CN116952189B - 一种用于综合机械化回采工作面的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于综合机械化回采工作面的测量装置，包括悬吊部、测量部、调平部、外罩部和支撑部，将支撑部安装于外罩部，将测量部放置于外罩部内部，将悬吊部安装于外罩部，实现测量部的夹紧固定，最后将调平部安装于外罩部，并将调平部的调平球通过调平球压板安装于测量部，实现调平部与外罩部、测量部的连接。悬吊作业过程中，通过悬吊部的吊环将本发明吊起，且悬吊部的减震组起到减震作用，经过调平部的调平，使得测量部处于调平状态，进而进行测量作业。本发明采用模块化设计思路，便于维修和安装，具有结构紧凑，集成化程度高的优点，将其应用于矿井综合机械化回采工作面的作业过程中，可提高采掘作业的集成化程度、安全性和工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及综合机械化回采工作面测量技术，具体涉及一种用于综合机械化回采工作面的测量装置。
背景技术
煤矿井下综合机械化回采工作面采掘作业是煤炭采掘工作的重要组成部分，因此，以智能化装备提高综合机械化回采工作面采掘作业的工作效率具有重大意义。在综合机械化回采工作面的煤炭开采过程中，采煤机在巷道之间沿着刮板运输机的导轨移动，并从综合机械化回采工作面切下煤片；刮板输送机、皮带运输机等运输设备将切下的煤片输送至地面；大型液压支架负责支撑综合机械化回采工作面的顶部，防止顶板塌陷；随着开采进行，液压支架推动刮板运输机向前移动，使综合机械化回采工作面向采掘方向移动。以上过程需要大量操作人员配合，并且液压支架推动刮板运输机向前移动时，由于销钉打滑、地面起伏等因素的影响，导致刮板运输机和采煤机的实际推进方向、距离与设定值不符，最终导致刮板运输机弯曲，致使采煤机切割效率下降，严重时可致使采煤机无法移动。
但是，目前应用于煤矿井下作业的光纤陀螺和经纬仪的集成化程度较低，因此研制集成化程度高的测量装置并应用于矿井综合机械化回采工作面是实现煤矿智能化采掘的重要趋势。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提出一种用于综合机械化回采工作面的测量装置，以提高矿井综合机械化回采工作面作业的集成化程度、安全性和生产效率。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于综合机械化回采工作面的测量装置包括悬吊部、测量部、调平部、外罩部和支撑部；所述悬吊部通过螺钉安装于所述外罩部起到悬吊减震作用；所述支撑部通过螺钉安装于所述外罩部起到支撑作用；所述测量部位于外罩部内部，通过所述悬吊部与所述支撑部固定；所述测量部与调平部连接；所述调平部至少设有三个，通过螺钉均匀安装于所述外罩部；所述测量部内部安装测量设备；测量部在所述调平部的驱动下转动，实现所述测量部内部测试设备的调平。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本测量装置采用模块化设计思路，将整体装置分为悬吊部、测量部、调平部、外罩部和支撑部五部分，便于维修和安装，并具有结构紧凑，集成化程度高的优点。
2.本测量装置可根据实际工作需要，在其测量部内安装相应的测量设备，使得本发明具有适应工作场景的通用性。
3.本测量装置具有悬吊部和支撑部，且悬吊部具有减震组，在悬吊作业过程中可起到减震作用，保证测量设备测量数据稳定性。非作业过程中，支撑部可支撑整体装置，确保整体装置放置和转运稳定性。
4.本测量装置应用于矿井综合机械化回采工作面，可提高采掘作业的集成化程度、安全性和工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构外形示意图；
图2为图1结构组成示意图；
图3为图2中悬吊部结构组成示意图；
图4为图3悬吊部结构A-A剖视图；
图5为图3悬吊部减震组结构组成示意图；
图6为图5减震组结构正视图；
图7为图6的B-B剖视图；
图8为图2中测量部结构组成示意图；
图9为图2中调平部结构组成示意图；
图10为图9调平部结构正视图；
图11为图10的C-C剖视图；
图12为图10的D-D剖视图；
图13为调平部与测量部安装后的俯视图；
图14为图13的局部剖视图；
图15为外罩部结构组成及与调平部相对位置示意图；
图16为图2中支撑部结构组成示意图；
图17为图16支撑部结构正视图；
图18为图17的E-E剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
以本装置用于矿井掘进机为例进一步描述。如图1、图2所示，本测量装置包括悬吊部1、测量部2、调平部3、外罩部4和支撑部5；悬吊部1通过螺钉安装于外罩部4起到悬吊减震作用（测量装置处于悬吊作业状态时）；外罩部4是其余部件的安装基础；支撑部5通过螺钉安装于外罩部起到支撑作用（测量装置放于地面时）；测量部2位于外罩部4内部，通过悬吊部1与支撑部5固定；测量部2与调平部3连接；本实施例调平部设有三个，通过螺钉均匀安装于外罩部4；测量部2内部安装测量设备2-3，测量设备2-3包含经纬仪和光纤陀螺，测量部2在三个调平部3的驱动下转动，实现测量部2内部测试设备2-3的调平。
如图2至图7所示，本测量装置的悬吊部1包括吊环1-1、吊盘1-2、减震组1-3、吊座1-4、悬吊滚珠封盖1-15、悬吊滚珠孔1-16、悬吊滚珠限位螺钉1-17、悬吊滚珠1-18。本实施例减震组1-3设有三个，每个减震组1-3包括单螺纹铰轴1-6、上铰座1-7、滑动杆1-8、封盖1-9、减震组座1-10、减震弹簧1-11、调节螺母1-12、下铰座1-13、双螺纹铰轴1-14、铰轴螺母1-19；其中，吊环1-1与吊盘1-2通过螺纹配合连接；减震组1-3的上铰座1-7通过单螺纹铰轴1-6与吊盘1-2连接，减震组1-3的下铰座1-13通过双螺纹铰轴1-14与吊座1-4连接，并通过两个铰轴螺母1-19固定。
悬吊部1的吊座1-4具有悬吊滚珠孔1-16结构，将悬吊滚珠1-18放置在悬吊滚珠孔1-16内，并通过悬吊滚珠限位螺钉1-17限位固定；悬吊滚珠1-18在悬吊滚珠孔内1-16转动；悬吊滚珠封盖1-15通过螺钉固定于吊座1-4上，用于密封悬吊滚珠孔。
悬吊部1的减震组1-3的上铰座1-7通过螺钉固定于滑动杆1-8，封盖1-9通过螺纹配合固定于减震组座1-10；下铰座1-13通过螺钉固定于减震组座1-10；减震组座1-10具有花键槽结构，滑动杆1-8具有花键结构，滑动杆1-8与减震组座1-10通过花键结构配合连接，使滑动杆1-8轴向移动并限制滑动杆1-8轴向转动。滑动杆1-8上安装调节螺母1-12，调节螺母1-12通过滑动杆1-8上的螺纹结构1-20与滑动杆1-8配合，减震弹簧1-11空套于滑动杆1-8；减震弹簧1-11一端与封盖1-9接触，另一端与调节螺母1-12接触；通过转动调节螺母1-12调节减震弹簧1-11的预紧力，实现调节所减震组的减震功，达到调节减震组1-3的减震效果大小的目的。
如图8、图13、图14所示，本测量装置的测量部2包括上盖2-1、中座2-2、测量设备2-3、观察孔2-4、底盖2-5、中座V形槽2-6；其中，上盖2-1和底盖2-5分别通过螺钉固定于中座2-2；测量设备2-3安装于底盖2-5，并通过螺钉固定；中座2-2上分别设有观察孔2-4和中座V形槽2-6。观察孔2-4结构用于测量设备2-3的测量作业。
如图9至图15所示， 本测量装置的每个调平部3包括基座3-1、驱动齿轮3-2、基架3-3、电机3-4、螺杆3-5、螺块3-6、从动齿轮3-7、轴承封盖3-8 、调平球3-9、限位杆3-10、调平连杆3-11、轴承3-12、直线轴承3-13、直线轴承压板3-14、限位杆螺母3-15、调平球压板3-16、压板V形槽3-17；其中，基架3-3通过螺钉固定于基座3-1；电机3-4通过螺钉固定于基架3-3；轴承封盖3-8通过螺钉固定于基架3-3；基架3-3安装有两个轴承3-12，两个轴承3-12通过过盈配合的方式与基架3-3连接，并通过3-8轴承封盖固定；限位杆3-10通过所述限位杆螺母3-15固定于基座3-1；螺杆3-5两端分别与两个轴承3-12过盈配合安装；调平球3-9通过螺钉固定于调平连杆3-11；调平连杆3-11通过螺钉安装于螺块3-6并绕螺块3-6转动；螺块3-6与螺杆3-5通过螺纹配合，螺块3-6通过过盈配合方式安装直线轴承3-13，直线轴承压板3-14通过螺钉固定于螺块3-6，对直线轴承3-13起固定作用；限位杆3-10通过直线轴承3-13与螺块3-6配合。
调平部3的驱动齿轮3-2通过螺钉固定安装于电机3-4的轴上；从动齿轮3-7通过螺钉固定安装于螺杆3-5一端；驱动齿轮3-2与从动齿轮3-7啮合，将电机3-4输出扭矩传递到螺杆3-5，并驱动螺杆3-5转动；螺杆驱动螺块3-6转动并在限位杆3-10作用下变为直线运动，实现调平连杆3-11和调平球3-9的移动。
调平部3的调平球压板3-16设有压板V形槽3-17，并通过螺钉固定于测量部的中座2-2上；调平部3的调平球3-9放置于测量部中座的中座V形槽2-6内，在中座V形槽6与调平球压板3-16的压板V形槽3-17共同作用下将调平球3-9压紧，实现调平部3与测量部2的连接。
如图15所示，本测量装置的外罩部包括外罩4-1、把手4-2、视窗压板4-3、视窗玻璃4-4；外罩4-1设有视窗结构；把手通过螺钉固定于外罩4-1上用于人工搬移本测量装置；视窗玻璃4-4通过视窗压板4-3固定安装于外罩的视窗结构内。
本实施例外罩部的视窗结构均匀设有三个，每隔一个调平部设置一个圆形的外罩部视窗结构；外罩部把手设有三个，相对于每个调平部位置设置一个外罩部圆形把手。
如图16至图18所示，本测量装置的支撑部包括支撑座5-1、地脚5-2、地脚螺纹孔5-3、地脚螺母5-4、支撑滚珠5-5、支撑滚珠限位螺钉5-6、支撑滚珠孔5-7、支撑滚珠封盖5-8；支撑座5-1设有地脚螺纹孔5-3，地脚5-2与支撑座5-1通过螺纹配合，并通过地脚螺母5-4固定；支撑座设有支撑滚珠孔5-7，将支撑滚珠5-5放置在支撑滚珠孔5-7内，并通过支撑滚珠限位螺钉5-6限位固定；支撑滚珠5-5在支撑滚珠孔5-7内转动；支撑滚珠封盖5-8通过螺钉固定于支撑座5-1上用于密封支撑滚珠孔5-7。
本测量装置工作原理：当本测量装置处于悬吊作业状态时，通过吊环1-1将本测量装置悬吊至矿井综合机械化回采工作面顶板位置，悬吊作用力通过吊环1-1传递到吊盘1-2，进而通过单螺纹铰轴1-6传递到上铰座1-7，最后传递到滑动杆1-8，并驱动滑动杆1-8在减震组座1-10的花键槽内滑动，同时调节螺母1-12压缩减震弹簧1-11，实现悬吊减震功能。通过旋紧或旋松调节螺母1-12，调节减震弹簧1-11的预紧力，达到调节减震组1-3的减震效果大小的目的。调平部3的所电机3-4的驱动力通过驱动齿轮3-2、从动齿轮3-7、螺杆3-5传递到螺块3-6，并驱动调平连杆3-11和调平球3-9移动，由于调平球3-9与测量部2连接，进而驱动测量部2转动，三个调平部3配合工作使测量部2达到调平状态，测量部2达到调平状态后，可进行测量作业。
悬吊部1的悬吊滚珠1-18与测量部2的上盖2-1的球面接触，支撑部5的支撑滚珠5-5与测量部2的底盖的球面接触。在悬吊部1与支撑部5安装于外罩部4时，在悬吊部1与支撑部5的共同作用下，夹紧测量部2。由于滚珠可在滚珠孔内转动，使得测量部可在外罩部内部转动。测量部2在调平部3的驱动下转动，达到测量部2内部测量设备2-3调平的目的。由于调平部3与测量部2通过调平球压板3-16连接，当调平部3的电机驱动调平连杆3-11和调平球3-9的移动时，调平连杆3-11和调平球3-9可驱动测量部2转动。
本测量装置首先将支撑部5安装于外罩部4，并将测量部2放置于外罩部4内部，其次，将悬吊部1安装于外罩部4，实现测量部2的夹紧固定，最后，将调平部3安装于外罩部4，并将调平部3的调平球3-9通过调平球压板3-16安装于测量部2，实现调平部3与外罩部4、测量部2的连接。悬吊作业过程中，通过悬吊部1的吊环1-1将本测量装置吊起，且悬吊部1的减震组1-3起到减震作用，经过调平部3的调平，使得测量部2处于调平状态，进而进行测量作业。悬吊部1通过螺钉安装于外罩部4，当本测量装置处于悬吊作业状态时，起到悬吊减震作用；支撑部5通过螺钉安装于外罩部4，当本测量装置被放于地面时，起支撑作用。
本测量装置首先将悬吊部1、测量部2、调平部3、外罩部4、支撑部5进行各自模块化装配，其中测量部2的装配是先将测量设备2-3安装于底盖2-5，并通过螺钉固定；最后上盖2-1和底盖2-5分别通过螺钉固定于中座2-2。各自模块化装配完毕，再组装为一体。
悬吊部1的吊座1-4上设有出线孔1-5（如图3所示），测量部2、调平部3的电源线从出线孔1-5引出连接外部电源。
Claims (4)
1.一种用于综合机械化回采工作面的测量装置，其特征在于，包括悬吊部、测量部、调平部、外罩部和支撑部；所述悬吊部通过螺钉安装于所述外罩部起到悬吊减震作用；所述支撑部通过螺钉安装于所述外罩部起到支撑作用；所述测量部位于外罩部内部，通过所述悬吊部与所述支撑部固定；所述测量部与调平部连接；所述调平部至少设有三个，通过螺钉均匀安装于所述外罩部；所述测量部内部安装测量设备，所述测量设备包含经纬仪和光纤陀螺；测量部在所述调平部的驱动下转动，实现所述测量部内部测试设备的调平；
所述悬吊部包括吊环、吊盘、减震组、吊座、悬吊滚珠封盖、悬吊滚珠孔、悬吊滚珠限位螺钉、悬吊滚珠；
所述减震组至少设有三个，每个减震组包括单螺纹铰轴、上铰座、封盖、滑动杆、减震组座、减震弹簧、调节螺母、下铰座、双螺纹铰轴、铰轴螺母；所述吊环与吊盘通过螺纹配合连接；所述减震组的上铰座通过所述单螺纹铰轴与所述吊盘连接，减震组的下铰座通过所述双螺纹铰轴与所述吊座连接，并通过两个所述铰轴螺母固定；
所述悬吊部的吊座具有悬吊滚珠孔结构，将所述悬吊滚珠放置在所述悬吊滚珠孔内，并通过所述悬吊滚珠限位螺钉限位固定；悬吊滚珠在悬吊滚珠孔内转动；所述悬吊滚珠封盖通过螺钉固定于所述吊座上用于密封所述悬吊滚珠孔；
所述减震组的上铰座通过螺钉固定于所述滑动杆，所述封盖通过螺纹配合固定于所述减震组座；所述下铰座通过螺钉固定于所述减震组座；减震组座具有花键槽结构，所述滑动杆具有花键结构，滑动杆与减震组座通过花键结构配合连接，使滑动杆轴向移动并限制滑动杆轴向转动；
所述滑动杆上安装所述调节螺母，调节螺母通过滑动杆上的螺纹结构与滑动杆配合，所述减震弹簧空套于滑动杆；减震弹簧一端与所述封盖接触，另一端与所述调节螺母接触；通过转动调节螺母调节减震弹簧的预紧力实现调节所述减震组的减震功能；
每个所述调平部包括基座、驱动齿轮、基架、电机、螺杆、螺块、从动齿轮、轴承封盖、调平球、限位杆、调平连杆、轴承、直线轴承、直线轴承压板、限位杆螺母、调平球压板、压板V形槽；
所述基架通过螺钉固定于所述基座；所述电机通过螺钉固定于所述基架；所述轴承封盖通过螺钉固定于基架；所述基架安装有两个所述轴承，两个轴承通过过盈配合的方式与基架连接，并通过所述轴承封盖固定；所述限位杆通过所述限位杆螺母固定于基座；所述螺杆两端分别与所述两个轴承过盈配合安装；所述调平球通过螺钉固定于所述调平连杆；调平连杆通过螺钉安装于所述螺块并绕螺块转动；所述螺块与所述螺杆通过螺纹配合，螺块通过过盈配合方式安装所述直线轴承，所述直线轴承压板通过螺钉固定于所述螺块对所述直线轴承起固定作用；所述限位杆通过直线轴承与所述螺块配合；
所述驱动齿轮通过螺钉固定安装于所述电机的轴上；所述从动齿轮通过螺钉固定安装于所述螺杆一端；所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述螺杆驱动所述螺块转动并在所述限位杆作用下变为直线运动，实现所述调平连杆和所述调平球的移动；
所述调平球压板设有所述压板V形槽，并通过螺钉固定于所述测量部的中座上；所述调平部的调平球放置于测量部中座的中座V形槽内，在所述中座V形槽与所述调平球压板的所述压板V形槽共同作用下将所述调平球压紧，实现所述调平部与所述测量部的连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于综合机械化回采工作面的测量装置，其特征在于，所述测量部包括上盖、中座、测量设备、观察孔、底盖、中座V形槽；所述上盖和底盖分别通过螺钉固定于所述中座；所述测量设备安装于所述底盖，并通过螺钉固定；所述中座上分别设有所述观察孔和中座V形槽。
3.根据权利要求1所述的一种用于综合机械化回采工作面的测量装置，其特征在于，所述外罩部包括外罩、把手、视窗压板、视窗玻璃；所述外罩设有视窗结构；所述把手通过螺钉固定于所述外罩上用于人工搬移所述测量装置；所述视窗玻璃通过所述视窗压板固定安装于所述外罩的视窗结构内。
4.根据权利要求1所述的一种用于综合机械化回采工作面的测量装置，其特征在于，所述支撑部包括支撑座、地脚、支撑滚珠封盖、支撑滚珠限位螺钉、支撑滚珠孔、支撑滚珠、地脚螺纹孔、地脚螺母；所述支撑座设有所述地脚螺纹孔，所述地脚与支撑座通过螺纹配合，并通过所述地脚螺母固定；所述支撑座设有所述支撑滚珠孔，将所述支撑滚珠放置在支撑滚珠孔内，并通过所述支撑滚珠限位螺钉限位固定；所述支撑滚珠在所述支撑滚珠孔内转动；所述支撑滚珠封盖通过螺钉固定于所述支撑座上用于密封所述支撑滚珠孔。
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