專利名稱：巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量裝置，特別涉及一種巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前，工程中檢測(cè)位移的傳感器和監(jiān)測(cè)儀種類較多，各具特色，各有其適用范圍， 但是，對(duì)土木、水利、道路、礦山的開(kāi)采及地下工程中巖體、巷道巖層內(nèi)部的位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)和 預(yù)報(bào)的儀器卻不多見(jiàn)，尤其是對(duì)高精度、大位移的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)幾乎是空白，例如，在煤炭 開(kāi)采中巷道圍巖內(nèi)部壓力突變引起的沖擊礦壓、煤炭回采時(shí)采掘?qū)ο锏理?底)板、煤柱等 巖層內(nèi)部位移變化引起的冒頂、底臌、巖爆等引起的安全事故。至今尚缺少可靠的，能夠?qū)?時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的儀器，尤其在煤炭開(kāi)采中尚缺少在地面上實(shí)現(xiàn)對(duì)井下巷道位移不間斷 的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。在已獲授權(quán)的實(shí)用新型專利(專利號(hào)為ZL 200820123806. X)“柵盤(pán)式巖層位移檢 測(cè)儀”中，利用拉力線牽動(dòng)位移輪，帶動(dòng)光柵盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與位移對(duì)應(yīng)的光柵盤(pán) 轉(zhuǎn)動(dòng)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而快速和準(zhǔn)確的檢測(cè)出微小的巖層位移變化，可實(shí)現(xiàn)高精度、大 位移檢測(cè)。但是，依據(jù)上述專利制成的巖層位移監(jiān)測(cè)儀，存在下面的不足之處兩片光柵盤(pán) 在殼體內(nèi)安裝在一條軸線上，需要從殼體內(nèi)引出上、下兩段拉線，以傳遞位移和收緊拉線， 制作工藝和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時(shí)由于軟拉線易變形影響位移檢測(cè)的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、位移檢測(cè)精度高的 巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體和防護(hù)板， 所述防護(hù)板安裝在所述殼體的下方，所述殼體安裝有離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳感單 元和信息采集處理單元，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)將巖離層位移傳遞到所述離層位移傳感單 元，所述離層位移傳感單元的輸出信號(hào)接至所述信息采集處理單元，兩套所述離層位移傳 遞機(jī)構(gòu)和離層位移傳感單元并排對(duì)稱地安裝，其兩條中心軸線左、右相互平行，其中每套所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輪、收緊帶、收線輪、卷簧 和鎖緊裝置，所述殼體的下側(cè)壁安裝有支撐塊，所述傳動(dòng)軸的一個(gè)端部位于所述殼體內(nèi)，所 述傳動(dòng)軸的另一個(gè)端部自所述支撐塊和所述殼體的側(cè)壁伸出，傳動(dòng)輪、收線輪和鎖緊裝置 安裝在所述傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)輪和收線輪通過(guò)鎖緊裝置相互緊固成為一體，所述卷簧和所述 傳動(dòng)輪并排放置，卷簧軸安裝在卷簧罩的側(cè)壁上，卷簧罩安裝在所述殼體外部的防護(hù)板上， 所述收緊帶的端部設(shè)有傳動(dòng)帶卡頭并卡裝在所述傳動(dòng)輪上，所述收緊帶的另一端與所述卷 簧連接，所述防護(hù)板設(shè)有漏水孔，所述位移拉線一端固定在巖層內(nèi)，另一端設(shè)有拉力線卡頭 并穿過(guò)所述漏水孔卡裝在所述收線輪的T型卡槽中；所述離層位移傳感單元包括支撐電路板、T型臺(tái)、光柵盤(pán)和光電耦合器，所述T型 臺(tái)和光電耦合器分別安裝在所述支撐電路板上，所述光柵盤(pán)安裝在位于所述T型臺(tái)上端的
4所述傳動(dòng)軸上，所述光柵盤(pán)柵線部分插在所述光電耦合器凹槽里面；所述信息采集處理單元通過(guò)另一電路板安裝在所述殼體內(nèi)。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其中所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)還包括指示卷尺， 收緊帶與指示卷尺疊合并共同纏繞在所述卷簧上，所述指示卷尺通過(guò)所述收緊帶與所述傳 動(dòng)輪及所述光柵盤(pán)聯(lián)動(dòng)，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)有外罩，所述指示卷尺的一端也與所述 卷簧連接，另一端自所述外罩的上方伸出并設(shè)有位移刻度指示尺。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其中所述光柵盤(pán)與收線輪外徑比例為2 1。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其中所述漏水孔處安裝有導(dǎo)向定位管，所述位 移拉線由所述定位管中穿過(guò)。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其中所述殼體安裝有RS485通訊接口，所述信 息采集處理單元包括通信模塊、電源模塊、單片機(jī)和無(wú)線模塊，所述單片機(jī)通過(guò)所述通信模 塊和RS485通訊接口與數(shù)據(jù)中心相連接，并通過(guò)所述無(wú)線模塊與遙控器無(wú)線相連。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其中所述殼體上方安裝有液晶顯示器，所述液 晶顯示器與所述單片機(jī)相連。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的另一種巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體和防 護(hù)板，所述防護(hù)板安裝在所述殼體的下方，所述殼體安裝有離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳 感單元和信息采集處理單元，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)將巖層離層位移傳遞到所述離層位移 傳感單元，所述離層位移傳感單元的輸出信號(hào)接至所述信息采集處理單元，兩套所述離層 位移傳遞機(jī)構(gòu)和離層位移傳感單元并排對(duì)稱地安裝，其兩條中心軸線左、右相互平行，其 中每套所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輪、收線輪、卷簧、隔離板 和鎖緊裝置，所述殼體的下側(cè)壁安裝有支撐塊，所述傳動(dòng)軸的一個(gè)端部位于所述殼體內(nèi)，所 述傳動(dòng)軸的另一個(gè)端部自所述支撐塊和所述殼體的側(cè)壁伸出，所述卷簧、隔離板、傳動(dòng)輪、 收線輪和鎖緊裝置安裝在所述傳動(dòng)軸上的伸出部，所述傳動(dòng)輪和收線輪通過(guò)鎖緊裝置相互 緊固成為一體，所述卷簧一端固定在所述傳動(dòng)軸上，所述卷簧的另一端固定在卷簧罩的壁 上，卷簧罩安裝在所述殼體外部的防護(hù)板上，所述防護(hù)板設(shè)有漏水孔，所述位移拉線一端固 定在巖層內(nèi)，另一端設(shè)有拉力線卡頭并穿過(guò)所述漏水孔卡裝在所述收線輪的T型卡槽中；每套所述離層位移傳感單元包括支撐電路板、T型臺(tái)、光柵盤(pán)和光電耦合器，所述 T型臺(tái)和光電耦合器分別安裝在所述支撐電路板上，所述光柵盤(pán)安裝在位于所述T型臺(tái)上 端的所述傳動(dòng)軸上，所述光柵盤(pán)的柵線部分插在所述光電耦合器凹槽里面；所述信息采集處理單元通過(guò)另一電路板安裝在所述殼體內(nèi)。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其中所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)還包括指示卷尺， 所述指示卷尺的端部設(shè)有指示尺卡頭并卡裝在所述傳動(dòng)輪上，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)有 外罩，所述指示卷尺的另一端自所述外罩的上方伸出并設(shè)有位移刻度指示尺。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于由于在殼體內(nèi)設(shè)置了并 排對(duì)稱地安裝兩套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳感單元和位移傳感器，其兩條中心軸線 左、右相互平行，通過(guò)平行安裝的傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輪、收線輪與位移拉線剛性連接，其制作工藝 和結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，操作更加方便，既適用于小位移高精度測(cè)量，也適用于大位移高精度的自 動(dòng)監(jiān)測(cè)，而且克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中在一條軸線上安裝而需要引出上、下兩段拉線，以傳遞位移和收緊拉線的缺陷，有效避免了軟拉線易變形影響位移檢測(cè)的精度，并通過(guò)改變光柵盤(pán)與 收線輪外徑比例可以提高位移檢測(cè)精度，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在礦山開(kāi)采、土木、水利、道路 等施工過(guò)程中，對(duì)圍巖體、巷道頂?shù)装?、壩體及邊坡等位移進(jìn)行有效地自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí) 消除生產(chǎn)安全隱患，也可為巷道及支撐巖體設(shè)計(jì)提供依據(jù)。下面將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例一的主視剖視圖；圖2是本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例一的俯視剖視圖；圖3是本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例一的俯視圖；圖4是本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例二的主視剖視圖；圖5是本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例二的俯視剖視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體15和防護(hù)板13，防護(hù) 板13安裝在殼體15的下方。殼體15安裝有兩套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳感單元和 一個(gè)信息采集處理單元。兩套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)和離層位移傳感單元并排對(duì)稱地安裝，其 兩條中心軸線左、右相互平行。信息采集處理單元通過(guò)電路板26安裝在在殼體15內(nèi)。離 層位移傳遞機(jī)構(gòu)將巖離層位移傳遞到離層位移傳感單元，離層位移傳感單元的輸出信號(hào)接 至信息采集處理單元。每套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線1、傳動(dòng)軸20、傳動(dòng)輪8、傳動(dòng)帶9、收線輪4、 卷簧10、指示卷尺11和鎖緊裝置3。其中，傳動(dòng)輪8、傳動(dòng)帶9和卷簧10構(gòu)成收緊機(jī)構(gòu)。殼體15的下側(cè)壁安裝有支撐塊21，傳動(dòng)軸20的一個(gè)端部位于殼體15內(nèi)，傳動(dòng)軸 20的另一個(gè)端部自支撐塊21和殼體15的側(cè)壁伸出，傳動(dòng)輪8、收線輪4和鎖緊裝置3安裝 在傳動(dòng)軸20上，傳動(dòng)輪8和收線輪通過(guò)鎖緊裝置3相互緊固在一起。在本發(fā)明中鎖緊裝置 3采用內(nèi)六角鎖緊螺釘和鎖緊螺母。卷簧10與傳動(dòng)輪8并排放置，卷簧軸安裝在卷簧罩的 側(cè)壁上，卷簧罩安裝在殼體15外部的防護(hù)板13上，收緊帶9的端部設(shè)有收緊帶卡頭7并通 過(guò)收緊帶卡頭7卡裝在傳動(dòng)輪8上，收緊帶9的另一端與卷簧10連接，傳動(dòng)輪8、卷簧10通 過(guò)收緊帶9聯(lián)動(dòng)。收緊帶9與指示卷尺11疊合并共同纏繞在卷簧10上，指示卷尺11也通 過(guò)收緊帶9聯(lián)動(dòng)。離層位移傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)有外罩12，指示卷尺11的一端也與卷簧10連接，另 一端自外罩12的上方伸出并設(shè)有位移刻度指示尺6。防護(hù)板13設(shè)有漏水孔32，漏水孔32處安裝有導(dǎo)向定位管33，導(dǎo)向定位管33設(shè)有 法蘭盤(pán)并通過(guò)法蘭盤(pán)固定在漏水孔32處。位移拉線1由定位管33中穿過(guò)。位移拉線1 一 端設(shè)有倒刺型棘爪并通過(guò)倒刺型棘爪固定在巖層內(nèi)，另一端設(shè)有拉力線卡頭5并穿過(guò)漏水 孔32卡裝在收線輪4的T型卡槽中。每套離層位移傳感單元包括支撐電路板17、光柵盤(pán)18和光電耦合器16。支撐電 路板17通過(guò)螺釘安裝在殼體15的底部。T型臺(tái)19和光電耦合器16分別豎直安裝支撐電 路板17上。光柵盤(pán)18采用金屬柵盤(pán)或膠質(zhì)柵盤(pán)。光柵盤(pán)18安裝在位于T型臺(tái)19上端的
6傳動(dòng)軸20上，光柵盤(pán)18柵線部分插在光電耦合器16凹槽里面。光柵盤(pán)18與收線輪8外 徑比例為2 1，通常可以在1 1至10 1間調(diào)整以獲得較好的測(cè)量精度。光電耦合器 16通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將位移信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其輸出端接至信息采集處理單元。結(jié)合圖3，殼體15后側(cè)安裝有RS485通訊接口 14，殼體15上方安裝有液晶顯示器 30。信息采集處理單元包括通信模塊25、電源模塊27、單片機(jī)28和無(wú)線模塊29。通信模 塊25、電源模塊27、液晶顯示器30和無(wú)線模塊29分別與單片機(jī)28相連。單片機(jī)28通過(guò) 通信模塊25和RS485通訊接口 14與數(shù)據(jù)中心相連接，并通過(guò)所述無(wú)線模塊29與遙控器無(wú) 線相連。實(shí)施例二參照?qǐng)D4和圖5，本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體15'和防護(hù)板13'， 防護(hù)板13'安裝在殼體15'的下方。殼體15'安裝有兩套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳 感單元和一個(gè)信息采集處理單元。兩套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)和離層位移傳感單元并排對(duì)稱地 安裝，其兩條中心軸線左、右相互平行。信息采集處理單元通過(guò)電路板26'安裝在在殼體 15'內(nèi)。離層位移傳遞機(jī)構(gòu)將巖離層位移傳遞到離層位移傳感單元，離層位移傳感單元的 輸出信號(hào)接至信息采集處理單元。每套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線1'、傳動(dòng)軸20'、傳動(dòng)輪8'、收線輪4'、 卷簧10'、隔離板34'、指示卷尺11'和鎖緊裝置3'，殼體15'的下側(cè)壁安裝有支撐塊 21'，傳動(dòng)軸20'的一個(gè)端部位于殼體15'內(nèi)，傳動(dòng)軸20'的另一個(gè)端部自支撐塊21'和 殼體15'的側(cè)壁伸出，卷簧10'、隔離板34'、傳動(dòng)輪8'、收線輪4'和鎖緊裝置3'安裝 在傳動(dòng)軸20'上的伸出部，傳動(dòng)輪8'和收線輪4'通過(guò)鎖緊裝置3'相互緊固成為一體， 卷簧10' —端固定在傳動(dòng)軸20'上，卷簧10'的另一端固定在卷簧罩的壁上，卷簧罩安裝 在所述殼體15'外部的防護(hù)板13'上，防護(hù)板13'設(shè)有漏水孔32'，漏水孔32'處安裝有 導(dǎo)向定位管33'，位移拉線1'由定位管33'中穿過(guò)。位移拉線1' 一端固定在巖層內(nèi)，另 一端設(shè)有拉力線卡頭5'并穿過(guò)漏水孔32'卡裝在收線輪4'的T型卡槽中。每套離層位移傳感單元包括支撐電路板17'、T型臺(tái)19'、光柵盤(pán)18'和光電耦 合器16'，T型臺(tái)19'和光電耦合器16'分別安裝在支撐電路板17'上，光柵盤(pán)18'安裝 在位于T型臺(tái)上端的傳動(dòng)軸20'上，所述光柵盤(pán)18'的柵線部分插在光電耦合器16'凹槽 里面。信息采集處理單元通過(guò)另一電路板26'安裝在殼體15'內(nèi)。指示卷尺11'的端部設(shè)有指示尺卡頭35'并卡裝在傳動(dòng)輪8'上，離層位移傳遞 機(jī)構(gòu)設(shè)有外罩12'，指示卷尺11'的另一端自外罩12'的上方伸出并設(shè)有位移刻度指示 尺6'。實(shí)施例二的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同。殼體15'安裝有RS485通訊接口 14'，信 息采集處理單元包括通信模塊25'、電源模塊27'、單片機(jī)28'和無(wú)線模塊29'，單片機(jī) 28'通過(guò)通信模塊25'和RS485通訊接口 14'與數(shù)據(jù)中心相連接，并通過(guò)無(wú)線模塊29‘與 遙控器無(wú)線相連。下面說(shuō)明本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例一的工作過(guò)程。將巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀固定在巷道待測(cè)離層位移處巖壁上，該處預(yù)先鉆孔， 鉆孔深度根據(jù)待測(cè)巖層深度而定。巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀上的拉力線1一端已由拉力線 卡頭5固定于收線輪4的T型卡槽中，將另一端通過(guò)倒刺型棘爪固定在巖體鉆孔中待測(cè)離層位移的巖層處。拉力線1在收線輪4上纏繞有數(shù)周，當(dāng)所測(cè)巖層發(fā)生離層位移時(shí)，監(jiān)測(cè)儀 隨巷道圍巖產(chǎn)生沿巖壁法線向外的位移，拉力線1受到拉力作用，帶動(dòng)收線輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，即使 得收線輪4處于“放線”過(guò)程。由于收線輪4與傳動(dòng)輪8已由內(nèi)六角鎖緊螺釘3和鎖緊螺 母22緊固成為一體，故在收線輪4 “放線”轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)輪8隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，傳 動(dòng)輪8和光柵盤(pán)18通過(guò)傳動(dòng)軸20同步轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，所測(cè)巖層的離層位移信息最終轉(zhuǎn)換成 了光柵盤(pán)18的轉(zhuǎn)動(dòng)信息并通過(guò)光電耦合器16進(jìn)行記錄和傳送到信息采集處理單元。依靠 單片機(jī)28和通信模塊25可進(jìn)行信息分析及往地面計(jì)算中心傳輸。在傳動(dòng)輪8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其 通過(guò)收緊帶9帶動(dòng)指示卷尺11轉(zhuǎn)動(dòng)，使指示尺6外伸，從而顯示所測(cè)巖層離層位移值。與 此同時(shí)，收緊帶9帶動(dòng)卷簧10收緊，在卷簧10收緊力的作用下，機(jī)構(gòu)均處于受力回收狀態(tài)， 保證了拉力線始終處于緊繃狀態(tài)，減小了外界振動(dòng)干擾而引起的測(cè)量誤差。下面說(shuō)明本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀實(shí)施例二的工作過(guò)程。將巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀固定在巷道待測(cè)離層位移處巖壁上，該處預(yù)先鉆孔， 鉆孔深度根據(jù)待測(cè)巖層深度而定。巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀上的拉力線1' 一端已由拉力 線卡頭5'固定于收線輪4'的T型卡槽中，將另一端通過(guò)倒刺型棘爪固定在巖體鉆孔中待 測(cè)離層位移的巖層處。拉力線1'在收線輪4'上纏繞有數(shù)周，當(dāng)所測(cè)巖層發(fā)生離層位移 時(shí)，監(jiān)測(cè)儀隨巷道圍巖產(chǎn)生沿巖壁法線向外的位移，拉力線1'受到拉力作用，帶動(dòng)收線輪 4'轉(zhuǎn)動(dòng)，即使得收線輪4'處于“放線”過(guò)程。由于收線輪4'與傳動(dòng)輪8'已由鎖緊裝置 3'緊固成為一體，故在收線輪4' “放線”轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)輪8'隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，傳 動(dòng)輪8'和光柵盤(pán)18'通過(guò)傳動(dòng)軸20'同步轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，所測(cè)巖層的離層位移信息最終轉(zhuǎn) 換成了光柵盤(pán)18'的轉(zhuǎn)動(dòng)信息并通過(guò)光電耦合器16'進(jìn)行記錄和傳送到信息采集處理單 元。依靠單片機(jī)28'和通信模塊25'可進(jìn)行信息分析及往地面計(jì)算中心傳輸。與此同時(shí)，傳動(dòng)軸20'帶動(dòng)卷簧10' —起隨收線輪4'同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使卷簧10'進(jìn) 一步收緊，在卷簧10'收緊力的作用下，與其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)均處于受力回收狀態(tài)，保證了拉力線 始終處于緊繃狀態(tài)，減小了外界振動(dòng)干擾而引起的測(cè)量誤差。在傳動(dòng)輪8'轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)輪 8'上纏繞的指示卷尺11'使指示尺6'外伸，從而顯示所測(cè)巖層離層位移值。本發(fā)明巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀在實(shí)際使用時(shí)，由數(shù)個(gè)巖層位移監(jiān)測(cè)儀、一個(gè)通 信主機(jī)、RS485總線、直流電源線和遙控器組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。通信主機(jī)連接RS485總 線，每個(gè)巖層位移監(jiān)測(cè)儀均掛在總線上。遙控器和巖層位移監(jiān)測(cè)儀之間通過(guò)無(wú)線方式連接， 在一個(gè)系統(tǒng)中，可以使用多個(gè)遙控器。巖層位移監(jiān)測(cè)儀經(jīng)RS485總線與通信主機(jī)建立聯(lián)系， 通信主機(jī)通過(guò)壓頻轉(zhuǎn)換模塊與井下通信分站建立聯(lián)系，井下通信分站再傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控總 站，地面監(jiān)控總站又將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為巖層位移信息，實(shí)現(xiàn)由地面總站遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān) 測(cè)煤巷頂板巖層位移。遙控器用于現(xiàn)場(chǎng)查詢位移參數(shù)，當(dāng)需要查詢位移參數(shù)時(shí)，在巖層位移 監(jiān)測(cè)儀附近打開(kāi)遙控器，即可監(jiān)控最近的巖層位移監(jiān)測(cè)儀，及時(shí)地取出此巖層位移監(jiān)測(cè)儀 監(jiān)測(cè)到的位移數(shù)據(jù)，一般遙控器供井下現(xiàn)場(chǎng)人員使用。本發(fā)明新式巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀可安裝在巷道頂、底板上、圍巖體表面，拉力 線通過(guò)鉆孔固定在待測(cè)的巖層上，當(dāng)發(fā)生巖層位移時(shí)，位移電信號(hào)通過(guò)信息采集處理單元 處理后，再經(jīng)可視化處理，可以顯示出巷道頂板及圍巖巖層位移變化規(guī)律圖。本發(fā)明巷道圍 巖離層位移監(jiān)測(cè)儀既可監(jiān)測(cè)巖層的絕對(duì)位移量，也可監(jiān)測(cè)位移變化速率，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下巷道 頂板及圍巖體巖層位移遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。當(dāng)位移量或位移速率超過(guò)安全界限時(shí)，系統(tǒng)
8可從地面監(jiān)控總站實(shí)施對(duì)井下巷道自動(dòng)報(bào)警，避免因頂板冒落、沖擊礦壓引起的安全事故。
以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體(15)和防護(hù)板(13)，所述防護(hù)板(13)安裝在所述殼體(15)的下方，所述殼體(15)安裝有離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳感單元和信息采集處理單元，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)將巖層離層位移傳遞到所述離層位移傳感單元，所述離層位移傳感單元的輸出信號(hào)接至所述信息采集處理單元，其特征在于兩套所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)和離層位移傳感單元并排對(duì)稱地安裝，其兩條中心軸線左、右相互平行，其中每套所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線(1)、傳動(dòng)軸(20)、傳動(dòng)輪(8)、收緊帶(9)、收線輪(4)、卷簧(10)和鎖緊裝置(3)，所述殼體(15)的下側(cè)壁安裝有支撐塊(21)，所述傳動(dòng)軸(20)的一個(gè)端部位于所述殼體(15)內(nèi)，所述傳動(dòng)軸(20)的另一個(gè)端部自所述支撐塊(21)和所述殼體(15)的側(cè)壁伸出，所述傳動(dòng)輪(8)、收線輪(4)和鎖緊裝置(3)安裝在所述傳動(dòng)軸(20)上，所述傳動(dòng)輪(8)和收線輪(4)通過(guò)鎖緊裝置(3)相互緊固成為一體，所述卷簧(10)和所述傳動(dòng)輪(8)并排，卷簧軸安裝在卷簧罩的側(cè)壁上，所述卷簧罩安裝在所述殼體(15)外部的防護(hù)板(13)上，所述收緊帶(9)的端部設(shè)有傳動(dòng)帶卡頭(7)并卡裝在所述傳動(dòng)輪(8)上，所述收緊帶(9)的另一端與所述卷簧(10)連接，所述傳動(dòng)輪(8)與卷簧(10)通過(guò)所述收緊帶(9)聯(lián)動(dòng)，所述防護(hù)板(13)設(shè)有漏水孔(32)，所述位移拉線(1)一端固定在巖層內(nèi)，另一端設(shè)有拉力線卡頭(5)并穿過(guò)所述漏水孔(32)卡裝在所述收線輪(4)的T型卡槽中；每套所述離層位移傳感單元包括支撐電路板(17)、T型臺(tái)(19)、光柵盤(pán)(18)和光電耦合器(16)，所述T型臺(tái)(19)和光電耦合器(16)分別安裝在所述支撐電路板(17)上，所述光柵盤(pán)(18)安裝在位于所述T型臺(tái)上端的所述傳動(dòng)軸20上，所述光柵盤(pán)(18)的柵線部分插在所述光電耦合器(16)凹槽里面；所述信息采集處理單元通過(guò)另一電路板(26)安裝在所述殼體(15)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述離層位移 傳遞機(jī)構(gòu)還包括指示卷尺(11)，收緊帶(9)與指示卷尺(11)疊合并共同纏繞在所述卷簧 (10)上，所述指示卷尺(11)通過(guò)所述收緊帶(9)與所述傳動(dòng)輪(8)及所述光柵盤(pán)(18)聯(lián) 動(dòng)，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)有外罩(12)，所述指示卷尺(11)的一端也與所述卷簧(10)連 接，另一端自所述外罩(12)的上方伸出并設(shè)有位移刻度指示尺(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述光柵 盤(pán)(18)與所述收線輪⑶外徑比例為2 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述漏水孔 (32)處安裝有導(dǎo)向定位管(33)，所述位移拉線(1)由所述定位管(33)中穿過(guò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述殼體(15) 安裝有RS485通訊接口(14)，所述信息采集處理單元包括通信模塊(25)、電源模塊(27)、單 片機(jī)(28)和無(wú)線模塊(29)，所述單片機(jī)(28)通過(guò)所述通信模塊(25)和RS485通訊接口 (14)與數(shù)據(jù)中心相連接，并通過(guò)所述無(wú)線模塊(29)與遙控器無(wú)線相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述殼體(15) 上方安裝有液晶顯示器(30)，所述液晶顯示器(30)與所述單片機(jī)(28)相連。
7.—種巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體(15')和防護(hù)板(13')，所述防護(hù)板 (13')安裝在所述殼體(15')的下方，所述殼體(15')安裝有離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳感單元和信息采集處理單元，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)將巖層離層位移傳遞到所述離 層位移傳感單元，所述離層位移傳感單元的輸出信號(hào)接至所述信息采集處理單元，其特征 在于兩套所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)和離層位移傳感單元并排對(duì)稱地安裝，其兩條中心軸線 左、右相互平行，其中每套所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線(1')、傳動(dòng)軸(20')、傳動(dòng)輪(8')、收 線輪(4')、卷簧(10')、隔離板(34')和鎖緊裝置(3')，所述殼體(15')的下側(cè)壁 安裝有支撐塊(21')，所述傳動(dòng)軸(20')的一個(gè)端部位于所述殼體(15')內(nèi)，所述傳動(dòng) 軸(20')的另一個(gè)端部自所述支撐塊(21')和所述殼體(15')的側(cè)壁伸出，所述卷簧 (10')、隔離板(34')、傳動(dòng)輪(8')、收線輪(4')和鎖緊裝置(3')安裝在所述傳動(dòng) 軸(20')上的伸出部，所述傳動(dòng)輪(8')和收線輪(4')通過(guò)鎖緊裝置(3')相互緊固 成為一體，所述卷簧(10') —端固定在所述傳動(dòng)軸(20')上，所述卷簧(10')的另一端 固定在卷簧罩的壁上，所述卷簧罩安裝在所述殼體(15')外部的防護(hù)板(13')上，所述 防護(hù)板(13')設(shè)有漏水孔(32')，所述位移拉線(1') 一端固定在巖層內(nèi)，另一端設(shè)有 拉力線卡頭(5')并穿過(guò)所述漏水孔(32')卡裝在所述收線輪(4')的T型卡槽中；每套所述離層位移傳感單元包括支撐電路板(17' )、T型臺(tái)(19')、光柵盤(pán)(18') 和光電耦合器(16')，所述T型臺(tái)(19')和光電耦合器(16')分別安裝在所述支撐電 路板(17')上，所述光柵盤(pán)(18')安裝在位于所述T型臺(tái)上端的所述傳動(dòng)軸(20')上， 所述光柵盤(pán)(18')的柵線部分插在所述光電耦合器(16')凹槽里面；所述信息采集處理單元通過(guò)另一電路板(26')安裝在所述殼體(15')內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述離層位移 傳遞機(jī)構(gòu)還包括指示卷尺(11')，所述指示卷尺(11')的端部設(shè)有指示尺卡頭(35') 并卡裝在所述傳動(dòng)輪(8')上，所述離層位移傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)有外罩(12')，所述指示卷尺 (11')的另一端自所述外罩(12')的上方伸出并設(shè)有位移刻度指示尺(6‘)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述漏水 孔(32')處安裝有導(dǎo)向定位管(33')，所述位移拉線(1')由所述定位管(33')中穿 過(guò)
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，其特征在于其中所述殼體 (15')安裝有RS485通訊接(14')，所述信息采集處理單元包括通信模塊(25')、電源 模塊(27')、單片機(jī)(28')和無(wú)線模塊(29')，所述單片機(jī)(28')通過(guò)所述通信模塊 (25')和RS485通訊接(14')與數(shù)據(jù)中心相連接，并通過(guò)所述無(wú)線模塊(29 ‘)與遙控 器無(wú)線相連。
全文摘要
一種巷道圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體、防護(hù)板和并排對(duì)稱地安裝在殼體內(nèi)的兩套離層位移傳遞機(jī)構(gòu)、離層位移傳感單元和一信息采集處理單元。離層位移傳遞機(jī)構(gòu)包括位移拉線、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輪、傳動(dòng)帶、收線輪、卷簧和鎖緊裝置。離層位移傳感單元包括支撐電路板、T型臺(tái)、光柵盤(pán)和光電耦合器。防護(hù)板設(shè)有漏水孔，位移拉線一端固定在巖層內(nèi)，另一端穿過(guò)漏水孔卡裝在收線輪的T型卡槽中。其有益效果是制作工藝和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，提高了位移檢測(cè)精度，可廣泛應(yīng)用在礦山開(kāi)采、土木、水利、道路等施工過(guò)程中，對(duì)圍巖體、巷道頂?shù)装?、壩體及邊坡等位移進(jìn)行有效地自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)消除生產(chǎn)安全隱患，也可為巷道及支撐巖體設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G01B11/02GK101929845SQ20101026111
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者劉慶, 安里千, 毛靈濤 申請(qǐng)人:安里千