一种煤矿采空区地表沉降监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于沉降监测技术领域，具体是指一种煤矿采空区地表沉降监测装置，包括监测箱

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿采空区地表沉降监测装置


[0001]本专利技术属于沉降监测
，具体是指一种煤矿采空区地表沉降监测装置
。

技术介绍

[0002]煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔，而在煤矿采空区常常会发生地表沉降灾害，在煤矿采空区发生地表沉降会危及附近人员的生命安全，因此需利用相关的设备进行实时监测，从而确保人生安全以及工程进度
。
[0003]目前对于地表沉降监测的方式包括使用
GPS
定位以及水准仪等进行测量，但是
GPS
定位精度一般，而水准仪的布设成本较高，均不适合大范围使用
。
[0004]目前缺少一种能方便监测煤矿采空区地表土层偏移
、
沉降的监测装置
。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有难题，本专利技术提供了一种煤矿采空区地表沉降监测装置，本装置通过将探测机构直接插入原始土层中，当监测筒周围土层偏移和沉降时，探测片将跟随土层发生偏移和下移，实现了监测地表土层沉降和偏移的技术效果，解决了现有技术中不能同时监测地表土层沉降和偏移的技术问题；而与探测机构相连的传感机构能实时监测探测片跟随土层发生的位移，同时将压力传感器收到的压力变化传送至外部主机，达到了实时监控土层变化的技术效果；本装置的姿态调整机构，当监测筒和监测筒周围土层整体发生偏移时，能监测本装置处于非原始位置，实现了监测大面积土层偏移的技术效果，有效解决了现有技术中不能监测大面积地表偏移的技术问题
。
[0006]本专利技术采取的技术方案如下：本方案提供了一种煤矿采空区地表沉降监测装置，包括监测筒
、
定位机构
、
探测机构
、
传感机构和姿态调整机构，所述定位机构固定设于监测筒内部侧壁，所述探测机构设于定位机构顶端，所述传感机构设于探测机构侧壁，所述姿态调整机构固定设于监测筒内部侧壁，所述定位机构包括转动机构
、
锁紧机构和安装机构，所述转动机构固定设于监测筒内部侧壁，所述锁紧机构固定设于监测筒内部侧壁，所述安装机构滑动设于监测筒内壁，所述传感机构包括偏移感应机构和垂直感应机构，所述偏移感应机构固定设于探测机构侧壁，所述垂直感应机构固定设于监测筒侧壁，所述姿态调整机构位于转动机构上方
。
[0007]进一步地，所述转动机构包括固定架
、
第一伺服电机
、
转动轴
、
转盘
、
推动槽
、
滑轮
、
锁紧杆和限位杆，所述固定架固定设于监测筒内部侧壁，所述第一伺服电机固定设于固定架顶端，所述转动轴同轴固定设于第一伺服电机输出端，所述转盘同轴固定设于转动轴底端，所述推动槽阵列设于转盘顶端，所述滑轮滚动设于推动槽内壁，所述限位杆同轴杆固定设于滑轮侧壁，所述锁紧杆一端固定设于转盘底端，所述转动轴一端贯穿固定架顶端
。
[0008]进一步地，所述锁紧机构包括
U
型锁紧块
、
第一螺纹杆
、
第二伺服电机和锁紧套筒，所述锁紧套筒固定设于监测筒侧壁，所述第二伺服电机固定设于锁紧套筒内壁，所述第一
螺纹杆同轴固定设于第二伺服电机输出端，所述
U
型锁紧块滑动设于锁紧套筒内部侧壁，所述
U
型锁紧块侧壁套设于第一螺纹杆外壁
。
[0009]进一步地，所述安装机构包括安装架
、
第三伺服电机
、
第二螺纹杆和安装槽，所述安装架滑动设于监测筒内壁，所述安装槽阵列开设于安装架顶端，所述第三伺服电机固定设于监测筒内部底端，所述第二螺纹杆同轴固定设于第三伺服电机输出端，所述安装架底壁套设于第二螺纹杆外壁
。
[0010]进一步地，所述垂直感应机构包括探测口
、
安装套筒
、
垂直弹簧和压力传感器一，所述探测口阵列开设于监测筒侧壁，所述安装套筒滑动设于探测口侧壁，所述垂直弹簧分别固定设于探测口顶端和底端，所述压力传感器一固定设于探测口顶端和底端，两个所述垂直弹簧另一端分别与安装套筒顶端和底端固定连接
。
[0011]进一步地，所述探测机构包括探测片
、
辅助杆
、
传动块
、
传动杆
、
触块
、
传动槽和缓冲弹簧，所述传动杆底端套设于限位杆外壁，所述传动槽开设于限位杆内部，所述辅助杆滑动设于传动槽内壁，所述探测片转动设于传动杆一端侧壁，所述传动块固定设于探测片顶端，所述触块固定设于辅助杆一端侧壁，所述缓冲弹簧分别固定设于传动杆顶端和底端，两个所述缓冲弹簧另一端分别固定设于限位杆顶端和滑轮顶端，所述辅助杆另一端与传动块一端转动连接，所述传动杆滑动于安装槽侧壁，所述传动杆滑动于安装套筒内壁
。
[0012]进一步地，所述偏移感应机构包括液压器
、
定位杆
、
定位孔和压力传感器二，所述液压器固定设于传动杆底端，所述定位杆固定设于液压器输出端，所述定位孔开设于触块底端，所述压力传感器二成对固定设于传动槽两端侧壁，所述液压器输出端贯穿传动槽侧壁
。
[0013]进一步地，所述姿态调整机构包括分隔板
、
垂直套筒
、
信号器
、
垂线和信号球，所述分隔板固定设于监测筒侧壁，所述垂直套筒固定设于分隔板顶端，所述信号器固定设于分隔板顶端，所述垂线一端固定设于监测筒内部顶端，所述信号球固定设于垂线另一端，所述垂直套筒位于垂线和监测筒连接点的正下方
。
[0014]进一步地，所述推动槽呈圆弧状，所述第一螺纹杆与
U
型锁紧块通过螺纹连接，所述第二螺纹杆与安装架通过螺纹连接，所述定位杆外径与定位孔内径相适配，所述信号球外径小于垂直套筒内径
。
[0015]进一步地，所述垂直套筒采用的材料为金属铜，所述信号球采用的材料为金属铜，所述分隔板采用的材料为塑料，所述信号器通过导线分别与垂直套筒和信号球电性连接
。
[0016]进一步地，压力传感器一和压力传感器二采用的型号为
PT124G
‑
111。
[0017]进一步地，信号器采用的型号为
ODW
‑
730
‑
F1。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过设有探测机构，当监测筒周围土层偏移和沉降时，探测片将跟随土层发生偏移和下移，实现了监测地表土层沉降和偏移的技术效果，解决了现有技术中不能同时监测地表土层沉降和偏移的技术问题；（2）本专利技术通过设有传感机构，利用压力传感器能实时监测探测片跟随土层发生的位移，同时将压力传感器收到的压力变化传送至外部主机，达到实时监控土层变化的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种煤矿采空区地表沉降监测装置，其特征在于：包括监测筒（1）
、
定位机构（2）
、
探测机构（3）
、
传感机构（4）和姿态调整机构（5），所述定位机构（2）固定设于监测筒（1）内部侧壁，所述探测机构（3）设于定位机构（2）顶端，所述传感机构（4）设于探测机构（3）侧壁，所述姿态调整机构（5）固定设于监测筒（1）内部侧壁，所述定位机构（2）包括转动机构（
210
）
、
锁紧机构（
220
）和安装机构（
230
），所述转动机构（
210
）固定设于监测筒（1）内部侧壁，所述锁紧机构（
220
）固定设于监测筒（1）内部侧壁，所述安装机构（
230
）滑动设于监测筒（1）内壁，所述传感机构（4）包括偏移感应机构（
410
）和垂直感应机构（
420
），所述偏移感应机构（
410
）固定设于探测机构（3）侧壁，所述垂直感应机构（
420
）固定设于监测筒（1）侧壁，所述姿态调整机构（5）位于转动机构（
210
）上方
。2.
根据权利要求1所述的一种煤矿采空区地表沉降监测装置，其特征在于：所述转动机构（
210
）包括固定架（
211
）
、
第一伺服电机（
212
）
、
转动轴（
213
）
、
转盘（
214
）
、
推动槽（
215
）
、
滑轮（
216
）
、
锁紧杆（
217
）和限位杆（
218
），所述固定架（
211
）固定设于监测筒（1）内部侧壁，所述第一伺服电机（
212
）固定设于固定架（
211
）顶端，所述转动轴（
213
）同轴固定设于第一伺服电机（
212
）输出端，所述转盘（
214
）同轴固定设于转动轴（
213
）底端，所述推动槽（
215
）阵列设于转盘（
214
）顶端，所述滑轮（
216
）滚动设于推动槽（
215
）内壁，所述限位杆（
218
）同轴杆固定设于滑轮（
216
）侧壁，所述锁紧杆（
217
）一端固定设于转盘（
214
）底端，所述转动轴（
213
）一端贯穿固定架（
211
）顶端
。3.
根据权利要求2所述的一种煤矿采空区地表沉降监测装置，其特征在于：所述锁紧机构（
220
）包括
U
型锁紧块（
221
）
、
第一螺纹杆（
222
）
、
第二伺服电机（
223
）和锁紧套筒（
224
），所述锁紧套筒（
224
）固定设于监测筒（1）侧壁，所述第二伺服电机（
223
）固定设于锁紧套筒（
224
）内壁，所述第一螺纹杆（
222
）同轴固定设于第二伺服电机（
223
）输出端，所述
U
型锁紧块（
221
）滑动设于锁紧套筒（
224
）内部侧壁，所述
U
型锁紧块（
221
）侧壁套设于第一螺纹杆（
222
）外壁
。4.
根据权利要求3所述的一种煤矿采空区地表沉降监测装置，其特征在于：所述安装机构（
230
）包括安装架（
231
）
、
第三伺服电机（
232
）
、
第二螺纹杆（
233
）和安装槽（
234
），所述安装架（
231
）滑动设于监测筒（1）内壁，所述安装槽（
234
）阵列开设于安装架（
231
）顶端，所述第三伺服电机（
232
）固定设于监测筒（1）内部底端，所述第二螺纹杆（
233
）同轴固定设于第三伺服电机（
232
）输出端，所述安装架（
231
）底壁套设于第二螺纹杆（
233
）外壁
。5.
根据权利要求4所述的一种煤矿采空区地表沉降监测装置，其特征在于：所述垂直感应机构（
420
）包括探测口（
421
）
、
安装套筒（
422
）
、
垂直弹簧（
423
）和压力传感器一（
424
），所述探测口（
421
）阵列开设于监测筒（1）侧壁，所述安装套筒（
422
）滑动设于探测口（
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛德林，刘伟，贾成刚，代君伟，杨伟杰，
申请(专利权)人：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：