的电气部件设置于电气壳体 6 内。
34.本实施案例中，每组所述离层监测机构包括安装在所述导向管 2 内设置四个相互独立的滑道，四组所述离层监测机构的连接滑块 10 初始位置分别设置于导向管 2 内对应四个滑道的底端、并可在滑道内滑动。其中电气壳体 6 的背部设置机械壳体 7，机械壳体 7 和电气壳体 6 相互隔断并密封。机械壳体 7 采用导向管锁母 5 与导向管 2 进行连接，导向管锁母5 上设置托盘螺母 4，托盘螺母 4 将托盘 3 固定在导向管 2 上。离层发生时，所述机械壳体7 及电气壳体 6 随离层向下位移，带动所述连接滑块 10 滑动发生位移，通过电位器 15 将位移转换成电信号处理后，数码管显示当前顶板离层值，更具体的说是线轮内设置传动钢丝，传动钢丝绕过导向轮 11 以后与滑块 10 连接并固定。通过传动钢丝的传动来把滑块 10 的线性运动转换成电位器 15 的旋转运动。
35.如图 4 所示，所述导向管 2 的底部依次设置电气壳体 6、传动钢丝绳 i 8 和钢丝线轮9，四组钢丝线轮 9 设置在机械壳体 7 的外部，每组钢丝线轮 9 上缠绕传动钢丝绳 i 8，所述传动钢丝绳 i 8 穿过位于初始位置的对应的连接滑块 10 后连接锚爪 1，所述锚爪 1 与连接滑块 10 之间的钢丝长度由待测基点决定，拉伸到合适长度后切断并固定在连接滑块 10 上。合适的长度，指的是现场安装条件决定的长度，没有具体的算法，也没有标准，只是跟用户需要测定的深度有关，这个深度是用户根据自己的地质条件自己确定的。
36.在具体实施时，线轮 12 在机械壳体 7 的里面，四组钢丝线轮 9 设置在机械壳体 7 的外部。
37.如图 5 所示，设置在机械壳体 7 内的电位器 15，电位器 15 的连接套 13 与电气壳体6 之间通过轴向密封圈 30、径向密封圈 31、密封压板 32 进行轴向和径向的密封。
能够有效隔绝高温、潮湿、水淋、含硫等腐蚀性气体对电位器的侵蚀，提高离层测量的有效性和准确性。
38.如图 7、图 8、图 9 所示，机械壳体 7 内设置了四个滑块仓，两个行程比较短的滑块仓 a 60 设置在下面；另两个行程比较长的滑块仓 b 61 设置在上面，且采用滑块仓 b 61 活动安装方式，先安装好下面的滑块以后，再安装上面的滑块仓 b 61，机械壳体 7 设置的钢丝线轮 9 和线轮仓采用错层排列结构设计，两个线轮设置在上层，对应滑块仓内部的两个连接滑块。这两个滑块仓按照上下错层结构安装在机械壳体 7 里面，仓内安装有滑块，线轮上的钢丝绳绕过导向轮以后，固定在滑块上；两个线轮设置在下层对应滑块仓 a 内部的两个连接滑块 10。导向管 2 内设置的四个相互独立滑道，采用活动滑板组成的井字格结构，四条滑道在导向管内采用四象限结构布局方式，能够有效提高导向管内空间的利用率。
39.如图 10、图 11 所示，机械壳体采用左右两部分相对独立的机械仓设计，与导向管 2连接部位采用拼接螺纹方式，机械壳体 7 采用锁母 5 与导向管 2 进行连接。如图 12 所示，导向管 2 采用拼接方式进行单件注塑加工，导向管 2 是由底管 201 和数根接管 202 组合而成。根据量程的需要可以增加接管 202 的数量，以实现适应不同量程的需要。
40.具体使用方法：先安装监测不动点 d 的锚爪：把锚爪使用安装杆，顶入离层仪安装孔，同时放出线轮上面的传动钢丝绳，直到不动点的位置要求的深度。用同样的方法，依次安装深基点 c 锚爪、深基点 b 锚爪、深基点 a 锚爪。四个锚爪 1 安装到位以后，再把离层仪的导向管 2 插入监测孔，使托盘 3 完全贴紧顶板。然后依次拉紧各个传动钢丝，使锚爪紧紧的抓住离层仪钻孔内壁，直到不再松脱以后，再拧紧对应滑块上的紧固螺丝。最后，调节托盘 3 下的托盘螺母4，使各个通道显示数值，具体的为：离层发生时，所述机械壳体 7 及电气壳体 6 随离层向下位移，带动所述连接滑块 10 滑动发生位移，通过电位器 15 将位移转换成电信号处理后，数码管显示当前顶板离层值。从而检测各个测点安装是否有问题。检测完成后，安装结束。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可依据具体情况理解上述术语的具体含义。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。