综采工作面活柱下缩量监测装置及方法
【专利摘要】一种综采工作面活柱下缩量监测装置及监测方法，监测装置包括传感器单元、随动轮固定机构和控制器，传感器单元包括随动轮、角度传感器；随动轮固定机构包括卡箍、摆臂、固定轴以及预紧弹簧，摆臂上端部设有固定板，角度传感器紧固于固定板的一端，随动轮布置于固定板的另一端，随动轮与活柱相接触并随活柱升降而滚动，通过角度传感器接收随动轮的信号传递给控制器，控制器对接收的角度检测信号进行实时存储及处理。通过数据分析采煤工作面顶板压力，对煤矿安全生产具有重要意义，其结构简单，易操作，成本低，安装使用方便，测量精度及可靠性高、环境适应性强。
【专利说明】
综采工作面活柱下缩量监测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种综采工作面活柱下缩量监测装置及方法，尤其适用于反映井下综采工作面支护质量及采场矿压显现的指标。
【背景技术】
[0002]综采工作面活柱下缩量是采场顶底板移近量的主要部分，是反映综采工作面支护质量及采场矿压显现的重要指标。目前活柱下缩量测量主要有两种常用的方式，一种是人工采用钢卷尺进行测量，另外一种是采用机械式压力下缩联合自记仪。但这两种方法均需耗费大量的人力、测量不方便、精度不高、数据分析繁琐，并且很难对工作面所有液压支架进行观测。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明的目的针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单、监测方便、省时省力、测量效果好的综采工作面活柱下缩量监测装置及监测方法。
[0004]技术方案:本发明的综采工作面活柱下缩量监测装置，包括传感器单元、随动轮固定机构和控制器，所述的传感器单元包括随动轮、经数据线与随动轮相连的角度传感器；所述的随动轮固定机构包括卡箍、摆臂、固定轴以及预紧弹簧，卡箍套装在液压缸体上，所述的摆臂上部面向活柱倾斜，下部垂直固定有一轴套，摆臂经轴套套装在固定轴上，固定轴的两端穿过卡箍两端头经预紧弹簧和螺母固定；所述的摆臂上端部设有固定随动轮和角度传感器的固定板，角度传感器通过螺丝紧固于固定板的一端，随动轮布置于固定板的另一端，并与角度传感器的轴相固定，随动轮与活柱相接触并随活柱升降而滚动，通过角度传感器接收随动轮的信号传递给控制器，控制器对接收的角度检测信号进行实时存储及处理。
[0005]所述的控制器为设在防暴外壳内的处理器和电源构成的控制器或液压支架电液控制器。
[0006]所述的数据线包括用于将控制器传送到角度传感器上的通讯线和用于将检测信号以模拟信号的形式从角度传感器传送到控制器上的信号线。
[0007]所述随动轮的直径大于传感器直径。
[0008]使用上述综采工作面活柱下缩量监测装置的监测方法，开启控制器为传感器单元供电，控制器传送指令信号到传感器单元；综采工作面活柱下缩时带随动轮转动，随动轮带动角度传感器工作并传送角度检测信号至控制器，控制器从传感器单元接收角度检测信号，并对接收的角度检测信号进行实时存储及处理，通过数据分析采煤工作面生产过程中顶板压力分布情况。
[0009]有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明可实现对综采工作面活柱下缩量及下缩速率的连续采集，通过开启防爆外壳上的开关，供电电源为传感器单元供电，处理器传送指令信号到传感器单元；综采工作面活柱下缩时带动滚轮转动，滚轮带动角度传感器工作并传送角度检测信号至处理器，处理器从传感器单元接收角度检测信号，即可对接收的角度检测信号进行实时存储及处理。其结构简单，易操作，成本低，安装使用方便，测量精度及可靠性高、环境适应性强，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实例一结构示意图；
[0011]图2是本发明的实例一部件装配结构示意图；
[0012]图3是本发明的实例一传感器系统实施工作原理方框图；
[0013]图4是本发明的实例二结构示意图；
[0014]图5是本发明的实例二部件装配结构示意图；
[0015]图6是本发明的实例二传感器系统工作原理方框图；
[0016]图7是本发明的实例一防爆外壳立体结构示意图；
[0017]图8是本发明的实例一摆臂支架结构示意图。
[0018]图中:1_防爆外壳，11-处理器，12-供电电源，13-开关，14-导线孔，15-通讯线，16-信号线，2-传感器单元，21-角度传感器，22-随动轮，3-卡箍，31-螺母，32-小孔，4-摆臂支架，41-固定板，42-固定轴，43-预紧弹簧，44-螺丝，5-液压缸体，6-活柱，7-液压支架电液控制器。
【具体实施方式】
[0019]实施例一、
[0020]如图1 一图3所示，本发明的综采工作面活柱下缩量监测装置，主要由传感器单元
2、随动轮固定机构和和控制器组成；所述的传感器单元2包括角度传感器21、数据线、随动轮22 ;所述随动轮22的直径大于传感器21直径。所述的数据线包括用于将指令信号从处理器11传送到角度传感器21上的通讯线15和用于将检测信号以模拟信号的形式从角度传感器21传送到处理器11上的信号线16。所述的控制器为设在防暴外壳I内的处理器11和电源12构成，所述的防爆外壳I上设有开关13及数据线通孔14，如图7所示。所述的随动轮固定机构包括卡箍3、摆臂4、固定轴42以及预紧弹簧43，卡箍3环固于液压缸体5上，所述的摆臂4上部面向活柱6倾斜，下部垂直固定有一轴套，摆臂4经轴套套装在固定轴42上，固定轴42的两端穿过卡箍3两端头经预紧弹簧43和螺母31固定；预紧弹簧43一端插入卡箍3开设的小孔32,另一端卡于摆臂外侧向液压支架立柱活柱6方向提供一定预紧力，摆臂4上端设有用于固定传感器21的固定板41。如图8所示，摆臂4上端部设有固定随动轮22和角度传感器21的固定板41，角度传感器21通过螺丝44紧固于固定板41的一端，随动轮22布置于固定板41的另一端,并与角度传感器21的轴相固定，随动轮22与活柱6相接触随活柱6升降而滚动，通过角度传感器21接收随动轮22的信号传递给处理器11，处理器11对接收的角度检测信号进行实时存储及处理。
[0021]本发明的综采工作面活柱下缩量的监测方法，将角度传感器21通过螺栓44紧固于摆臂4上部支架41上，随动轮22紧固于支架41另一侧的角度传感器21轴部，活柱6的升降带动随动轮22转动，随动轮22带动角度传感器21工作并传送角度检测信号；处理器11传送转换指令信号到传感器单元2或从传感器单元2接收检测信号，并对接收的检测信号进行实时存储；通讯线15，信号通过通讯线15从处理器11传送到传感器单元2 ;信号线16，检测信号以模拟信号的形式从传感器单元2通过该信号线16传送到处理器11 ;供电电源12，为系统提供直流工作电压；防爆外壳1，处理器11、供电电源12置于防爆外壳I内部，同时防爆外壳I设有开关13和导线孔14，用以开启和关闭装置，数据线15和16通过导线孔14与角度传感器21连接。开启防爆外壳I上的开关13，供电电源12为传感器单元2供电，处理器11传送指令信号到传感器单元2 ;综采工作面活柱6下缩时带随动轮22转动，随动轮22带动角度传感器21工作并传送角度检测信号至处理器11，处理器11从传感器单元2接收角度检测信号，并对接收的角度检测信号进行实时存储及处理，通过数据分析采煤工作面生产过程中顶板压力分布情况。
[0022]实施例二、
[0023]如图4 一图6所示，综采工作面活柱下缩量监测装置，主要由传感器单元2、随动轮固定机构和和控制器组成；结构与实施例基本相同，相同部份略。不同部份在于，所述的控制器为液压支架电液控制器7，通过角度传感器21接收随动轮22的信号直接传递给液压支架电液控制器7，通过液压支架电液控制器7对接收的角度检测信号进行实时存储及处理。
[0024]综采工作面活柱下缩量的监测方法,活柱6的升降带动随动轮22转动，随动轮22带动角度传感器21工作并传送角度检测信号；液压支架电液控制器7传送转换指令信号到传感器单元2或从传感器单元2接收检测信号，并对接收的检测信号进行实时存储；通讯线15，信号通过通讯线15从液压支架电液控制器7传送到传感器单元2 ;信号线16，检测信号以模拟信号的形式从传感器单元2通过该信号线16传送到液压支架电液控制器7，系统提供直流工作电压；数据线15和16通过液压支架电液控制器7与角度传感器21连接。液压支架电液控制器7传送指令信号到传感器单元2 ;综采工作面活柱6下缩时带随动轮22转动，随动轮22带动角度传感器21工作并传送角度检测信号至液压支架电液控制器7，液压支架电液控制器7从传感器单元2接收角度检测信号，并对接收的角度检测信号进行实时存储及处理，通过数据分析采煤工作面生产过程中顶板压力分布情况。
【权利要求】
1.一种综采工作面活柱下缩量监测装置，其特征在于:它包括传感器单元(2)、随动轮固定机构和控制器，所述的传感器单元(2)包括随动轮(22)、经数据线与随动轮(22)相连的角度传感器(21);所述的随动轮固定机构包括卡箍(3)、摆臂(4)、固定轴(42)以及预紧弹簧(43)，卡箍(3)套装在液压缸体(5)上，所述的摆臂(4)上部面向活柱(6)倾斜，下部垂直固定有一轴套，摆臂(4 )经轴套套装在固定轴(42 )上，固定轴(42 )的两端穿过卡箍(3 )两端头经预紧弹簧(43)和螺母(31)固定；所述的摆臂(4)上端部设有固定随动轮(22)和角度传感器(21)的固定板(41)，角度传感器(21)通过螺丝(44)紧固于固定板(41)的一端，随动轮(22)布置于固定板(41)的另一端，并与角度传感器(21)的轴相固定，随动轮(22)与活柱(6)相接触并随活柱(6)升降而滚动，通过角度传感器(21)接收随动轮(22)的信号传递给控制器，控制器对接收的角度检测信号进行实时存储及处理。
2.根据权利要求1所述的综采工作面活柱下缩量监测装置，其特征在于:所述的控制器为设在防暴外壳(I)内的处理器(11)和电源(12 )构成的控制器或液压支架电液控制器(7)。
3.根据权利要求1所述的综采工作面活柱下缩量监测装置，其特征在于:所述的数据线包括用于将控制器传送到角度传感器(21)上的通讯线(15)和用于将检测信号以模拟信号的形式从角度传感器(21)传送到控制器上的信号线(16)。
4.根据权利要求1所述的综采工作面活柱下缩量监测装置，其特征在于:所述随动轮(22)的直径大于传感器(21)直径。
5.一种使用权利要求1、2、3或4所述综采工作面活柱下缩量监测装置的监测方法，其特征在于:开启控制器为传感器单元(2)供电，控制器传送指令信号到传感器单元(2);综采工作面活柱(6)下缩时带随动轮(22)转动，随动轮(22)带动角度传感器(21)工作并传送角度检测信号至控制器，控制器从传感器单元(2)接收角度检测信号，并对接收的角度检测信号进行实时存储及处理，通过数据分析采煤工作面生产过程中顶板压力分布情况。
【文档编号】G01B21/00GK104236493SQ201410419969
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】万志军, 程敬义, 张洪伟, 郑磊, 张源, 周长冰 申请人:中国矿业大学