CN110361786B - 一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，包括顶板、固定机构、底板、探测机构、处理器和蓄电池，固定机构包括伸缩组件和两个固定组件，伸缩组件包括平板、竖管和横管，探测机构包括第一电机、转盘、隔离块、密封组件和两个雷达，密封组件包括保护壳和两个升降组件，该用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备利用固定机构便于将探测机构固定在垂直矿井巷道中，并可带动设备在矿道中进行升降移动，使工作人员无需进入矿井中即可进行煤层探测，进而使设备使用更方便，不仅如此，探测机构中利用升降组件控制保护壳与转盘之间的距离，在设备搬运过程中利用保护壳对雷达进行防碰撞的保护，避免雷达损坏，提高了设备的实用性。

Description

一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备

技术领域

本发明涉及矿产探测设备领域，特别涉及一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备。

背景技术

地质雷达仪是一种煤矿探测设备，主要利用高频电磁波技术探测地下物体和地下介质分布，设备运行时，发射机通过天线发射高频脉冲电磁波信号，当这一信号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个发射信号，直达信号和发射信号通过接收天线接入到接收机，放大后由示波器显示出来，从而完成地质探测工作，因此地质雷达仪在用于矿井的矿产勘探中。

但是现有的地质雷达仪在垂直矿井巷道中使用时，需要人们手持雷达装置在矿井内部移动进行探测，由于垂直巷道内部空气稀薄，使得探测工作存在一定的危险性，进而造成了现有的煤矿探测设备使用不便，不仅如此，现有的地质雷达仪中，雷达通常直接暴露在外部，在运输储藏过程中容易受到外部的挤压、碰撞而损坏，进而导致现有的煤矿探测设备实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，包括顶板、固定机构、底板、探测机构、处理器和蓄电池，所述处理器和蓄电池均固定在顶板的上方，所述处理器内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接，所述底板通过固定机构设置在顶板的下方，所述探测机构位于底板的下方；

所述固定机构包括伸缩组件和两个固定组件，两个固定组件分别位于伸缩组件的上方和下方，所述伸缩组件包括平板、竖管和横管，所述平板与伸缩组件连接，所述竖管的一端与平板固定连接，所述竖管的另一端与横管的中心处连接，所述竖管内设有压缩单元，所述横管内的两端均设有固定单元，所述固定单元包括第一密封板、横杆、凸板和插针，所述第一密封板的外周与横管的内壁密封连接，所述凸板通过横杆固定在第一密封板的远离竖管的一侧，所述插针固定在凸板上，两个伸缩组件的横管分别固定在底板的上方和顶板的下方；

所述探测机构包括第一电机、转盘、隔离块、密封组件和两个雷达，所述第一电机固定在底板的下方，所述第一电机与转盘传动连接，所述隔离块固定在转盘的下方的圆心处，两个雷达分别固定在隔离块的两侧，所述密封组件且与转盘的下方，所述密封组件包括保护壳和两个升降组件，所述保护壳的开口向上设置，两个升降组件分别位于转盘的下方的两侧，所述升降组件位于保护壳的内侧，所述升降组件与保护壳的底部传动连接。

作为优选，为了调节两个平板间的距离，所述伸缩组件包括第四电机、第一连杆和第二连杆，所述第四电机固定在其中一个平板上，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与另一个平板铰接。

作为优选，为了使两个平板始终保持平行，所述第四电机的两侧均设有定向杆，所述定向杆的一端固定在其中一个平板上，所述定向杆的另一端穿过另一个平板。

作为优选，为了实现竖管和横管内的空气互相流通，所述压缩单元包括第二电机、丝杆、套管、第二密封板和两个透气口，所述第二电机固定在平板上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹，所述第二密封板的外周与竖管的内壁密封连接，所述第二密封板的形状为方形，两个透气口分别位于竖管的靠近平板的一端的两侧。

作为优选，为了避免竖管内进灰，所述透气口内设有滤网。

作为优选，为了保证第一密封板的移动距离，所述竖管的内径大于横管的内径。

作为优选，为了控制保护壳的升降，所述升降组件包括第三电机和两个升降单元，所述第三电机位于两个升降单元之间，所述第三电机与PLC电连接，所述升降单元包括轴承、螺杆、驱动块和驱动杆，所述第三电机和轴承均固定在转盘的下方，所述第三电机与螺杆的一端传动连接，所述螺杆的另一端设置在轴承内，所述驱动块套设在螺杆上，所述驱动块的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹，所述驱动块通过驱动杆与保护壳的底部铰接。

作为优选，为了保证第三电机的驱动力，所述第三电机为直流伺服电机。

作为优选，为了实现转盘的稳定转动，所述底板的下方设有环形槽，所述转盘的上方设有若干滑块，所述滑块与环形槽滑动连接，所述滑块与环形槽相匹配，所述环形槽为燕尾槽。

作为优选，为了实现横杆的稳定移动，所述固定单元还包括固定环，所述固定环套设在横杆上，所述固定环固定在横管内。

本发明的有益效果是，该用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备利用固定机构便于将探测机构固定在垂直矿井巷道中，并可带动设备在矿道中进行升降移动，使工作人员无需进入矿井中即可进行煤层探测，进而使设备使用更方便，不仅如此，探测机构中利用升降组件控制保护壳与转盘之间的距离，在设备搬运过程中利用保护壳对雷达进行防碰撞的保护，避免雷达损坏，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备的结构示意图；

图2是本发明的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备的固定机构的结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备的探测机构的结构示意图；

图中：1.顶板，2.底板，3.处理器，4.蓄电池，5.平板，6.竖管，7.横管，8.第一密封板，9.横杆，10.凸板，11.插杆，12.第一电机，13.转盘，14.隔离块，15.雷达，16.第四电机，17.第一连杆，18.第二连杆，19.定向杆，20.第二电机，21.丝杆，22.套管，23.第二密封板，24.滤网，25.第三电机，26.轴承，27.螺杆，28.驱动块，29.驱动杆，30.环形槽，31.滑块，32.固定环，33.保护壳。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，包括顶板1、固定机构、底板2、探测机构、处理器3和蓄电池4，所述处理器3和蓄电池4均固定在顶板1的上方，所述处理器3内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接，所述底板2通过固定机构设置在顶板1的下方，所述探测机构位于底板2的下方；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

用户在使用该探测设备在垂直矿井巷道中探测煤矿分布时，将设备放置在矿井巷道的入口处，而后通过手机、电脑等遥控装置发送无线信号，处理器3内部的天线接收无线信号后，将信号内容传递给PLC，PLC控制装置启动，在垂直矿井巷道中减小煤矿探测工作，利用顶板1和底板2之间的固定机构将设备固定在矿井中，利用底板2下方的探测机构进行煤层分布的探测工作，顶板1上的蓄电池4提供设备运行的能源，如此通过遥控该设备在矿井中进行探测，使得探测更方便，避免人们进入矿井内进行探测引发安全事故。

如图2所示，所述固定机构包括伸缩组件和两个固定组件，两个固定组件分别位于伸缩组件的上方和下方，所述伸缩组件包括平板5、竖管6和横管7，所述平板5与伸缩组件连接，所述竖管6的一端与平板5固定连接，所述竖管6的另一端与横管7的中心处连接，所述竖管6内设有压缩单元，所述横管7内的两端均设有固定单元，所述固定单元包括第一密封板8、横杆9、凸板10和插针，所述第一密封板8的外周与横管7的内壁密封连接，所述凸板10通过横杆9固定在第一密封板8的远离竖管6的一侧，所述插针固定在凸板10上，两个伸缩组件的横管7分别固定在底板2的上方和顶板1的下方；

固定机构中，通过伸缩组件控制两个固定组件之间的距离，利用固定组件将设备固定在矿井内部，设备在垂直矿井巷道中进行探测时，若设备需要向下移动，首先下方的固定组件将设备固定在矿井中，而上方的固定组件脱离矿井，由伸缩组件缩小两个伸缩组件之间的距离，使得上方的固定组件向下移动后再固定在巷道中，而后下方的固定组件脱离巷道，再由伸缩组件扩大两个固定组件的距离，下方的固定组件固定在巷道中，而后上方的固定组件脱离巷道，通过伸缩组件缩小两个固定组件的距离，如此循环往复运行，实现设备在巷道中向下移动进行探测，而当设备需要回到地面时，上方的固定组件固定在巷道内，下方的固定组件脱离巷道，之后伸缩组件缩小两个固定组件之间的距离，而后下方的固定组件固定在巷道中，上方的固定组件脱离巷道，之后再由伸缩组件扩大两个固定组件之间的距离，再由上方的固定组件固定在巷道中，下方的固定组件脱离巷道，由伸缩组件带动两个固定组件靠近，如此，实现设备在巷道中向上移动。固定组件中，通过平板5固定了竖管6的位置，竖管6内的压缩组件可带动竖管6内的空气流动，进而将竖管6内的空气压缩至横管7中，或将横管7内的空气抽入至竖管6中，使得横管7内的第一密封板8发生位移，通过横杆9带动凸板10和插针移动，插针插在巷道的内壁上时，可将横管7固定在巷道中，而插针脱离巷道内壁时，使得横管7与巷道的内壁进行分离。

如图4所示，所述探测机构包括第一电机12、转盘13、隔离块14、密封组件和两个雷达15，所述第一电机12固定在底板2的下方，所述第一电机12与转盘13传动连接，所述隔离块14固定在转盘13的下方的圆心处，两个雷达15分别固定在隔离块14的两侧，所述密封组件且与转盘13的下方，所述密封组件包括保护壳33和两个升降组件，所述保护壳33的开口向上设置，两个升降组件分别位于转盘13的下方的两侧，所述升降组件位于保护壳33的内侧，所述升降组件与保护壳33的底部传动连接。

探测机构中，利用密封组件对转盘13下方的两个雷达15进行保护，避免设备在搬运过程中，雷达15受到外部的挤压碰撞而损坏，设备使用时，通过两个升降组件同时运行，带动保护壳33向下移动，使得雷达15露出，而后PLC控制雷达15发射高频电磁波信号，并接收返回的电磁波信号，将信号内容传递给PLC，PLC检测返回的信号确定煤层的分布状况，同时PLC还可控制第一电机12启动，带动转盘13转动，使得隔离块14带动两个雷达15转动，调整探测的方向，实现高效的煤矿探测，进而提高了设备的实用性。

如图2所示，所述伸缩组件包括第四电机16、第一连杆17和第二连杆18，所述第四电机16固定在其中一个平板5上，所述第四电机16与PLC电连接，所述第四电机16与第一连杆17传动连接，所述第一连杆17通过第二连杆18与另一个平板5铰接。

PLC控制第四电机16启动，带动第一连杆17转动，第一连杆17通过第二连杆18作用在远离第四电机16的一个平板5上，使得两个平板5之间的距离发生变化。

作为优选，为了使两个平板5始终保持平行，所述第四电机16的两侧均设有定向杆19，所述定向杆19的一端固定在其中一个平板5上，所述定向杆19的另一端穿过另一个平板5。利用固定在一个平板5上的两个定向杆19，同时穿过另一个平板5，使得平板5之间的距离发生变化时，平板5沿着定向杆19的轴线移动，进而使两个平板5始终保持平行。

如图3所示，所述压缩单元包括第二电机20、丝杆21、套管22、第二密封板23和两个透气口，所述第二电机20固定在平板5上，所述第二电机20与PLC电连接，所述第二电机20与丝杆21的一端传动连接，所述丝杆21的另一端设置在套管22内，所述套管22的与丝杆21的连接处设有与丝杆21匹配的第一螺纹，所述第二密封板23的外周与竖管6的内壁密封连接，所述第二密封板23的形状为方形，两个透气口分别位于竖管6的靠近平板5的一端的两侧。

PLC控制第二电机20启动，带动丝杆21旋转，丝杆21通过第一螺纹作用在套管22上，使得套管22沿着丝杆21的轴线移动，进而带动第二密封板23沿着竖管6的内壁进行移动，第二密封板23远离平板5移动时，可将竖管6内的空气压入横管7中，使得第一密封板8带动横杆9远离竖管6移动，将插针插入矿井的内壁上，而当第二密封板23靠近平板5移动时，可将横管7中的空气抽入到竖管6中，使得第一密封板8带动横杆9向竖管6靠近移动，插针脱离巷道的内壁。

作为优选，为了避免竖管6内进灰，所述透气口内设有滤网24。利用透气口方便竖管6的靠近平板5的一端与外部保持空气连通，方便第二密封板23在竖管6内部移动，而通过滤网24可防止空气中的灰尘进入竖管6内，影响第二密封板23与竖管6的密封性。

作为优选，为了保证第一密封板8的移动距离，所述竖管6的内径大于横管7的内径。竖管6的内径大于横管7的内径，使得第二密封板23的距离变化小于第一密封板8的距离变化，保证第一密封板8和横杆9带动插针进行足够的位移。

如图4所示，所述升降组件包括第三电机25和两个升降单元，所述第三电机25位于两个升降单元之间，所述第三电机25与PLC电连接，所述升降单元包括轴承26、螺杆27、驱动块28和驱动杆29，所述第三电机25和轴承26均固定在转盘13的下方，所述第三电机25与螺杆27的一端传动连接，所述螺杆27的另一端设置在轴承26内，所述驱动块28套设在螺杆27上，所述驱动块28的与螺杆27的连接处设有与螺杆27匹配的第二螺纹，所述驱动块28通过驱动杆29与保护壳33的底部铰接。

PLC控制第三电机25启动，带动两侧的升降单元中的螺杆27在轴承26的支撑作用下进行旋转，螺杆27通过第二螺纹作用在驱动块28上，使得驱动块28沿着螺杆27的轴线进行移动，通过驱动杆29作用在保护壳33内的底部，使得保护壳33与转盘13的距离发生变化。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三电机25的驱动力，所述第三电机25为直流伺服电机。

作为优选，为了实现转盘13的稳定转动，所述底板2的下方设有环形槽30，所述转盘13的上方设有若干滑块31，所述滑块31与环形槽30滑动连接，所述滑块31与环形槽30相匹配，所述环形槽30为燕尾槽。利用固定在底板2下方的环形槽30固定了滑块31的滑动轨迹，由于环形槽30为燕尾槽，滑块31无法脱离环形槽30，进一步保证了滑块31和转盘13的稳定转动。

作为优选，为了实现横杆9的稳定移动，所述固定单元还包括固定环32，所述固定环32套设在横杆9上，所述固定环32固定在横管7内。利用固定在横管7内的固定环32，固定了横杆9的移动方向，使得横杆9保持稳定的移动。

该煤矿探测设备中，通过控制升降组件可控制保护壳33的移动，便于设备在搬运过程中，利用保护壳33对雷达15进行隔离保护，防止雷达15受撞击损坏，不仅如此，通过伸缩组件可调整两个固定组件的距离，利用两个固定组件依次固定在矿井巷道中，便于设备在矿井中升降移动，方便雷达15进行探测，工作人员无需进入巷道中进行探测，进而使得煤层探测更方便，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备利用固定机构便于将探测机构固定在垂直矿井巷道中，并可带动设备在矿道中进行升降移动，使工作人员无需进入矿井中即可进行煤层探测，进而使设备使用更方便，不仅如此，探测机构中利用升降组件控制保护壳33与转盘13之间的距离，在设备搬运过程中利用保护壳33对雷达15进行防碰撞的保护，避免雷达15损坏，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，包括顶板(1)、固定机构、底板(2)、探测机构、处理器(3)和蓄电池(4)，所述处理器(3)和蓄电池(4)均固定在顶板(1)的上方，所述处理器(3)内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接，所述底板(2)通过固定机构设置在顶板(1)的下方，所述探测机构位于底板(2)的下方；

所述固定机构包括伸缩组件和两个固定组件，两个固定组件分别位于伸缩组件的上方和下方，所述伸缩组件包括平板(5)、竖管(6)和横管(7)，所述平板(5)与伸缩组件连接，所述竖管(6)的一端与平板(5)固定连接，所述竖管(6)的另一端与横管(7)的中心处连接，所述竖管(6)内设有压缩单元，所述横管(7)内的两端均设有固定单元，所述固定单元包括第一密封板(8)、横杆(9)、凸板(10)和插针，所述第一密封板(8)的外周与横管(7)的内壁密封连接，所述凸板(10)通过横杆(9)固定在第一密封板(8)的远离竖管(6)的一侧，所述插针固定在凸板(10)上，两个伸缩组件的横管(7)分别固定在底板(2)的上方和顶板(1)的下方；

所述探测机构包括第一电机(12)、转盘(13)、隔离块(14)、密封组件和两个雷达(15)，所述第一电机(12)固定在底板(2)的下方，所述第一电机(12)与转盘(13)传动连接，所述隔离块(14)固定在转盘(13)的下方的圆心处，两个雷达(15)分别固定在隔离块(14)的两侧，所述密封组件位于转盘(13)的下方，所述密封组件包括保护壳(33)和两个升降组件，所述保护壳(33)的开口向上设置，两个升降组件分别位于转盘(13)的下方的两侧，所述升降组件位于保护壳(33)的内侧，所述升降组件与保护壳(33)的底部传动连接。

2.如权利要求1所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述伸缩组件包括第四电机(16)、第一连杆(17)和第二连杆(18)，所述第四电机(16)固定在其中一个平板(5)上，所述第四电机(16)与PLC电连接，所述第四电机(16)与第一连杆(17)传动连接，所述第一连杆(17)通过第二连杆(18)与另一个平板(5)铰接。

3.如权利要求2所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述第四电机(16)的两侧均设有定向杆(19)，所述定向杆(19)的一端固定在其中一个平板(5)上，所述定向杆(19)的另一端穿过另一个平板(5)。

4.如权利要求1所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述压缩单元包括第二电机(20)、丝杆(21)、套管(22)、第二密封板(23)和两个透气口，所述第二电机(20)固定在平板(5)上，所述第二电机(20)与PLC电连接，所述第二电机(20)与丝杆(21)的一端传动连接，所述丝杆(21)的另一端设置在套管(22)内，所述套管(22)的与丝杆(21)的连接处设有与丝杆(21)匹配的第一螺纹，所述第二密封板(23)的外周与竖管(6)的内壁密封连接，所述第二密封板(23)的形状为方形，两个透气口分别位于竖管(6)的靠近平板(5)的一端的两侧。

5.如权利要求4所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述透气口内设有滤网(24)。

6.如权利要求1所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述竖管(6)的内径大于横管(7)的内径。

7.如权利要求1所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述升降组件包括第三电机(25)和两个升降单元，所述第三电机(25)位于两个升降单元之间，所述第三电机(25)与PLC电连接，所述升降单元包括轴承(26)、螺杆(27)、驱动块(28)和驱动杆(29)，所述第三电机(25)和轴承(26)均固定在转盘(13)的下方，所述第三电机(25)与螺杆(27)的一端传动连接，所述螺杆(27)的另一端设置在轴承(26)内，所述驱动块(28)套设在螺杆(27)上，所述驱动块(28)的与螺杆(27)的连接处设有与螺杆(27)匹配的第二螺纹，所述驱动块(28)通过驱动杆(29)与保护壳(33)的底部铰接。

8.如权利要求7所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述第三电机(25)为直流伺服电机。

9.如权利要求1所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述底板(2)的下方设有环形槽(30)，所述转盘(13)的上方设有若干滑块(31)，所述滑块(31)与环形槽(30)滑动连接，所述滑块(31)与环形槽(30)相匹配，所述环形槽(30)为燕尾槽。

10.如权利要求1所述的用于垂直矿井巷道的使用便捷的煤矿探测设备，其特征在于，所述固定单元还包括固定环(32)，所述固定环(32)套设在横杆(9)上，所述固定环(32)固定在横管(7)内。

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