一种矿用机械数显两用顶板离层仪的制作方法

1.本实用新型涉及矿用仪器技术领域，尤其涉及到煤矿井下顶板离层仪监测，具体为一种矿用机械数显两用顶板离层仪。


背景技术：

2.顶板离层仪是用于岩土工程围岩内部离层测量的重要工具，可以对矿山井巷、开挖的硐室等围岩发生位移进行监测，以便掌握岩层状态，及早发现失稳征兆，对于煤矿安全生产具有重要意义。
3.目前的离层仪主要有机械式和电子数显式，但机械式必须人工读数，如果间隔较长，对岩层的离层或变形过程的数据无法连续监测，无法分析离层发生的时间或速度等关键参数。
4.目前数显离层仪为卷簧式，存在成本较高、现场施工人员无法直观的看到围岩的离层，只能通过数显数值来确定离层与否，起不到警示作用的情况。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术的不足，提供一种矿用机械数显两用顶板离层仪，实现了一台仪器的数显、刻度两用，该种离层仪能根据设置需求对离层的测量数值进行存储，通过数显可实时显示当前离层数值，现场施工人员可直观读取到实时离层的机械刻度值，结构稳定可靠，成本低。
6.本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种矿用机械数显两用顶板离层仪，包括安装管、连接有绳索的锚爪，以及外侧面设有刻度的筒体，筒体上滑设有滑块，滑块与所述绳索连接，筒体内固设有连接电源的电阻条，电阻条上接触设置有随滑块移动的电刷，所述电阻条电性连接数显表。
7.本方案在使用时，将锚爪推送至岩石孔底，并将安装管插设在岩石孔口内，完成设备安装，当围岩发生离层时，带动安装管移动，从而通过绳索带动滑块移动，滑块移动时带动电刷移动，改变了电刷在电阻条上的位置，通过数显表内的监测电路将阻值变化转化为电刷对应的位移数值，并进行显示，从而实现了对围岩离层量的监测；通过在筒体上设置刻度，也可以在光线充足时直接读取位移数值。
8.作为优化，所述筒体内还固设有密封设置的电阻仓，所述电阻条固设在所述电阻仓内，所述滑块上固设有位于电阻仓外且与电刷通过磁性连接的磁体。本优化方案通过将电阻条设置在密封的电阻仓内，对电阻条起到防水防潮的作用，提高设备的可靠性；滑块移动时带动磁体移动，磁体通过磁性带动电刷移动，实现了从电阻仓外侧带动电阻仓内侧电刷的移动。
9.作为优化，所述筒体上套设有滑环，所述滑环与所述滑块固接。本优化方案通过设置滑环，方便对滑块的操作和安装，同时对滑块的移动起到导向作用。
10.作为优化，筒体内还设有弹簧和位于滑块靠近锚爪所在侧的限位台，所述弹簧的
两端分别顶至限位台和滑块，滑块通过绳卡与绳索固接。本优化方案通过限位台和滑块限制弹簧的整体移动，通过设置弹簧可对初始安装状态的绳索进行张紧，提高了位移监测精度。
11.作为优化，所述绳卡包括与滑块固接的卡体和通过螺纹连接在卡体上的紧定螺栓，卡体内开设有供绳索通过的通孔，所述紧定螺栓穿过所述通孔并顶至绳索。本优化方案的绳卡结构简单，安装管安装完成后，将锚爪与滑块之间的绳索拉紧，然后拧紧紧定螺栓，使绳索与滑块相对固定，滑块被拉动时，弹簧压缩。
12.作为优化，所述筒体为两件，且两筒体中均设有滑块和绳索，其中一绳索穿出安装管的长度大于另一绳索穿出安装管的长度。本优化方案通过设置两套位移监测机构，将两绳索端部连接的锚爪分别安装在深基点和浅基点，实现对深基点和浅基点处位移变化的同时监测。
13.作为优化，安装管远离锚爪的一端垂直固接有连接管，两筒体分别固设在连接管的两端，筒体、连接管和安装管的内腔相互连通。本优化方案将两筒体分别设置在安装管两侧，避免两绳索相互干涉，并且使本离层仪整体呈t型，稳定性更好。
14.作为优化，所述连接管的管壁上开设有出线孔。本优化方案通过在连接管上开设出线孔，方便两侧的导线集中引出。
15.本实用新型的有益效果为：通过在筒体上设置刻度，在滑块移动时可以直接读取位移数值，通过设置数显表，可以实时显示位移变化情况，从而适应多种不同工况；位移测量传感器采用直线电阻条，滑块的移动距离直接反映到电刷位置引起的电阻数值的变化，为位移量的绝对值，无需校准归零，使用更加方便。
附图说明
16.图1为本实用新型结构示意图；
17.图2为滑块和电阻仓的内部结构图；
18.图3为本实用新型电路原理图；
19.图中所示：
20.1、锚爪，2、绳索，3、安装管，4、托盘，5、弹簧，6、筒体，7、滑块，8、滑环， 9、电阻仓，10、荧光刻度膜，11、绕线圈，12、出线孔，13、插头，14、标线，15、电刷，16、磁体，17、电阻条，18、导线，19、绳卡，20、数显表。
具体实施方式
21.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
22.如图1所示一种矿用机械数显两用顶板离层仪，包括机械传动和数字处理两部分，可机械式刻度显示，也可数字显示，具体结构包括安装管3、连接有绳索2的锚爪1、外侧面设有刻度的筒体6，以及沿轴向滑设在所述筒体上的滑块7，筒体上开设有沿轴向延伸的滑槽，滑块沿所述滑槽移动，滑块通过绳卡19与绳索固接，绳索可采用钢丝绳。筒体外侧面粘设有荧光刻度膜10，刻度膜上的刻度精度为2mm，数显数值精度为1mm。
23.安装管上设有托盘4，托盘4的外径大于岩石钻孔的内径，安装时，托盘起到安装限位的作用，有利于提高安装效率。托盘朝向岩石一侧的安装管外壁上固设有弹性卡，通过弹
性卡实现安装管的固定。绳索的一端穿过安装管后连接锚爪，另一端穿过筒体后缠绕在绕线圈11上，以方便收纳。绳卡包括与滑块固接的卡体和通过螺纹连接在卡体上的紧定螺栓，卡体内开设有供绳索通过的通孔，所述紧定螺栓穿过所述通孔并顶至绳索。
24.本实施例的筒体为两件，且两筒体中均设有滑块和绳索，其中一绳索穿出安装管的长度大于另一绳索穿出安装管的长度，两绳索穿出安装管的一端均连接有锚爪。安装管远离锚爪的一端垂直固接有连接管，两筒体分别固设在连接管的两端，筒体、连接管和安装管的内腔相互连通。为了方便导线布置，在连接管的管壁上开设有出线孔12，导线伸出出线孔的一端设有插头13。
25.筒体内固设有连接电源的直线式电阻条17，电阻条17的两端分别连接电源正、负极，电阻条17上接触设置有随滑块移动的电刷15，电阻条电性连接数显表20，数显表通过防水插头的导线连接到电阻条，电路监测电刷的位置并显示在数显表上。滑块的直线位移反映到电刷位置引起的电阻数值的变化，为位移量的绝对值，无需校准归零，数显表内设置有单片机，单片机处理电阻仓传回的数据，通过单片机的ad转换器将电阻值转化为数字量，电路监测电刷的位置并显示在数显表上，数显表和单片机可采用现有技术。数显表采用电池供电，当电量低时显示屏会有预警，可拔下插头，充电后装回继续使用，内部有通信模块，可实现数据传输。
26.筒体内还固设有密封设置的电阻仓9，电阻条固设在所述电阻仓内，防止电阻条受潮影响测量结果，电阻仓内部设有固定电阻条的槽和供电刷15的滑动的轨道腔体，电刷可在电阻仓内沿轨道腔体顺畅滑动。电阻条的长度根据测量范围制定，采用厚膜电阻片作为位移电阻，与电阻条连接的导线18穿出电阻仓的位置采用密封胶密封，所述滑块上固设有位于电阻仓外且与电刷通过磁性连接的磁体16，磁体沿电阻仓滑动，电刷带有磁性，加强了与磁体的连接强度，实现密封的电阻仓内外滑块和电刷位移同步。
27.筒体上套设有滑环8，滑环的内径与筒体外径适配，滑环可沿筒体滑动，所述滑环8与所述滑块7固接，滑环一端设有标线14，可直观指示滑环在圆筒荧光刻度膜10上面的位移刻度值，方便读取刻度膜上的刻度值。
28.筒体内还设有弹簧5和位于滑块靠近锚爪所在侧的限位台，所述弹簧的两端分别顶至限位台和滑块，通过弹簧让筒体内的绳索处于张紧状态。
29.本实用新型矿用机械数显两用顶板离层仪的使用方法包括如下方面：
30.1、在巷道顶板钻孔，钻孔直径为32mm，用推杆将两个锚爪分别推到深基点、浅基点的安装位置，再将离层仪的安装管推入钻孔，至托盘顶至钻孔口部位置，调整滑块至0点位置，然后将绳索与滑块拧紧，并使滑块紧贴弹簧，通过弹簧的弹力对滑块与锚爪之间的绳索进行张紧；
31.2、离层发生时，锚爪发生位移，通过绳索拉动滑块移动，一方面，滑块带动电刷沿电阻条移动，电阻值发生变化，通过数显表显示对应的位移量；另一方面，根据滑环上的标线位置，读取位移量，实现机械读数、数字显示双重功能；数显表上设置两块显示屏，两块显示屏分别显示深基点和浅基点的位移数值；读取数值时，使用用矿灯照射数显表，数显表感应到光线后显示屏亮起10秒，每隔一定时间观察记录一次离层仪的数值；
32.3、当位移量达到量程后，可松开绳卡，让滑环归位，重复使用，累加测量。
33.本实用新型的顶板离层仪实现了顶板离层检测的数字和机械两用，实现了高精
度、数字化，同时具备高可靠性和耐用性。
34.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。