专利名称：一种矿山模拟实验工作面高精度支架装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟实验工作面高精度支架装置，具体涉及到岩土、地质、矿山等相似模实验工作面支架受力测定装置，属于实验仪器领域。
背景技术：
由于地下工程环境的复杂性，模拟实验成为了再现地下工程环境的一种重要手段，其转化后实验数据与工程应用数据较为接近，但由于模拟实验存在数据转化，因而较小的实验数据失真可能会造成实际工程应用中数据偏差加大。因而，模拟实验数据的精确性将会对实际工程应用产生重要影响，开发模拟实验工作面高精度支架装置将有益于此类问题的解决。目前，公知的模拟实验工作面支架装置主要有立杆悬臂梁支架、可升降测力装置 与采掘面顶板载荷测定装置，立杆悬臂梁支架容易产生向内倾斜，造成悬臂梁低头，悬臂与顶板接触不良，导致传感器受力不均，严重影响实验数据的真实性；可升降测力装置虽然受力均衡，但升降操作空间狭窄，难于满足小比例模拟实验的需要。而采掘面顶板载荷测定装置虽然较好地解决了上述两类支架存在的问题，是一种较好的模拟实验顶板载荷的测定的装置，但由于采用了力传感器元件，对于支架的微小受力测定还难于精确实现。
实用新型内容为了克服现有的模拟实验工作面支架对于微小受力测定难于精确实现的不足，本实用新型提供了一种四柱升降及变形环多电阻应变片数据采集系统，具有升降可控、受力均衡、对微小受力数据测定精度高等优点的矿山模拟实验工作面支架装置，该装置体积小、结构简单、造价低廉、使用方便，可以较好地实现模拟实验工作面高精度支架受力测定的需要。本实用新型的技术方案是一种矿山模拟实验工作面高精度支架装置，包括底座、下承载板、上承载板与受力数据测定装置，所述的底座上设置有导向杆，上承载板上设置有固定卡槽，下承载板上设置有承载板导向孔和升降螺孔，所述的受力数据测定装置包括变形环、电阻应变片和数据传输线。进一步，所述的上承载板上设置的固定卡槽为圆环卡槽。进一步，所述受力数据测定装置的变形环为弹性塑胶环，电阻应变片牢固地粘贴在变形环测点上。进一步，所述的电阻应变片上数据传输线与外部电阻应变仪相接。本实用新型的有益效果是采用四柱升降及变形环多电阻应变片数据采集系统，四柱升降易于实现支架的准确平稳升降，两个塑胶变形环做为受力变形元件，并在塑胶变形环上牢固粘贴多组高精度应变片做受力数据采集元件，较好地实现了支架微小受力的测定及数据的校正对照分析。本实用新型具有升降可控、受力均衡、对微小受力数据的测定精度高等优点。该装置体积小、结构简单、造价低廉、使用方便，可以较好地实现模拟实验工作面支架高精度受力测定的需要。
图I为本实用新型的主视图。图2为本实用新型的侧视图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型作进一步地说明。如图I、图2所示，本实用新型的模拟实验工作面高精度支架装置由底座I、升降螺栓2、下承载板3、承载板导向孔4、固定卡槽5、上承载板6、稳向导向杆7、变形环导向孔8、 电阻应变片9、升降螺孔10、变形环11和数据传输线12组成。所述的电阻应变片9每两个为一组牢固粘贴在变形环11的四个测点处，数据传输线12和外部的电阻应变仪相接，组成高精度支架受力数据采集系统，并实现不同测点处应变片的数据对照记录。在下承载板3的四个升降螺孔10中安装四个升降螺栓2，并使四个升降螺栓2的顶部保持水平，之后将上承载板6上的四个固定卡槽5放置在四个升降螺栓2的顶部，调试上承载板6保持平稳。底座I上设置两个对称稳向导向杆7,在两个稳向导向杆7上安装两个变形环11,再使稳向导向杆7通过安装四个升降螺栓2的下承载板3的两个承载板导向孔4，且使两个变形环11上下面分别与底座I、上承载板3接触，以保证下承载板3及上承载板6受力均匀。上承载板6受力传至下承载板3，使变形环11变形，电阻应变片9变化数据经数据传输线12至应变仪实现微小高精度数据采集。在进行模拟实验时，操作者首先在精细模拟实验工作面中并排采用两个或多个矿用模拟实验工作面高精度支架，之后转动每个支架的升降螺栓2使上承载板6与工作面顶板完全接触，同时，通过电阻应变仪数据采集器记录每个高精度支架的初始数据，实现模拟实验工作面高精度支架初撑力的给定。随着工作面的推进，支架的受力载荷增加，变形环11开始进一步变形，电阻应变片9变化，实现工作支架工作阻力数据的采集。之后，转动工作面最后方的高精度支架的升降螺栓2，使上承载板6离开工作面顶板，移架至工作面最前方，重新转动升降螺栓2，使高精度支架的上承载板6重新与工作面顶板完全接触，记录采集数据，完成一个循环。该装置具有升降可控、受力均衡、对微小受力数据测定精度高的优点，且该装置体积小、结构简单、造价低廉、使用方便，可以较好地实现模拟实验工作面高精度支架受力测定的需要。本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种矿山模拟实验工作面高精度支架装置，其特征在于所述的模拟实验工作面高精度支架装置包括底座、下承载板、上承载板与受力数据测定装置，所述的底座上设置有导向杆，上承载板上设置有固定卡槽，下承载板上设置有承载板导向孔和升降螺孔，所述的受力数据测定装置包括变形环、电阻应变片和数据传输线。
2.根据权利要求I所述的矿山模拟实验工作面高精度支架装置，其特征在于所述的上承载板上设置的固定卡槽为圆环卡 槽。
3.根据权利要求I所述的矿山模拟实验工作面高精度支架装置，其特征在于所述受力数据测定装置的变形环为弹性塑胶环，电阻应变片牢固地粘贴在变形环测点上。
4.根据权利要求I或3所述的矿山模拟实验工作面高精度支架装置，其特征在于所述的电阻应变片上数据传输线与外部电阻应变仪相接。
专利摘要本实用新型公开了一种矿山模拟实验工作面高精度支架装置，包括底座、下承载板、上承载板与受力数据测定装置，所述的底座上设置有导向杆，上承载板上设置有固定卡槽，下承载板上设置有承载板导向孔和升降螺孔，所述的受力数据测定装置包括变形环、电阻应变片和数据传输线，数据传输线与外部电阻应变仪相接。本实用新型采用四柱升降及变形环多电阻应变片数据采集系统，具有升降可控、受力均衡、对微小受力数据测定精度高等优点。该装置体积小、结构简单、造价低廉、使用方便，可以较好地实现模拟实验工作面支架高精度受力测定的需要。
文档编号G01L1/22GK202485841SQ20122009451
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者勾攀峰, 辛亚军 申请人:河南理工大学