CN115265483A - 分段式罐道测斜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及竖井罐道的倾斜测量领域，具体是一种分段式罐道测斜装置，它包括若干用于安装在罐道梁上的测斜座，所述测斜座的后方设置用于固定在罐道梁上的固定部，测斜座的前方上表面设置微调板，所述微调板的上表面设置激光点接收面，激光点接收面的中心点设置激光接收传感器；测斜座的前方底面设置激光发射器；所述微调板通过调节部件在水平面上移动使激光点接收面的中心点与激光对正；测斜座内设置有电池、微处理器和与通信模块。本发明成本低，操作方便，能够准确判断发生倾斜的位置，并提供倾斜度参考。

Description

分段式罐道测斜装置

技术领域

本发明涉及竖井罐道的倾斜测量领域，具体的说是一种分段式罐道测斜装置。

背景技术

在矿井的竖井中需要设置用于罐笼升降的轨道，该轨道叫罐道，罐道是立井提升的主要组成部分，具有保持罐笼运行平稳、导向、防坠的重要作用。由于受采动影响，尤其进行井筒煤柱采出时，立井井筒与罐道不可避免的会发生变形。因此，罐道倾斜的检测是矿井安全检查的重要工作，但由于矿井较深，井筒结构不便于安装工具，这就给罐道的倾斜检测工作带来了难度。

现有的罐道倾斜检测方法主要有几何测距法和专业仪器法，几何测距法通常是在井口、井底梁腿上各取4个点，使其对角线交点与井筒设计中心重合。下放4根钢丝作为基准线，上下均固定在标定点上。沿井筒断面每隔若干组梁测取钢丝至罐道正、侧面的垂距。同时选取某段井筒，量取对角线方向与罐道正面方向的夹角，综合所测数据，可以判别罐道的变形程度，该方法比较繁琐，费时费力。专业仪器使用较多的是利用倾角传感器实现测量的系统。设有倾角传感器的装置放在罐笼内，检测罐笼运行时发生的倾斜，由于罐笼运行不平稳会影响传感器的精度，因此，该方法存在误差。

因此，有必要研发一种方便、准确又低成本的罐道倾斜检测装置。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种成本低，操作方便，能够准确判断发生倾斜的位置，并提供倾斜度参考的分段式罐道测斜装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

分段式罐道测斜装置，它包括若干用于安装在罐道梁上的测斜座，所述测斜座的后方设置用于固定在罐道梁上的固定部，测斜座的上表面设置微调板，所述微调板的上表面设置激光点接收面，激光点接收面的中心点设置激光接收传感器；测斜座的底面设置激光发射器；所述微调板通过调节部件在水平面上移动，使激光点接收面的中心点与激光对正；测斜座内设置有电池、微处理器和通信模块。

进一步的，所述测斜座的上表面设置凹槽，所述微调板位于凹槽内，且微调板的四个侧壁与凹槽侧壁之间设置弹簧；所述调节部件包括从凹槽的四个侧壁穿入凹槽的螺栓，螺栓的前端靠近所述微调板的侧壁。

进一步的，在所述测斜座的前端下方设置摆杆，摆杆下方设置磁铁Ⅰ，在罐笼上设置与磁铁Ⅰ相对的磁铁Ⅱ；摆杆上方设置弧形齿条，弧形齿条与发电组的驱动齿轮连接，发电组连接充电模块。

更进一步的，在所述测斜座的上表面可滑动设置清洁刮板，且清洁刮板的底面设置与所述微调板接触的刷毛；在清洁刮板的一端设置复位弹簧；所述驱动齿轮的轴上套置绕线轮，绕线轮上的牵引线连接在清洁刮板的末端。

进一步的，在所述测斜座内设置与微处理器连接的倾斜传感器，在测斜座表面设置用于显示倾斜角度的显示屏。

进一步的，所述通信模块包括短信发送模块，当所述激光点接收面上的激光偏离中心点时，所述短信发送模块向设定的短信接收端发送带有测斜座编号的偏斜提醒短信。

进一步的，所述通信模块与上位机通信连接，当所述激光点接收面上的激光偏离中心点时，所述上位机的显示界面进行提示。

进一步的，所述固定部包括手动磁铁。

本发明的有益效果是：

它巧妙的将测斜座安装在罐道梁上，因为罐道的变形是由罐道梁推动的，因此，利用上下罐道梁之间的测斜座能够方便快捷的检测出罐道的倾斜，并利用通信模块将倾斜信息及时发送给终端。它能够利用罐笼上下运动实现自发电，解决了长期使用的供电问题，并通过清洁刮板的清扫，避免了灰尘覆盖激光接收传感器。在安装时，通过调节部件可以轻松的将微调板对正。总的来说，本发明具有安装方便，成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的测斜座结构示意图；

图2为本发明的测斜座侧面结构示意图；

图3为本发明的微调板和螺栓俯视示意图；

图4为本发明的使用状态示意图；

图中，罐道梁1、测斜座2、凹槽21、滑道22、微调板3、激光点接收面31、激光发射器4、弹簧5、摆杆6、弧形齿条61、磁铁Ⅰ7、罐笼8、磁铁Ⅱ9、驱动齿轮10、清洁刮板11、绕线轮12、导向轮13、复位弹簧14、螺栓Ⅰ15、螺栓Ⅱ16、齿轮17。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合图1-图4来详细解释本发明的实施方式。需要说明的是，附图仅是为了示意，为了示意方便，部分部件的比例大小会有所变化，有些零部件也会简化处理，但这不影响本发明技术方案的理解和实现。

本发明的分段式罐道测斜装置包括若干用于安装在罐道梁1上的测斜座2。使用时在竖井内上下设置的罐道梁1上位于同一垂线上安装测斜座2，由于罐道的变形是由罐道梁变形后引起的，因此，当罐道梁发生变形时，测斜座2通过相互之间的激光偏斜来感知倾斜信息，然后提醒安检工作人员及时检查处理。安检工作人员可以通过测斜座2上的激光点偏移量计算出罐道梁的倾斜角度，进而得知罐道的倾斜角度。

测斜座2内设置有电池、微处理器和与通信模块，激光接收传感器和通信模块分别与微处理器连接。测斜座2上设置有电源开关，打开电源开关后各个元器件得电工作，激光发射器发射出激光。通信模块优选采用短信收发模块，对于激光接传感器和短信收发模块与微处理器的连接属于现有技术，在这里不再细述。当所述激光点接收面上的激光点偏离中心点时，短信发送模块向设定的短信接收端发送带有测斜座编号的偏斜提醒短信。当然，通信模块还可以与监控室内的上位机通信，在上位机显示屏上进行相应的文字或符号警示提示。

测斜座2的后方是用于固定在罐道梁1上的固定部，固定部可以采用手动磁铁（又叫手动开关磁铁座，通过拨动开关实现对铁的吸附）或者直接通过螺栓或螺钉固定在罐道梁1上，当然，本发明测斜座不局限于安装在罐道梁的上表面，本领域技术人员可以设计成安装在下表面或侧面的结构。如图2所示，为了方便安装操作，测斜座2的后方设置为台阶结构，安装时直接将台阶卡在罐道梁上对齐，然后用固定部固定，如果安装时出现罐道梁安装面不平整，则可以通过增加垫片实现找平。为了在安装时方便观察测斜座2是否安装水平，可以在测斜座2上表面安装水平仪。

测斜座2的前方上表面设置微调板3，所述微调板3的上表面设置激光点接收面31，激光点接收面31的中心点设置透光片，透光片的下方设置激光接收传感器，当激光照射到激光接收传感器上时，激光接收传感器产生信号并发送给微处理器，由微处理器发送给通信模块实现对外通信。为了能够现场观察估算出倾斜角度，激光点接收面31的中心点向外等间距扩散有环形刻度指示线。需要说明的是，本发明并不局限于使用激光发射器，与激光发射器和激光接收传感器实现同样功能的发射和接收装置均可。

测斜座2的前方底面或测斜座内部设置激光发射器4。激光发射器4向下竖直设置，用于发送激光照射到下方的测斜座2上。由于在安装后肯能会出现上方的激光发射器照射下来的激光不在激光点接收面31的中心点，本发明的微调板3通过调节部件在水平面上移动调节实现激光点接收面31的中心点与激光的对正，对于调节部件，能够实现微调板3在水平面前后左右移动并定位即可。对于调节微调板的调节部件，本发明优选采用如下结构：

测斜座2的前方上表面设置凹槽21，所述微调板3位于凹槽21内，且微调板3的四个侧壁分别通过弹簧5与凹槽21侧壁连接，具体的，弹簧与凹槽21侧壁固定连接，与微调板侧壁只接触。优选的，为了避免内部进入灰尘，凹槽21开口的顶部四周设置水平向内延伸的挡板（可以在测斜座内设置一个方形空腔，空腔的上表面开设一个长宽小于空腔的开口，空腔的高度稍大于微调板3的厚度，使微调板3可以刚刚在空腔内实现左右前后滑动而不能上下移动），微调板3的上表面与挡板底面贴合。

所述调节部件包括从凹槽21的四个侧面穿入凹槽21的螺栓，螺栓的前端靠近所述微调板3的侧壁。螺栓的具体实施例如图1所示，螺栓包括螺栓Ⅰ15和螺栓Ⅱ16两种，在测斜座2的左、右和前侧面上设置端部为内六角的螺栓Ⅰ15，在测斜座2后方开设螺栓凹槽，螺栓Ⅱ16的端部表面设置摩擦纹。使用时，通过内六角扳手可以调节螺栓Ⅰ15，通过手指拨螺栓Ⅱ16的端部可以使其转动。通过旋拧螺栓，螺栓的前端顶着微调板移动实现位置调节。

当然，调节部件还可以采用现有的XY轴运动结构或其它现有技术中能够实现微调板3在水平面移动的结构。

由于本发明是长期安装在罐道梁上，电池没电时更换电池比较麻烦，因此，本发明设计了自发电结构：在测斜座2的前端下方设置摆杆6。摆杆6下方设置磁铁Ⅰ7，在罐笼8上设置与磁铁Ⅰ7相对的磁铁Ⅱ9（磁铁Ⅱ9可以上下设置多块），磁铁Ⅱ9和磁铁Ⅰ7的同极相对设置。摆杆6与测斜座2的铰接连接点位于测斜座2中心偏右位置，使摆杆6上的磁铁Ⅰ7偏离激光发射器4，在摆杆摆动时不遮挡激光发射器4。摆杆6上方设置弧形齿条61，弧形齿条61与发电组的驱动齿轮10连接，具体连接方式为驱动齿轮10同轴固定一个小齿轮，弧形齿条61与小齿轮啮合，需要说明的是，发电组采用现有的手压发电手电筒上的发电模块即可，例如公开号为CN200993321的中国实用新型专利公开的自发电式手电筒，在这里不再赘述。如图2中齿轮17与驱动齿轮10连接，齿轮17通过四边形转板上的棘爪推动带有棘轮的转盘转动从而带动发电机构发电，本发明只是将手压发电手电筒上的压杆换成了摆杆6。发电组连接充电模块，发电后通过充电模块给电池充电。当罐笼8上下运动时，磁铁Ⅱ9均会靠近磁铁Ⅰ7将磁铁Ⅰ7向外推动，磁铁Ⅰ7带动弧形齿条61运动，弧形齿条61使驱动齿轮10转动。

由于时间久了测斜座2的上表面会落有灰尘，为了不影响激光信号的接收，在测斜座2的上表面可滑动设置清洁刮板11，且清洁刮板11的底面设置与所述微调板3接触的刷毛。如图1所示，在测斜座2两侧设置滑道22，清洁刮板11的两端设置位于滑道22内的滑块，滑道22和滑块可以采用T型配合，即滑道横切面为T型，滑块横切面也为T型。在清洁刮板11的一端（图2中为右端）设置复位弹簧14。所述驱动齿轮10的轴上套置有绕线轮12，绕线轮12上的牵引线通过导向轮13连接在清洁刮板11的一端（图2中为左端），当驱动齿轮10逆时针转动时，带动同轴的绕线轮12转动，从而拉动清洁刮板11，当驱动齿轮10顺时针转动时，绕线轮12也顺时针转动，清洁刮板11在复位弹簧14作用下复位。

为了能够检测测斜座2的倾斜，本发明在测斜座2内设置与微处理器连接的倾斜传感器，在测斜座2表面设置用于显示倾斜角度的显示屏，当倾斜传感器检测到测斜座倾斜后，还可以将倾斜信息一起通过短信收发模块发送给短信接收端。

本发明使用方法如下：在安装本装置前，需要先测量罐道的竖直状态，要保证罐道是竖直的，或者在安装罐道时一起安装本装置。然后在井口第一个罐道梁1上表面通过水平仪水平安装第一个测斜座2，如安装时罐道梁上表面不是水平的，则通过在测斜座2与罐道梁1之间设置垫片实现找平。安装好第一个测斜座2后，打开第一个测斜座2的电源开关，到下方的罐道梁1上安装第二个测斜座2，安装好后如果第一个测斜座2的激光发射器发射的激光点不在第二个测斜座2的激光点接收面中心点，则通过调节微调板3实现对正。依次向下安装其余测斜座2。

当某个测斜座2的激光接收传感器没有接收到激光时，说明上方的测斜座2或其自身发生位移，短信收发模块向上位机或短信接收端发送提醒短信，短信内容包含测斜座的编号，安检人员根据测斜座2的编号去做相应的检查工作。安检人员可以根据测斜座2上激光点的偏移量大体估算倾斜角度。

需要说明的是，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以根据本领域技术人员的常识经适当组合或者替换，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.分段式罐道测斜装置，其特征在于：它包括若干用于安装在罐道梁上的测斜座，所述测斜座的后方设置用于固定在罐道梁上的固定部，测斜座的上表面设置微调板，所述微调板的上表面设置激光点接收面，激光点接收面的中心点设置激光接收传感器；测斜座的底面设置激光发射器；所述微调板通过调节部件在水平面上移动，使激光点接收面的中心点与激光对正；测斜座内设置有电池、微处理器和通信模块。

2.如权利要求1所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：所述测斜座的上表面设置凹槽，所述微调板位于凹槽内，且微调板的四个侧壁与凹槽侧壁之间设置弹簧；所述调节部件包括从凹槽的四个侧壁穿入凹槽的螺栓，螺栓的前端靠近所述微调板的侧壁。

3.如权利要求1所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：在所述测斜座的前端下方设置摆杆，摆杆下方设置磁铁Ⅰ，在罐笼上设置与磁铁Ⅰ相对的磁铁Ⅱ；摆杆上方设置弧形齿条，弧形齿条与发电组的驱动齿轮连接，发电组连接充电模块。

4.如权利要求3所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：在所述测斜座的上表面可滑动设置清洁刮板，且清洁刮板的底面设置与所述微调板接触的刷毛；在清洁刮板的一端设置复位弹簧；所述驱动齿轮的轴上套置有绕线轮，绕线轮上的牵引线连接在清洁刮板的一端。

5.如权利要求1所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：在所述测斜座内设置与微处理器连接的倾斜传感器，在测斜座表面设置用于显示倾斜角度的显示屏。

6.如权利要求1-5中任一项所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：所述通信模块包括短信发送模块，当所述激光点接收面上的激光偏离中心点时，所述短信发送模块向设定的短信接收端发送带有测斜座编号的偏斜提醒短信。

7.如权利要求1-5中任一项所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：所述通信模块与上位机通信连接，当所述激光点接收面上的激光偏离中心点时，所述上位机的显示界面进行提示。

8.如权利要求1-5中任一项所述的分段式罐道测斜装置，其特征在于：所述固定部包括手动磁铁。

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