煤样现场超声波检测用设备的制作方法

本发明属于煤样检测装置，尤其涉及煤样现场超声波检测用设备。

背景技术：

煤炭作为我国的主体能源，为我国的经济社会发展贡献了巨大力量，虽然开发和利用清洁能源是未来发展的主要趋势，但是就目前来看，世界范围内的一次能源消费结构当中，化石能源仍然占据了主导地位，并且将持续很长一段时间。随着我国经济的快速发展，以能源换效益的粗放式发展模式短期内无法根本改变，这就导致了工业市场对煤炭资源的大量需求。我国的石油和天然气赋存量不足，相比较而言煤炭资源略占优势，这就迫使煤炭区域性资源的开采正在不断地向深部延伸，煤炭工业也正面临着前所未有的挑战。而煤岩体的一些力学参数和裂隙发育情况等，是对煤矿开采设计和煤炭安全高效开采的最基础、最不可或缺的理论基础参考依据。目前国内外传统的煤岩力学性质分析手段都是在实验室条件下，对在矿山取到的煤岩样本先进行标准件加工，然后在实验室对样本进行超声波检测或是进行、缩或拉伸等破坏试验，最终得出煤岩的一些基本参数。传统的煤岩检测需要从矿山取到煤岩样品到加工厂进行标准件加工，然后再拿到实验室检测，整个过程十分费时，不能及时高效的得到煤样的相关参数。基于上述情况，迫切的需要一种可在现场直接取样，集切割与检测一体的自动化检测设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种煤样现场超声波检测用设备，本发明结构简单，设计巧妙，占地空间小，可以在煤矿开采现场快速对煤样进行超声检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

煤样现场超声波检测用设备，所述设备包括箱体、箱体外部的电控装置、以及设置于箱体内的提升装置、抓煤装置、切割装置和检测装置，检测装置位于箱体底部、切割装置位于箱体中部，抓煤装置与提升装置连接，所述检测装置包括位于箱体内底部的检测台，检测台顶面设有超声下探测板，检测台一侧垂直固设有超声前探测板，箱体上设有压力电缸且压力电缸的输出轴端部固设有对应超声前探测板设置的超声后探测板，超声后探测板上方与超声上探测板转动连接。

优选的，所述压力电缸通过连接座与超声后探测板连接，连接座上设有转动电机，转动电机的输出轴通过连杆与超声上探测板连接，当超声上探测板处于水平状态时，超声上探测板与超声下探测板位置对应。

优选的，所述的提升装置包括分别位于检测台长度方向两端的提升机构，提升机构包括两根立柱，立柱上设有槽轨，槽轨内设有丝杆，丝杆一端与立柱内底部设置的提升电机输出轴连接，另一端与抓煤装置螺纹连接。

优选的，所述的抓煤装置包括两根对向设置的手柄，手柄与抓煤电缸的输出杆连接，抓煤电缸两侧设有支座，支座上设有与丝杆螺纹配合的内螺纹孔。

优选的，所述的手柄包括呈圆台状，手柄的大端口处由橡胶皮垫封堵，小端口处通过连接柄与抓煤电缸的输出杆固定连接。

优选的，所述的抓煤电缸外部与圆环内壁固定连接，圆环两侧对称设有圆环驱动架，圆环驱动架上设有与圆环环面接触的对压轮组，与丝杆螺纹配合的支座设置于圆环驱动架端部。

优选的，所述圆环驱动架呈由竖直边架和两根斜向边架组成的等边三角型架体，所述对压轮组包括位于同一平面的两个自驱轮和一个导向轮，自驱轮销轴铰接于竖直边架端部，导向轮销轴铰接于斜向边架的交点处，自驱轮与圆环外环面接触，导向轮与圆环内环面接触。

优选的，所述切割装置包括对应设置于检测台两侧的电机架，电机架顶部于箱体高度中段位置处设有无刷电机，无刷电机的输出轴与锯盘盘心固定连接，两锯盘的间隙大于抓煤机构的宽度。

优选的，所述电控装置包括箱体外部设置的显示屏以及操作按键，操作按键和显示器通过检测台底部设置的单片机与检测装置、抓煤装置和切割装置信号连接。

优选的，所述检测台下方设有单片机和鼓风机，鼓风机的出风口与风管一端连接，风管另一端朝向检测台顶面设置；箱体顶部铰接有顶盖，底部铰接有清渣门，顶盖和清渣门上分别设有与箱体活动连接的锁扣；箱体底部还设有总电源接头和总电源开关按钮。

本发明工作过程如下：首先通过操作按钮控制提升电机转动，提升电机带动丝杆转动，使得支座带动圆环驱动架和电缸、手柄上移至目标位置，然后打开箱体底部的顶盖，将开采出来的煤样放入箱体内，同时通过操作按钮控制抓煤电缸的输出轴伸长，利用两手柄大端口处的橡胶皮垫夹紧煤样，然后通过操作按钮使得提升电机带动丝杆反转，手柄随之带动煤样下移至切割装置处，随着煤样的下移，煤样两侧的无刷电机带动锯盘转动并将煤样两侧切割为平面，完成一次切割；

相同操作，使得丝杆正转，手柄带动煤样上移，然后通过圆环驱动架上的自驱轮转动，由于自驱轮配合导向轮，可以带动圆环和抓煤电缸作周向转动，而且手柄和煤块也随之作周向转动至转动90°，使得第一切割的两个平面与竖直方向平行，然后控制丝杆翻转，手柄随之带动煤样下移至切割装置处，随着煤样的下移，煤样两侧的无刷电机带动锯盘转动并将煤样两侧切割为平面，完成二次切割；

二次切割后的煤样具有上、下、前、后四个平整侧面，以及达到进行超声波检测的要求，控制丝杆继续翻转至煤样与检测台的超声下检测台接触，然后控制抓煤电缸的输出轴回缩，手柄与煤样分离。

然后压力电缸的输出轴伸长，将连接座推向煤样，待超声后检测台接触煤样后会带动煤样继续移动，至煤样与超声前检测台接触，然后转动电机转动，并通过连杆带动超声上检测台转动至其接触煤样，如此，即可实现超声前、后、上、下检测台分别抵触煤样的四个平整侧面，然后启动超声检测台工作，得出的数据显示于显示屏。

然后打开顶盖，将煤样取出，同时开启鼓风机，鼓风机鼓风，将检测台上的煤屑从清渣门处吹出，实现快速清理作业。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1)结构简单，设计巧妙，占地空间小，可以在煤矿开采现场快速对煤样进行超声检测；

2)由于煤样开采后形状不规则，本发明利用设有橡胶皮垫的手柄对煤样进行夹紧，橡胶皮垫产生的形变可以有效夹紧煤样，而且手柄可以带动煤样进行转动，调整煤样的切割角度；

3)采用组合式超声波检测台，不仅节省检测空间，而且可以快速配合组成四面朝向的超声检测装置；

4)利用鼓风机对检测台进行快速清理，无须手动清扫，降低工作人员的工作量。

附图说明

图1为具体实施方式中煤样现场超声波检测用装置的箱体结构示意图；

图2为图1所示箱体的顶盖开启状态的结构示意图；

图3为煤样现场超声波检测用装置的箱体内部结构示意图；

图4为煤样现场超声波检测用装置的检测台底部结构示意图；

图5为图3所示检测装置的结构示意图；

图6为圆环驱动架的结构示意图；

图7为手柄的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-7所示，煤样现场超声波检测用设备，所述设备包括箱体1、箱体1外部的电控装置、以及设置于箱体1内的提升装置、抓煤装置、切割装置和检测装置，检测装置位于箱体底部、切割装置位于箱体1中部，抓煤装置与提升装置连接；

所述检测装置包括位于箱体1内底部的检测台21，检测台21顶面设有超声下探测板31，检测台21一侧垂直固设有超声前探测板32，箱体1上设有压力电缸35，压力电缸35的输出轴端部通过连接座36与对应超声前探测板32设置的超声后探测板33连接，连接座36上设有转动电机37，转动电机37的输出轴通过连杆38与超声上探测34板连接，当超声上探测板34处于水平状态时，超声上探测板34与超声下探测板31位置对应；

所述检测台31下方设有单片机26和鼓风机25，鼓风机25的出风口与风管27一端连接，风管27另一端朝向检测台21顶面设置；箱体1顶部铰接有顶盖12，底部铰接有清渣门14，顶盖12和清渣门14上分别设有与箱体1活动连接的锁扣13；箱体1底部还设有总电源接头15和总电源开关按钮16。

所述的抓煤装置包括两根对向设置的手柄51，手柄51包括呈圆台状，手柄的大端口处由橡胶皮垫52封堵，小端口处通过连接柄53与抓煤电缸50的输出杆固定连接，抓煤电缸50外部与圆环6内壁固定连接，圆环6两侧对称设有圆环驱动架，圆环驱动架上设有与圆环6环面接触的对压轮组，圆环驱动架端部设有支座65；所述圆环驱动架呈由竖直边架61和两根斜向边架62组成的等边三角型架体，所述对压轮组包括位于同一平面的两个自驱轮63和一个导向轮64，自驱轮63销轴铰接于竖直边架61端部，导向轮64销轴铰接于斜向边架62的交点处，自驱轮63与圆环6外环面接触，导向轮64与圆环6内环面接触；

所述的提升装置包括分别位于检测台21长度方向两端的提升机构，提升机构包括两根立柱22，立柱22上设有槽轨，槽轨内设有丝杆24，丝杆24一端与立柱22内底部设置的提升电机23输出轴连接，另一端与支座65上的内螺纹孔螺纹连接；

所述切割装置包括对应设置于检测台21两侧的电机架41，电机架41顶部于箱体1高度中段位置处设有无刷电机42，无刷电机42的输出轴与锯盘43盘心固定连接，两锯盘43的间隙大于抓煤机构的手柄51的大端口直径。

所述电控装置包括箱体1外部设置的显示屏17以及操作按键18，操作按键18和显示器17与检测台21底部设置的单片机26信号连接，单片机26与压力电缸35、抓煤电缸50、自驱轮63、无刷电机42以及超声上、下、左、右检测台信号连接。

本发明工作过程如下：首先通过操作按钮控制提升电机转动，提升电机带动丝杆转动，使得支座带动圆环驱动架和电缸、手柄上移至目标位置，然后打开箱体底部的顶盖，将开采出来的煤样放入箱体内，同时通过操作按钮控制抓煤电缸的输出轴伸长，利用两手柄大端口处的橡胶皮垫夹紧煤样，然后通过操作按钮使得提升电机带动丝杆反转，手柄随之带动煤样下移至切割装置处，随着煤样的下移，煤样两侧的无刷电机带动锯盘转动并将煤样两侧切割为平面，完成一次切割；

相同操作，使得丝杆正转，手柄带动煤样上移，然后通过圆环驱动架上的自驱轮转动，由于自驱轮配合导向轮，可以带动圆环和抓煤电缸作周向转动，而且手柄和煤块也随之作周向转动至转动90°，使得第一切割的两个平面与竖直方向平行，然后控制丝杆翻转，手柄随之带动煤样下移至切割装置处，随着煤样的下移，煤样两侧的无刷电机带动锯盘转动并将煤样两侧切割为平面，完成二次切割；

二次切割后的煤样具有上、下、前、后四个平整侧面，以及达到进行超声波检测的要求，控制丝杆继续翻转至煤样与检测台的超声下检测台接触，然后控制抓煤电缸的输出轴回缩，手柄与煤样分离。

然后压力电缸的输出轴伸长，将连接座推向煤样，待超声后检测台接触煤样后会带动煤样继续移动，至煤样与超声前检测台接触，然后转动电机转动，并通过连杆带动超声上检测台转动至其接触煤样，如此，即可实现超声前、后、上、下检测台分别抵触煤样的四个平整侧面，然后启动超声检测台工作，得出的数据显示于显示屏。

然后打开顶盖，将煤样取出，同时开启鼓风机，鼓风机鼓风，将检测台上的煤屑从清渣门处吹出，实现快速清理作业。