CN116123421A - 一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法，属于巡检监控技术领域，包括导轨以及滑动设置于导轨顶部的箱体，箱体的底端安装有滚轮，所述箱体底部设置有与滚轮相连接的转轴，所述箱体底端设置有链条，且箱体内滑动设置有与链条相配合的第一限位柱以及第二限位柱，第一限位柱与第二限位柱通过牵引绳相连接；第一限位柱与第二限位柱在一定时间内与链条脱离接触，从而使得箱体停留在指定地点对其周边的环境进行监测，之后第二限位柱与链条重新配合，使得链条能够带动箱体移动至下一待监测地点，从而避免了频繁地启动与关闭电机调节箱体的位置，与此同时，也避免了工人频繁的操作，使用更加便捷。

Description

一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及巡检监控技术领域，特别涉及一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法。

背景技术

煤矿井下的综采工作面是作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，是煤矿矿井安全事故的多发地点，因此，井下的实时监测在采煤工作面安全生产中起着至关重要的作用。

中国发明专利CN115297251B公开了一种煤矿井下巡检机器人用监控装置，包括摄像头、过滤组件、导流组件、防护装置、泄压组件、清理组件和增压组件；防护装置上设有用于防止摄像头损坏的泄压组件；进而便于通过防护装置驱动泄压组件对摄像头的端部进行防护，有效的防止摄像头损坏，进而使摄像头的使用稳定性更好，导流组件的设置进而便于将巡检机器人行驶中的风能转换为驱动增压组件对气体增压的动能，进而便于通过增压组件将气体加压后使气体从清理组件清理摄像头，进而便于自动清理摄像头上的镜头上的灰尘，进而使摄像头上的镜头的图像采集的效果更好。

上述装置通过设置轨道机器人带动摄像头移动对矿井下的工作环境进行监测，但是在实际使用过程中，如果需要对特定的工作地点进行较长时间的摄像监控，工作人员则需要对轨道机器人的运转进行控制，一方面会增加工人在实际生产中的劳动强度；另一方面轨道机器人频繁的启动也会在一定程度上造成能源的浪费，因此上述装置在使用时仍然存在一定不足。

因此，有必要提供一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有装置通过设置轨道机器人带动摄像头移动对矿井下的工作环境进行监测，但是在实际使用过程中，如果需要对特定的工作地点进行较长时间的摄像监控，工作人员则需要对轨道机器人的运转进行控制，一方面会增加工人在实际生产中的劳动强度；另一方面轨道机器人频繁的启动也会在一定程度上造成能源的浪费的问题。

基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，包括导轨以及滑动设置于导轨顶部的箱体，箱体的底端安装有滚轮，所述箱体底部设置有与滚轮相连接的转轴，所述箱体底端设置有链条，且箱体内滑动设置有与链条相配合的第一限位柱以及第二限位柱，第一限位柱与第二限位柱通过牵引绳相连接；

转轴外侧通过限外组件连接有第一绕线轮，第一绕线轮上设置有拉绳，第一限位柱的外侧设置有与拉绳相连接的驱动组件，当链条带动箱体移动至指定的监测位置时，限位组件解除与第一绕线轮的连接，且通过驱动组件带动第一限位柱向上移动与链条脱离。

作为本发明进一步的方案：所述限位组件包括沿转轴轴线布置的顶杆，顶杆与转轴弹性连接，所述顶杆由圆杆部、方杆部组成，所述圆杆部处向外突出形成顶环，顶环的两侧端面设置有倾斜的挤压面，所述转轴上弹性连接有限位杆，所述第一绕线轮的内壁上开设有与限位杆相配合的卡槽，导轨的两侧面上均开设有导向槽，所述导向槽处滑动配合有夹板。

作为本发明进一步的方案：所述驱动组件包括套设于第一限位柱外侧的限位筒，所述限位筒的内壁上开设有限位槽，第一限位柱的外侧面上固定连接有与限位槽滑动配合的限位块，所述限位筒的下方设置有螺套，所述第一限位柱的外侧设置有螺纹段，所述螺纹段与螺套螺纹连接，所述螺套的外侧固定套设有套筒，所述限位筒穿过套筒并与其转动连接，且限位筒外侧套设有卷簧，所述卷簧分别与套筒以及限位筒连接，所述第一限位柱的外侧固定套设有环形板，所述环形板与套筒内腔底面之间固定设置有第一弹簧，限位筒的外侧固定套设有第二绕线轮，所述拉绳固定连接于第一绕线轮与第二绕线轮之间。

作为本发明进一步的方案：所述箱体的内部底面固定连接有密封管，密封管的顶部开设有贯穿的排气孔，所述箱体底面位于密封管处开设有贯穿的进气孔以及导流孔，且导流孔的孔径小于进气孔以及排气孔的孔径，所述进气孔处设置有单向阀，所述第二限位柱的外侧固定套设有滑板，滑板滑动设置于密封管内部，所述滑板以及箱体底面之间设置有第二弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述箱体的底部两侧对称地设置有两支撑条，支撑条设置为L型且通过连接板与导轨固定连接，所述链条的上半部分搭接于两支撑条之间。

作为本发明进一步的方案：所述转轴上开设有与圆杆部相配合的圆孔，且转轴上位于圆孔一端开设有滑槽，所述方杆部滑动设置于滑槽内部，且滑槽内位于方杆部的一端设置有复位弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述限位杆的外侧底端固定套设有挡盘，所述限位杆的外侧套设有第三弹簧，所述第三弹簧的两端分别与挡盘以及圆孔内壁固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述限位杆远离顶杆的一端安装有滚珠。

作为本发明进一步的方案：所述箱体上安装有摄像单元，所述摄像单元为摄像头。

根据上述煤矿采掘工作面用的巡检监控装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、根据需要监控的具体位置将夹板固定在导轨的相应位置处；

S2、通过链条传动带动箱体顶部的摄像单元移动至指定位置处后，通过限位组件使得第一限位柱、第二限位柱与链条脱离连接，摄像单元对此位置进行长时间摄像监控；

S3、当第二限位柱与链条重新连接后，利用链条再次带动箱体移动，重复步骤2中的过程中，以完成对整个开采工作面的监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：此装置通过限位组件与驱动组件的配合，当箱体移动至指定地点处时，第一限位柱与第二限位柱在一定时间内与链条脱离接触，从而使得箱体停留在指定地点对其周边的环境进行监测，之后第二限位柱与链条重新配合，使得链条能够带动箱体移动至下一待监测地点，从而避免了频繁地启动与关闭电机调节箱体的位置，与此同时，也避免了工人频繁的操作，使用更加便捷。

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是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的第一绕线轮与转轴的结构示意图；

图3是本发明的箱体剖视图；

图4是本发明的夹板结构示意图；

图5是本发明的第一限位柱与第二限位柱结构示意图；

图6是本发明图3的A处放大结构示意图；

图7是本发明图3的B处放大结构示意图；

图8是本发明的顶杆与复位弹簧结构示意图；

图9是本发明的顶环结构示意图；

图10是本发明的第一限位柱、第二限位柱与链条的配合示意图。

图中：1、链条；2、连接板；3、导轨；4、摄像单元；5、箱体；6、侧边导向轮；7、夹板；8、导向槽；9、滚轮；10、拉绳；11、第一绕线轮；12、转轴；13、斜面；14、第一限位柱；15、螺纹段；16、螺套；17、第一弹簧；18、套筒；19、第二绕线轮；20、牵引绳；21、限位筒；22、限位槽；23、导向筒；24、第二限位柱；25、排气孔；26、滑板；27、进气孔；28、第二弹簧；29、导流孔；30、支撑条；31、顶杆；3101、圆杆部；3102、方杆部；3103、顶环；3104、挤压面；32、圆孔；33、限位杆；34、第三弹簧；35、挡盘；36、限位块；37、卷簧；38、复位弹簧；39、卡槽；40、密封管。

具体实施方式

如图1-2所示，一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置及其使用方法，包括导轨3以及滑动设置于导轨3顶部的箱体5，箱体5上安装有摄像单元4，一般的，摄像单元4可以采用摄像头，通过箱体5在导轨3顶部移动对工作面处的环境进行监测。

为了箱体5与导轨3之间的连接，在箱体5的底端安装有滚轮9，且箱体5的侧面安装有侧边导向轮6，所述侧边导向轮6与导轨3的侧边相切，从而对箱体5进行限位，使得箱体5能够稳定滑动于导轨3上方。

具体地，箱体5底面上固定连接有多个竖板，相邻两竖板设置为一组，而滚轮9则设置于同组的两个竖板之间，此外，箱体5底部两侧分别设置有连接轴以及转轴12，所述连接轴以及转轴12的两端均穿过滚轮9并与其固定连接，且连接轴以及转轴12均穿过竖板并与竖板转动配合，以此来对滚轮9进行安装，而箱体5的侧面固定连接有支架，所述侧边导线轮则转动安装于支架上。

实际使用时，为了带动箱体5在导轨3上移动，在导轨3的两端则布置有链轮，两链轮之间套设有链条1，所述链条1设置于箱体5的底部，其中一个链轮与外部的电机传动连接，所述箱体5内滑动设置有与链条1相配合的第一限位柱14以及第二限位柱24，所述第一限位柱14与第二限位柱24的顶部通过牵引绳20相连接，当第一限位柱14或者第二限位柱24插入至链条1上相邻两链节之间的空隙处时，通过链条1的移动能够带动箱体5在导轨3顶部移动，进而对煤矿内的工作面进行巡检。

如图2-7、图10所示，当煤矿的工作面长度较长，而巡检过程中只需要对特定的位置进行监测时，往往会通过反复启动电机来控制箱体5的移动，一方面需要工人不间断地去操作电机，另一方面电机频繁的启动与关闭对于能源也是一种浪费，因此，本方案在转轴12的外侧转动套设有第一绕线轮11，且第一绕线轮11通过限位组件与转轴12相连接，所述第一绕线轮11上设置有拉绳10，而第一限位柱14的外侧设置有与拉绳10相连接的驱动组件，当链条1带动箱体5移动至特定的监测位置时，所述限位组件解除对第一绕线轮11的连接，此时通过驱动组件可以带动第一限位柱14向上移动而与链条1脱离，从而使得箱体5位于监测位置处，此时通过箱体5顶部的摄像单元4可以对此处工作面进行摄像，进而便于工作人员查看。

上述限位组件包括沿转轴12轴线布置的顶杆31，所述顶杆31与转轴12滑动配合，且顶杆31与转轴12通过复位弹簧38弹性连接，具体地，所述顶杆31由圆杆部3101、方杆部3102组成，所述圆杆部3101处向外突出形成顶环3103，顶环3103的两侧端面设置有倾斜的挤压面3104，所述转轴12上滑动连接有限位杆33，且限位杆33与转轴12弹性配合，所述第一绕线轮11的内壁上开设有与限位杆33相配合的卡槽39。

进一步地，在导轨3的两侧面上均开设有导向槽8，所述导向槽8处滑动配合有夹板7，具体地，夹板7设置为L型并且穿过导向槽8，所述夹板7的外侧设置有锁紧螺栓，锁紧螺栓从夹板7一侧穿过并与其螺纹连接，当锁紧螺栓一端抵住导轨3时，所述夹板7与所述导轨3相对固定，且夹板7的内侧面设置有倾斜的斜面13，当顶杆31移动至夹板7处时，通过斜面13对顶杆31的挤压可以带动顶杆31向内移动，从而使得顶环3103与限位杆33脱离，在此过程中，限位杆33逐渐从卡槽39内脱离，使得第一绕线轮11能够相对于转轴12转动。

上述驱动组件包括套设于第一限位柱14外侧的限位筒21，所述限位筒21的内壁上开设有限位槽22，而第一限位柱14的外侧面上固定连接有与限位槽22滑动配合的限位块36，所述限位筒21的下方设置有螺套16，且螺套16与箱体5固定连接，所述第一限位柱14的外侧设置有螺纹段15，使得第一限位柱14通过此螺纹段15与螺套16螺纹连接。

进一步地，在螺套16的外侧固定套设有套筒18，所述限位筒21穿过套筒18并与套筒18转动连接，且限位筒21位于套筒18内部的一段套设有卷簧37，使得卷簧37的两个自由端分别与套筒18内壁以及限位筒21外侧壁固定连接，所述第一限位柱14的外侧固定套设有环形板，所述环形板与套筒18内腔底面之间固定设置有第一弹簧17，且第一弹簧17套设于第一限位柱14的外侧，此外，在限位筒21的外侧固定套设有第二绕线轮19，而上述拉绳10的一端与第一绕线轮11固定连接，拉绳10的另一端与第二绕线轮19固定连接并缠绕于第二绕线轮19的外侧。

除此之外，为了控制第二限位柱24上下移动的速度，在箱体5的内部底面固定连接有密封管40，所述密封管40的顶部开设有贯穿的排气孔25，所述箱体5底面位于密封管40处开设有贯穿的进气孔27，且进气孔27处设置有单向阀，使得外部的空气只能通过进气孔27单向地进入至密封管40内部，所述箱体5底面位于密封管40处还开设有导流孔29，且导流孔29的孔径要远小于进气孔27以及排气孔25的孔径；

所述第二限位柱24的外侧固定套设有滑板26，滑板26滑动设置于密封管40内部且与密封管40密封配合，所述第二限位柱24的外侧套设有第二弹簧28，使得第二弹簧28的两端分别与滑板26以及箱体5相对的一面固定连接。

具体使用时，将夹板7通过锁紧螺栓固定在工作面需要监测的位置处，而箱体5的底面开设有与第一限位柱14以及第二限位柱24相配合的通孔，所述第二限位柱24穿过通孔并与箱体5相接触，初始状态下第二限位柱24底端穿过链条1，使得当通过电机带动链条1移动上，能够带动箱体5在导轨3顶部移动，由于此时限位杆33卡合于第一绕线轮11与转轴12之间，因此当箱体5在导轨3顶部移动时，通过滚轮9能够带动转轴12以及第一绕线轮11同步转动，第一绕线轮11转动的过程中对拉绳10进行缠绕，从而通过第一拉绳10带动第二绕线轮19与限位筒21转动，由于第一限位柱14通过限位块36与限位筒21滑动配合，因此当限位筒21转动时，能够带动第一限位柱14相对于螺套16转动，通过第一限位柱14上的螺纹段15与螺套16螺纹连接，使得第一限位柱14在转动的过程中能够向下移动并穿过链条1，而第一限位柱14与第二限位柱24之间连接有牵引绳20，因此当第一限位柱14向下移动并穿过链条1后，通过牵引绳20可以带动第二限位柱24向上移动而与链条1分离，通过此结构使得第一限位柱14与第二限位柱24之间至少有一个始终与链条1相连接，以确保链条1持续带动箱体5在导轨3顶部移动，当第一限位柱14向下移动至极限位置时，螺纹段15与螺套16相错开，此时第一限位柱14停止向下移动，在此过程中，第一弹簧17被压缩；

当移动至夹板7处时，通过夹板7对顶杆31的挤压使得顶杆31向内移动，进而促使顶杆31外侧的顶环3103与限位杆33相错开，当顶环3103与限位杆33错开后，限位杆33向下移动并且其顶端从卡槽39内移出，此时转轴12与第一绕线轮11之间失去连接，使得第一绕线轮11能够相对于转轴12转动，之后在卷簧37的作用力下可以带动限位筒21反向转动，通过第一弹簧17对环形板的压力能够带动第一限位柱14向上移动，从而使得螺纹段15重新与螺套16啮合，之后当第一限位柱14继续反向转动时，由于螺纹段15与螺套16的啮合使得第一限位柱14逐渐向上移动而与链条1分离，在此过程中，牵引绳20被松开，至此，第一限位柱14与第二限位柱24均与链条1分离，使得箱体5能够停留在夹板7处并对周围的环境进行监测；

当牵引绳20带动第二限位柱24向上移动时，滑板26相对于密封管40向上移动，此时外部的空气可以通过进气孔27进入至密封管40内，而密封管40内的气体则可以通过排气孔25导出，但是当第一限位柱14向上移动与链条1分离之后，由于导流孔29的孔径较小，使得当滑板26向下移动并且将密封管40内的气体通过导流孔29挤出时需要花费较多的时间，因此，通过第二弹簧28带动滑板26在密封管40内向下移动需要的时间较长，在此时间段内通过摄像单元4能够对其周围的环境进行监测，经过一段时间后，第二限位柱24的底端向下移动并最终穿过链条1，使得链条1又能够重新带动箱体5移动至下一个监测处，之后随着滚轮9带动转轴12转动使得顶杆31逐渐与压板错开，此时顶杆31向上伸出并且通过顶环3103带动限位杆33向上移动，在限位杆33随着转轴12转动的过程中将重新与卡槽39卡合，重复上述过程可以对多个监测点的环境进行监测。

综上所述，此装置通过限位组件与驱动组件的配合，当箱体5移动至指定地点处时，第一限位柱14与第二限位柱24在一定时间内与链条1脱离接触，从而使得箱体5停留在指定地点对其周边的环境进行监测，之后第二限位柱24与链条1重新配合，使得链条1能够带动箱体5移动至下一待监测地点，从而避免了频繁地启动与关闭电机调节箱体5的位置，与此同时，也避免了工人频繁的操作，使用更加便捷。

如图1、图3、图5所示，其中一个链轮的端面上固定连接有圆轴，圆轴处转动配合有支撑板，且支撑板固定于地面上，以此来对链轮进行安装。

为了对链条1进行支撑，在箱体5的底部两侧对称地设置有两支撑条30，支撑条30设置为L型且通过连接板2与导轨3固定连接，而链条1的上半部分则搭接于两支撑条30之间。

箱体5内侧侧面上固定连接有第一滑轮，拉绳10从第一滑轮处绕过，所述第二限位柱24的外侧滑动套设有导向筒23，导向筒23固定连接于密封管40的顶面，而限位筒21以及导向筒23的顶端则安装有第二滑轮，使得牵引绳20的两端分别与第一限位柱14以及第二限位柱24的顶部端面固定连接，且牵引绳20从第二滑轮处绕过。

如图8-9所示，在转轴12上开设有与圆杆部3101相配合的圆孔32，且转轴12上位于圆孔32一端开设有滑槽，滑槽与圆孔32相连通，且方杆部3102滑动设置于滑槽内部，而上述复位弹簧38则设置于滑槽内部，使得复位弹簧38的两端分别与方杆部3102与滑槽相对的一面固定连接。

在限位杆33的外侧底端固定套设有挡盘35，且限位杆33的外侧套设有第三弹簧34，使得第三弹簧34的两端分别与挡盘35以及圆孔32内壁固定连接，以此来实现限位杆33与转轴12之间的弹性连接。

如图8所示，实际使用时，可以在限位杆33远离顶杆31的一端安装一滚珠，以便于减小限位杆33与第一绕线轮11之间的摩擦力。

Claims (10)

1.一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，包括导轨以及滑动设置于导轨顶部的箱体，箱体的底端安装有滚轮，其特征在于：所述箱体底部设置有与滚轮相连接的转轴，所述箱体底端设置有链条，且箱体内滑动设置有与链条相配合的第一限位柱以及第二限位柱，第一限位柱与第二限位柱通过牵引绳相连接；

转轴外侧通过限外组件连接有第一绕线轮，第一绕线轮上设置有拉绳，第一限位柱的外侧设置有与拉绳相连接的驱动组件，当链条带动箱体移动至指定的监测位置时，限位组件解除与第一绕线轮的连接，且通过驱动组件带动第一限位柱向上移动与链条脱离。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述限位组件包括沿转轴轴线布置的顶杆，顶杆与转轴弹性连接，所述顶杆由圆杆部、方杆部组成，所述圆杆部处向外突出形成顶环，顶环的两侧端面设置有倾斜的挤压面，所述转轴上弹性连接有限位杆，所述第一绕线轮的内壁上开设有与限位杆相配合的卡槽，导轨的两侧面上均开设有导向槽，所述导向槽处滑动配合有夹板。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述驱动组件包括套设于第一限位柱外侧的限位筒，所述限位筒的内壁上开设有限位槽，第一限位柱的外侧面上固定连接有与限位槽滑动配合的限位块，所述限位筒的下方设置有螺套，所述第一限位柱的外侧设置有螺纹段，所述螺纹段与螺套螺纹连接，所述螺套的外侧固定套设有套筒，所述限位筒穿过套筒并与其转动连接，且限位筒外侧套设有卷簧，所述卷簧分别与套筒以及限位筒连接，所述第一限位柱的外侧固定套设有环形板，所述环形板与套筒内腔底面之间固定设置有第一弹簧，限位筒的外侧固定套设有第二绕线轮，所述拉绳固定连接于第一绕线轮与第二绕线轮之间。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述箱体的内部底面固定连接有密封管，密封管的顶部开设有贯穿的排气孔，所述箱体底面位于密封管处开设有贯穿的进气孔以及导流孔，且导流孔的孔径小于进气孔以及排气孔的孔径，所述进气孔处设置有单向阀，所述第二限位柱的外侧固定套设有滑板，滑板滑动设置于密封管内部，所述滑板以及箱体底面之间设置有第二弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述箱体的底部两侧对称地设置有两支撑条，支撑条设置为L型且通过连接板与导轨固定连接，所述链条的上半部分搭接于两支撑条之间。

6.根据权利要求2所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述转轴上开设有与圆杆部相配合的圆孔，且转轴上位于圆孔一端开设有滑槽，所述方杆部滑动设置于滑槽内部，且滑槽内位于方杆部的一端设置有复位弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述限位杆的外侧底端固定套设有挡盘，所述限位杆的外侧套设有第三弹簧，所述第三弹簧的两端分别与挡盘以及圆孔内壁固定连接。

8.根据权利要求2所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述限位杆远离顶杆的一端安装有滚珠。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿采掘工作面用的巡检监控装置，其特征在于：所述箱体上安装有摄像单元，所述摄像单元为摄像头。

10.一种根据如权利要求1-9中任意一项所述煤矿采掘工作面用的巡检监控装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据需要监控的具体位置将夹板固定在导轨的相应位置处；

S2、通过链条传动带动箱体顶部的摄像单元移动至指定位置处后，通过限位组件使得第一限位柱、第二限位柱与链条脱离连接，摄像单元对此位置进行长时间摄像监控；

S3、当第二限位柱与链条重新连接后，利用链条再次带动箱体移动，重复步骤2中的过程中，以完成对整个开采工作面的监控。

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