CN111608732A - 一种地下煤矿作业用环境安全监测设备及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全监测领域，具体涉及一种地下煤矿作业用环境安全监测设备及操作方法，包括电动小车、方形壳、圆形筒、绳索、抽气机构、旋转机构和若干个气体存储器，绳索的一端固定安装在方形壳的顶部，绳索上设置有水平调节机构，方形壳的顶部还设置有用于控制电动小车进行运动的控制模块，该地下煤矿作业用环境安全监测设备，通过控制模块控制电动小车的带动设备在各个区域进行移动，再通过控制模块控制抽气机构、拉动机构和旋转机构将各个区域的气体充入到气体存储器，进而完成气体的收集，再对收集的气体进行检测，使得检测结果与煤矿隧道内真实情况有无误差，确定数据的准确的，且设备成本低，降低了大量的施工成本，有利于企业的发展和运营。

Description

一种地下煤矿作业用环境安全监测设备及操作方法

技术领域

本发明涉及安全监测领域，具体涉及一种地下煤矿作业用环境安全监测设备及操作方法。

背景技术

随着昼夜温差的变化，地下煤矿隧道内的气体成份也在发生变化，因此，隔天进行施工时，需要对隧道内的气体进行收集检测，避免工人下井时，出现缺氧或者中毒的现象发生。

我国专利申请号：CN201610900378.6；公开了一种单点监测气体浓度检测仪的控制方法，通过采用上述控制方法，能有效节约抽气泵的运行时间，以最大程度上降低功耗，既有利于延长气体浓度检测仪的使用寿命，也利于降低维修费用，经济性好，实用性强。该方案通过定时抽取气体，进而对气体浓度进行检测。

我国专利申请号：CN201710461669.4 ；公开了煤矿安全监测方法及装置。本发明实能够解决现有技术中服务器接收数据量过大，处理数据发生延迟，不能真实反映当前煤矿的安全状态的问题。该方案通过控制系统的自动筛选，减少了数据的传输。

该两个方案具有以下缺点：

1、该两个方案虽然都能够对煤矿内的气体进行收集检测，第一个方案只能在一个地方进行重复检测，使得检测结果与煤矿隧道内真实情况有较大的误差，不能确定数据的准确的。

2、第二个方案能够对煤矿隧道内的情况进行多区域测试，但布置成本过高，增加了大量的施工成本，不利于企业的发展和运营。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下煤矿作业用环境安全监测设备及操作方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，包括电动小车、方形壳、圆形筒、绳索、抽气机构、旋转机构和若干个气体存储器，方形壳固定安装在电动小车的顶部，且圆形筒固定安装在方形壳内，若干个气体存储器均位于圆形筒内，且若干个气体存储器沿着圆形筒的圆周方向均匀分布，且若干个气体存储器均能够拆卸的安装在旋转机构上，旋转机构固定安装在圆形筒上，用于对气体存储器内进行充气的抽气机构固定安装在方形壳的顶部，抽气机构上设置有充气管，充气管位于圆形筒的一端外侧，圆形筒的一端外壁上开设有供充气管穿过的穿孔，圆形筒的另一端外壁上开设有用于取出气体存储器的若干个抽料孔，圆形筒的一端外壁上设置有用于拉动充气管的拉动机构，充气管固定安装在拉动机构上，且充气管与拉动机构传动连接，绳索的一端固定安装在方形壳的顶部，绳索的另一端安装在地面的控制设备上，绳索上设置有用于调节方形壳呈水平的水平调节机构，且方形壳的顶部还设置有用于控制电动小车进行运动的控制模块。

进一步的，控制模块包括可旋转摄像头、移动电源、无线通讯模块、控制器和若干个照明灯，可旋转摄像头、移动电源、无线通讯模块、控制器固定安装在方形壳的顶部，若干个照明灯固定安装在电动小车上，控制器均与可旋转摄像头、移动电源、无线通讯模块和若干个照明灯电连接，且控制还与抽气机构、拉动机构、电动小车和旋转机构电连接。

进一步的，每个气体存储器均包括罐体、弹簧、第一活塞板、第二活塞板、拉簧、挡管和固定环，出气孔固定安装在旋转机构上，且罐体远离穿孔的一端上开设有出气孔，弹簧、第一活塞板、第二活塞板、拉簧、挡管和固定环均与罐体共轴线，且弹簧、第一活塞板、第二活塞板、拉簧和挡管均位于罐体内，弹簧、第一活塞板、第二活塞板、拉簧和挡管沿着罐体的轴线方向依次排列，弹簧的一端与罐体的内部一端固定连接，弹簧的另一端与第一活塞板的一端固定连接，且第一活塞板的外缘与罐体的内缘贴合，第一活塞板的另一端与第二活塞板的一端抵触，第二活塞板的另一端与拉簧的一端固定连接，拉簧的另一端与固定环的一端固定连接，固定环的一端固定安装在罐体的开口处，固定环的另一端与圆形筒靠近拉动机构的一侧内壁贴合，挡管位于拉簧内，且挡管远离第二活塞板的一端与固定环固定连接，挡管的另一端与第二活塞板抵触，第二活塞板上开设有若干个透气孔，若干个透气孔沿着第二活塞板的圆周方向均匀分布，且若干个透气孔均位于挡管内壁和透气孔内壁之间。

进一步的，旋转机构包括第二支撑座、减速器、伺服电机、转辊、转架、第一支撑座和两个棍座，转架位于圆形筒内，转架安装在转辊上，且罐体安装在转架内，转辊的两端穿过圆形筒，两个棍座安装在转辊的两端上，第一支撑座和第二支撑座位于圆形筒的两侧，且一个棍座固定安装在第一支撑座上，另一个棍座固定安装在第二支撑座上，减速器固定安装在第二支撑座上，且减速器的输出端通过联轴器与转辊的一端连接，伺服电机固定安装在减速器的输入端上。

进一步的，转架包括连接管、若干个安装管和连接板，连接管固定安装在转辊上，若干个连接板沿着连接管的圆周方向均匀分布，且连接板的内端与连接管的外缘固定连接，若干个安装管分别固定安装在若干个连接板的另一端上，罐体的外径等于安装管的内径。

进一步的，每个气体存储器还包括套管和两个弧形安装板，两个弧形安装板的一端固定安装在罐体远离固定环的一端上，两个弧形安装板另一端与套管的内缘顶部固定连接，且两个弧形安装板均位于套管内，且套管上开设有漏气孔，套管的内壁上设置有内螺纹，安装管的外壁上开设有与内螺纹啮合的外螺纹。

进一步的，抽气机构包括抽气泵、扩口管、软管、密封圈和导滑管，抽气泵固定安装在方形壳的顶部，且扩口管固定安装在抽气泵的进气口的一端，软管的一端与抽气泵的出气口固定连接，软管的另一端与充气管的一端固定连接，密封圈罩设在穿孔上，且密封圈与穿孔共轴线设置，密封圈的内径等于穿孔的直径，密封圈与圆形筒固定连接，充气管与密封圈滑动连接，充气管的外径等于密封圈的内径，充气管的外周壁上开设有密封槽，导滑管安装在密封槽内。

进一步的，拉动机构包括连接板、导柱、电动推杆、竖板、第三支撑座和直线轴承，连接板固定安装在充气管的底部，且电动推杆的输出端与连接板固定连接，电动推杆固定安装在竖板上，且竖板固定安装在第三支撑座的顶部，第三支撑座固定安装在圆形筒的外壁上，直线轴承固定安装在竖板上，且导柱的一端与连接板固定连接，导柱的另一端穿过直线轴承，且导柱与直线轴承滑动连接。

进一步的，水平调节机构包括两个调解板、四个调解绳和连接柱，四个调解绳的同一端分别固定安装在方形壳的顶部四端，且四个调解绳的另一端穿过依次两个调解板，且四个调解绳的另一端固定安装在地面的控制设备，每个调解板上均开设有四个供调解绳穿过的滑孔，绳索的一端依次穿过两个调解板，且每个调解板上均开始有供绳索穿过的固定孔，且每个调解板均于绳索粘接，四个连接柱位于两个调解板之间，且内个连接柱的上下两端分别与两个调解板固定连接。

一种地下煤矿作业用环境安全监测设备的操作方法，其特征在于，

S1：电动小车底部先着地；

当需要对地下煤矿气体成分含量进行采集时，通过地面控制设备将安全监测设备从洞口放入到地下煤矿隧道内，若电动小车底部未事先着地，通过工人使用拉动调解绳，进而使得调解绳带动方形壳的进行运动，进而使得方形壳的顶部呈水平设置，进而完成电动小车调整，使得电动小车底部事先着地；

S2：设备的移动；

工人通过智能设备将信号传送给无线通讯模块，无线通讯模块将信号传输给控制器，控制器控制电动小车进行运动，且控制器控制可旋转摄像头和照明灯进行打开，可旋转摄像头将看到的景象传送给控制器，控制器通过无线通讯模块将看到的景象传输给智能设备，进而使得工人能够观察电动小车周围的景象，工人再通过智能设备控制电动小车进行运动，电动小车带动方形壳和圆形筒运动到合适的地方；

S3：气体抽取；

再通过控制模块控制抽气泵进行启动，进而使抽气泵将煤矿隧道内的气体进行抽取，进而将气体沿着扩口管抽入，再沿着经过抽气泵和软管，再沿着充气管进行喷出，当经过事先设定的时间后，抽气机构内原本的气体将排出干净，控制器再控制拉动机构进行工作；

S4：充气管与气体储存器气密性连接；

通过控制器控制电动推杆进行运动，进而使得电动推杆推动连接板，进而使得连接板带动充气管进行运动，使得充气管插设在导滑管内，由于挡管、固定环、穿孔和充气管形成一条气道，进而当充气管插入到导滑管内时，实现气密性连接；

S5：第一个气体储存器充气；

当气体沿着从充气管内喷出时，将穿过穿孔，再穿过固定环和挡管，由于挡管、固定环、穿孔和充气管形成一条气道，因此气体只能对第二活塞板进行抵触，进而推动第二活塞板，当拉簧的拉力大于气体的推力时，第二活塞板将不再进行运动，进而使得气体穿过透气孔对第一活塞板进行推动，进而对弹簧进行压缩，进而使得气体存储在第一活塞板和第二活塞板之间，当经过事先设定的时间后，控制器控制电动推杆进行复位，且控制抽气泵进行停止工作，使得气体不再对第二活塞板进行推动，拉簧拉动第二活塞板进行复位，进而完成气体的收集储存；

S6：气体储存器的旋转；

通过控制器控制伺服电机进行运动，进而使得伺服电机带动减速器进行运动，进而使得减速器带动转辊进行运动，通过转辊带动连接管进行转动，进而使得连接管带动若干个连接板进行转动，进而带动若干个安装管进行旋转，进而使得若干个安装管带动若干个气体存储器进行旋转，使得下一个气体存储器转动与先前一个气体存储器的位置；

S7：下一个气体储存器的充气；

再通过工人使用智能设备，进而控制电动小车进行运动，进而运动到下一个位置，再重复上述的气体采集过程，进而完成另一个气体存储器的收集；

S8：设备回到地表；

当所有气体存储器内都收集好气体后，电动小车运动到刚开下落的位置，工人通过地面的控制设备，将该设备拉上地表；

S9：气体储存器的拆卸检测；

再通过工人拧动套管，进而使得套管与安装管啮合转动，进而将气体存储器从转架上取下，再将气体存储器沿着抽料孔抽出，重复上述气体存储器拆卸的过程，将所有气体存储器从转架上拆卸下来，再送去检测，进而对地下煤矿隧道内气体成分含量进行分析，进而判断工人进行煤矿作业是否安全。

本发明的有益效果：该地下煤矿作业用环境安全监测设备，通过控制模块控制电动小车的带动设备在各个区域进行移动，再通过控制模块控制抽气机构、拉动机构和旋转机构将各个区域的气体充入到气体存储器，进而完成气体的收集，再对收集的气体进行检测，使得检测结果与煤矿隧道内真实情况有无误差，确定数据的准确的，且设备成本底，降低了大量的施工成本，有利于企业的发展和运营。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的控制流程图；

图2为本发明的立体结构示意图一；

图3为本发明的立体结构示意图二；

图4为气体存储器的立体结构分解示意图；

图5为本发明的局部立体结构示意图一；

图6为转架的立体结构示意图；

图7为气体存储器的局部立体结构示意图；

图8为圆形筒的立体结构示意图；

图9为抽气机构的立体结构示意图；

图10为抽气机构的局部立体结构分解示意图；

图11为本发明的局部立体结构示意图二；

图12为水平调节机构的立体结构示意图；

图13为水平调节机构的局部立体结构示意图；

图中：

1、旋转机构；1a、棍座；1b、减速器；1c、伺服电机；1d、转辊；1e、转架；1e1、安装管；1e11、外螺纹；1e2、连接板；1e3、连接管；1f、第一支撑座；1h、第二支撑座；

2、气体存储器；2a、罐体；2a1、出气孔；2b、弹簧；2c、第一活塞板；2d、第二活塞板；2d1、透气孔；2e、拉簧；2f、挡管；2h、固定环；2i、弧形安装板；2j、套管；2j1、内螺纹；2j2、漏气孔；

3、抽气机构；3a、充气管；3a1、密封槽；3b、抽气泵；3c、扩口管；3d、软管；3e、密封圈；3h、导滑管；

4、拉动机构；4a、连接板；4b、导柱；4c、电动推杆；4d、竖板；4e、第三支撑座；4f、直线轴承；

5、水平调节机构；5a、调解绳；5b、调解板；5b1、滑孔；5b2、固定孔；5c、连接柱；

6、控制模块；6b、可旋转摄像头；6a、照明灯；

7、绳索；

8、圆形筒；8a、穿孔；8b、抽料孔；

9、方形壳；

10、电动小车。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1至图13所示的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，包括电动小车10、方形壳9、圆形筒8、绳索7、抽气机构3、旋转机构1和若干个气体存储器2，方形壳9固定安装在电动小车10的顶部，且圆形筒8固定安装在方形壳9内，若干个气体存储器2均位于圆形筒8内，且若干个气体存储器2沿着圆形筒8的圆周方向均匀分布，且若干个气体存储器2均能够拆卸的安装在旋转机构1上，旋转机构1固定安装在圆形筒8上，用于对气体存储器2内进行充气的抽气机构3固定安装在方形壳9的顶部，抽气机构3上设置有充气管3a，充气管3a位于圆形筒8的一端外侧，圆形筒8的一端外壁上开设有供充气管3a穿过的穿孔8a，圆形筒8的另一端外壁上开设有用于取出气体存储器2的若干个抽料孔8b，圆形筒8的一端外壁上设置有用于拉动充气管3a的拉动机构4，充气管3a固定安装在拉动机构4上，且充气管3a与拉动机构4传动连接，绳索7的一端固定安装在方形壳9的顶部，绳索7的另一端安装在地面的控制设备上，绳索7上设置有用于调节方形壳9呈水平的水平调节机构5，且方形壳9的顶部还设置有用于控制电动小车10进行运动的控制模块6。当需要对地下煤矿气体成分含量进行采集时，通过地面控制设备将安全监测设备从洞口放入到地下煤矿隧道内，若电动小车10底部未事先着地，通过工人使用水平调节机构5，进而将电动小车10调整，使得电动小车10底部事先着地，再通过工人使用智能设备，将控制信号从洞口传输到控制模块6上，控制模块6再控制电动小车10进行运动，电动小车10带动方形壳9和圆形筒8运动到合适的地方，再通过控制模块6控制抽气机构3进行启动，进而使得抽气机构3将煤矿隧道内的气体进行抽取，再沿着充气管3a进行喷出，当经过事先设定的时间后，控制器控制拉动机构4进行运动，进而使得拉动机构4带动充气管3a穿过穿孔8a，并且与一个气体存储器2进行连接，进而使得抽气机构3抽取的气体进入到气体存储器2内，当经过事先设定的时间后，控制器控制拉动机构4进行复位，且控制抽气机构3进行关闭，控制器再控制旋转机构1进行工作，进而使得旋转机构1带动若干个气体存储器2进行旋转，进而使得下一个气体存储器2转动与先前一个气体存储器2的位置，再通过工人使用智能设备，进而控制电动小车10进行运动，进而运动到下一个位置，再重复上述的气体采集过程，进而完成另一个气体存储器2的收集，当所有气体存储器2内都收集好气体后，电动小车10运动到刚开下落的位置，工人通过地面的控制设备，将该设备拉上地表，再通过工人将若干个气体存储器2从旋转机构1上拆卸下来，并且沿着抽料孔8b进行抽取，再送去检测，进而对地下煤矿隧道内气体成分含量进行分析，进而判断工人进行煤矿作业是否安全。

控制模块6包括可旋转摄像头6b、移动电源、无线通讯模块、控制器和若干个照明灯6a，可旋转摄像头6b、移动电源、无线通讯模块、控制器固定安装在方形壳9的顶部，若干个照明灯6a固定安装在电动小车10上，控制器均与可旋转摄像头6b、移动电源、无线通讯模块和若干个照明灯6a电连接，且控制还与抽气机构3、拉动机构4、电动小车10和旋转机构1电连接。工人通过智能设备将信号传送给无线通讯模块，无线通讯模块将信号传输给控制器，控制器控制电动小车10进行运动，且控制器控制可旋转摄像头6b进行打开，可旋转摄像头6b将看到的景象传送给控制器，控制器通过无线通讯模块将看到的景象传输给智能设备，进而使得工人能够观察电动小车10周围的景象，也可以将该设备的无线传输改成有线传输。

每个气体存储器2均包括罐体2a、弹簧2b、第一活塞板2c、第二活塞板2d、拉簧2e、挡管2f和固定环2h，出气孔2a1固定安装在旋转机构1上，且罐体2a远离穿孔8a的一端上开设有出气孔2a1，弹簧2b、第一活塞板2c、第二活塞板2d、拉簧2e、挡管2f和固定环2h均与罐体2a共轴线，且弹簧2b、第一活塞板2c、第二活塞板2d、拉簧2e和挡管2f均位于罐体2a内，弹簧2b、第一活塞板2c、第二活塞板2d、拉簧2e和挡管2f沿着罐体2a的轴线方向依次排列，弹簧2b的一端与罐体2a的内部一端固定连接，弹簧2b的另一端与第一活塞板2c的一端固定连接，且第一活塞板2c的外缘与罐体2a的内缘贴合，第一活塞板2c的另一端与第二活塞板2d的一端抵触，第二活塞板2d的另一端与拉簧2e的一端固定连接，拉簧2e的另一端与固定环2h的一端固定连接，固定环2h的一端固定安装在罐体2a的开口处，固定环2h的另一端与圆形筒8靠近拉动机构4的一侧内壁贴合，挡管2f位于拉簧2e内，且挡管2f远离第二活塞板2d的一端与固定环2h固定连接，挡管2f的另一端与第二活塞板2d抵触，第二活塞板2d上开设有若干个透气孔2d1，若干个透气孔2d1沿着第二活塞板2d的圆周方向均匀分布，且若干个透气孔2d1均位于挡管2f内壁和透气孔2d1内壁之间。当气体沿着从充气管3a内喷出时，将穿过穿孔8a，再穿过固定环2h和挡管2f，由于挡管2f、固定环2h、穿孔8a和充气管3a形成一条气道，因此气体只能对第二活塞板2d进行抵触，进而推动第二活塞板2d，当拉簧2e的拉力大于气体的推力时，第二活塞板2d将不再进行运动，进而使得气体穿过透气孔2d1对第一活塞板2c进行推动，进而对弹簧2b进行压缩，进而使得气体存储在第一活塞板2c和第二活塞板2d之间，当经过一定的时间后，控制器控制抽气机构3停止工作，使得气体不再对第二活塞板2d进行推动，拉簧2e拉动第二活塞板2d进行复位，进而完成气体的收集储存。

旋转机构1包括第二支撑座1h、减速器1b、伺服电机1c、转辊1d、转架1e、第一支撑座1f和两个棍座1a，转架1e位于圆形筒8内，转架1e安装在转辊1d上，且罐体2a安装在转架1e内，转辊1d的两端穿过圆形筒8，两个棍座1a安装在转辊1d的两端上，第一支撑座1f和第二支撑座1h位于圆形筒8的两侧，且一个棍座1a固定安装在第一支撑座1f上，另一个棍座1a固定安装在第二支撑座1h上，减速器1b固定安装在第二支撑座1h上，且减速器1b的输出端通过联轴器与转辊1d的一端连接，伺服电机1c固定安装在减速器1b的输入端上。通过控制器控制伺服电机1c进行运动，进而使得伺服电机1c带动减速器1b进行运动，进而使得减速器1b带动转辊1d进行运动，进而使得转辊1d带动转架1e进行旋转，进而使得转架1e带动所有气体存储器2进行旋转。

转架1e包括连接管1e3、若干个安装管1e1和连接板1e2，连接管1e3固定安装在转辊1d上，若干个连接板1e2沿着连接管1e3的圆周方向均匀分布，且连接板1e2的内端与连接管1e3的外缘固定连接，若干个安装管1e1分别固定安装在若干个连接板1e2的另一端上，罐体2a的外径等于安装管1e1的内径。通过转辊1d带动连接管1e3进行转动，进而使得连接管1e3带动若干个连接板1e2进行转动，进而带动若干个安装管1e1进行旋转，进而使得若干个安装管1e1带动若干个气体存储器2进行旋转，且若干个安装管1e1的轴线形成一个圆，穿孔8a的轴线在该圆上。

每个气体存储器2还包括套管2j和两个弧形安装板2i，两个弧形安装板2i的一端固定安装在罐体2a远离固定环2h的一端上，两个弧形安装板2i另一端与套管2j的内缘顶部固定连接，且两个弧形安装板2i均位于套管2j内，且套管2j上开设有漏气孔2j2，套管2j的内壁上设置有内螺纹2j1，安装管1e1的外壁上开设有与内螺纹2j1啮合的外螺纹1e11。从出气孔2a1排出的气体将沿着漏气孔2j2排出，通过内螺纹2j1与外螺纹1e11啮合，进而将套管2j固定在安装管1e1上，通过两个弧形安装板2i将罐体2a与套管2j连接起来，进而将罐体2a可拆卸的安装在安装管1e1上。

抽气机构3包括抽气泵3b、扩口管3c、软管3d、密封圈3e和导滑管3h，抽气泵3b固定安装在方形壳9的顶部，且扩口管3c固定安装在抽气泵3b的进气口的一端，软管3d的一端与抽气泵3b的出气口固定连接，软管3d的另一端与充气管3a的一端固定连接，密封圈3e罩设在穿孔8a上，且密封圈3e与穿孔8a共轴线设置，密封圈3e的内径等于穿孔8a的直径，密封圈3e与圆形筒8固定连接，充气管3a与密封圈3e滑动连接，充气管3a的外径等于密封圈3e的内径，充气管3a的外周壁上开设有密封槽3a1，导滑管3h安装在密封槽3a1内。当需要气体进入到气体存储器2内时，拉动机构4带动充气管3a进行运动时，进而使得充气管3a插入到导滑管3h内，且密封圈3e的外壁与导滑管3h的内壁接触，进而避免气体漏出，再通过控制器控制抽气泵3b进行工作，进而将气体沿着扩口管3c抽入，再沿着经过抽气泵3b和软管3d，进入到充气管3a内。

拉动机构4包括连接板4a、导柱4b、电动推杆4c、竖板4d、第三支撑座4e和直线轴承4f，连接板4a固定安装在充气管3a的底部，且电动推杆4c的输出端与连接板4a固定连接，电动推杆4c固定安装在竖板4d上，且竖板4d固定安装在第三支撑座4e的顶部，第三支撑座4e固定安装在圆形筒8的外壁上，直线轴承4f固定安装在竖板4d上，且导柱4b的一端与连接板4a固定连接，导柱4b的另一端穿过直线轴承4f，且导柱4b与直线轴承4f滑动连接。通过控制器控制电动推杆4c进行运动，进而使得电动推杆4c推动连接板4a，进而使得连接板4a带动充气管3a进行运动，使得充气管3a插设在导滑管3h内，通过导柱4b和直线轴承4f，对连接板4a的运动起到导向的作用，防止连接板4a发生转动。

水平调节机构5包括两个调解板5b、四个调解绳5a和连接柱5c，四个调解绳5a的同一端分别固定安装在方形壳9的顶部四端，且四个调解绳5a的另一端穿过依次两个调解板5b，且四个调解绳5a的另一端固定安装在地面的控制设备，每个调解板5b上均开设有四个供调解绳5a穿过的滑孔5b1，绳索7的一端依次穿过两个调解板5b，且每个调解板5b上均开始有供绳索7穿过的固定孔5b2，且每个调解板5b均于绳索7粘接，四个连接柱5c位于两个调解板5b之间，且内个连接柱5c的上下两端分别与两个调解板5b固定连接。若电动小车10底部未事先着地，通过工人使用拉动调解绳5a，进而使得调解绳5a带动方形壳9的进行运动，进而使得方形壳9的顶部呈水平设置，进而完成电动小车10调整，使得电动小车10底部事先着地，通过调解板5b和连接柱5c，防止四个调解绳5a缠绕与绳索7缠绕在一起。

一种地下煤矿作业用环境安全监测设备的操作方法，其特征在于，

S1：电动小车底部先着地；

当需要对地下煤矿气体成分含量进行采集时，通过地面控制设备将安全监测设备从洞口放入到地下煤矿隧道内，若电动小车10底部未事先着地，通过工人使用拉动调解绳5a，进而使得调解绳5a带动方形壳9的进行运动，进而使得方形壳9的顶部呈水平设置，进而完成电动小车10调整，使得电动小车10底部事先着地；

S2：设备的移动；

工人通过智能设备将信号传送给无线通讯模块，无线通讯模块将信号传输给控制器，控制器控制电动小车10进行运动，且控制器控制可旋转摄像头6b和照明灯6a进行打开，可旋转摄像头6b将看到的景象传送给控制器，控制器通过无线通讯模块将看到的景象传输给智能设备，进而使得工人能够观察电动小车10周围的景象，工人再通过智能设备控制电动小车10进行运动，电动小车10带动方形壳9和圆形筒8运动到合适的地方；

S3：气体抽取；

再通过控制模块6控制抽气泵3b进行启动，进而使抽气泵3b将煤矿隧道内的气体进行抽取，进而将气体沿着扩口管3c抽入，再沿着经过抽气泵3b和软管3d，再沿着充气管3a进行喷出，当经过事先设定的时间后，抽气机构3内原本的气体将排出干净，控制器再控制拉动机构4进行工作；

S4：充气管与气体储存器气密性连接；

通过控制器控制电动推杆4c进行运动，进而使得电动推杆4c推动连接板4a，进而使得连接板4a带动充气管3a进行运动，使得充气管3a插设在导滑管3h内，由于挡管2f、固定环2h、穿孔8a和充气管3a形成一条气道，进而当充气管3a插入到导滑管3h内时，实现气密性连接；

S5：第一个气体储存器充气；

当气体沿着从充气管3a内喷出时，将穿过穿孔8a，再穿过固定环2h和挡管2f，由于挡管2f、固定环2h、穿孔8a和充气管3a形成一条气道，因此气体只能对第二活塞板2d进行抵触，进而推动第二活塞板2d，当拉簧2e的拉力大于气体的推力时，第二活塞板2d将不再进行运动，进而使得气体穿过透气孔2d1对第一活塞板2c进行推动，进而对弹簧2b进行压缩，进而使得气体存储在第一活塞板2c和第二活塞板2d之间，当经过事先设定的时间后，控制器控制电动推杆4c进行复位，且控制抽气泵3b进行停止工作，使得气体不再对第二活塞板2d进行推动，拉簧2e拉动第二活塞板2d进行复位，进而完成气体的收集储存；

S6：气体储存器的旋转；

通过控制器控制伺服电机1c进行运动，进而使得伺服电机1c带动减速器1b进行运动，进而使得减速器1b带动转辊1d进行运动，通过转辊1d带动连接管1e3进行转动，进而使得连接管1e3带动若干个连接板1e2进行转动，进而带动若干个安装管1e1进行旋转，进而使得若干个安装管1e1带动若干个气体存储器2进行旋转，使得下一个气体存储器2转动与先前一个气体存储器2的位置；

S7：下一个气体储存器的充气；

再通过工人使用智能设备，进而控制电动小车10进行运动，进而运动到下一个位置，再重复上述的气体采集过程，进而完成另一个气体存储器2的收集；

S8：设备回到地表；

当所有气体存储器2内都收集好气体后，电动小车10运动到刚开下落的位置，工人通过地面的控制设备，将该设备拉上地表；

S9：气体储存器的拆卸检测；

再通过工人拧动套管2j，进而使得套管2j与安装管1e1啮合转动，进而将气体存储器2从转架1e上取下，再将气体存储器2沿着抽料孔8b抽出，重复上述气体存储器2拆卸的过程，将所有气体存储器2从转架1e上拆卸下来，再送去检测，进而对地下煤矿隧道内气体成分含量进行分析，进而判断工人进行煤矿作业是否安全。

工作原理：当需要对地下煤矿气体成分含量进行采集时，通过地面控制设备将安全监测设备从洞口放入到地下煤矿隧道内，若电动小车10底部未事先着地，通过工人使用拉动调解绳5a，进而使得调解绳5a带动方形壳9的进行运动，进而使得方形壳9的顶部呈水平设置，进而完成电动小车10调整，使得电动小车10底部事先着地，工人通过智能设备将信号传送给无线通讯模块，无线通讯模块将信号传输给控制器，控制器控制电动小车10进行运动，且控制器控制可旋转摄像头6b和照明灯6a进行打开，可旋转摄像头6b将看到的景象传送给控制器，控制器通过无线通讯模块将看到的景象传输给智能设备，进而使得工人能够观察电动小车10周围的景象，工人再通过智能设备控制电动小车10进行运动，电动小车10带动方形壳9和圆形筒8运动到合适的地方，再通过控制模块6控制抽气泵3b进行启动，进而使抽气泵3b将煤矿隧道内的气体进行抽取，进而将气体沿着扩口管3c抽入，再沿着经过抽气泵3b和软管3d，再沿着充气管3a进行喷出，当经过事先设定的时间后，抽气机构3内原本的气体将排出干净，控制器再控制拉动机构4进行工作，通过控制器控制电动推杆4c进行运动，进而使得电动推杆4c推动连接板4a，进而使得连接板4a带动充气管3a进行运动，使得充气管3a插设在导滑管3h内，进而完成与一个气体存储器2进行连接，进而使得抽气机构3抽取的气体进入到气体存储器2内，进气的过程为，从充气管3a内喷出时，将穿过穿孔8a，再穿过固定环2h和挡管2f，由于挡管2f、固定环2h、穿孔8a和充气管3a形成一条气道，因此气体只能对第二活塞板2d进行抵触，进而推动第二活塞板2d，当拉簧2e的拉力大于气体的推力时，第二活塞板2d将不再进行运动，进而使得气体穿过透气孔2d1对第一活塞板2c进行推动，进而对弹簧2b进行压缩，进而使得气体存储在第一活塞板2c和第二活塞板2d之间，当经过事先设定的时间后，控制器控制电动推杆4c进行复位，且控制抽气泵3b进行停止工作，使得气体不再对第二活塞板2d进行推动，拉簧2e拉动第二活塞板2d进行复位，进而完成气体的收集储存，通过控制器控制伺服电机1c进行运动，进而使得伺服电机1c带动减速器1b进行运动，进而使得减速器1b带动转辊1d进行运动，通过转辊1d带动连接管1e3进行转动，进而使得连接管1e3带动若干个连接板1e2进行转动，进而带动若干个安装管1e1进行旋转，进而使得若干个安装管1e1带动若干个气体存储器2进行旋转，进而使得下一个气体存储器2转动与先前一个气体存储器2的位置，再通过工人使用智能设备，进而控制电动小车10进行运动，进而运动到下一个位置，再重复上述的气体采集过程，进而完成另一个气体存储器2的收集，当所有气体存储器2内都收集好气体后，电动小车10运动到刚开下落的位置，工人通过地面的控制设备，将该设备拉上地表，再通过工人拧动套管2j，进而使得套管2j与安装管1e1啮合转动，进而将气体存储器2从转架1e上取下，再将气体存储器2沿着抽料孔8b抽出，重复上述气体存储器2拆卸的过程，将所有气体存储器2从转架1e上拆卸下来，再送去检测，进而对地下煤矿隧道内气体成分含量进行分析，进而判断工人进行煤矿作业是否安全。

Claims (10)

1.一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，包括电动小车（10）、方形壳（9）、圆形筒（8）、绳索（7）、抽气机构（3）、旋转机构（1）和若干个气体存储器（2），方形壳（9）固定安装在电动小车（10）的顶部，且圆形筒（8）固定安装在方形壳（9）内，若干个气体存储器（2）均位于圆形筒（8）内，且若干个气体存储器（2）沿着圆形筒（8）的圆周方向均匀分布，且若干个气体存储器（2）均能够拆卸的安装在旋转机构（1）上，旋转机构（1）固定安装在圆形筒（8）上，用于对气体存储器（2）内进行充气的抽气机构（3）固定安装在方形壳（9）的顶部，抽气机构（3）上设置有充气管（3a），充气管（3a）位于圆形筒（8）的一端外侧，圆形筒（8）的一端外壁上开设有供充气管（3a）穿过的穿孔（8a），圆形筒（8）的另一端外壁上开设有用于取出气体存储器（2）的若干个抽料孔（8b），圆形筒（8）的一端外壁上设置有用于拉动充气管（3a）的拉动机构（4），充气管（3a）固定安装在拉动机构（4）上，且充气管（3a）与拉动机构（4）传动连接，绳索（7）的一端固定安装在方形壳（9）的顶部，绳索（7）的另一端安装在地面的控制设备上，绳索（7）上设置有用于调节方形壳（9）呈水平的水平调节机构（5），且方形壳（9）的顶部还设置有用于控制电动小车（10）进行运动的控制模块（6）。

2.根据权利要求1所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，控制模块（6）包括可旋转摄像头（6b）、移动电源、无线通讯模块、控制器和若干个照明灯（6a），可旋转摄像头（6b）、移动电源、无线通讯模块、控制器固定安装在方形壳（9）的顶部，若干个照明灯（6a）固定安装在电动小车（10）上，控制器均与可旋转摄像头（6b）、移动电源、无线通讯模块和若干个照明灯（6a）电连接，且控制还与抽气机构（3）、拉动机构（4）、电动小车（10）和旋转机构（1）电连接。

3.根据权利要求2所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，每个气体存储器（2）均包括罐体（2a）、弹簧（2b）、第一活塞板（2c）、第二活塞板（2d）、拉簧（2e）、挡管（2f）和固定环（2h），出气孔（2a1）固定安装在旋转机构（1）上，且罐体（2a）远离穿孔（8a）的一端上开设有出气孔（2a1），弹簧（2b）、第一活塞板（2c）、第二活塞板（2d）、拉簧（2e）、挡管（2f）和固定环（2h）均与罐体（2a）共轴线，且弹簧（2b）、第一活塞板（2c）、第二活塞板（2d）、拉簧（2e）和挡管（2f）均位于罐体（2a）内，弹簧（2b）、第一活塞板（2c）、第二活塞板（2d）、拉簧（2e）和挡管（2f）沿着罐体（2a）的轴线方向依次排列，弹簧（2b）的一端与罐体（2a）的内部一端固定连接，弹簧（2b）的另一端与第一活塞板（2c）的一端固定连接，且第一活塞板（2c）的外缘与罐体（2a）的内缘贴合，第一活塞板（2c）的另一端与第二活塞板（2d）的一端抵触，第二活塞板（2d）的另一端与拉簧（2e）的一端固定连接，拉簧（2e）的另一端与固定环（2h）的一端固定连接，固定环（2h）的一端固定安装在罐体（2a）的开口处，固定环（2h）的另一端与圆形筒（8）靠近拉动机构（4）的一侧内壁贴合，挡管（2f）位于拉簧（2e）内，且挡管（2f）远离第二活塞板（2d）的一端与固定环（2h）固定连接，挡管（2f）的另一端与第二活塞板（2d）抵触，第二活塞板（2d）上开设有若干个透气孔（2d1），若干个透气孔（2d1）沿着第二活塞板（2d）的圆周方向均匀分布，且若干个透气孔（2d1）均位于挡管（2f）内壁和透气孔（2d1）内壁之间。

4.根据权利要求3所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，旋转机构（1）包括第二支撑座（1h）、减速器（1b）、伺服电机（1c）、转辊（1d）、转架（1e）、第一支撑座（1f）和两个棍座（1a），转架（1e）位于圆形筒（8）内，转架（1e）安装在转辊（1d）上，且罐体（2a）安装在转架（1e）内，转辊（1d）的两端穿过圆形筒（8），两个棍座（1a）安装在转辊（1d）的两端上，第一支撑座（1f）和第二支撑座（1h）位于圆形筒（8）的两侧，且一个棍座（1a）固定安装在第一支撑座（1f）上，另一个棍座（1a）固定安装在第二支撑座（1h）上，减速器（1b）固定安装在第二支撑座（1h）上，且减速器（1b）的输出端通过联轴器与转辊（1d）的一端连接，伺服电机（1c）固定安装在减速器（1b）的输入端上。

5.根据权利要求4所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，转架（1e）包括连接管（1e3）、若干个安装管（1e1）和连接板（1e2），连接管（1e3）固定安装在转辊（1d）上，若干个连接板（1e2）沿着连接管（1e3）的圆周方向均匀分布，且连接板（1e2）的内端与连接管（1e3）的外缘固定连接，若干个安装管（1e1）分别固定安装在若干个连接板（1e2）的另一端上，罐体（2a）的外径等于安装管（1e1）的内径。

6.根据权利要求5所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，每个气体存储器（2）还包括套管（2j）和两个弧形安装板（2i），两个弧形安装板（2i）的一端固定安装在罐体（2a）远离固定环（2h）的一端上，两个弧形安装板（2i）另一端与套管（2j）的内缘顶部固定连接，且两个弧形安装板（2i）均位于套管（2j）内，且套管（2j）上开设有漏气孔（2j2），套管（2j）的内壁上设置有内螺纹（2j1），安装管（1e1）的外壁上开设有与内螺纹（2j1）啮合的外螺纹（1e11）。

7.根据权利要求6所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，抽气机构（3）包括抽气泵（3b）、扩口管（3c）、软管（3d）、密封圈（3e）和导滑管（3h），抽气泵（3b）固定安装在方形壳（9）的顶部，且扩口管（3c）固定安装在抽气泵（3b）的进气口的一端，软管（3d）的一端与抽气泵（3b）的出气口固定连接，软管（3d）的另一端与充气管（3a）的一端固定连接，密封圈（3e）罩设在穿孔（8a）上，且密封圈（3e）与穿孔（8a）共轴线设置，密封圈（3e）的内径等于穿孔（8a）的直径，密封圈（3e）与圆形筒（8）固定连接，充气管（3a）与密封圈（3e）滑动连接，充气管（3a）的外径等于密封圈（3e）的内径，充气管（3a）的外周壁上开设有密封槽（3a1），导滑管（3h）安装在密封槽（3a1）内。

8.根据权利要求7所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，拉动机构（4）包括连接板（4a）、导柱（4b）、电动推杆（4c）、竖板（4d）、第三支撑座（4e）和直线轴承（4f），连接板（4a）固定安装在充气管（3a）的底部，且电动推杆（4c）的输出端与连接板（4a）固定连接，电动推杆（4c）固定安装在竖板（4d）上，且竖板（4d）固定安装在第三支撑座（4e）的顶部，第三支撑座（4e）固定安装在圆形筒（8）的外壁上，直线轴承（4f）固定安装在竖板（4d）上，且导柱（4b）的一端与连接板（4a）固定连接，导柱（4b）的另一端穿过直线轴承（4f），且导柱（4b）与直线轴承（4f）滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种地下煤矿作业用环境安全监测设备，其特征在于，水平调节机构（5）包括两个调解板（5b）、四个调解绳（5a）和连接柱（5c），四个调解绳（5a）的同一端分别固定安装在方形壳（9）的顶部四端，且四个调解绳（5a）的另一端穿过依次两个调解板（5b），且四个调解绳（5a）的另一端固定安装在地面的控制设备，每个调解板（5b）上均开设有四个供调解绳（5a）穿过的滑孔（5b1），绳索（7）的一端依次穿过两个调解板（5b），且每个调解板（5b）上均开始有供绳索（7）穿过的固定孔（5b2），且每个调解板（5b）均于绳索（7）粘接，四个连接柱（5c）位于两个调解板（5b）之间，且内个连接柱（5c）的上下两端分别与两个调解板（5b）固定连接。

10.一种地下煤矿作业用环境安全监测设备的操作方法，其特征在于，

S1：电动小车底部先着地；

当需要对地下煤矿气体成分含量进行采集时，通过地面控制设备将安全监测设备从洞口放入到地下煤矿隧道内，若电动小车（10）底部未事先着地，通过工人使用拉动调解绳（5a），进而使得调解绳（5a）带动方形壳（9）的进行运动，进而使得方形壳（9）的顶部呈水平设置，进而完成电动小车（10）调整，使得电动小车（10）底部事先着地；

S2：设备的移动；

工人通过智能设备将信号传送给无线通讯模块，无线通讯模块将信号传输给控制器，控制器控制电动小车（10）进行运动，且控制器控制可旋转摄像头（6b）和照明灯（6a）进行打开，可旋转摄像头（6b）将看到的景象传送给控制器，控制器通过无线通讯模块将看到的景象传输给智能设备，进而使得工人能够观察电动小车（10）周围的景象，工人再通过智能设备控制电动小车（10）进行运动，电动小车（10）带动方形壳（9）和圆形筒（8）运动到合适的地方；

S3：气体抽取；

再通过控制模块（6）控制抽气泵（3b）进行启动，进而使抽气泵（3b）将煤矿隧道内的气体进行抽取，进而将气体沿着扩口管（3c）抽入，再沿着经过抽气泵（3b）和软管（3d），再沿着充气管（3a）进行喷出，当经过事先设定的时间后，抽气机构（3）内原本的气体将排出干净，控制器再控制拉动机构（4）进行工作；

S4：充气管与气体储存器气密性连接；

通过控制器控制电动推杆（4c）进行运动，进而使得电动推杆（4c）推动连接板（4a），进而使得连接板（4a）带动充气管（3a）进行运动，使得充气管（3a）插设在导滑管（3h）内，由于挡管（2f）、固定环（2h）、穿孔（8a）和充气管（3a）形成一条气道，进而当充气管（3a）插入到导滑管（3h）内时，实现气密性连接；

S5：第一个气体储存器充气；

当气体沿着从充气管（3a）内喷出时，将穿过穿孔（8a），再穿过固定环（2h）和挡管（2f），由于挡管（2f）、固定环（2h）、穿孔（8a）和充气管（3a）形成一条气道，因此气体只能对第二活塞板（2d）进行抵触，进而推动第二活塞板（2d），当拉簧（2e）的拉力大于气体的推力时，第二活塞板（2d）将不再进行运动，进而使得气体穿过透气孔（2d1）对第一活塞板（2c）进行推动，进而对弹簧（2b）进行压缩，进而使得气体存储在第一活塞板（2c）和第二活塞板（2d）之间，当经过事先设定的时间后，控制器控制电动推杆（4c）进行复位，且控制抽气泵（3b）进行停止工作，使得气体不再对第二活塞板（2d）进行推动，拉簧（2e）拉动第二活塞板（2d）进行复位，进而完成气体的收集储存；

S6：气体储存器的旋转；

通过控制器控制伺服电机（1c）进行运动，进而使得伺服电机（1c）带动减速器（1b）进行运动，进而使得减速器（1b）带动转辊（1d）进行运动，通过转辊（1d）带动连接管（1e3）进行转动，进而使得连接管（1e3）带动若干个连接板（1e2）进行转动，进而带动若干个安装管（1e1）进行旋转，进而使得若干个安装管（1e1）带动若干个气体存储器（2）进行旋转，使得下一个气体存储器（2）转动与先前一个气体存储器（2）的位置；

S7：下一个气体储存器的充气；

再通过工人使用智能设备，进而控制电动小车（10）进行运动，进而运动到下一个位置，再重复上述的气体采集过程，进而完成另一个气体存储器（2）的收集；

S8：设备回到地表；

当所有气体存储器（2）内都收集好气体后，电动小车（10）运动到刚开下落的位置，工人通过地面的控制设备，将该设备拉上地表；

S9：气体储存器的拆卸检测；

再通过工人拧动套管（2j），进而使得套管（2j）与安装管（1e1）啮合转动，进而将气体存储器（2）从转架（1e）上取下，再将气体存储器（2）沿着抽料孔（8b）抽出，重复上述气体存储器（2）拆卸的过程，将所有气体存储器（2）从转架（1e）上拆卸下来，再送去检测，进而对地下煤矿隧道内气体成分含量进行分析，进而判断工人进行煤矿作业是否安全。

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