[发明专利]一种顶板离层仪

说明书

本发明提供了一种顶板离层仪，涉及矿用顶板离层监测技术领域。顶板离层仪包括壳体、驱动系统、导向机构和传感系统，壳体的上端盖和下端盖分别位于管缝锚杆的上下端，挡块固定在内部；驱动系统为皮带传动结构或丝杠传动结构，皮带传动结构通过两个同步带轮和皮带实现传动，丝杠传动结构通过丝杠和螺母结构实现传动；导向机构的滑轨固定在壳体内壁，滑块位于滑轨上；传感系统的发光二极管设置在探头上方，磁片固定在同步带上或丝杠螺母上，接近开关设置在步进电机上方。该顶板离层仪采用一体式设计，自动监测顶板离层情况，自动化程度高，还具有较好的密封性和防水性，适用范围更广。

技术领域

本发明涉及矿用顶板离层监测技术领域，尤其是一种顶板离层仪。

背景技术

顶板离层仪是监测巷道顶板岩层发生离层、下沉移动的重要设备，顶板离层的监测对矿井安全生产来说至关重要。现有的顶板离层仪主要是包括机械式离层仪和电子式离层仪两种，其中机械顶板离层仪测量误差大、数据传输低效，并且通常需要人员操作，因此测量不方便。而电子式顶板离层仪主要是将离层量转化为电信号输出，因此其测量的结果缺乏直观性，离层仪的功能单一，只能显示顶板离层量，而对顶板内岩层的具体离层位置和离层情况则无法监测。

为了更好的研究顶板离层规律，需要更好的监测顶板离层位置和离层情况，从而为顶板灾害预警提供方便，需要对现有顶板离层设备的监测方式，以及设备整体的稳定性、耐用性、精确度和功能性做进一步的改进。

发明内容

为了更好的监测顶板离层位置和离层情况，提升顶板离层监测设备自动化程度，本发明提供了一种顶板离层仪，具体的技术方案如下。

一种顶板离层仪，包括壳体、驱动系统、导向机构和传感系统，所述壳体的上端盖和下端盖分别位于管缝锚杆的上下端，挡块固定在管缝锚杆内部；所述驱动系统包括步进电机，步进电机通过驱动系统带动导向机构的滑块实现直线运动；所述导向机构的滑轨固定在壳体内壁上，滑块配合设置在滑轨上；所述传感系统的发光二极管设置在探头上方，磁片固定在同步带上，接近开关设置在步进电机的上方。

优选的是，驱动系统还包括电机底座、第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、悬挂支架和旋转轴，电机底座固定在下端盖上，步进电机固定在电机底座上，同步带设置在第一同步带轮和第二同步带轮之间，第一同步带轮与步进电机的电机轴过盈配合，第二同步带轮沿旋转轴转动，旋转轴穿过悬挂支架且与悬挂支架过盈配合，悬挂支架与上端盖相连。

优选的是，导向机构还包括探头底座，探头底座和滑块相连，同步带与滑块通过螺栓连接。

还优选的是，驱动系统还包括电机底座、联轴器、丝杠、第一轴承、第二轴承和丝杠螺母，所述丝杠通过联轴器与步进电机相连，所述第一轴承和下端盖固定连接，第二轴承与上端盖固定连接，所述丝杠的两端分别与第一轴承和第二轴承相连；所述丝杠螺母套设在丝杠上。

还优选的是，导向机构还包括探头底座，探头底座和丝杠螺母相连，滑块和与探头底座相连。

进一步优选的是，壳体还包括透明挡板，所述透明挡板位于挡块上；所述探头固定在探头底座上。

进一步优选的是，发光二极管由控制系统控制，光线透过管缝锚杆管缝处的透明挡板射出，探头监测巷道顶板的离层，收集图像和监测数据。

进一步优选的是，磁片靠近接近开关时，步进电机停止转动，磁片、滑块、探头、发光二极管回位到初始位置待机。

进一步优选的是，壳体的直径小于待测钻孔的钻孔直径，钻孔深度大于壳体的长度。

本发明提供的顶板离层仪采用一体化设计，设置的壳体具有较好的密封性和防水性，通过驱动系统可以任意的调整同步带的长度，因此对不同巷道顶板的适应性更强，同步带与滑轨结合的方式，可以实现探头的稳定运行，同时可以监测探头行程内任意位置的顶板离层情况；驱动系统采用丝杠和滑轨的结合可以实现探头的稳定运行。另外该顶板离层仪还具有运行稳定、功能性强、自动化程度高等优点。