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专利号: 2023100766240
申请人: 济宁矿业集团有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,包括左检测组件(4)和右检测组件(5);其特征在于:所述左检测组件(4)和右检测组件(5)分别是半个拱形,所述左检测组件(4)的右上端设置有左铰链孔(81),所述右检测组件(5)的左上端设置有右铰链孔(82),左铰链孔(81)和右铰链孔(82)组合组成不限矩铰链(8);

所述左检测组件(4)的左下端设置有左检测架(41)和两个左滚轮(42),两个左滚轮(42)分别和左检测架(41)通过转动副相联,两个左滚轮(42)的轴心线分别沿着左右方向设置;

所述右检测组件(5)的右下端设置有右检测架(51)和两个右滚轮(52),两个右滚轮(52)分别和右检测架(51)通过转动副相联,两个右滚轮(52)的轴心线分别沿着左右方向设置;左检测组件(4)和右检测组件(5)组成一个拱形,即检测组件拱形,拱形上部的半圆弧形边的半径稍小于巷道毛面(2)上部的半圆弧形边的半径。

2.如权利要求1所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:还包括五个检测组件;所述五个检测组件分别是指结构相同的第二检测组件(622)、第三检测组件(632)、第四检测组件(642)、第五检测组件(652)和第六检测组件(662);

所述第三检测组件(632)包括第三检测缸体(6321)、第三空心双头活塞(6322)、第三检测杆(6323)、第三弹簧(6324)、第三检测齿轮(6325)和第三角度传感器(6326);

第三空心双头活塞(6322)包括第三活塞(63221),第三检测缸体(6321)和第三空心双头活塞(6322)组成双头气缸;所述第三检测缸体(6321)和左检测组件(4)联接,所述第三空心双头活塞(6322)的轴心线和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉;

所述第三空心双头活塞(6322)中间有第三活塞中孔(63222),所述第三检测杆(6323)的外圆柱面和第三活塞中孔(63222)滑动配合,所述第三检测杆(6323)的滑动方向和第三空心双头活塞(6322)的轴心线方向平行;

所述第三检测杆(6323)的远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端设有第三检测触头(63231)和第三前突台(63234),另一端设有第三齿轮齿(63232)和第三后突台(63233);

所述第三空心双头活塞(6322)的靠近检测组件拱形半圆弧轴心线的一端设有第三齿轮避让槽(63223);所述第三角度传感器(6326)的外壳和第三空心双头活塞(6322)固定联接,所述第三检测齿轮(6325)和第三角度传感器(6326)的输入轴固定联接,所述第三检测齿轮(6325)在第三齿轮避让槽(63223)内,所述第三检测齿轮(6325)和第三齿轮齿(63232)啮合;所述第三弹簧(6324)套在第三检测杆(6323)上,所述第三弹簧(6324)的第一端压紧第三前突台(63234)、第二端压紧第三空心双头活塞(6322)的远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端;五个检测组件分别包括一个角度传感器和一个检测齿轮;

同样地,第二检测组件(622)、第四检测组件(642)、第五检测组件(652)和第六检测组件(662)分别包括检测缸体;第二检测组件(622)和第四检测组件(642)的检测缸体分别与左检测组件(4)固定联接,第五检测组件(652)和第六检测组件(662)的检测缸体分别与右检测组件(5)固定联接;所述第二检测组件(622)、第四检测组件(642)、第五检测组件(652)和第六检测组件(662)都包含空心双头活塞,其轴心线全都和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉;所述五个检测组件在检测组件拱形的上半圆上均匀分布。

3.如权利要求2所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:所述第三检测组件(632)还包括第三检测位置开关(6327),所述第三检测位置开关(6327)安装在第三检测缸体(6321)上,当第三活塞(63221)移动到远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端时产生电信号;其余四个检测组件也分别包括检测位置开关,所述检测位置开关分别安装在相应的检测缸体上。

4.如权利要求3所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:所述第三检测缸体(6321)和左检测组件(4)联接、第二检测组件(622)和第四检测组件(642)的检测缸体分别与左检测组件(4)联接,第五检测组件(652)和第六检测组件(662)的检测缸体分别与右检测组件(5)联接,是指分别通过一个摆动气缸联接;所述的摆动气缸分别是指第三摆动气缸(633)、第二摆动气缸、第四摆动气缸、第五摆动气缸和第六摆动气缸;所述第三摆动气缸(633)的外壳和左检测组件(4)固定联接,所述第三摆动气缸(633)的输出轴和第三检测缸体(6321)固定联接;第三摆动气缸(633)的输出轴轴心线平行于检测组件拱形半圆弧轴心线;第三摆动气缸(633)的摆动角度是90度,第三摆动气缸(633)驱动第三检测组件(632)在两个位置之间切换,处于第一位置时第三空心双头活塞(6322)的轴心线和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉;处于第二位置时,第三空心双头活塞(6322)的轴心线和检测组件拱形半圆弧轴心线空间异面、垂直;其它检测组件和相应摆动气缸的联接情况与第三检测组件(632)和第三摆动气缸(633)的联接情况相同。

5.如权利要求4所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:五个所述的摆动气缸上还分别设置有摆动位置开关,当摆动气缸驱动检测组件摆动至第一位置时产生电信号。

6.如权利要求5所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:所述左检测组件(4)还包括四个框架气缸,分别是第一框架气缸(61)、第二框架气缸(62)、第三框架气缸(63)和第四框架气缸(64);所述右检测组件(5)还包括三个框架气缸,分别是第五框架气缸(65)、第六框架气缸(66)和第七框架气缸(67);所述第一框架气缸(61)的第一端和左检测架(41)固定联接;第一框架气缸(61)的第二端和第二框架气缸(62)的第一端通过第一限矩铰链(71)联接;第二框架气缸(62)的第二端和第三框架气缸(63)的第一端通过第二限矩铰链(72)联接;第三框架气缸(63)的第二端和第四框架气缸(64)的第一端通过第三限矩铰链(73)联接;左铰链孔(81)设置在第四框架气缸(64)的第二端;右铰链孔(82)设置在第五框架气缸(65)的第一端;第五框架气缸(65)的第二端和第六框架气缸(66)的第一端通过第四限矩铰链(74)联接;第六框架气缸(66)的第二端和第七框架气缸(67)的第一端通过第五限矩铰链(75)联接;右检测架(51)和第七框架气缸(67)的第二端通过第六限矩铰链(76)联接;七个框架气缸围绕成一个近似半圆弧的检测组件拱形;所述第三摆动气缸(633)的外壳和左检测组件(4)固定联接,是指第三摆动气缸(633)的外壳和第三框架气缸(63)的缸体固定联接;其余第二摆动气缸、第四摆动气缸、第五摆动气缸和第六摆动气缸的外壳也分别与第二框架气缸(62)、第四框架气缸(64)、第五框架气缸(65)和第六框架气缸(66)的缸体固定联接。

7.如权利要求6所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:所述的框架气缸还分别包括框架缸体和框架位置开关,框架位置开关安装在相应的框架缸体上,当框架气缸完全伸展开时框架位置开关产生电信号。

8.如权利要求7所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:第一限矩铰链(71)、第二限矩铰链(72)、第三限矩铰链(73)、第四限矩铰链(74)、第五限矩铰链(75)和第六限矩铰链(76)结构相同,统称为限矩铰链;所述第二限矩铰链(72)包括限矩铰链轴(721)、碟簧组(722)和调节螺母(723);所述第三框架气缸(63)的第一端设有第三带销盘(6311),所述第三带销盘(6311)上嵌有突起的第三限矩销(6315),第三限矩销(6315)所突起的圆柱弧面小于(180)度;所述第三带销盘(6311)上还设有第三带销盘孔(6316);

所述第二框架气缸(62)的第二端设有第二无销盘(6214),所述第二无销盘(6214)上设有凹陷的第二限矩槽(6217);所述第二无销盘(6214)上还设有第二无销盘孔(6218);所述第二无销盘(6214)和第三带销盘(6311)紧靠在一起,所述第三限矩销(6315)嵌入第二限矩槽(6217),所述第二无销盘孔(6218)、第三带销盘孔(6316)和碟簧组(722)同时穿在限矩铰链轴(721)上,限矩铰链轴(721)的第一端设有突台,限矩铰链轴(721)的第二端通过螺纹副和调节螺母(723)联接,拧紧调节螺母(723),则在碟簧组(722)的弹性压力作用下第二无销盘(6214)和第三带销盘(6311)固定联接在一起,第二框架气缸(62)和第三框架气缸(63)保持为150度的角度;其它限矩铰链及其所联接的两个部件结构都相同。

9.如权利要求8所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置,其特征在于:还包括PLC可编程逻辑控制器,所述框架气缸、框架位置开关、角度传感器、双头气缸、检测位置开关、摆动气缸和摆动位置开关分别与PLC可编程逻辑控制器电联接。

10.一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1.七个框架气缸同时伸展;

S2.接收到七个框架位置开关到位的电信号;

S3.五个摆动气缸分别驱动五个检测组件摆动至第一位置;

S4.接收到五个摆动位置开关到位的电信号;

S5.五个双头气缸分别驱动其空心双头活塞和检测杆朝巷道毛面(2)平移;

S6.接收到五个检测位置开关到位的电信号;

S7.角度传感器开始采集数据;

S8.每一分钟计算一次,取前五分钟内采集的数据,计算最大值和最小值的差,如果超过五毫米,则发出警报,自动停止采集数据,转到步骤S10;

S9.人工停止采集数据;

S10.五个双头气缸分别同时驱动其空心双头活塞和检测杆背向巷道毛面(2)平移;

S11.五个摆动气缸分别同时驱动五个检测组件摆动至第二位置;

S12.七个框架气缸同时收缩。