CN114440737B - 一种采空区地下岩层状况监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种采空区地下岩层状况监测装置，包括：可移动外壳、岩壁固定部分、移动支撑部分、移动安装部分A、移动安装部分B、缝隙测量部分和样本采取部分；岩壁固定部分安装在可移动外壳内部，岩壁固定部分可以固定在岩壁上并支撑缝隙测量部分；移动支撑部分可以将岩壁固定部分夹住并移动到岩壁旁；移动安装部分A可以将岩壁固定部分牢牢固定在岩壁上；移动安装部分B可以将缝隙测量部分安装在岩壁固定部分上；缝隙测量部分可以测量裂缝的宽度；样本采取部分可以取固定体积的岩石样本，通过伺服电机G驱动带着螺纹杆B向下滑动，螺纹杆B带着螺旋钻头向下滑动，螺旋钻头将固定体积的岩石样本带到圆形筒内，实现了自动化取样，提高了取样效率。

Description

一种采空区地下岩层状况监测装置
技术领域
本发明涉及岩体变形监测装置领域，特别涉及一种采空区地下岩层状况监测装置。
背景技术
在采矿工程施工过程中，施工区域岩层的运动会对工作空间结构稳定性及工程质量产生影响，准确、及时地掌握覆岩运动状态，分析研究岩层运动规律、并做出精准预测预报，对施工安全、保障质量、提高效率具有极为重要的意义，有些煤矿即使做了监测，但仍旧发生了事故，说明现有覆岩运动监测技术仍存在不足，因此需要一种采空区地下岩层状况监测装置。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种采空区地下岩层状况监测装置，可以监测地下岩层分裂的状态，防止出现二次坍塌。
本发明所使用的技术方案是：一种采空区地下岩层状况监测装置，包括：可移动外壳、岩壁固定部分、移动支撑部分、移动安装部分A、移动安装部分B、缝隙测量部分和样本采取部分；可移动外壳上设有履带可以移动；岩壁固定部分安装在可移动外壳内部，岩壁固定部分可以固定在岩壁上并支撑缝隙测量部分；移动支撑部分安装在可移动外壳内部，移动支撑部分可以将岩壁固定部分夹住并移动到岩壁旁；移动安装部分A安装在可移动外壳内部，移动安装部分A可以将岩壁固定部分牢牢固定在岩壁上；移动安装部分B安装在可移动外壳内部，移动安装部分B可以将缝隙测量部分安装在岩壁固定部分上；缝隙测量部分安装在可移动外壳内部，缝隙测量部分可以测量裂缝的宽度；样本采取部分安装在可移动外壳内部，样本采取部分可以取固定体积的岩石样本。
优选的，所述的岩壁固定部分包括：方形箱、金属杆、螺纹杆A、螺纹管A和皮带轮A；所述的方形箱放置在可移动外壳内部的凹槽中，方形箱上设有圆孔；金属杆转动安装在方形箱上的两个圆孔中，金属杆上固定连接有一个皮带轮，皮带轮和皮带轮A内其中一个皮带轮通过皮带连接；螺纹杆A有两根，分别滑动安装在方形箱上的两个圆孔内，螺纹杆A上设有螺纹；螺纹管A转动安装在方形箱内部的两个圆孔内，螺纹管A内部设有螺纹，螺纹与螺纹杆A上的螺纹配合，螺纹管A上固定连接有一个皮带轮，两个皮带轮通过皮带连接，其中一根螺纹管A上固定连接有一个齿轮；皮带轮A转动安装在方形箱内部的轴上，两组皮带轮A内其中一个皮带轮通过皮带连接。
优选的，所述的岩壁固定部分还包括：螺纹管B、支撑架A、圆形管、连接杆和金属块A；所述的螺纹管B底端方杆与金属杆中间的方孔滑动连接，螺纹管B上端杆设有螺纹，螺纹管B上端与圆形管顶部圆孔转动连接；支撑架A固定安装在螺纹杆A内部的凹槽中，支撑架A中间设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹与螺纹管B上的螺纹配合；圆形管滑动安装在支撑架A上；连接杆有八根，连接杆一端与圆形管上的凸块转动连接；金属块A一侧的凸块分别与连接杆一端转动连接，金属块A底部滑块滑动安装在支撑架A上的滑槽内。
优选的，所述的移动支撑部分包括：支撑架B、伺服电机A、锥齿轮C、齿轮A、十字框架、夹子A和多向移动机构；所述的支撑架B顶部固定安装在丝杠A的滑块上，支撑架B上固定连接有一个齿轮，支撑架B上设有限位块；伺服电机A固定安装在支撑架B上的凹槽内，伺服电机A电机轴上固定连接有一个锥齿轮；锥齿轮C的轴转动安装在伺服电机A上圆孔内，锥齿轮C内锥齿轮与伺服电机A电机轴上的锥齿轮互相啮合，锥齿轮C上设有圆盘；齿轮A固定安装在锥齿轮C上的圆盘上，齿轮A与支撑架B上的齿轮啮合，齿轮A上设有滑块；十字框架上的滑槽与支撑架B上的限位块和齿轮A上的滑块滑动连接；夹子A固定安装在十字框架的一端；多向移动机构固定安装在可移动外壳内部的凹槽中。
优选的，所述的多向移动机构包括：丝杠A、金属块B、齿条、支撑板A和伺服电机B；所述的丝杠A固定安装在支撑板A一侧；金属块B固定安装在可移动外壳内部的凹槽中，金属块B上设有螺纹孔；齿条固定安装在金属块B上；支撑板A滑动安装在金属块B上的滑槽内；伺服电机B固定安装在支撑板A上，伺服电机B电机轴上固定连接有一个齿轮，齿轮与齿条啮合。
优选的，所述的移动安装部分A包括：支撑板B、伺服电机C、巨型齿轮B、齿轮组、伺服电机D、L形杆、金属柱、伺服电机E、螺纹杆和多向移动机构；所述的支撑板B固定安装在丝杠A上的滑块上；伺服电机C固定安装在支撑板B上的凹槽内，伺服电机C电机轴上固定连接有一个带孔的圆柱；巨型齿轮B转动安装在支撑板B上的轴上；齿轮组转动安装在支撑板B上的圆孔内，齿轮组内齿轮与巨型齿轮B互相啮合；伺服电机D固定安装在支撑板B一侧的凹槽内，伺服电机D电机轴上固定连接有一个锥齿轮，锥齿轮与齿轮组内锥齿轮互相啮合；L形杆分为两截，两截的一头转动连接，两截另一头分别滑动安装在伺服电机C电机轴上圆柱上的圆孔内和金属柱上的圆孔内；金属柱转动安装在支撑板B上的圆孔内，金属柱前端设有方形柱，金属柱上固定连接有一个齿轮；伺服电机E固定安装在可移动外壳内部的凹槽中，伺服电机E电机轴与其中一根螺纹杆固定连接；螺纹杆转动安装在可移动外壳内部的凹槽中，螺纹杆上设有螺纹，螺纹与金属块B上螺纹孔内螺纹配合，螺纹杆一端固定连接有一个皮带轮，两根螺纹杆上的皮带轮通过皮带连接；多向移动机构滑动安装在可移动外壳内部的凹槽中。
优选的，所述的缝隙测量部分包括：方形管、方形块、菱形杆和弹簧珠；所述的方形管放置在可移动外壳内的凹槽中，方形管上设有刻度；方形块滑动安装在方形管内的滑槽中，方形块底部设有锯齿，方形块上设有尖头；菱形杆一端转动安装在方形块一侧的凹槽中；弹簧珠有多个，分别滑动安装在方形管内部的凹槽中，弹簧珠底部设有顶簧，顶簧另一端与方形管内部凹槽内平面固定连接。
优选的，所述的移动安装部分B包括：伸缩架A、丝杠B、伺服电机F和夹子B；所述的伸缩架A一端固定安装在可移动外壳内的凹槽中；丝杠B固定安装在伸缩架A的底端面上；伺服电机F固定安装在丝杠B内滑块上的凹槽内；夹子B固定安装在伺服电机F的电机轴上。
优选的，所述的样本采取部分包括：伸缩架B、圆形筒、伺服电机G、圆盘A、带齿金属条、内齿齿轮B、伺服电机H、螺旋钻头、螺纹杆B、螺纹管C和方形杆；所述的伸缩架B一端固定安装在可移动外壳内部的凹槽中；圆形筒一端固定安装在伸缩架B的底板上；伺服电机G固定安装在圆形筒上的凹槽中，伺服电机G电机轴上固定连接有一个齿轮，齿轮与内齿齿轮B外侧的锯齿啮合；圆盘A固定安装在圆形筒底部；带齿金属条有五个，每个相邻的带齿金属条一端转动连接，分别转动安装在圆盘A内部底端的轴上，带齿金属条上设有锯齿，锯齿与内齿齿轮B内锯齿啮合；内齿齿轮B转动安装在圆盘A内的凹槽中；伺服电机H有两个，分别固定安装在圆形筒内部的凹槽中，伺服电机H电机轴上固定连接有一个皮带轮；螺旋钻头滑动安装在圆形筒内的凹槽中；螺纹杆B滑动安装在圆形筒内部的凹槽中，螺纹杆B底端与螺旋钻头顶端转动连接；螺纹杆B上设有螺纹；螺纹管C转动安装在圆形筒内部的凹槽中，螺纹管C内设有螺纹，螺纹与螺纹杆B上的螺纹配合，螺纹管C一端固定连接有一个皮带轮，皮带轮和其中一个伺服电机H电机轴上的皮带轮通过皮带连接；方形杆转动安装在圆形筒内部的轴上，方形杆顶部固定连接有一个皮带轮，皮带轮和其中一个伺服电机H电机轴上的皮带轮通过皮带连接。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)通过伺服电机G驱动带着螺纹杆B向下滑动，螺纹杆B带着螺旋钻头向下滑动，螺旋钻头将固定体积的岩石样本带到圆形筒内，实现了自动化取样，提高了取样效率。
(2)通过伸缩架A和丝杠B配合将移动安装部分B的一端插入到方形箱上的凹槽内，夹子B夹住移动安装部分B的另一端插入到另一个方形箱上的凹槽内，通过伺服电机F驱动带着移动安装部分B转动，将移动安装部分B卡在方形箱上的凹槽内，防止脱落。
(3)通过伺服电机E驱动带着L形杆转动，L形杆带着金属柱转动，金属柱带着螺纹管A转动，来将岩壁固定部分固定到岩壁上并加固，实现了自动化。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的内部结构示意图。
图3-5为本发明的岩壁固定部分结构示意图。
图6、图7为本发明移动支撑部分结构示意图。
图8为本发明的多向移动机构结构示意图。
图9、图10为本发明移动安装部分A结构示意图。
图11、图12为本发明缝隙测量部分结构示意图。
图13为本发明的移动安装部分B结构示意图。
图14-16为本发明样本采取部分结构示意图。
附图标号
1-可移动外壳；2-岩壁固定部分；3-移动支撑部分；4-移动安装部分A；5-缝隙测量部分；6-移动安装部分B；7-样本采取部分；201-方形箱；202-金属杆；203-螺纹杆A；204-螺纹管A；205-皮带轮A；206-螺纹管B；207-支撑架A；208-圆形管；209-连接杆；210-金属块A；301-支撑架B；302-伺服电机A；303-锥齿轮C；304-齿轮A；305-十字框架；306-夹子A；31-多向移动机构；3101-丝杠A；3102-金属块B；3103-齿条；3104-支撑板A；3105-伺服电机B；401-支撑板B；402-伺服电机C；403-巨型齿轮B；404-齿轮组；405-伺服电机D；406-L形杆；407-金属柱；408-伺服电机E；409-螺纹杆；501-方形管；502-方形块；503-菱形杆；504-弹簧珠；601-伸缩架A；602-丝杠B；603-伺服电机F；604-夹子B；701-伸缩架B；702-圆形筒；703-伺服电机G；704-圆盘A；705-带齿金属条；707-内齿齿轮B；708-伺服电机H；709-螺旋钻头；710-螺纹杆B；711-螺纹管C；712-方形杆。
具体实施方式
在本发明以下的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，在此通过发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。
请参阅图1-16所示，一种采空区地下岩层状况监测装置，包括：可移动外壳1、岩壁固定部分2、移动支撑部分3、移动安装部分A4、移动安装部分B6、缝隙测量部分5和样本采取部分7；可移动外壳1上设有履带可以移动；岩壁固定部分2安装在可移动外壳1内部，岩壁固定部分2可以固定在岩壁上并支撑缝隙测量部分5；移动支撑部分3安装在可移动外壳1内部，移动支撑部分3可以将岩壁固定部分2夹住并移动到岩壁旁；移动安装部分A4安装在可移动外壳1内部，移动安装部分A4可以将岩壁固定部分2牢牢固定在岩壁上；移动安装部分B6安装在可移动外壳1内部，移动安装部分B6可以将缝隙测量部分5安装在岩壁固定部分2上；缝隙测量部分5安装在可移动外壳1内部，缝隙测量部分5可以测量裂缝的宽度；样本采取部分7安装在可移动外壳1内部，样本采取部分7可以取固定体积的岩石样本。
如图3-图5所示，岩壁固定部分2包括：方形箱201、金属杆202、螺纹杆A203、螺纹管A204和皮带轮A205；方形箱201放置在可移动外壳1内部的凹槽中，方形箱201上设有圆孔；金属杆202有两个，分别转动安装在方形箱201上的两个圆孔中，金属杆202上固定连接有一个皮带轮，皮带轮和皮带轮A205内其中一个皮带轮通过皮带连接；螺纹杆A203有两根，分别滑动安装在方形箱201上的两个圆孔内，螺纹杆A203上设有螺纹；螺纹管A204有两根，分别转动安装在方形箱201内部的两个圆孔内，螺纹管A204内部设有螺纹，螺纹与螺纹杆A203上的螺纹配合，螺纹管A204上固定连接有一个皮带轮，两个皮带轮通过皮带连接，其中一根螺纹管A204上固定连接有一个齿轮；皮带轮A205有两组，分别转动安装在方形箱201内部的轴上，两组皮带轮A205内其中一个皮带轮通过皮带连接。
如图3-图5所示，岩壁固定部分2还包括：螺纹管B206、支撑架A207、圆形管208、连接杆209和金属块A210；螺纹管B206底端方杆与金属杆202中间的方孔滑动连接，螺纹管B206上端杆设有螺纹，螺纹管B206上端与圆形管208顶部圆孔转动连接；支撑架A207固定安装在螺纹杆A203内部的凹槽中，支撑架A207中间设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹与螺纹管B206上的螺纹配合；圆形管208滑动安装在支撑架A207上；连接杆209有八根，连接杆209一端与圆形管208上的凸块转动连接；金属块A210有四个，金属块A210一侧的凸块分别与连接杆209一端转动连接，金属块A210底部滑块滑动安装在支撑架A207上的滑槽内；具体地，通过移动安装部分A4工作带着螺纹管A204转动，螺纹管A204带着螺纹杆A203和螺纹管B206、支撑架A207向前滑动，螺纹管A204转动到岩壁内，移动安装部分A4带着金属杆202转动，金属杆202带着螺纹管B206转动，螺纹管B206带着圆形管208向下滑动，圆形管208通过连接杆209带着金属块A210向外滑动，是金属块A210插入到岩石内，防止岩壁固定部分2脱落。
如图6、图7所示，移动支撑部分3包括：支撑架B301、伺服电机A302、锥齿轮C303、齿轮A304、十字框架305、夹子A306和多向移动机构31；支撑架B301顶部固定安装在丝杠A3101的滑块上，支撑架B301上固定连接有一个齿轮，支撑架B301上设有限位块；伺服电机A302固定安装在支撑架B301上的凹槽内，伺服电机A302电机轴上固定连接有一个锥齿轮；锥齿轮C303的轴转动安装在伺服电机A302上圆孔内，锥齿轮C303内锥齿轮与伺服电机A302电机轴上的锥齿轮互相啮合，锥齿轮C303上设有圆盘；齿轮A304固定安装在锥齿轮C303上的圆盘上，齿轮A304与支撑架B301上的齿轮啮合，齿轮A304上设有滑块；十字框架305上的滑槽与支撑架B301上的限位块和齿轮A304上的滑块滑动连接；夹子A306固定安装在十字框架305的一端；多向移动机构31固定安装在可移动外壳1内部的凹槽中；具体地，通过多向移动机构31工作带着支撑架B301滑动，支撑架B301带着夹子A306滑动到方形箱201旁边，通过伺服电机A302驱动带着锥齿轮C303转动，锥齿轮C303带着齿轮A304沿着锥齿轮C303转动，锥齿轮C303带着十字框架305滑动，十字框架305带着夹子A306滑动到指定位置，多向移动机构31工作带着夹子A306插入到方形箱201上的凹槽中，夹子A306工作将岩壁固定部分2撑起，并移动到指定位置，实现了自动化。
如图8所示，多向移动机构31包括：丝杠A3101、金属块B3102、齿条3103、支撑板A3104和伺服电机B3105；丝杠A3101固定安装在支撑板A3104一侧；金属块B3102固定安装在可移动外壳1内部的凹槽中，金属块B3102上设有螺纹孔；齿条3103固定安装在金属块B3102上；支撑板A3104滑动安装在金属块B3102上的滑槽内；伺服电机B3105固定安装在支撑板A3104上，伺服电机B3105电机轴上固定连接有一个齿轮，齿轮与齿条3103啮合；具体地，通过伺服电机B3105驱动带着支撑板A3104滑动，支撑板A3104带着丝杠A3101滑动。
如图9、图10所示，移动安装部分A4包括：支撑板B401、伺服电机C402、巨型齿轮B403、齿轮组404、伺服电机D405、L形杆406、金属柱407、伺服电机E408、螺纹杆409和多向移动机构31；支撑板B401固定安装在丝杠A3101上的滑块上；伺服电机C402固定安装在支撑板B401上的凹槽内，伺服电机C402电机轴上固定连接有一个带孔的圆柱；巨型齿轮B403转动安装在支撑板B401上的轴上；齿轮组404转动安装在支撑板B401上的圆孔内，齿轮组404内齿轮与巨型齿轮B403互相啮合；伺服电机D405固定安装在支撑板B401一侧的凹槽内，伺服电机D405电机轴上固定连接有一个锥齿轮，锥齿轮与齿轮组404内锥齿轮互相啮合；L形杆406有四根，L形杆406分为两截，两截的一头转动连接，两截另一头分别滑动安装在伺服电机C402电机轴上圆柱上的圆孔内和金属柱407上的圆孔内；金属柱407转动安装在支撑板B401上的圆孔内，金属柱407前端设有方形柱，金属柱407上固定连接有一个齿轮；伺服电机E408固定安装在可移动外壳1内部的凹槽中，伺服电机E408电机轴与其中一根螺纹杆409固定连接；螺纹杆409有两根，分别转动安装在可移动外壳1内部的凹槽中，螺纹杆409上设有螺纹，螺纹与金属块B3102上螺纹孔内螺纹配合，螺纹杆409一端固定连接有一个皮带轮，两根螺纹杆409上的皮带轮通过皮带连接；多向移动机构31滑动安装在可移动外壳1内部的凹槽中；具体地，通过伺服电机E408驱动带着螺纹杆409转动，螺纹杆409带着多向移动机构31滑动到指定位置，通过多向移动机构31工作带着支撑板B401移动到指定位置，通过伺服电机D405驱动带着齿轮组404转动，齿轮组404带着巨型齿轮B403转动，巨型齿轮B403带着金属柱407转动到螺纹管A204上方，金属柱407上齿轮与螺纹管A204上的齿轮啮合，通过伺服电机C402驱动带着L形杆406转动，L形杆406带着金属柱407转动，金属柱407带着螺纹管A204转动，来将岩壁固定部分2固定到岩壁上，通过巨型齿轮B403带着金属柱407转动到金属杆202前方，金属柱407顶端的方形柱插入到金属杆202中间的方孔内，通过伺服电机C402驱动带着L形杆406转动，L形杆406带着金属柱407转动，金属柱407带着螺纹管A204转动，来将岩壁固定部分2固定到岩壁上并加固，实现了自动化。
如图11、图12所示，缝隙测量部分5包括：方形管501、方形块502、菱形杆503和弹簧珠504；方形管501放置在可移动外壳1内的凹槽中，方形管501上设有刻度；方形块502滑动安装在方形管501内的滑槽中，方形块502底部设有锯齿，方形块502上设有尖头；菱形杆503一端转动安装在方形块502一侧的凹槽中；弹簧珠504有多个，分别滑动安装在方形管501内部的凹槽中，弹簧珠504底部设有顶簧，顶簧另一端与方形管501内部凹槽内平面固定连接；具体地，通过将方形管501和菱形杆503一端安装在岩壁固定部分2上，来测量裂缝的宽度。
如图13所示，缝隙测量部分移动安装部分B6包括：伸缩架A601、丝杠B602、伺服电机F603和夹子B604；伸缩架A601一端固定安装在可移动外壳1内的凹槽中；丝杠B602固定安装在伸缩架A601的底端面上；伺服电机F603固定安装在丝杠B602内滑块上的凹槽内；夹子B604固定安装在伺服电机F603的电机轴上；具体地，通过伸缩架A601工作带着夹子B604移动到移动安装部分B6旁，夹子B604工作将移动安装部分B6夹住，伸缩架A601和丝杠B602配合将移动安装部分B6移动到安装好的岩壁固定部分2旁边，将移动安装部分B6的一端插入到方形箱201上的凹槽内，夹子B604夹住移动安装部分B6的另一端插入到另一个方形箱201上的凹槽内，通过伺服电机F603驱动带着夹子B604转动，夹子B604带着移动安装部分B6转动，将移动安装部分B6卡在方形箱201上的凹槽内，防止脱落。
如图14-图16所示，样本采取部分7包括：伸缩架B701、圆形筒702、伺服电机G703、圆盘A704、带齿金属条705、内齿齿轮B707、伺服电机H708、螺旋钻头709、螺纹杆B710、螺纹管C711和方形杆712；伸缩架B701一端固定安装在可移动外壳1内部的凹槽中；圆形筒702一端固定安装在伸缩架B701的底板上；伺服电机G703固定安装在圆形筒702上的凹槽中，伺服电机G703电机轴上固定连接有一个齿轮，齿轮与内齿齿轮B707外侧的锯齿啮合；圆盘A704固定安装在圆形筒702底部；带齿金属条705有五个，每个相邻的带齿金属条705一端转动连接，分别转动安装在圆盘A704内部底端的轴上，带齿金属条705上设有锯齿，锯齿与内齿齿轮B707内锯齿啮合；内齿齿轮B707转动安装在圆盘A704内的凹槽中；伺服电机H708有两个，分别固定安装在圆形筒702内部的凹槽中，伺服电机H708电机轴上固定连接有一个皮带轮；螺旋钻头709滑动安装在圆形筒702内的凹槽中；螺纹杆B710滑动安装在圆形筒702内部的凹槽中，螺纹杆B710底端与螺旋钻头709顶端转动连接；螺纹杆B710上设有螺纹；螺纹管C711转动安装在圆形筒702内部的凹槽中，螺纹管C711内设有螺纹，螺纹与螺纹杆B710上的螺纹配合，螺纹管C711一端固定连接有一个皮带轮，皮带轮和其中一个伺服电机H708电机轴上的皮带轮通过皮带连接；方形杆712转动安装在圆形筒702内部的轴上，方形杆712顶部固定连接有一个皮带轮，皮带轮和其中一个伺服电机H708电机轴上的皮带轮通过皮带连接；具体地，通过伸缩架B701工作带着圆形筒702向下滑动，圆形筒702带着圆盘A704移动到地面，通过伺服电机G703驱动带着内齿齿轮B707转动，内齿齿轮B707带着带齿金属条705打开，接着通过伺服电机H708驱动带着螺纹管C711和方形杆712转动，方形杆712带着螺旋钻头709转动，螺纹管C711带着螺纹杆B710向下滑动，螺纹杆B710带着螺旋钻头709向下滑动，螺旋钻头709将固定体积的岩石样本带到圆形筒702内，通过密度计算公式计算样本密度，实现了自动化取样，提高了密度计算的精准性。
工作原理：首先将设有移动到矿洞内，通过多向移动机构31工作带着支撑架B301滑动，支撑架B301带着夹子A306滑动到方形箱201旁边，通过伺服电机A302驱动带着锥齿轮C303转动，锥齿轮C303带着齿轮A304沿着锥齿轮C303转动，锥齿轮C303带着十字框架305滑动，十字框架305带着夹子A306滑动到指定位置，多向移动机构31工作带着夹子A306插入到方形箱201上的凹槽中，夹子A306工作将岩壁固定部分2撑起，并移动到指定位置；
接着通过通过伺服电机E408驱动带着螺纹杆409转动，螺纹杆409带着多向移动机构31滑动到指定位置，通过多向移动机构31工作带着支撑板B401移动到指定位置，通过伺服电机D405驱动带着齿轮组404转动，齿轮组404带着巨型齿轮B403转动，巨型齿轮B403带着金属柱407转动到螺纹管A204上方，金属柱407上齿轮与螺纹管A204上的齿轮啮合，通过伺服电机C402驱动带着L形杆406转动，L形杆406带着金属柱407转动，金属柱407带着螺纹管A204转动，来将岩壁固定部分2固定到岩壁上，通过巨型齿轮B403带着金属柱407转动到金属杆202前方，金属柱407顶端的方形柱插入到金属杆202中间的方孔内，通过伺服电机C402驱动带着L形杆406转动，L形杆406带着金属柱407转动，金属柱407带着螺纹管A204转动，来将岩壁固定部分2固定到岩壁上并加固；
通过伸缩架A601工作带着夹子B604移动到移动安装部分B6旁，夹子B604工作将移动安装部分B6夹住，伸缩架A601和丝杠B602配合将移动安装部分B6移动到安装好的岩壁固定部分2旁边，将移动安装部分B6的一端插入到方形箱201上的凹槽内，夹子B604夹住移动安装部分B6的另一端插入到另一个方形箱201上的凹槽内，通过伺服电机F603驱动带着夹子B604转动，夹子B604带着移动安装部分B6转动，将移动安装部分B6卡在方形箱201上的凹槽内，防止脱落，通过移动安装部分B6来监测裂缝的状况；
通过伸缩架B701工作带着圆形筒702向下滑动，圆形筒702带着圆盘A704移动到地面，通过伺服电机G703驱动带着内齿齿轮B707转动，内齿齿轮B707带着带齿金属条705打开，接着通过伺服电机H708驱动带着螺纹管C711和方形杆712转动，方形杆712带着螺旋钻头709转动，螺纹管C711带着螺纹杆B710向下滑动，螺纹杆B710带着螺旋钻头709向下滑动，螺旋钻头709将固定体积的岩石样本带到圆形筒702内，实现了自动化取样，提高了取样效率。

Claims (1)

1.一种采空区地下岩层状况监测装置，其特征在于，包括：可移动外壳(1)、岩壁固定部分(2)、移动支撑部分(3)、移动安装部分A(4)、缝隙测量部分(5)、移动安装部分B(6)和样本采取部分(7)；可移动外壳(1)上设有履带可以移动；岩壁固定部分(2)安装在可移动外壳(1)内部，岩壁固定部分(2)可以固定在岩壁上并支撑缝隙测量部分(5)；移动支撑部分(3)安装在可移动外壳(1)内部，移动支撑部分(3)可以将岩壁固定部分(2)夹住并移动到岩壁旁；移动安装部分A(4)安装在可移动外壳(1)内部，移动安装部分A(4)可以将岩壁固定部分(2)牢牢固定在岩壁上；移动安装部分B(6)安装在可移动外壳(1)内部，移动安装部分B(6)可以将缝隙测量部分(5)安装在岩壁固定部分(2)上；缝隙测量部分(5)安装在可移动外壳(1)内部，缝隙测量部分(5)可以测量裂缝的宽度；样本采取部分(7)安装在可移动外壳(1)内部，样本采取部分(7)可以取固定体积的岩石样本；所述的岩壁固定部分(2)包括：方形箱(201)、金属杆(202)、螺纹杆A(203)、螺纹管A(204)和皮带轮A(205)；所述的方形箱(201)放置在可移动外壳(1)内部的凹槽中，方形箱(201)上设有圆孔；金属杆(202)转动安装在方形箱(201)上的两个圆孔中，金属杆(202)上固定连接有一个皮带轮，皮带轮和皮带轮A(205)内其中一个皮带轮通过皮带连接；螺纹杆A(203)有两根，分别滑动安装在方形箱(201)上的两个圆孔内，螺纹杆A(203)上设有螺纹；螺纹管A(204)转动安装在方形箱(201)内部的两个圆孔内，螺纹管A(204)内部设有螺纹，螺纹与螺纹杆A(203)上的螺纹配合，螺纹管A(204)上固定连接有一个皮带轮，两个皮带轮通过皮带连接，其中一根螺纹管A(204)上固定连接有一个齿轮；皮带轮A(205)转动安装在方形箱(201)内部的轴上，两组皮带轮A(205)内其中一个皮带轮通过皮带连接；
所述的岩壁固定部分(2)还包括：螺纹管B(206)、支撑架A(207)、圆形管(208)、连接杆(209)和金属块A(210)；所述的螺纹管B(206)底端方杆与金属杆(202)中间的方孔滑动连接，螺纹管B(206)上端杆设有螺纹，螺纹管B(206)上端与圆形管(208)顶部圆孔转动连接；支撑架A(207)固定安装在螺纹杆A(203)内部的凹槽中，支撑架A(207)中间设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹与螺纹管B(206)上的螺纹配合；圆形管(208)滑动安装在支撑架A(207)上；连接杆(209)有八根，连接杆(209)一端与圆形管(208)上的凸块转动连接；金属块A(210)一侧的凸块分别与连接杆(209)一端转动连接，金属块A(210)底部滑块滑动安装在支撑架A(207)上的滑槽内；
所述的移动支撑部分(3)包括：支撑架B(301)、伺服电机A(302)、锥齿轮C(303)、齿轮A(304)、十字框架(305)、夹子A(306)和多向移动机构(31)；所述的支撑架B(301)顶部固定安装在丝杠A(3101)的滑块上，支撑架B(301)上固定连接有一个齿轮，支撑架B(301)上设有限位块；伺服电机A(302)固定安装在支撑架B(301)上的凹槽内，伺服电机A(302)电机轴上固定连接有一个锥齿轮；锥齿轮C(303)的轴转动安装在伺服电机A(302)上圆孔内，锥齿轮C(303)内锥齿轮与伺服电机A(302)电机轴上的锥齿轮互相啮合，锥齿轮C(303)上设有圆盘；齿轮A(304)固定安装在锥齿轮C(303)上的圆盘上，齿轮A(304)与支撑架B(301)上的齿轮啮合，齿轮A(304)上设有滑块；十字框架(305)上的滑槽与支撑架B(301)上的限位块和齿轮A(304)上的滑块滑动连接；夹子A(306)固定安装在十字框架(305)的一端；多向移动机构(31)固定安装在可移动外壳(1)内部的凹槽中；
所述的多向移动机构(31)包括：丝杠A(3101)、金属块B(3102)、齿条(3103)、支撑板A(3104)和伺服电机B(3105)；所述的丝杠A(3101)固定安装在支撑板A(3104)一侧；金属块B(3102)固定安装在可移动外壳(1)内部的凹槽中，金属块B(3102)上设有螺纹孔；齿条(3103)固定安装在金属块B(3102)上；支撑板A(3104)滑动安装在金属块B(3102)上的滑槽内；伺服电机B(3105)固定安装在支撑板A(3104)上，伺服电机B(3105)电机轴上固定连接有一个齿轮，齿轮与齿条(3103)啮合；
所述的移动安装部分A(4)包括：支撑板B(401)、伺服电机C(402)、巨型齿轮B(403)、齿轮组(404)、伺服电机D(405)、L形杆(406)、金属柱(407)、伺服电机E(408)、螺纹杆(409)和多向移动机构(31)；所述的支撑板B(401)固定安装在丝杠A(3101)上的滑块上；伺服电机C(402)固定安装在支撑板B(401)上的凹槽内，伺服电机C(402)电机轴上固定连接有一个带孔的圆柱；巨型齿轮B(403)转动安装在支撑板B(401)上的轴上；齿轮组(404)转动安装在支撑板B(401)上的圆孔内，齿轮组(404)内齿轮与巨型齿轮B(403)互相啮合；伺服电机D(405)固定安装在支撑板B(401)一侧的凹槽内，伺服电机D(405)电机轴上固定连接有一个锥齿轮，锥齿轮与齿轮组(404)内锥齿轮互相啮合；L形杆(406)分为两截，两截的一头转动连接，两截另一头分别滑动安装在伺服电机C(402)电机轴上圆柱上的圆孔内和金属柱(407)上的圆孔内；金属柱(407)转动安装在支撑板B(401)上的圆孔内，金属柱(407)前端设有方形柱，金属柱(407)上固定连接有一个齿轮；伺服电机E(408)固定安装在可移动外壳(1)内部的凹槽中，伺服电机E(408)电机轴与其中一根螺纹杆(409)固定连接；螺纹杆(409)转动安装在可移动外壳(1)内部的凹槽中，螺纹杆(409)上设有螺纹，螺纹与金属块B(3102)上螺纹孔内螺纹配合，螺纹杆(409)一端固定连接有一个皮带轮，两根螺纹杆(409)上的皮带轮通过皮带连接；多向移动机构(31)滑动安装在可移动外壳(1)内部的凹槽中；
所述的缝隙测量部分(5)包括：方形管(501)、方形块(502)、菱形杆(503)和弹簧珠(504)；所述的方形管(501)放置在可移动外壳(1)内的凹槽中，方形管(501)上设有刻度；方形块(502)滑动安装在方形管(501)内的滑槽中，方形块(502)底部设有锯齿，方形块(502)上设有尖头；菱形杆(503)一端转动安装在方形块(502)一侧的凹槽中；弹簧珠(504)有多个，分别滑动安装在方形管(501)内部的凹槽中，弹簧珠(504)底部设有顶簧，顶簧另一端与方形管(501)内部凹槽内平面固定连接；
所述的移动安装部分B(6)包括：伸缩架A(601)、丝杠B(602)、伺服电机F(603)和夹子B(604)；所述的伸缩架A(601)一端固定安装在可移动外壳(1)内的凹槽中；丝杠B(602)固定安装在伸缩架A(601)的底端面上；伺服电机F(603)固定安装在丝杠B(602)内滑块上的凹槽内；夹子B(604)固定安装在伺服电机F(603)的电机轴上；
所述的样本采取部分(7)包括：伸缩架B(701)、圆形筒(702)、伺服电机G(703)、圆盘A(704)、带齿金属条(705)、内齿齿轮B(707)、伺服电机H(708)、螺旋钻头(709)、螺纹杆B(710)、螺纹管C(711)和方形杆(712)；所述的伸缩架B(701)一端固定安装在可移动外壳(1)内部的凹槽中；圆形筒(702)一端固定安装在伸缩架B(701)的底板上；伺服电机G(703)固定安装在圆形筒(702)上的凹槽中，伺服电机G(703)电机轴上固定连接有一个齿轮，齿轮与内齿齿轮B(707)外侧的锯齿啮合；圆盘A(704)固定安装在圆形筒(702)底部；带齿金属条(705)有五个，每个相邻的带齿金属条(705)一端转动连接，分别转动安装在圆盘A(704)内部底端的轴上，带齿金属条(705)上设有锯齿，锯齿与内齿齿轮B(707)内锯齿啮合；内齿齿轮B(707)转动安装在圆盘A(704)内的凹槽中；伺服电机H(708)有两个，分别固定安装在圆形筒(702)内部的凹槽中，伺服电机H(708)电机轴上固定连接有一个皮带轮；螺旋钻头(709)滑动安装在圆形筒(702)内的凹槽中；螺纹杆B(710)滑动安装在圆形筒(702)内部的凹槽中，螺纹杆B(710)底端与螺旋钻头(709)顶端转动连接；螺纹杆B(710)上设有螺纹；螺纹管C(711)转动安装在圆形筒(702)内部的凹槽中，螺纹管C(711)内设有螺纹，螺纹与螺纹杆B(710)上的螺纹配合，螺纹管C(711)一端固定连接有一个皮带轮，皮带轮和其中一个伺服电机H(708)电机轴上的皮带轮通过皮带连接；方形杆(712)转动安装在圆形筒(702)内部的轴上，方形杆(712)顶部固定连接有一个皮带轮，皮带轮和其中一个伺服电机H(708)电机轴上的皮带轮通过皮带连接。
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