專利名稱：節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)量?jī)x器，特別涉及一種節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前，工程中檢測(cè)位移的傳感器和監(jiān)測(cè)儀種類較多，各具特色，各有其適用范圍， 但是，對(duì)土木、水利、道路、礦山的開采及地下工程中巖體、巷道巖層內(nèi)部的位移自動(dòng) 監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的儀器卻不多見，尤其是對(duì)高精度、大位移的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)幾乎是空白，例 如，在煤炭開采中巷道圍巖內(nèi)部壓力突變引起的沖擊礦壓、煤炭回采時(shí)采掘?qū)ο锏理?(底)板、煤柱等巖層內(nèi)部位移變化引起的冒頂、底臌、巖爆等引起的安全事故，至今 尚缺少可靠的，能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的儀器，尤其在煤炭開采中尚無節(jié)電型實(shí)時(shí)自
動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的儀器，以實(shí)現(xiàn)在地面上對(duì)井下巷道位移不間斷的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種能節(jié)電低能耗巖層位移測(cè)量的節(jié)電型巖層位移實(shí) 時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，包括位移傳感單元、信息采集處理單元， 其中所述位移傳感單元包括如下結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)軸兩端分別固定在支撐板和殼體上，在所述轉(zhuǎn)軸的中間部位固定一隔離盤，在隔 離盤兩側(cè)的所述轉(zhuǎn)軸上由內(nèi)向外依次安裝位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、可轉(zhuǎn)動(dòng)的碼盤、不可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換 托板；
所述碼盤周邊設(shè)有等間距的編碼孔，所述轉(zhuǎn)換托板上設(shè)有一彈性撥桿，所述彈性撥 桿一端固定在轉(zhuǎn)換托板上，另一端折彎成"，"型，彎折部分插在所述編碼孔內(nèi)， 一"V"形回位卡槽置于所述彈性撥桿下面并固定在所述轉(zhuǎn)換托板上，所述轉(zhuǎn)換托板一 端安裝一微型開關(guān)，所述彈性撥桿的活動(dòng)端可以通過開關(guān)按壓裝置按壓所述微型開關(guān)的 開關(guān)觸點(diǎn)，所述微型開關(guān)的輸出端連接所述信息采集處理單元。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉線、位移 輪、拉線張緊機(jī)構(gòu)，所述位移輪位于所述隔離盤和所述碼盤之間，所述位移輪和所述碼 盤可繞所述轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；拉線從上向下穿過殼體上側(cè)后在所述位移輪上纏繞至少一圈 后穿過所述殼體下側(cè)再纏繞在所述拉線張緊機(jī)構(gòu)上。
4本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括包括齒輪、 齒條、齒條軌套，所述齒輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述齒輪與碼盤可繞所述轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所 述齒條軌套兩端固定在殼體上，所述齒條安放在所述齒條軌套內(nèi)并與所述齒輪嚙合， 所述齒條可在所述齒條軌套內(nèi)滑動(dòng)，其兩端伸出殼體的上下兩側(cè)。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述微型開關(guān)為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn) 位于面向所述彈性撥桿的一面，所述開關(guān)按壓裝置包括一個(gè)開關(guān)壓片，所述開關(guān)壓片的 中部壓在所述微型開關(guān)的開關(guān)觸點(diǎn)上，所述開關(guān)壓片的一端鉸接在微型開關(guān)開關(guān)觸點(diǎn)所 在的一面，另一端與所述彈性撥桿的活動(dòng)端接觸。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述微型開關(guān)為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn) 位于面向所述轉(zhuǎn)軸的一面，所述開關(guān)按壓裝置包括一個(gè)開關(guān)壓片，所述開關(guān)壓片的中部 壓在所述微型開關(guān)的開關(guān)觸點(diǎn)上，所述開關(guān)壓片的一端鉸接在微型開關(guān)開關(guān)觸點(diǎn)所在的 一面，另一端折彎成開口背向所述轉(zhuǎn)軸的"V"型，所述開關(guān)壓片的"V"型端面向所述 彈性撥桿的一側(cè)與所述彈性撥桿的活動(dòng)端接觸。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述彈性撥桿的活動(dòng)端的延長(zhǎng)桿端 部亦折彎成""V'形的撥動(dòng)端，所述微型開關(guān)為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn)位于面向所述彈性撥 桿的一側(cè)，所述開關(guān)按壓裝置包括開關(guān)壓片、聯(lián)動(dòng)片，所述開關(guān)壓片的中部壓在所述微 型開關(guān)的開關(guān)觸點(diǎn)上，所述開關(guān)壓片的一端鉸接在微型開關(guān)開關(guān)觸點(diǎn)所在的一面，另一 端折彎成開口面向所述撥動(dòng)端的"V"型，"V"型左端下側(cè)連接有聯(lián)動(dòng)片，所述聯(lián)動(dòng)片 可以在所述撥動(dòng)端向下運(yùn)動(dòng)時(shí)向左移動(dòng)。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述彈性撥桿的截面為圓形或矩形， 所述編碼孔為圓形或矩形。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述齒條上端連接輕質(zhì)金屬桿，所 述輕質(zhì)金屬桿固定于被測(cè)巖層上的鉆孔內(nèi)。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其中所述齒條上端連接金屬線，所述金 屬線固定于被測(cè)巖層上的鉆孔內(nèi)，所述齒條下端設(shè)有固定在殼體上的阻尼。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀由于位移傳感單元使用微型開關(guān)的閉合做 為信號(hào)采集的信號(hào)源，因此較之現(xiàn)有的位移監(jiān)測(cè)儀具有以下技術(shù)效果
節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀在巖層無位移狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)無電工作，而在巖層發(fā)生 可測(cè)位移時(shí)瞬間接通高阻電路，輸出相應(yīng)可測(cè)脈沖信號(hào)，并啟動(dòng)信息采集處理單元，整個(gè)測(cè)量過程實(shí)現(xiàn)了節(jié)電、低能耗巖層位移測(cè)量；
采用微開關(guān)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)直接為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，清晰易于采集，簡(jiǎn)化了采集電 路，同時(shí)其抗干擾能力強(qiáng)，不受現(xiàn)場(chǎng)電磁場(chǎng)、電源電壓波動(dòng)等因素干擾；
計(jì)量碼盤周邊密布一圈圓形或方形小孔，兩小孔間距對(duì)應(yīng)于兩測(cè)量脈沖的觸發(fā)間 隔，使測(cè)量精度可調(diào)，同時(shí)消除了系統(tǒng)測(cè)量的積累誤差。


圖1是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的第一種實(shí)施方式主視圖； 圖2是圖1的B-B向剖視圖3是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀第二種實(shí)施方式的主視圖； 圖4是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀第三種實(shí)施方式的主視圖； 圖5是圖4的B-B向剖視圖； 圖6是圖4的局部放大圖7是圖6的仰視圖(也是圖7的局部放大圖)；
圖8是圖6的左視圖9是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀第四種實(shí)施方式的主視剖視圖(它是 圖10的A-A 向剖視圖)；
圖10是圖9的B-B向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀作進(jìn)一步說明。 圖l、圖2是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的第一種實(shí)施方式，包括位移
傳感單元、信息采集處理單元、拉線張緊機(jī)構(gòu)，其中的位移傳感單元的結(jié)構(gòu)如下
轉(zhuǎn)軸6兩端分別固定在支撐板3和殼體2上,在轉(zhuǎn)軸6的中間部位安裝一隔離盤32, 在隔離盤32兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸6上由內(nèi)向外安裝依次連接的位移輪7A, 7B、碼盤4A， 4B和轉(zhuǎn)換 托板31A， 31B (兩個(gè)轉(zhuǎn)換托板呈垂直布置)，位移輪7A， 7B和碼盤4A， 4B可繞轉(zhuǎn)軸6同 步轉(zhuǎn)動(dòng)；
碼盤4A, 4B周邊設(shè)有等間距的編碼孔5A，編碼孔5A為圓形或矩形。轉(zhuǎn)換托板31A， 31B 固定在轉(zhuǎn)軸6上，轉(zhuǎn)換托板31A， 31B上設(shè)有一彈性撥桿30A， 30B，彈性撥桿30A, 30B的 截面為圓形或矩形，彈性撥桿30A， 30B —端固定在轉(zhuǎn)換托板31A, 31B上，另一端折彎成" ，"型，彎折部分插在編碼孔5A內(nèi)，一"V"形回位卡槽28A，28B置于彈性撥桿30A，30B 下面并固定在轉(zhuǎn)換托板31A， 31B上，轉(zhuǎn)換托板31A, 31B —端安裝一微型開關(guān)29A, 29B,彈性撥桿30A, 30B的活動(dòng)端可以通過開關(guān)按壓裝置按壓微型開關(guān)29A, 29B的開關(guān)觸點(diǎn)。 微型開關(guān)29A，2犯為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn)位于面向彈性撥桿30A，30B的一面，開關(guān)按壓裝 置包括一個(gè)開關(guān)壓片40，開關(guān)壓片40的中部壓在微型開關(guān)29A,29B的開關(guān)觸點(diǎn)上，開 關(guān)壓片40的一端可回復(fù)地鉸接(即在外力作用下可以轉(zhuǎn)動(dòng)，外力消失還可以回復(fù)原來 地狀態(tài))在微型開關(guān)29A， 29B開關(guān)觸點(diǎn)所在的一面，另一端與彈性撥桿30A, 30B的活動(dòng) 端接觸。開關(guān)壓片40作為一個(gè)杠桿，開關(guān)壓片40的鉸接部位較為接近開關(guān)觸點(diǎn)291時(shí) 將更有利于彈性撥桿30A， 30B的活動(dòng)端用更小的力壓觸開關(guān)觸點(diǎn)291。
微型開關(guān)29A， 29B的輸出端連接信息采集處理單元；因?yàn)橛?jì)量碼盤4A， 4B周邊密布 一圈圓形或矩形小孔，兩小孔間距對(duì)應(yīng)于兩測(cè)量脈沖的觸發(fā)間隔，使測(cè)量精度可調(diào)，同 時(shí)消除了系統(tǒng)測(cè)量的積累誤差。
拉線1A， 1B從上向下穿過殼體2上側(cè)后在位移輪7A， 7B上纏繞至少一圈后穿過殼體 2下側(cè)再纏繞在拉線張緊機(jī)構(gòu)上。拉線1A，1B、位移輪7A,7B、拉線張緊機(jī)構(gòu)構(gòu)成了本
實(shí)施例的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
當(dāng)碼盤4A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),編碼孔5A帶動(dòng)彈性撥桿30A的具有""V'型一端產(chǎn)生彈性變形，" V"回位卡槽28A將使彈性撥桿30A, 30B抬高，彎折部分脫離編碼孔5A，彈性撥桿30A回 位到下一編碼孔5A，同時(shí)瞬間敲打觸動(dòng)"/"型開關(guān)壓片40的自由端部，開關(guān)壓片40 使微型開關(guān)29A在瞬間開合，微型開關(guān)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，微型開關(guān)29A的輸出端連接信 息采集處理單元的單片機(jī)控制模塊19的輸入端，將位移脈沖信號(hào)輸入信息采集處理單 元。
信息采集處理單元與現(xiàn)有技術(shù)類似，見圖1，由安裝在電路板21上的單片機(jī)控制模 塊19、聲光警報(bào)模塊18、無線通信模塊22、RS485通信模塊17和電源轉(zhuǎn)換模塊20A，20B 構(gòu)成，微型開關(guān)29A，29B的輸出端連接單片機(jī)控制模塊19的輸入端，單片機(jī)控制模塊 的輸出端分別連接聲光警報(bào)模塊18、無線通信模塊22和RS485通信模塊17，電路板 21固定在殼體2上。
在殼體2外設(shè)有拉線張緊機(jī)構(gòu)，見圖l,拉線張緊機(jī)構(gòu)的支承臺(tái)14由硬塑料制成的， 安裝在殼體2上， 一金屬轉(zhuǎn)軸6B固定在支承臺(tái)14上，支承臺(tái)14兩側(cè)的金屬轉(zhuǎn)軸6B 上由內(nèi)向外依次安裝由硬塑料制成的收線輪13A, 13B、硬塑料摩擦輪12A, 12B、扭黌 9A，犯和壓緊彈簧11A, IIB。扭簧9A, 9B的一個(gè)簧臂固定在摩擦輪12A， 12B上，另一簧 臂固定在殼體2上，壓緊彈簧IIA， 11B —端壓在摩擦輪12A， 12B上，另一端通過調(diào)節(jié)螺 栓10A' 10B使摩擦輪12A， 12B壓緊收線輪13A， 13B，收緊線8A， 8B繞在收線輪13A, 13B上，收緊線8A, 8B的一端穿過殼體2的一側(cè)壁，固定在位移輪7A, 7B上，當(dāng)位移輪7A， 7B 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過收緊線8A，8B帶動(dòng)收線輪13A, 13B同步轉(zhuǎn)動(dòng)，在摩擦力作用下，摩擦輪 12A， 12B和扭簧9A， 9B的一個(gè)簧臂將隨收線輪13A, 13B —起轉(zhuǎn)動(dòng)，扭簧9A, 9B產(chǎn)生與收 緊線8A，8B拉力相等的回復(fù)力，當(dāng)收緊線8A，8B拉力大于張緊輪IIA， 11B和摩擦輪 12A, 12B之間的最大靜摩擦力時(shí)，收線輪13A, 13B將克服摩擦力繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而扭簧9A, 9B 的回復(fù)力始終與收緊線8A， 8B拉力相平衡，使收緊線8A， 8B始終處于拉緊狀態(tài)。
圖3是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀第二種實(shí)施方式的主視圖，它與第一 種實(shí)施方式的區(qū)別在于使用了另外一種開關(guān)按壓裝置。微型開關(guān)29A'為矩形，其開關(guān) 觸點(diǎn)位于面向轉(zhuǎn)軸6'的一面，開關(guān)按壓裝置包括一個(gè)開關(guān)壓片40'，開關(guān)壓片40，的 中部壓在微型開關(guān)29A'的開關(guān)觸點(diǎn)上，開關(guān)壓片40'的一端可回復(fù)地鉸接在微型開關(guān) 29A'開關(guān)觸點(diǎn)所在的一面，另一端折彎成開口背向轉(zhuǎn)軸6'的"V"型，開關(guān)壓片40， 的"V"型端面向彈性撥桿的一側(cè)與彈性撥桿30A，的活動(dòng)端接觸。
所述彈性撥桿30A'活動(dòng)端的""V'型彎折部分可在開關(guān)壓片40'端部的倒V型部 位往復(fù)滑動(dòng)，往復(fù)按壓開關(guān)壓片40'使所述微型開關(guān)29A'開合。
當(dāng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼孔帶動(dòng)彈性撥桿30A'的具有"，"型一端產(chǎn)生彈性變形，"V" 回位卡槽將使彈性撥桿30A'抬高，彎折部分脫離編碼孔，彈性撥桿30A'回位到下一編 碼孔，在此過程中，彈性撥桿30A'兩次觸動(dòng)微型開關(guān)29A，產(chǎn)生一個(gè)寬脈沖信號(hào)和一 個(gè)瞬時(shí)窄脈沖信號(hào)。彈性撥桿30A'"，"型一端產(chǎn)生彈性變形,并被"V"回位卡槽 逐漸抬高過程中，彈性撥桿30A'"，"型一端會(huì)短時(shí)壓觸越過微型開關(guān)29A，的開關(guān) 壓片40'"倒V"型端部，產(chǎn)生一個(gè)較寬脈沖信號(hào)；彈性撥桿30A'"，"型一端脫離 編碼孔，回位到下一編碼孔過程中，彈性撥桿30A'"，"型一端會(huì)瞬時(shí)壓觸越過微型 開關(guān)29A'的開關(guān)壓片40'倒V型端部，產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)脈沖信號(hào)。微型開關(guān)29A'的輸 出端連接信息采集處理單元的單片機(jī)控制模塊的輸入端，將位移脈沖信號(hào)輸入信息采集 處理單元。
圖4、圖5是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀第三種實(shí)施方式，它與第一種 實(shí)施方式的區(qū)別也在于使用了另外一種開關(guān)按壓裝置。如圖6、圖7、圖8所示,彈性撥 桿30A" ,30B"的活動(dòng)端的延長(zhǎng)桿端部亦折彎成"，"形的撥動(dòng)端71,微型開關(guān)29B"
8為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn)291位于面向彈性撥桿30A" ，30B"的一側(cè)，開關(guān)按壓裝置包括開
關(guān)壓片40"、聯(lián)動(dòng)片72，開關(guān)壓片40"的中部壓在微型開關(guān)29B"的開關(guān)觸點(diǎn)291上，
開關(guān)壓片40"的一端鉸接在微型開關(guān)29B"開關(guān)觸點(diǎn)291所在的一面，另一端折彎成開
口面向撥動(dòng)端71的"V"型，"V"型左端下側(cè)連接有聯(lián)動(dòng)片72，聯(lián)動(dòng)片72可以在撥動(dòng)
端71向下運(yùn)動(dòng)時(shí)向左移動(dòng)。
當(dāng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),編碼孔帶動(dòng)彈性撥桿30A" ， 30B"的具有"，"型一端產(chǎn)生彈性變形，
"V"回位卡槽將使彈性撥桿30A", 30B"抬高,彎折部分脫離編碼孔,彈性撥桿30A", 30B"
回位到下一編碼孔，在此過程中，彈性撥桿30A" ,30B""，"型一端產(chǎn)生彈性變形，
并被"V"回位卡槽逐漸抬高過程中，因?yàn)槁?lián)動(dòng)片72與撥動(dòng)端71的運(yùn)動(dòng)方向有一定角
度，兩者接觸后聯(lián)動(dòng)片72在撥動(dòng)端71向下運(yùn)動(dòng)時(shí)向左移動(dòng)，彈性撥桿30A" , 30B"的
撥動(dòng)端71會(huì)最終脫離聯(lián)動(dòng)片72，然后聯(lián)動(dòng)片72跟隨具有彈性的開關(guān)壓片40"回到原
來的位置；彈性撥桿30A" , 30B""""型一端脫離編碼孔，回位到下一編碼孔過程中，
彈性撥桿30A" , 30B"的撥動(dòng)端71會(huì)瞬時(shí)壓觸聯(lián)動(dòng)片72，聯(lián)動(dòng)片72帶動(dòng)開關(guān)壓片40"
瞬間壓觸所述微型開關(guān)29B"的開關(guān)觸點(diǎn)291，產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)脈沖信號(hào)。微型開關(guān)29B"
的輸出端連接信息采集處理單元的單片機(jī)控制模塊的輸入端，將位移脈沖信號(hào)輸入信息 采集處理單元。
圖9、圖10是本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀第四種實(shí)施方式，它與第一種 實(shí)施方式的區(qū)別在于使用了另外一種位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括包括齒輪 81、齒條82、齒條軌套83,齒輪81安裝在轉(zhuǎn)軸6上，齒輪81與碼盤4A， 4B可繞轉(zhuǎn)軸6 同步轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條軌套83兩端固定在殼體2上，齒條82安放在齒條軌套83內(nèi)并與齒輪 81嚙合，齒條82可在齒條軌套83內(nèi)滑動(dòng)，其兩端伸出殼體2的上下兩側(cè)。齒條82上端 連接金屬線，金屬線固定于被測(cè)巖層上的鉆孔內(nèi)，齒條82下端設(shè)有固定在殼體上的阻 尼84，阻尼84與齒條82之間的摩擦力可以防止齒條82自重造成的移動(dòng)。齒條82上端 也可以連接輕質(zhì)金屬桿，輕質(zhì)金屬桿固定于被測(cè)巖層上的鉆孔內(nèi)。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀在巖層無位移狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)無電工作(即巖層 位移監(jiān)測(cè)儀的所有電路部分不工作)，而在巖層發(fā)生可測(cè)位移時(shí)瞬間接通高阻電路(即 微型開關(guān)29A,29B擔(dān)任了巖層位移監(jiān)測(cè)儀的所有電路的開關(guān))，輸出相應(yīng)可測(cè)脈沖信號(hào)， 并啟動(dòng)信息采集處理單元，整個(gè)測(cè)量過程實(shí)現(xiàn)了節(jié)電、低能耗巖層位移測(cè)量；采用微開關(guān)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)直接為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，清晰易于采集，簡(jiǎn)化了采集電路，同時(shí)其抗 干擾能力強(qiáng)，不受現(xiàn)場(chǎng)電磁場(chǎng)、電源電壓波動(dòng)等因素干擾。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀在實(shí)際使用時(shí)，由數(shù)個(gè)巖層位移監(jiān)測(cè)儀、一 個(gè)通信主機(jī)、RS485總線、直流電源線和遙控器組成一個(gè)完整的系統(tǒng)，通信主機(jī)連接 RS485總線，每個(gè)巖層位移監(jiān)測(cè)儀均掛在總線上，遙控器和巖層位移監(jiān)測(cè)儀之間通過無 線方式連接，在一個(gè)系統(tǒng)中，可以使用多個(gè)遙控器。巖層位移監(jiān)測(cè)儀經(jīng)RS485總線和通 信主機(jī)建立聯(lián)系，通信主機(jī)通過壓頻轉(zhuǎn)換模塊和井下通信分站建立聯(lián)系，井下通信分站 再傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控總站，地面監(jiān)控總站又將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為巖層位移信息。實(shí)現(xiàn)由地面 總站遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)煤巷頂板巖層位移。遙控器用于現(xiàn)場(chǎng)査詢位移參數(shù)；當(dāng)需要查 詢位移參數(shù)時(shí)，在巖層位移監(jiān)測(cè)儀附近打開遙控器，即監(jiān)控最近的巖層位移監(jiān)測(cè)儀，及 時(shí)地取出此巖層位移監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)到的位移數(shù)據(jù)， 一般遙控器供井下現(xiàn)場(chǎng)人員使用。
本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀可安裝在巷道頂、底板上、圍巖體表面，拉 力線通過鉆孔固定在待測(cè)的巖(煤)層上，當(dāng)發(fā)生巖層位移時(shí)，位移電信號(hào)通過電纜線 傳送到信息采集處理單元處理后，轉(zhuǎn)換成巖層位移信息，經(jīng)可視化處理，顯示巷道頂板 及圍巖巖層位移變化規(guī)律圖。本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀既可監(jiān)測(cè)巖(煤) 層的絕對(duì)位移量，也可監(jiān)測(cè)位移變化速率，當(dāng)位移量或位移速率超過安全界限時(shí)，形成 系統(tǒng)后可從地面監(jiān)控總站實(shí)施對(duì)井下巷道自動(dòng)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下巷道頂板及圍巖體巖層 位移遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，避免因頂板冒落、沖擊礦壓引起的安全事故。本發(fā)明節(jié)電型 巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、既適用于小位移高精度測(cè)量，也適用于 大位移高精度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)能夠廣泛應(yīng)用在礦山開采、土木、水利、道路等施工 過程中對(duì)圍巖體、巷道頂?shù)装?、制成巖體等巖層位移進(jìn)行有效地自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)消 除生產(chǎn)安全隱患，也為巷道及支撐巖體設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
權(quán)利要求
1. 一種節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，包括位移傳感單元、信息采集處理單元，其特征在于所述位移傳感單元包括如下結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸(6)兩端分別固定在支撐板(3)和殼體(2)上，在所述轉(zhuǎn)軸(6)的中間部位固定一隔離盤(32)，在隔離盤(32)兩側(cè)的所述轉(zhuǎn)軸(6)上由內(nèi)向外依次安裝位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、可轉(zhuǎn)動(dòng)的碼盤(4A，4B)、不可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換托板(31A，31B)；所述碼盤(4A，4B)周邊設(shè)有等間距的編碼孔(5A)，所述轉(zhuǎn)換托板(31A，31B)上設(shè)有一彈性撥桿(30A，30B)，所述彈性撥桿(30A，30B)一端固定在轉(zhuǎn)換托板(31A，31B)上，另一端折彎成”一”型，彎折部分插在所述編碼孔(5A)內(nèi)，一”V”形回位卡槽(28A，28B)置于所述彈性撥桿(30A，30B)下面并固定在所述轉(zhuǎn)換托板(31A，31B)上，所述轉(zhuǎn)換托板(31A，31B)一端安裝一微型開關(guān)(29A，29B)，所述彈性撥桿(30A，30B)的活動(dòng)端可以通過開關(guān)按壓裝置按壓所述微型開關(guān)(29A，29B)的開關(guān)觸點(diǎn)，所述微型開關(guān)(29A，29B)的輸出端連接所述信息采集處理單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述 位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉線(1A，1B)、位移輪(7A,7B)、拉線張緊機(jī)構(gòu)，所述位移輪(7A，7B ) 位于所述隔離盤(32)和所述碼盤(4A,4B)之間，所述位移輪(7A，7B )和所述碼盤(4A，4B)可繞所述轉(zhuǎn)軸(6)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；拉線(1A，1B)從上向下穿過殼體(2)上側(cè)后 在所述位移輪(7A,7B)上纏繞至少一圈后穿過所述殼體(2)下側(cè)再纏繞在所述拉線張 緊機(jī)構(gòu)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述 位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括包括齒輪(81)、齒條(82)、齒條軌套(83)，所述齒輪(81)安裝 在轉(zhuǎn)軸(6)上，所述齒輪(81)與碼盤(4A,4B)可繞所述轉(zhuǎn)軸(6)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述 齒條軌套(83)兩端固定在殼體(2)上，所述齒條(82)安放在所述齒條軌套(83) 內(nèi)并與所述齒輪(81)嚙合，所述齒條(82)可在所述齒條軌套(83)內(nèi)滑動(dòng)，其兩端 伸出殼體(2)的上下兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在 于所述微型開關(guān)(29A,29B)為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn)位于面向所述彈性撥桿(30A,30B) 的一面，所述開關(guān)按壓裝置包括一個(gè)開關(guān)壓片(40)，所述開關(guān)壓片(40)的中部壓在所述微型開關(guān)(29A,29B)的開關(guān)觸點(diǎn)上，所述開關(guān)壓片(40)的一端鉸接在微型開關(guān) (29A，29B)開關(guān)觸點(diǎn)所在的一面，另一端與所述彈性撥桿(30A,30B)的活動(dòng)端接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在 于所述微型開關(guān)(29A')為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn)位于面向所述轉(zhuǎn)軸(6')的一面，所述 開關(guān)按壓裝置包括一個(gè)開關(guān)壓片(40')，所述開關(guān)壓片(40')的中部壓在所述微型 開關(guān)(29A')的開關(guān)觸點(diǎn)上，所述開關(guān)壓片(40，)的一端鉸接在微型開關(guān)(29A')開 關(guān)觸點(diǎn)所在的一面，另一端折彎成開口背向所述轉(zhuǎn)軸(6')的"V"型，所述開關(guān)壓片(40')的"V"型端面向所述彈性撥桿的一側(cè)與所述彈性撥桿(30A')的活動(dòng)端接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在 于所述彈性撥桿(30A"，30B")的活動(dòng)端的延長(zhǎng)桿端部亦折彎成"，"形的撥動(dòng)端(71)， 所述微型開關(guān)(29B")為矩形，其開關(guān)觸點(diǎn)(291)位于面向所述彈性撥桿(30A",30B") 的一側(cè)，所述開關(guān)按壓裝置包括開關(guān)壓片(40")、聯(lián)動(dòng)片(72)，所述開關(guān)壓片(40") 的中部壓在所述微型開關(guān)(29B")的開關(guān)觸點(diǎn)(291)上，所述開關(guān)壓片(40")的一端 鉸接在微型開關(guān)(29B")開關(guān)觸點(diǎn)(291)所在的一面，另一端折彎成開口面向所述撥 動(dòng)端(71)的"V"型，"V"型左端下側(cè)連接有聯(lián)動(dòng)片(72)，所述聯(lián)動(dòng)片(72)可以在 所述撥動(dòng)端(71)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)向左移動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在 于所述彈性撥桿G0A，30B)的截面為圓形或矩形，所述編碼孔(5A)為圓形或矩形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述 齒條(82)上端連接輕質(zhì)金屬桿，所述輕質(zhì)金屬桿固定于被測(cè)巖層上的鉆孔內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述 齒條(82)上端連接金屬線，所述金屬線固定于被測(cè)巖層上的鉆孔內(nèi)，所述齒條(82) 下端設(shè)有固定在殼體上的阻尼(84)。
全文摘要
一種節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，包括位移傳感單元、信息采集處理單元、拉線張緊機(jī)構(gòu)，位移傳感單元包括如下結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸兩端分別固定在支撐板和殼體上，在轉(zhuǎn)軸的中間部位安裝一隔離盤，在隔離盤兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸上由內(nèi)向外依次安裝位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、碼盤和轉(zhuǎn)換托板；位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括如下兩種形式一種為拉線傳動(dòng)式，另一種為齒輪齒條傳動(dòng)式。本發(fā)明節(jié)電型巖層位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀在巖層無位移狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)無電工作，而在巖層發(fā)生可測(cè)位移時(shí)瞬間接通高阻電路，輸出相應(yīng)可測(cè)脈沖信號(hào)，并啟動(dòng)信息采集處理單元，整個(gè)測(cè)量過程實(shí)現(xiàn)了節(jié)電、低能耗巖層位移測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B7/02GK101476863SQ20091007686
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者慶 劉, 安里千, 毛靈濤 申請(qǐng)人:安里千