一种煤矿采矿区环境监测设备

1.本发明涉及环境监测领域，更具体地说，涉及一种煤矿采矿区环境监测设备。


背景技术：

2.煤矿是指富含煤炭资源的地方，一般分为井工煤矿和露天煤矿，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，煤矿中含有大量的有害气体，且随着矿井的深度增加，含氧量也逐渐减小，因此需要对煤矿环境进行实时监测，以降低开采危险；
3.环境监测设备是用来监测煤矿环境的一种必要装置，通过对煤矿内部进行摄像让人快速了解到矿内情况，还会对煤矿内部空气进行检测，避免空气中有害气体含量超标及氧气不足导致工人出现危险；
4.但是煤矿中的空气组成成分复杂，各种成分的密度不同，因此会导致空气出现分层，而传统的监测设备通常都是在特定高度监测，因此会导致监测数据出现误差，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种煤矿采矿区环境监测设备，可以实现全方位的空气环境检测，避免出现空气分层，导致只检测一定区域空气而出现检测误差的情况，提高了检测的精准度，同时监测画面平稳。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种煤矿采矿区环境监测设备，包括机体，所述机体的两侧均设有履带，所述机体的上端固定连接有机盒，所述机盒的前端中部设有摄像头，所述机盒的前端两侧上部均设有照明灯，所述机盒的前端中部上端设有检测机构，所述机盒的内部中心处转动连接有风扇，所述检测机构包括固定连接于机盒前端中部上端位置的导流管，所述导流管的前端螺旋套接有转头，所述转头的上下两端均固定连接有收集管，且收集管的外壁开设有采集孔，所述风扇的输出轴上端偏心处与转头之间固定连接有第一牵引杆，且第一牵引杆位于导流管的内部，所述导流管与转头及收集管之间相连通。
10.进一步的，所述收集管由多个管节滑动连接而成，相邻管节之间固定连接有弹簧。
11.进一步的，所述机盒的下部设有清理机构，所述清理机构包括转动连接于机盒的前端下部中心处的转盘，所述转盘的上端固定连接有清洁杆，所述转盘的后端下部固定连接有伸缩筒，且伸缩筒与风扇的输出轴下端偏心处之间固定连接有第二牵引杆，所述第二牵引杆的前端贯穿伸缩筒内部与伸缩筒之间滑动连接。
12.进一步的，所述清洁杆的内部转动连接有清洁辊，且清洁辊的后部与摄像头相接触，所述清洁杆的前端内壁中心处固定连接有刮块，所述清洁杆的前端两侧均开设有排屑
口。
13.进一步的，所述机盒的内部前端设有平稳机构，所述平稳机构包括开设于机盒前部的安装腔，所述安装腔的内部后端固定连接有连接座，所述连接座与摄像头之间转动连接，所述摄像头的两侧均固定连接有配重块。
14.进一步的，所述平稳机构还包括等距固定连接于安装腔内壁的磁石，所述摄像头的外表面位于连接座的内部等距固定连接有拨片，所述连接座的内部填充有非牛顿液体。
15.进一步的，所述机盒的两侧均活动连接有机械臂，所述机盒的内部两侧对应机械臂的位置固定连接有驱动电机，所述机体与机盒之间设有空腔。
16.进一步的，所述弹簧的弹力大于相邻管节之间的摩擦力。
17.进一步的，所述检测机构与清理机构均由塑钢材质制成。
18.进一步的，所述磁石对配重块的磁性吸引力小于配重块的自身重力。
19.3.有益效果
20.相比于现有技术，本发明的优点在于：
21.(1)本方案可以实现全方位的空气环境检测，避免出现空气分层，导致只检测一定区域空气而出现检测误差的情况，提高了检测的精准度。
22.(2)本方案利用清洁杆将附着在摄像头表面的扬尘刷下，保障了摄像头的监测画面清晰，同时清洁杆在摆动时与摄像头发生摩擦，利用摩擦力带动清洁辊转动，清洁辊转动将清洁后的一面转动至清洁杆内部与刮块接触，通过刮块将清洁辊表面清洁下来的的扬尘刮下并通过排屑口排出，从而达到对清洁辊清洁的作用，保障了清洁辊对摄像头的清洁效率。
23.(3)本方案中通过摄像头在两侧配重块重力的作用下与连接座发生旋转，保持摄像头处于水平状态，降低了摄像头的晃动程度，使得监测画面稳定便于观察，而通过磁石对配重块进行磁力吸引，使得机体在大幅度晃动时，摄像头的旋转得到磁力缓冲，避免摄像头旋转过快导致晃动，同时在摄像头与连接座的连接部分填充非牛顿液体，通过摄像头转动时其表面的拨片与非牛顿液体产生阻力，进一步提高了缓冲效果，降低了摄像头的转动速度，提高了摄像头监测画面的稳定性。
附图说明
24.图1为本发明的整体结构示意图；
25.图2为本发明的机盒的俯视剖视示意图；
26.图3为本发明的收集管的结构示意图；
27.图4为本发明的机盒的仰视剖视示意图；
28.图5为本发明的图4中a的放大图；
29.图6为本发明的清洁杆的结构示意图；
30.图7为本发明的平稳机构的结构示意图；
31.图8为本发明的摄像头与连接座相结合示视图。
32.图中标号说明：
33.1、机体；2、履带；3、机盒；4、摄像头；5、检测机构；51、导流管；52、转头；53、收集管；54、管节；55、弹簧；56、采集孔；57、第一牵引杆；6、照明灯；7、机械臂；8、清理机构；81、转盘；
82、清洁杆；821、清洁辊；822、刮块；823、排屑口；83、第二牵引杆；84、伸缩筒；9、风扇；10、驱动电机；11、平稳机构；111、安装腔；112、连接座；113、配重块；114、磁石；115、拨片。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.实施例1：
38.请参阅图1-图3，一种煤矿采矿区环境监测设备，包括机体1，所述机体1的两侧均设有履带2，所述机体1的上端固定连接有机盒3，所述机盒3的前端中部设有摄像头4，所述机盒3的前端两侧上部均设有照明灯6，所述机盒3的前端中部上端设有检测机构5，所述机盒3的内部中心处转动连接有风扇9，所述检测机构5包括固定连接于机盒3前端中部上端位置的导流管51，所述导流管51的前端螺旋套接有转头52，所述转头52的上下两端均固定连接有收集管53，且收集管53的外壁开设有采集孔56，所述风扇9的输出轴上端偏心处与转头52之间固定连接有第一牵引杆57，且第一牵引杆57位于导流管51的内部，所述导流管51与转头52及收集管53之间相连通；
39.所述收集管53由多个管节54滑动连接而成，相邻管节54之间固定连接有弹簧55；所述弹簧55的弹力大于相邻管节54之间的摩擦力；
40.所述机盒3的两侧均活动连接有机械臂7，所述机盒3的内部两侧对应机械臂7的位置固定连接有驱动电机10，所述机体1与机盒3之间设有空腔。
41.煤矿中的空气组成成分复杂，各种成分的密度不同，因此会导致空气出现分层，而传统的监测设备通常都是在特定高度监测，因此会导致监测数据出现误差，存在一定的安全隐患。
42.工作时，机体1通过履带2驱动进行移动，通过机盒3上的摄像头4对矿井环境进行摄像监测，同时通过检测机构5对矿井中的空气成分进行检测，检测时风扇9转动，产生吸力，将矿井中的空气由采集孔56吸入至收集管53中，并通过导流管51吸入进行检测，检测时，随着风扇9的转动，带动第一牵引杆57做偏心运动，从而促使第一牵引杆57做前后往复运动，由于转头52与导流管51螺旋传动连接，在第一牵引杆57的推动下，使得转头52发生旋
转，进而利用转头52带动收集管53转动，利用收集管53上的采集孔56对机体1周围的空气进行全方位采集，避免因空气出现分层导致检测数据不准的现象发生，提高了空气检测的精准度，同时通过驱动电机10可驱动机械臂7工作，可将氧气瓶等救援物品搬运在机体1与机盒3之间的空腔中，以便在矿井中发生危险时供矿工们使用。
43.请参阅图4至图6，所述机盒3的下部设有清理机构8，所述清理机构8包括转动连接于机盒3的前端下部中心处的转盘81，所述转盘81的上端固定连接有清洁杆82，所述转盘81的后端下部固定连接有伸缩筒84，且伸缩筒84与风扇9的输出轴下端偏心处之间固定连接有第二牵引杆83，所述第二牵引杆83的前端贯穿伸缩筒84内部与伸缩筒84之间滑动连接；
44.所述清洁杆82的内部转动连接有清洁辊821，且清洁辊821的后部与摄像头4相接触，所述清洁杆82的前端内壁中心处固定连接有刮块822，所述清洁杆82的前端两侧均开设有排屑口823；
45.所述检测机构5与清理机构8均由塑钢材质制成。
46.矿井中由于采矿作业会产生大量扬尘，且矿井重湿度较高，这些扬尘很容易附着在摄像头4的表面造成检测画面被遮挡，影响正常监测。
47.工作时，当风扇9转动时，会带动第二牵引杆83做偏心运动，从而使得第二牵引杆83带动转盘81进行左右摆动，进而利用转盘81带动清洁杆82左右摆动，利用清洁杆82将附着在摄像头4表面的扬尘刷下，保障了摄像头4的监测画面清晰，同时清洁杆82在摆动时与摄像头4发生摩擦，利用摩擦力带动清洁辊821转动，清洁辊821转动将清洁后的一面转动至清洁杆82内部与刮块822接触，通过刮块822将清洁辊821表面清洁下来的的扬尘刮下并通过排屑口823排出，从而达到对清洁辊821清洁的作用，保障了清洁辊821对摄像头4的清洁效率，需要说明的是，检测机构5与清理机构8均采用塑钢材质，以方便保障了机构的强度，另一方面利用塑钢材质轻巧的特性，降低了风扇9驱动的负担。
48.请参阅图7与图8，所述机盒3的内部前端设有平稳机构11，所述平稳机构11包括开设于机盒3前部的安装腔111，所述安装腔111的内部后端固定连接有连接座112，所述连接座112与摄像头4之间转动连接，所述摄像头4的两侧均固定连接有配重块113；
49.所述平稳机构11还包括等距固定连接于安装腔111内壁的磁石114，所述摄像头4的外表面位于连接座112的内部等距固定连接有拨片115，所述连接座112的内部填充有非牛顿液体。
50.矿井中的道路都是简单清理出来的，因此路面不平整，同时在运输矿石时会有残渣掉落，造成检测装备在移动时会出现上下拨动，进而会导致摄像头4的监测画面出现抖动，影响监测效果。
51.工作时，当机体1在移动过程中履带2压到矿石时，此时机体1发生倾斜，而摄像头4在两侧配重块113重力的作用下与连接座112发生旋转，保持摄像头4处于水平状态，降低了摄像头4的晃动程度，使得监测画面稳定便于观察，而通过磁石114对配重块113进行磁力吸引，使得机体1在大幅度晃动时，摄像头4的旋转得到磁力缓冲，避免摄像头4旋转过快导致晃动，同时在摄像头4与连接座112的连接部分填充非牛顿液体，通过摄像头4转动时其表面的拨片115与非牛顿液体产生阻力，进一步提高了缓冲效果，降低了摄像头4的转动速度，提高了摄像头4监测画面的稳定性。
52.工作原理：
53.机体1通过履带2驱动进行移动，通过机盒3上的摄像头4对矿井环境进行摄像监测，同时通过检测机构5对矿井中的空气成分进行检测，检测时风扇9转动，产生吸力，将矿井中的空气由采集孔56吸入至收集管53中，并通过导流管51吸入进行检测，检测时，随着风扇9的转动，带动第一牵引杆57做偏心运动，从而促使第一牵引杆57做前后往复运动，由于转头52与导流管51螺旋传动连接，在第一牵引杆57的推动下，使得转头52发生旋转，进而利用转头52带动收集管53转动，利用收集管53上的采集孔56对机体1周围的空气进行全方位采集，避免因空气出现分层导致检测数据不准的现象发生，提高了空气检测的精准度，同时通过驱动电机10可驱动机械臂7工作，可将氧气瓶等救援物品搬运在机体1与机盒3之间的空腔中，以便在矿井中发生危险时供矿工们使用，当风扇9转动时，会带动第二牵引杆83做偏心运动，从而使得第二牵引杆83带动转盘81进行左右摆动，进而利用转盘81带动清洁杆82左右摆动，利用清洁杆82将附着在摄像头4表面的扬尘刷下，保障了摄像头4的监测画面清晰，同时清洁杆82在摆动时与摄像头4发生摩擦，利用摩擦力带动清洁辊821转动，清洁辊821转动将清洁后的一面转动至清洁杆82内部与刮块822接触，通过刮块822将清洁辊821表面清洁下来的的扬尘刮下并通过排屑口823排出，从而达到对清洁辊821清洁的作用，保障了清洁辊821对摄像头4的清洁效率，需要说明的是，检测机构5与清理机构8均采用塑钢材质，以方便保障了机构的强度，另一方面利用塑钢材质轻巧的特性，降低了风扇9驱动的负担，当机体1在移动过程中履带2压到矿石时，此时机体1发生倾斜，而摄像头4在两侧配重块113重力的作用下与连接座112发生旋转，保持摄像头4处于水平状态，降低了摄像头4的晃动程度，使得监测画面稳定便于观察，而通过磁石114对配重块113进行磁力吸引，使得机体1在大幅度晃动时，摄像头4的旋转得到磁力缓冲，避免摄像头4旋转过快导致晃动，同时在摄像头4与连接座112的连接部分填充非牛顿液体，通过摄像头4转动时其表面的拨片115与非牛顿液体产生阻力，进一步提高了缓冲效果，降低了摄像头4的转动速度，提高了摄像头4监测画面的稳定性。
54.该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本技术所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本技术所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本技术所提供的技术方案得到对应的使用效果。
55.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。