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綜采工作面活柱下縮量監測裝置及方法
【專利摘要】一種綜采工作面活柱下縮量監測裝置及監測方法，監測裝置包括傳感器單元、隨動輪固定機構和控制器，傳感器單元包括隨動輪、角度傳感器；隨動輪固定機構包括卡箍、擺臂、固定軸以及預緊彈簧，擺臂上端部設有固定板，角度傳感器緊固于固定板的一端，隨動輪布置于固定板的另一端，隨動輪與活柱相接觸并隨活柱升降而滾動，通過角度傳感器接收隨動輪的信號傳遞給控制器，控制器對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理。通過數據分析采煤工作面頂板壓力，對煤礦安全生產具有重要意義，其結構簡單，易操作，成本低，安裝使用方便，測量精度及可靠性高、環境適應性強。
【專利說明】
綜采工作面活柱下縮量監測裝置及方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種綜采工作面活柱下縮量監測裝置及方法，尤其適用于反映井下綜采工作面支護質量及采場礦壓顯現的指標。

【背景技術】
[0002]綜采工作面活柱下縮量是采場頂底板移近量的主要部分，是反映綜采工作面支護質量及采場礦壓顯現的重要指標。目前活柱下縮量測量主要有兩種常用的方式，一種是人工采用鋼卷尺進行測量，另外一種是采用機械式壓力下縮聯合自記儀。但這兩種方法均需耗費大量的人力、測量不方便、精度不高、數據分析繁瑣，并且很難對工作面所有液壓支架進行觀測。


【發明內容】

[0003]技術問題:本發明的目的針對已有技術中存在的問題，提供一種結構簡單、監測方便、省時省力、測量效果好的綜采工作面活柱下縮量監測裝置及監測方法。
[0004]技術方案:本發明的綜采工作面活柱下縮量監測裝置，包括傳感器單元、隨動輪固定機構和控制器，所述的傳感器單元包括隨動輪、經數據線與隨動輪相連的角度傳感器；所述的隨動輪固定機構包括卡箍、擺臂、固定軸以及預緊彈簧，卡箍套裝在液壓缸體上，所述的擺臂上部面向活柱傾斜，下部垂直固定有一軸套，擺臂經軸套套裝在固定軸上，固定軸的兩端穿過卡箍兩端頭經預緊彈簧和螺母固定；所述的擺臂上端部設有固定隨動輪和角度傳感器的固定板，角度傳感器通過螺絲緊固于固定板的一端，隨動輪布置于固定板的另一端，并與角度傳感器的軸相固定，隨動輪與活柱相接觸并隨活柱升降而滾動，通過角度傳感器接收隨動輪的信號傳遞給控制器，控制器對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理。
[0005]所述的控制器為設在防暴外殼內的處理器和電源構成的控制器或液壓支架電液控制器。
[0006]所述的數據線包括用于將控制器傳送到角度傳感器上的通訊線和用于將檢測信號以模擬信號的形式從角度傳感器傳送到控制器上的信號線。
[0007]所述隨動輪的直徑大于傳感器直徑。
[0008]使用上述綜采工作面活柱下縮量監測裝置的監測方法，開啟控制器為傳感器單元供電，控制器傳送指令信號到傳感器單元；綜采工作面活柱下縮時帶隨動輪轉動，隨動輪帶動角度傳感器工作并傳送角度檢測信號至控制器，控制器從傳感器單元接收角度檢測信號，并對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理，通過數據分析采煤工作面生產過程中頂板壓力分布情況。
[0009]有益效果:由于采用了上述技術方案，本發明可實現對綜采工作面活柱下縮量及下縮速率的連續采集，通過開啟防爆外殼上的開關，供電電源為傳感器單元供電，處理器傳送指令信號到傳感器單元；綜采工作面活柱下縮時帶動滾輪轉動，滾輪帶動角度傳感器工作并傳送角度檢測信號至處理器，處理器從傳感器單元接收角度檢測信號，即可對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理。其結構簡單，易操作，成本低，安裝使用方便，測量精度及可靠性高、環境適應性強，具有廣泛的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的實例一結構示意圖；
[0011]圖2是本發明的實例一部件裝配結構示意圖；
[0012]圖3是本發明的實例一傳感器系統實施工作原理方框圖；
[0013]圖4是本發明的實例二結構示意圖；
[0014]圖5是本發明的實例二部件裝配結構示意圖；
[0015]圖6是本發明的實例二傳感器系統工作原理方框圖；
[0016]圖7是本發明的實例一防爆外殼立體結構示意圖；
[0017]圖8是本發明的實例一擺臂支架結構示意圖。
[0018]圖中:1_防爆外殼，11-處理器，12-供電電源，13-開關，14-導線孔，15-通訊線，16-信號線，2-傳感器單元，21-角度傳感器，22-隨動輪，3-卡箍，31-螺母，32-小孔，4-擺臂支架，41-固定板，42-固定軸，43-預緊彈簧，44-螺絲，5-液壓缸體，6-活柱，7-液壓支架電液控制器。

【具體實施方式】
[0019]實施例一、
[0020]如圖1 一圖3所示，本發明的綜采工作面活柱下縮量監測裝置，主要由傳感器單元
2、隨動輪固定機構和和控制器組成；所述的傳感器單元2包括角度傳感器21、數據線、隨動輪22 ;所述隨動輪22的直徑大于傳感器21直徑。所述的數據線包括用于將指令信號從處理器11傳送到角度傳感器21上的通訊線15和用于將檢測信號以模擬信號的形式從角度傳感器21傳送到處理器11上的信號線16。所述的控制器為設在防暴外殼I內的處理器11和電源12構成，所述的防爆外殼I上設有開關13及數據線通孔14，如圖7所示。所述的隨動輪固定機構包括卡箍3、擺臂4、固定軸42以及預緊彈簧43，卡箍3環固于液壓缸體5上，所述的擺臂4上部面向活柱6傾斜，下部垂直固定有一軸套，擺臂4經軸套套裝在固定軸42上，固定軸42的兩端穿過卡箍3兩端頭經預緊彈簧43和螺母31固定；預緊彈簧43一端插入卡箍3開設的小孔32,另一端卡于擺臂外側向液壓支架立柱活柱6方向提供一定預緊力，擺臂4上端設有用于固定傳感器21的固定板41。如圖8所示，擺臂4上端部設有固定隨動輪22和角度傳感器21的固定板41，角度傳感器21通過螺絲44緊固于固定板41的一端，隨動輪22布置于固定板41的另一端,并與角度傳感器21的軸相固定，隨動輪22與活柱6相接觸隨活柱6升降而滾動，通過角度傳感器21接收隨動輪22的信號傳遞給處理器11，處理器11對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理。
[0021]本發明的綜采工作面活柱下縮量的監測方法，將角度傳感器21通過螺栓44緊固于擺臂4上部支架41上，隨動輪22緊固于支架41另一側的角度傳感器21軸部，活柱6的升降帶動隨動輪22轉動，隨動輪22帶動角度傳感器21工作并傳送角度檢測信號；處理器11傳送轉換指令信號到傳感器單元2或從傳感器單元2接收檢測信號，并對接收的檢測信號進行實時存儲；通訊線15，信號通過通訊線15從處理器11傳送到傳感器單元2 ;信號線16，檢測信號以模擬信號的形式從傳感器單元2通過該信號線16傳送到處理器11 ;供電電源12，為系統提供直流工作電壓；防爆外殼1，處理器11、供電電源12置于防爆外殼I內部，同時防爆外殼I設有開關13和導線孔14，用以開啟和關閉裝置，數據線15和16通過導線孔14與角度傳感器21連接。開啟防爆外殼I上的開關13，供電電源12為傳感器單元2供電，處理器11傳送指令信號到傳感器單元2 ;綜采工作面活柱6下縮時帶隨動輪22轉動，隨動輪22帶動角度傳感器21工作并傳送角度檢測信號至處理器11，處理器11從傳感器單元2接收角度檢測信號，并對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理，通過數據分析采煤工作面生產過程中頂板壓力分布情況。
[0022]實施例二、
[0023]如圖4 一圖6所示，綜采工作面活柱下縮量監測裝置，主要由傳感器單元2、隨動輪固定機構和和控制器組成；結構與實施例基本相同，相同部份略。不同部份在于，所述的控制器為液壓支架電液控制器7，通過角度傳感器21接收隨動輪22的信號直接傳遞給液壓支架電液控制器7，通過液壓支架電液控制器7對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理。
[0024]綜采工作面活柱下縮量的監測方法,活柱6的升降帶動隨動輪22轉動，隨動輪22帶動角度傳感器21工作并傳送角度檢測信號；液壓支架電液控制器7傳送轉換指令信號到傳感器單元2或從傳感器單元2接收檢測信號，并對接收的檢測信號進行實時存儲；通訊線15，信號通過通訊線15從液壓支架電液控制器7傳送到傳感器單元2 ;信號線16，檢測信號以模擬信號的形式從傳感器單元2通過該信號線16傳送到液壓支架電液控制器7，系統提供直流工作電壓；數據線15和16通過液壓支架電液控制器7與角度傳感器21連接。液壓支架電液控制器7傳送指令信號到傳感器單元2 ;綜采工作面活柱6下縮時帶隨動輪22轉動，隨動輪22帶動角度傳感器21工作并傳送角度檢測信號至液壓支架電液控制器7，液壓支架電液控制器7從傳感器單元2接收角度檢測信號，并對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理，通過數據分析采煤工作面生產過程中頂板壓力分布情況。
【權利要求】
1.一種綜采工作面活柱下縮量監測裝置，其特征在于:它包括傳感器單元(2)、隨動輪固定機構和控制器，所述的傳感器單元(2)包括隨動輪(22)、經數據線與隨動輪(22)相連的角度傳感器(21);所述的隨動輪固定機構包括卡箍(3)、擺臂(4)、固定軸(42)以及預緊彈簧(43)，卡箍(3)套裝在液壓缸體(5)上，所述的擺臂(4)上部面向活柱(6)傾斜，下部垂直固定有一軸套，擺臂(4 )經軸套套裝在固定軸(42 )上，固定軸(42 )的兩端穿過卡箍(3 )兩端頭經預緊彈簧(43)和螺母(31)固定；所述的擺臂(4)上端部設有固定隨動輪(22)和角度傳感器(21)的固定板(41)，角度傳感器(21)通過螺絲(44)緊固于固定板(41)的一端，隨動輪(22)布置于固定板(41)的另一端，并與角度傳感器(21)的軸相固定，隨動輪(22)與活柱(6)相接觸并隨活柱(6)升降而滾動，通過角度傳感器(21)接收隨動輪(22)的信號傳遞給控制器，控制器對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理。
2.根據權利要求1所述的綜采工作面活柱下縮量監測裝置，其特征在于:所述的控制器為設在防暴外殼(I)內的處理器(11)和電源(12 )構成的控制器或液壓支架電液控制器(7)。
3.根據權利要求1所述的綜采工作面活柱下縮量監測裝置，其特征在于:所述的數據線包括用于將控制器傳送到角度傳感器(21)上的通訊線(15)和用于將檢測信號以模擬信號的形式從角度傳感器(21)傳送到控制器上的信號線(16)。
4.根據權利要求1所述的綜采工作面活柱下縮量監測裝置，其特征在于:所述隨動輪(22)的直徑大于傳感器(21)直徑。
5.一種使用權利要求1、2、3或4所述綜采工作面活柱下縮量監測裝置的監測方法，其特征在于:開啟控制器為傳感器單元(2)供電，控制器傳送指令信號到傳感器單元(2);綜采工作面活柱(6)下縮時帶隨動輪(22)轉動，隨動輪(22)帶動角度傳感器(21)工作并傳送角度檢測信號至控制器，控制器從傳感器單元(2)接收角度檢測信號，并對接收的角度檢測信號進行實時存儲及處理，通過數據分析采煤工作面生產過程中頂板壓力分布情況。
【文檔編號】G01B21/00GK104236493SQ201410419969
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】萬志軍, 程敬義, 張洪偉, 鄭磊, 張源, 周長冰 申請人:中國礦業大學