CN207684681U - 立井刚性罐道间距实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种立井刚性罐道间距实时监测装置，由间距调整装置、杠杆测距装置、底座、显示装置、防爆箱和高度激光测距仪构成。工作时将立井刚性罐道间距实时监测装置安装在罐笼顶端，根据罐道间距调整弹簧的预压紧量使滚轮紧紧的贴合在罐道表面，即可测量。测量时左右激光测距仪和高度激光测距仪测试的数据记录在单片机内，单片机对测量的数据进行处理，在串口屏上显示出罐道间距与高度的曲线。该测量装置操作简单，可以实时监测罐道间距，测量精度高，适用于罐道间距的测量，可以提升立井作业的安全高效性。
Description
技术领域
立井刚性罐道间距实时监测装置，属于测量领域，具体涉及一种实时监测立井刚性罐道间距的装置。
技术背景
底层变化采空引起地面沉积变形等诸多因素会引起罐道梁变形，进而引起罐道变形。使提升阻力增大，加剧了罐耳磨损，当罐道变形达到一定程度的时候，有可能造成卡罐等事故，因此实时掌握罐道的变形量具有十分重要的意义。
目前罐道测试方法有几何测距法、专业仪器、运动梁等多种检测方法。几何测距法主要是通过下方带重锤的钢丝绳作为垂直基准线来判别罐道的变形程度，这种测量方法测量精度通常受到钢丝绳的摆动影响；专业仪器法主要通过利用传感器测量每一个测试点通过逐点计算积分得到每一个测试点和整体的罐道偏斜程度，因此测量精度受到测试点的数量的等因素影响；其他的测试方法由于检测手段复杂可靠性不高，在国内没有实际应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种立井刚性罐道间距实时监测装置。解决现有立井罐道间距测量和变形检测过程中，操作繁琐，效率低下，且劳动强度大的技术问题。本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现。
立井刚性罐道间距实时监测装置，由间距调整装置、杠杆测距装置、底座、显示装置、显示装置、防爆箱、高度激光测距仪构成。其特征在于:
所述的间距调整装置两端分别与杠杆测量装置两端通过转动副连接；杠杆测距装置与底座通过转动副连接，底座固定在罐笼顶部，高度激光测距仪固定在罐笼顶部，显示装置固定在防爆箱内，高度激光测距仪与显示装置通过电连接，防爆箱固定在罐笼的内壁上。
所述的间距调整装置由滑套、压缩弹簧、调整轮和内螺纹套筒组成；滑套左端与左杠杆通过转动副连接，内螺纹套筒右端与左杠杆通过转动副连接，滑套内孔和调整轮左端轴通过滑动副连接，压缩弹簧中心孔与调整轮左端轴上通过滑动幅连接，调整轮的右端与内螺纹套筒通过螺纹连接。
杠杆测距装置由左滚轮、右滚轮、左杠杆、右杠杆、左激光测距仪、右激光测距仪和销轴组成；左滚轮、右滚轮分别于与左罐道、右罐道道表面通过间距调整装置的施加的预紧力紧密贴合，左杠杆和底座通过转动副连接，、右杠杆和底座通过转动副连接，左激光测距仪固定于右杠杆的末端，右激光测距仪固定于右杠杆的左端且左激光测距仪与右激光测距仪高。
显示装置由单片机和串口屏组成，单片机和串口屏电连接，固定于防爆箱内，左激光测距仪和右激光测距仪分别与单片机无线连接。
本发明的有益效果是：在罐笼提升货物的时候就可以进行检测，不需要停产来专门来检测罐道变形，可以实时监测罐道的变形情况，同时还可以减少工人的劳动强度，提高生产的工作效率，解决了立井刚性罐道检测的费时费力的难题。
附图说明
图1为本发明总的结构示意图；
图2为本发明的间距调整装置示意图；
图3为本发明的杠杆测距装置示意图；
图4为本发明总的结构参数示意图。
具体实施方式
为了使本发明所实现的技术手段、创新特征、达成目的与效率易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐明本发明。
如图1所示一种立井刚性罐道间距实时监测装置，由间距调整装置1、杠杆测距装置2、底座3、显示装置4、防爆箱5和高度激光测距仪6构成。其特征在于:所述的间距调整装置1两端与杠杆测量装置2两端通过转动副连接；杠杆测距装置2与底座3通过转动副连接，底座3固定在罐笼9顶部，高度激光测距仪6固定在罐笼9顶部，显示装置4固定在防爆箱5内，高度激光测距仪6与显示装置4通过电连接，防爆箱5固定在罐笼9的内壁上。罐笼上下移动带动立井刚性罐道间距实时监测装置上下运动。立井刚性罐道间距实时监测装置可以适应不同的矿井罐道间距测量，只需要根据实际情况调整相应部件的位置即可，保证测量结果测准确性和高效性。
如图1、图2和图3所示，所述的间距调整装置1由滑套101、压缩弹簧 102、调整轮103和内螺纹套筒104组成；滑套101和左杠杆203通过转动副连接，内螺纹套筒104右端与右杠杆204通过转动副连接，滑套101内孔和调整轮 103左端轴通过滑动副副连接，滑套101的内孔深度要大于调整轮103左端轴的长度，保证间距调整装置1的调整间距，压缩弹簧102与调整轮103左端轴通过滑动幅连接，滑套101与调整轮103对压缩弹簧102起轴向限位作用，调整轮 103的右端与内螺纹套筒104通过螺纹连接。当调试阶段时候，通过旋转调整轮 103使内螺纹套筒104沿着调整轮103的轴向运动，使压缩弹簧102的压缩量发生变化进而使左滚轮201、右滚轮202分别与左罐道10、右罐道11的预紧力发生改变，使左滚轮201和右滚轮202分别紧密的贴合在左罐道10罐道和右罐道 11表面。对于不同的罐道只需要利用调整装置调整滚轮间距就可以快速测出罐道的变形量，因此该装置具有很强的适应性。
如图1和图3所示，所述的杠杆测距装置2由左滚轮201、右滚轮202、左杠杆203、右杠杆204、左激光测距仪205、右激光测距仪206、销轴207和测距板208组成；左滚轮201与左罐道5表面通过间距调整装置1的施加的预紧力紧密贴合，右滚轮202与右罐道6表面通过间距调整装置1的施加的预紧力紧密贴合，左杠杆203、右杠杆204和底座3通过转动副连接，左激光测距仪205固定于右杠杆204的末端，右激光测距仪206固定于左杠杆203的末端。工作时，左激光测距仪205和右激光测距仪206分别测量到测距板208的距离，当罐道间距发生弯曲、倾斜等情况变化时候，都会使左滚轮201和右滚轮202的间距发生变化，根据杠杆原理可知左激光测距仪205和右激光测距仪206到测距板208的距离将发生变化，左激光测距仪205和右激光测距仪206将所测的数据记录下来并将数据传送到单片机701中。左激光测距仪205和右激光测距仪206的示数变化量来反映左罐道10和右罐道11的变形量。当罐道由于某种原因作用使得某段罐道两者之间的间距增大时，在测试过程中，罐道间距测量仪运动到这段时，左滚轮201向左运动和右滚轮202向右运动分别带动左杠杆203和右杠杆204逆时针和顺时针转动，左激光测距仪205和右激光测距仪206的示数都会发生变化，用左激光测距仪205和右激光测距仪206的示数变化量来反映罐道间距变化量。用左滚轮201和右滚轮202的间距间距变化来反映罐道变形是一种连续点的测量，受其他因素影响小，相较于其他的几种方法测量结果更加准确。
如图1所示的显示装置4由单片机401和串口屏402组成，单片机401和串口屏402通过电连接，固定于防爆箱5内，左激光测距仪205和右激光测距仪 206分别与单片机401通过无线连接。单片机对左激光测距仪205、右激光测距仪206和高度激光测距仪6传输的数据进行储存和处理，绘制出罐道变间距与罐道高度的曲线图，显示在串口屏402，通过曲线图可以检测罐道变形情况，并能够快速定位发生变形的位置。
立井刚性罐道间距实时监测装置的使用方法，具体步骤如下：
第1步：根据图3所示，可以根据左激光测距仪205和右激光测距仪206 的示数可以计算处左右杠杆夹角，具体过程如下：立井刚性罐道间距实时监测装置机构形状固定，因此θ1t、θ2t、δ1t、h1t都是已知量，在测试的过程，两个激光测距仪的间距始终未L，
L2t＝L-L1t-t (1)
式中θ1t、θ2t、δ1t、h1t为立井刚性罐道间距实时监测装置结构参数；t为激光测距板厚度，L左激光测距仪205和右激光测距仪206间距。
由余弦定理可以知：
式中L2t、L2为立井刚性罐道间距实时监测装置结构参数。
由上式可以得到左杠杆203与右杠杆204夹角：
φ＝δ1t+δ2t+θ1t (4)
第2步：左杠杆203与右杠杆204上半部分具有对称结构，φ1t、h2t是已知量，左右滚轮到到直线OD距离为d1t、d2t。
d1t＝d2t＝h2t sin(φ2t) (6)
d＝d1t+d2t＝2h2t sin(φ2t)+R (7)
式中：d为罐道间距，R左滚轮201与右滚轮202半径。
通过上面的步骤就可测出便可以测出罐道间距，综上所述本发明所提供的方法可以实时测量罐道间距，装置结构简单，造价低廉。
Claims (4)
1.立井刚性罐道间距实时监测装置，由间距调整装置(1)、杠杆测距装置(2)、底座(3)、显示装置(4)、防爆箱(5)和高度激光测距仪(6)构成。其特征在于:
所述的间距调整装置(1)两端分别与杠杆测量装置(2)两端通过转动副连接；杠杆测距装置(2)与底座(3)通过转动副连接，底座(3)固定在罐笼(9)顶部，显示装置(4)固定在防爆箱(5)内，防爆箱(5)固定在罐笼(9)的内壁上,高度激光测距仪(6)固定在罐笼(9)顶部，高度激光测距仪(6)与显示装置(4)通过电连接。
2.根据权利要求1所述的间距调整装置(1)由滑套(101)、压缩弹簧(102)、调整轮(103)和内螺纹套筒(104)组成；滑套(101)左端与左杠杆(203)通过转动副连接，内螺纹套筒(104)右端与左杠杆(204)通过转动副连接，滑套(101)内孔和调整轮(103)左端轴通过滑动副连接，压缩弹簧(102)中心孔与调整轮(103)左端轴上通过滑动幅连接，调整轮(103)的右端与内螺纹套筒(104)通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的立井刚性罐道间距实时监测装置，其特征在于：杠杆测距装置(2)由左滚轮(201)、右滚轮(202)、左杠杆(203)、右杠杆(204)、左激光测距仪(205)、右激光测距仪(206)、销轴(207)和测距板(208)组成；左滚轮(201)和右滚轮(202)分别于与左罐道(10)和右罐道(11)道表面通过间距调整装置(1)的施加的预紧力紧密贴合；左杠杆(203)和底座(3)通过转动副连接，右杠杆(204)和底座(3)通过转动副连接，左激光测距仪(205)固定于右杠杆(204)的末端，右激光测距仪(206)固定于右杠杆(206)的左端且左激光测距仪(205)与右激光测距仪(206)等高处，测距板(208)固定于右杠杆(204)的末端。
4.根据权利要求1所述的立井刚性罐道间距实时监测装置，其特征在于：显示装置(4)由单片机(401)和串口屏(402)组成，单片机(401)和串口屏(402)电连接，固定于防爆箱(5)内，左激光测距仪(205)和右激光测距仪(206)分别与单片机(401)无线连接。
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| CN107758463A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-06 | 安徽理工大学 | 立井刚性罐道间距实时监测装置及测量方法 |
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| CN107758463B (zh) * | 2017-11-21 | 2023-07-28 | 安徽理工大学 | 立井刚性罐道间距实时监测装置及测量方法 |
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