一种煤矿注浆充填区域的监测装置的制作方法

本发明涉及矿区环境治理，具体是涉及一种煤矿注浆充填区域的监测装置。

背景技术：

1、随着城市化进程推进，前期通过矿山发展起来的能源和资源型城市的城市规划、空间布局受到采空塌陷的制约，目前各地区不仅对采空区充填、回填加固技术进行探索实践，还对治理前和治理后采空区塌陷地的岩层监测提出了要求，但目前缺乏一体化的采空区塌陷地岩层检测设备，中国专利cn114152469b一种采空区塌陷地岩层检测设备，包括移动固定部分、钻地取样部分；移动固定部分可以移动到指定位置固定住，也可以辅助钻地取样部分钻到土里，也可以将钻地取样部分从土里拉出来并将样本保存好；通过伺服电机e驱动带着圆形支架转动，圆形支架带着挡板滑动，来使挡板打开或者关闭，防止了土进入到钻地取样部分内部从而造成设备故障，影响工作进度；此发明提供了一种采空区塌陷地岩层检测设备，可以对采空区地岩层取样进行检测以方便对治理前、后的岩层的稳定性，但是此发明在每次取样后均需要将设备移出地面将样本取出，在土壤深度较浅的取样时效率还能有所保障，有时在取样时需要对于土壤下方不同深度不同点位的土壤进行取样，每次将样本取出会造成时间上的浪费，影响对于煤矿注浆充填区域的监测效率和效果。

技术实现思路

1、针对上述问题，提供一种煤矿注浆充填区域的监测装置，本发明通过转动的转换架的设置，能对于多个取样管进行存储，配合取样组件使得设备能在地下就能完成对于取样管的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测。

2、为解决现有技术问题，本发明提供一种煤矿注浆充填区域的监测装置，包括安装筒和套设于安装筒底部的钻头，安装筒为空心结构设置，安装筒的中央设置有主杆，安装筒内设置有驱动机构、转换架、取样组件和定位组件；驱动机构设置于主杆的内部，驱动机构上设置有能沿主杆的轴线方向滑动的驱动架；转换架能转动的套设于主杆上，转换架上设置有多个等距环绕于其轴线的放置架，每个放置架上均设置有与其卡接配合的取样管；取样组件设置于转换架的旁侧，取样组件用于将放置架上的取样管放置于驱动架的下方；定位组件能转动的设置于驱动架上，且定位组件上设置有与驱动机构传动连接的传动组件，传动组件用于带动定位组件转动；钻头的底部设置有出料口，出料口上设置有挡料机构，挡料机构与驱动架传动连接。

3、优选的，驱动机构还包括丝杆和第一旋转驱动电机，丝杆呈竖直状态能转动的设置于主杆的内部，第一旋转驱动电机设置于丝杆的顶部，丝杆与第一旋转驱动电机的输出轴传动连接，驱动架包括驱动环、抵接环和多个连接柱，驱动环套设于丝杆上且与其螺纹配合，多个连接柱等距环绕于驱动环的轴线设置，抵接环固定连接于多个连接柱的底部，且多个连接柱贯穿通过主杆的底部并与其滑动配合。

4、优选的，传动组件包括安装环和六棱柱，安装环能转动的设置于抵接环上，六棱柱呈竖直状态固定连接于安装环的顶部，丝杆为空心的结构设置，丝杆上设置有与六棱柱相互匹配的安装孔，六棱柱贯穿通过主杆的底部与套设于丝杆的内部，定位组件固定连接于安装环的底部。

5、优选的，安装筒的底部还设置有隔板，隔板上位于取样组件的下方设置有缺口，隔板的中央设置有往主杆的方向延伸的凹槽，定位组件包括定位环、第一电磁铁、多个第一磁吸块和多个第一弹性件，定位环固定连接于安装环的下方，定位环的底部还设置有环形的限位板，第一电磁铁为环形结构，第一电磁铁固定连接于凹槽内，多个第一磁吸块能沿定位环的径向滑动的设置于定位环上，且多个第一磁吸块等距环绕于定位环的轴线设置，多个第一弹性件分别套设于多个第一磁吸块上，第一弹性件的两端分别与定位环的外壁和第一磁吸块上远离定位环的外壁的一侧固定连接，取样管的顶部设置有与多个第一磁吸块相互匹配的连接孔，当第一电磁铁通电时，多个第一磁吸块均与第一电磁铁磁性连接。

6、优选的，挡料机构包括传动架、连接环、两个弹性的伸缩杆、两个挡板、两个第二弹性件和两个导向柱，两个挡板呈镜像对称状态设置于出料口的两侧，且两个挡板能相对滑动的设置于出料口上，两个第二弹性件分别位于两个挡板上相互远离的一侧，第二弹性件的两端分别与钻头的内壁和挡板固定连接，两个导向柱均呈竖直状态固定连接于隔板的下方，传动架套设于两个导向柱上，传动架的中央设置有与限位板相互匹配的传动环，连接环能转动的套设于传动环上，两个伸缩杆呈镜像对称状态分别设置于连接环的两侧，伸缩杆的两端分别与挡板和连接环铰接。

7、优选的，转换架上设置有与其固定连接的齿圈，安装筒的内部位于转换架的上方设置有沿安装筒的径向延伸的安装板，安装板上设置有能转动的旋转轴和用于带动旋转轴的第二旋转驱动电机，旋转轴上设置有与齿圈啮合连接的齿轮，多个放置架均为两个半圆环形的弹性夹片组成。

8、优选的，取样组件包括拾取杆、夹持组件、两个支撑轴、两个第一摆动杆，主杆上设置有两个安装架，两个支撑轴均呈水平状态分别能转动的设置于两个安装架上，两个第一摆动杆分别套设于两个支撑轴上，且两个第一摆动杆相互平行，拾取杆铰接于两个第一摆动杆上远离支撑轴的一端，且拾取杆与主杆的轴线相互平行，夹持组件固定连接于拾取杆的底部。

9、优选的，取样组件还包括涡轮、蜗杆和第三旋转驱动电机，涡轮套设于其中一个支撑轴上，蜗杆能转动的设置于涡轮的上方，且蜗杆与涡轮啮合连接，第三旋转驱动电机设置于蜗杆的旁侧，且蜗杆与第三旋转驱动电机的输出轴传动连接。

10、优选的，夹持组件包括夹持架、滑块、夹持板和两个夹持杆，夹持架固定连接于拾取杆的底部，且夹持架往靠近主杆的一侧延伸，夹持板固定连接于夹持架上远离主杆的一侧，夹持板上设置有第二电磁铁，滑块能滑动的设置于夹持架的底部，且滑块的底部设置有滑轮，滑块上设置有第二磁吸块，当第二电磁铁通电时，第二磁吸块均与第二电磁铁磁性连接，第二磁吸块与第二电磁铁之间设置有第三弹性件，两个夹持杆分别能相对转动的设置于夹持架的两端上，两个夹持杆上均设置有沿其长度方向延伸的滑轨，滑轨套设于滑块的滑轮上。

11、优选的，安装筒的外侧套设有转动筒，转动筒与钻头传动连接，转动筒和钻头上设置有螺旋状的叶片。

12、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

13、1.本发明通过转动的转换架的设置，能对于多个取样管进行存储，配合取样组件使得设备能在地下就能完成对于取样管的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测。

14、2.本发明通过驱动架、驱动机构和传动组件的设置，使得取样管在移动的同时能产生自转，降低其对于土壤的取样难度，延长取样管的使用寿命，通过挡料机构与驱动架传动连接的设置，使得挡料机构无需配备独立的驱动源，降低设备的成本。

技术特征：

1.一种煤矿注浆充填区域的监测装置，包括安装筒（1）和套设于安装筒（1）底部的钻头（2），其特征在于，安装筒（1）为空心结构设置，安装筒（1）的中央设置有主杆（11），安装筒（1）内设置有驱动机构（12）、转换架（13）、取样组件（15）和定位组件（16）；

2.根据权利要求1所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，驱动机构（12）还包括丝杆（122）和第一旋转驱动电机（123），丝杆（122）呈竖直状态能转动的设置于主杆（11）的内部，第一旋转驱动电机（123）设置于丝杆（122）的顶部，丝杆（122）与第一旋转驱动电机（123）的输出轴传动连接，驱动架（121）包括驱动环（1211）、抵接环（1212）和多个连接柱（1213），驱动环（1211）套设于丝杆（122）上且与其螺纹配合，多个连接柱（1213）等距环绕于驱动环（1211）的轴线设置，抵接环（1212）固定连接于多个连接柱（1213）的底部，且多个连接柱（1213）贯穿通过主杆（11）的底部并与其滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，传动组件（151）包括安装环（1511）和六棱柱（1512），安装环（1511）能转动的设置于抵接环（1212）上，六棱柱（1512）呈竖直状态固定连接于安装环（1511）的顶部，丝杆（122）为空心的结构设置，丝杆（122）上设置有与六棱柱（1512）相互匹配的安装孔（1221），六棱柱（1512）贯穿通过主杆（11）的底部与套设于丝杆（122）的内部，定位组件（16）固定连接于安装环（1511）的底部。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，安装筒（1）的底部还设置有隔板（17），隔板（17）上位于取样组件（15）的下方设置有缺口（172），隔板（17）的中央设置有往主杆（11）的方向延伸的凹槽（171），定位组件（16）包括定位环（161）、第一电磁铁（163）、多个第一磁吸块（162）和多个第一弹性件（1621），定位环（161）固定连接于安装环（1511）的下方，定位环（161）的底部还设置有环形的限位板（1611），第一电磁铁（163）为环形结构，第一电磁铁（163）固定连接于凹槽（171）内，多个第一磁吸块（162）能沿定位环（161）的径向滑动的设置于定位环（161）上，且多个第一磁吸块（162）等距环绕于定位环（161）的轴线设置，多个第一弹性件（1621）分别套设于多个第一磁吸块（162）上，第一弹性件（1621）的两端分别与定位环（161）的外壁和第一磁吸块（162）上远离定位环（161）的外壁的一侧固定连接，取样管（132）的顶部设置有与多个第一磁吸块（162）相互匹配的连接孔（1321），当第一电磁铁（163）通电时，多个第一磁吸块（162）均与第一电磁铁（163）磁性连接。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，挡料机构（22）包括传动架（221）、连接环（222）、两个弹性的伸缩杆（2221）、两个挡板（223）、两个第二弹性件和两个导向柱（2211），两个挡板（223）呈镜像对称状态设置于出料口（21）的两侧，且两个挡板（223）能相对滑动的设置于出料口（21）上，两个第二弹性件分别位于两个挡板（223）上相互远离的一侧，第二弹性件的两端分别与钻头（2）的内壁和挡板（223）固定连接，两个导向柱（2211）均呈竖直状态固定连接于隔板（17）的下方，传动架（221）套设于两个导向柱（2211）上，传动架（221）的中央设置有与限位板（1611）相互匹配的传动环（2212），连接环（222）能转动的套设于传动环（2212）上，两个伸缩杆（2221）呈镜像对称状态分别设置于连接环（222）的两侧，伸缩杆（2221）的两端分别与挡板（223）和连接环（222）铰接。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，转换架（13）上设置有与其固定连接的齿圈（133），安装筒（1）的内部位于转换架（13）的上方设置有沿安装筒（1）的径向延伸的安装板（14），安装板（14）上设置有能转动的旋转轴（142）和用于带动旋转轴（142）的第二旋转驱动电机（143），旋转轴（142）上设置有与齿圈（133）啮合连接的齿轮（141），多个放置架（131）均为两个半圆环形的弹性夹片组成。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，取样组件（15）包括拾取杆（152）、夹持组件（153）、两个支撑轴（154）、两个第一摆动杆（1541），主杆（11）上设置有两个安装架（111），两个支撑轴（154）均呈水平状态分别能转动的设置于两个安装架（111）上，两个第一摆动杆（1541）分别套设于两个支撑轴（154）上，且两个第一摆动杆（1541）相互平行，拾取杆（152）铰接于两个第一摆动杆（1541）上远离支撑轴（154）的一端，且拾取杆（152）与主杆（11）的轴线相互平行，夹持组件（153）固定连接于拾取杆（152）的底部。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，取样组件（15）还包括涡轮（1542）、蜗杆（1543）和第三旋转驱动电机（1544），涡轮（1542）套设于其中一个支撑轴（154）上，蜗杆（1543）能转动的设置于涡轮（1542）的上方，且蜗杆（1543）与涡轮（1542）啮合连接，第三旋转驱动电机（1544）设置于蜗杆（1543）的旁侧，且蜗杆（1543）与第三旋转驱动电机（1544）的输出轴传动连接。

9.根据权利要求7所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，夹持组件（153）包括夹持架（1531）、滑块（1532）、夹持板（15311）和两个夹持杆（1533），夹持架（1531）固定连接于拾取杆（152）的底部，且夹持架（1531）往靠近主杆（11）的一侧延伸，夹持板（15311）固定连接于夹持架（1531）上远离主杆（11）的一侧，夹持板（15311）上设置有第二电磁铁（15312），滑块（1532）能滑动的设置于夹持架（1531）的底部，且滑块（1532）的底部设置有滑轮（15321），滑块（1532）上设置有第二磁吸块（15323），当第二电磁铁（15312）通电时，第二磁吸块（15323）均与第二电磁铁（15312）磁性连接，第二磁吸块（15323）与第二电磁铁（15312）之间设置有第三弹性件（15322），两个夹持杆（1533）分别能相对转动的设置于夹持架（1531）的两端上，两个夹持杆（1533）上均设置有沿其长度方向延伸的滑轨（15331），滑轨（15331）套设于滑块（1532）的滑轮（15321）上。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种煤矿注浆充填区域的监测装置，其特征在于，安装筒（1）的外侧套设有转动筒（18），转动筒（18）与钻头（2）传动连接，转动筒（18）和钻头（2）上设置有螺旋状的叶片（181）。

技术总结
本发明涉及矿区环境治理技术领域，具体是涉及一种煤矿注浆充填区域的监测装置，包括安装筒和套设于安装筒底部的钻头，安装筒为空心结构设置，安装筒的中央设置有主杆，安装筒内设置有驱动机构、转换架、取样组件和定位组件；钻头的底部设置有出料口，出料口上设置有挡料机构，挡料机构与驱动架传动连接，本发明通过转动的转换架的设置，能对于多个取样管进行存储，配合取样组件使得设备能在地下就能完成对于取样管的切换，使得设备能多次对土壤进行取样，提高设备适配性，且在设备不上移的情况下能对于不同深度的土壤中的土壤进行取样作业，提高对于土壤的取样效率，便于后续对于煤矿注浆充填区域的监测。

技术研发人员：李伟利
受保护的技术使用者：煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21