CN109541023A - 煤矿地下水库检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种煤矿地下水库检测装置，煤矿地下水库检测装置，包括底板，安装于底板上侧的处理器模块，安装于底板下侧的爬坡轮组件；爬坡轮组件包括：与底板固定连接的第一电机，与第一电机输出轴连接的轮毂，固定于轮毂上的多个爬坡轮，每一爬坡轮的直径均小于设定阈值；第一电机用于驱动轮毂转动以带动爬坡轮转动；第一电机的被控端与处理器模块的输出端通信连接，检测装置坡路行走时，处理器模块控制控制第一电机运行。以上方案中，每一爬坡轮的直径均小于设定阈值，在凹凸不平的路面上多个爬坡轮能够依次与地面接触，大大提高检测装置行走过程的平稳性，实现爬坡的目的。本发明的煤矿地下水库检测装置解决了煤矿水库地下路面不平整的行走问题。

Description

煤矿地下水库检测装置
技术领域
本发明涉及一种煤矿检测设备领域，特别涉及一种煤矿地下水库检测装置。
背景技术
随着我国煤炭开发的战略西移,西部煤炭产量占全国的比重还将上升，这使得煤炭规模化开发与水资源短缺的矛盾更为突出。基于此，相关学者提出了煤炭绿色开采理念和西部矿区保水开采技术研究的若干领域，其中煤矿地下水库是解决上述矛盾的核心技术之一。而对于煤矿地下水库而言，水库内的水质，水坝的泄漏及安全监测一直是煤矿地下水库监测急需解决的关键问题之一。
目前，煤矿地下水库检测设备集成度较低，而且由于水下检测设备需要适应水下复杂的地质环境，现有的检测设备的适应性较差，遇到凸凹不平或具有一定坡度的水下地面时，自身稳定性较差，导致检测精度低。
发明内容
本发明要解决现有技术中的煤矿地下水库检测装置对于凹凸不平或坡度的地面的适应性差造成检测精度低的技术问题，为此，提出了一种能够适应水下复杂地质环境的煤矿地下水库检测装置。
针对上述技术问题，本发明提供一种煤矿地下水库检测装置，包括底板，安装于所述底板上侧的处理器模块，安装于所述底板下侧的爬坡轮组件；
所述爬坡轮组件包括：与所述底板固定连接的第一电机，与所述第一电机输出轴连接的轮毂，固定于所述轮毂上的多个爬坡轮；所述第一电机用于驱动所述轮毂转动以带动所述爬坡轮转动；所述第一电机的被控端与所述处理器模块的输出端通信连接，所述检测装置坡路行走时，所述处理器模块控制控制所述第一电机运行。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，还包括安装于所述底板下侧的行走轮组件：
所述行走轮组件包括：与所述底板固定连接的第二电机，与所述第二电机输出轴连接的行走轮，所述行走轮的直径大于所述爬坡轮的直径；所述第二电机的被控端与所述处理器模块的输出端通信连接，所述检测装置坡路行走时，所述处理器模块控制控制所述第二电机运行以驱动所述行走轮转动。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述爬坡轮的数量为三个；三个所述爬坡轮大小相等并均匀分布于所述轮毂周围，且三个所述爬坡轮的转动轴线与所述轮毂的转动轴线的距离相等。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述爬坡轮组件通过第一支腿与所述底板固定连接，所述第一电机固定于所述第一支腿上，所述轮毂与所述爬坡轮通过紧固件连接。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述行走轮组件通过沿第二支腿与所述底板固定连接，所述第二电机固定于所述第二支腿上。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述第一支腿和所述第二支腿分别包括位于所述底板上侧的安装板以及成型于所述安装板上并穿过所述底板向下延伸的支撑腿；所述安装板与所述底板通过紧固件连接。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，还包括设置于所述底板上的检测模块：
所述检测模块包括裂纹检测模块和超声裂纹检测探头；
所述裂纹检测模块包括可相对所述底板转动的旋转架以及驱动所述旋转架转动的第三电机；可相对所述旋转架转动的摄像头以及驱动所述摄像头转动的第四电机；其中，所述第三电机与所述第四电机的输出轴的轴线不平行；
所述超声裂纹检测探头通过传感器架安装于所述摄像头上；所述摄像头和所述超声裂纹检测探头将裂纹检测结果发送至所述处理器模块。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述检测模块包括水质检测模块，所述水质检测模块包括分别与所述底板固定连接的电导率传感器、压力传感器以及水浊度传感器。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述处理器模块包括与所述底板固定连接的密封腔，所述密封腔包括电路舱以及设在所述电路舱上的密封盖，所述电路舱底部固定有电路板，所述密封盖上设有至少一个穿设于所述密封盖上的防水接头。
可选地，上述的煤矿地下水库检测装置中，所述行走轮组件设置一组，所述爬坡轮组件设置两组；
所述行走轮组件设置于所述底板的前部端中间位置，两组所述爬坡轮设置于所述底板的后端且以所述底板的中心轴线为对称轴。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本发明提供的上述技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：本发明的煤矿地下水库检测装置，设置有爬坡轮组件，爬坡时控制爬坡轮的轮毂转动，每一所述爬坡轮的直径均小于设定阈值，在凹凸不平的路面上多个爬坡轮能够依次与地面接触，大大提高检测装置行走过程的平稳性，实现爬坡的目的。本发明的煤矿地下水库检测装置解决了煤矿水库地下路面不平整的行走问题。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1是为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置组成示意图。
图2为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置主视图。
图3为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置右视图。
图4为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置仰视图。
图5为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置俯视图。
图6为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置处理器模块主视图。
图7为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置水质检测模块主视图。
图8为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置水质检测模块 A-A剖面示意图。
图9为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置爬坡轮模块主视图。
图10为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置爬坡轮模块 B-B剖面示意图。
图11为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置行走轮模块主视图。
图12为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置裂纹检测模块主视图。
图13为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置裂纹检测模块左视图。
图14为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置裂纹检测模块右视图。
图15为本发明一个实施例所述煤矿地下水库检测装置裂纹检测模块俯视图。
其中，以上附图中各附图标记的说明如下：
1-处理器模块、2-水质检测模块、3-爬坡轮组件、4-行走轮组件、 5-裂纹检测模块；
101-底板、102-电路舱、103-电路板、104、105-螺栓、106-o型圈、 107-防水接头、108-电缆、109-垫片、110-密封盖；
201-电导率传感器、202、204-螺栓、203-压力传感器、205-水浊度传感器；
301-第一支腿、302-轮毂、303、305-螺母、304-爬坡轮、306、308- 键、307-螺栓5、309-第一套筒、310-螺栓、311-第一电机；
401-第二支腿、405-行走轮、402-键、403-螺母、404-第二套筒、 405-螺栓、406-第二电机；
501-传感器架、502-螺母、503-旋转架、504-第三电机、505-摄像头、506、509、510、511-螺栓、507-超声裂纹检测探头、508-第四电机；
A-安装板、B-支撑腿。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供的煤矿地下水库检测装置，如图1、图9、图11所示。其关键点在于：在走坡路时，控制爬坡轮组件中的直径较小的爬坡轮为主依次与地面接触，从而提高其行走过程中的稳定性；当走平路时，控制行走轮中直径较大的行走轮为主，从而提高其行走的速度。
如图，煤矿地下水库检测装置包括底板101，安装于所述底板101 上侧的处理器模块1，安装于所述底板101下侧的行走轮组件4和爬坡轮组件3；其中，所述行走轮组件4包括行走轮405以及驱动所述行走轮405转动的第二电机406；所述爬坡轮组件3包括：轮毂302，固定连接于所述轮毂302上的多个爬坡轮304(图中所示为三个爬坡轮)以及驱动所述轮毂302转动的第一电机311，爬坡轮304的直径越小其越能够适应凹凸地面的行走过程，可以将其直径设置为5cm之下；检测装置平路行走时，处理器模块1控制所述第二电机406运行，行走轮405转动，同时，控制所述第一电机311停止，所述爬坡轮304不转动，实现行走轮 405带动爬坡轮304行走；检测装置坡路行走时，处理器模块1控制所述第一电机311运行，轮毂302转动，使得爬坡轮304上的三个小轮依次与地面接触，同时，控制所述第二电机406停止，行走轮405不转动，从而使爬坡轮304带动行走轮405行走，实现爬坡的目的。本发明的上述技术方案可以实现在地下路面不平整时煤矿地下水库检测装置仍然能够稳定的行走，提高了该检测装置的检测准确性。
上述方案中，处理器模块1可以自动检测检测装置是否在平路上行走，例如通过配置GPS定位模块或者设置倾角传感器等方式即可判断出检测装置的高度随时间变化的规律，即可确定其是否为平路行走。而处理器模块1能够根据检测结果自动控制第一电机311和第二电机406的工作状态，也可以由控制中心的工作人员根据接收到的处理器模块1发送的检测结果，通过控制中心的主控单元向处理器模块1发送控制信号进而控制第一电机311和第二电机406的工作状态。
作为一种可实现的方案，如图9所示，三个所述爬坡轮304大小相等并均匀分布于所述轮毂302周围，且三个所述爬坡轮304的转动轴线与所述轮毂302的转动轴线的距离相等。这样，在轮毂302转动的过程中，可以保证同时两个爬坡轮304与地面接触，进一步提高了爬坡轮的行走稳定性。具体地，如图10所示，所述爬坡轮组件3通过第一支腿301 与所述底板101固定连接，所述第一电机311固定于所述第一支腿301 上，所述轮毂302与所述第一电机311的输出轴固定连接；所述轮毂302 与所述爬坡轮304通过紧固件连接。如图11所示，所述行走轮组件4通过沿第二支腿401与所述底板101固定连接，所述第二电机406固定于所述第二支腿401上，所述行走轮405与所述第二电机406的输出轴固定连接。其中，所述第一支腿301和所述第二支腿401分别包括位于所述底板101上侧的安装板A以及成型于所述安装板上并穿过所述底板101 向下延伸的支撑腿B；所述安装板A与所述底板101通过紧固件连接。以上，紧固件可选择螺栓。
具体地，所述第一支腿301下方加工有阶梯通孔，第一电机311穿入该阶梯通孔内并通过螺栓6固定在第一支腿301上。第一套筒309套入第一电机311的输出轴上。轮毂302上加工有通孔，第一电机311输出轴穿过轮毂302上的通孔，并保持轮毂302与第一套筒309相接处，轮毂302通过键与第一电机311输出轴径向相固定。螺母303通过螺纹与第一电机311输出轴相连接的同时将轮毂302压紧，从而将轮毂302 轴向固定。轮毂302上加工有通孔，螺栓305穿入该通孔内，爬坡轮304 上加工有通孔，螺栓305穿入爬坡轮304的通孔内，爬坡轮304通过键 306与螺栓305径向固定，螺母307通过螺纹与螺栓305相连接的同时将爬坡轮304压紧，从而将爬坡轮304轴向固定。与之相似地，所述第二支腿401上加工有阶梯通孔，第二支腿401下方加工有阶梯通孔，第二电机406穿入该阶梯通孔内并通过螺栓固定在第二支腿401上。第二套筒404套入第二电机406的输出轴上。行走轮405上加工有通孔，第二电机406的输出轴穿过行走轮405上的通孔，并保持行走轮405与第二套筒404相接处，行走轮405通过键402与第二电机406输出轴径向相固定。螺母403通过螺纹与电机2输出轴相连接的同时将行走轮405压紧，从而将行走轮405轴向固定。
通过上述连接方式，能够采用简单容易实现的方式将检测装置固定连接在一起，使其具有较高的集成度，而且检测装置自带爬坡功能，解决了煤矿水库地下路面不平整的行走问题。
实施例2
本实施例提供的煤矿地下水库检测装置，如图1和2所示，还包括检测模块，具体地所述检测模块包括裂纹检测模块5，所述裂纹检测模块用于实时检测煤矿地下水坝的裂纹及渗漏情况。如图12、图13所示，所述裂纹检测模块5包括：可相对所述底板101转动的旋转架503以及驱动所述旋转架503转动的第三电机504；可相对所述旋转架503转动的摄像头505以及驱动所述摄像头505转动的第四电机508，其中，所述第三电机504与所述第四电机508的输出轴的轴线不平行。进一步地，检测模块5还包括超声裂纹检测探头507，所述超声裂纹检测探头507通过传感器架501安装于所述摄像头505上。这样，由于第三电机504和第四电机508的输出轴轴线不平行，旋转架503可以绕第三电机504的输出轴轴线旋转360度，摄像头505可以相对旋转架503转动360度，可以实现摄像头505向各个角度进行拍摄，避免摄像头505的死角问题；同时，超声裂纹检测探头507与摄像头505相对固定，超声裂纹检测探头 507的角度可随摄像头505在三维空间各个方向进行探测。摄像头505 及超声裂纹检测探头507实现自水坝底部到水坝顶部的扫射，大大提高了检测精度。
具体地，所述第三电机504与所述底板101固定连接，本发明中固定连接应做广义理解，指的是两个零部件之间相对固定的方式连接，其包括两个零部件直接连接，还包括通过一个中间连接件进行连接。本实施方式中，第三电机504通过螺栓511固定于第二支腿401上的螺纹通孔内，第二支腿401的安装板A与底板101螺纹连接。第三电机504通过第二支腿401与所述底板101固定连接。
所述第三电机504与所述第四电机508的输出轴线方向可以有多种选择，作为一种实施方式中，第三电机504的输出轴线与底板101平行，所述旋转架503与所述第三电机504的输出轴固定连接；第四电机508 固定连接于所述旋转架503上，所述第四电机508的输出轴与所述底板 101垂直，所述摄像头505与所述第四电机508的输出轴固定连接。
作为另一种实施方式，如图12、图13、图14所示，所述第三电机 504的输出轴线与所述底板101垂直，所述旋转架503与所述第三电机 504的输出轴固定连接；所述第四电机508固定连接于所述旋转架503 上，所述第四电机508的输出轴与所述底板101平行，所述摄像头505 与所述第四电机508的输出轴固定连接。
其中，所述摄像头505与所述第四电机508的输出轴通过如下具体结构进行连接：如图12-图15所示，摄像头505上加工有方形通孔，第四电机508的输出轴依次穿过旋转架503上及摄像头505上的通孔后从旋转架503的另一侧穿出，螺母502通过螺纹与第四电机508的输出轴相连接的同时将第四电机508的输出轴固定。由于第四电机508的输出轴中部为方形，从而保证摄像头505与第四电机508输出轴相对固定。摄像头505上加工有螺纹盲孔，螺栓510穿过传感器架501上的通孔后将传感器架501固定于摄像头505上。传感器架501上加工有螺纹通孔，螺栓508穿过超声裂纹检测探头507的通孔后旋入该螺纹通孔内，从而将超声裂纹检测探头507固定。
具体地，所述检测模块还包括水质检测模块2，所述水质检测模块用于实时检测煤矿地下水库内的水质。如图7、图8所示，所述水质检测模块2包括与所述底板101固定连接的电导率传感器201、压力传感器203 以及水浊度传感器205。电导率传感器201和水浊度传感器205用于检测水质，压力传感器203用于检测水库水压力。
更具体地，所述电导率传感器201与所述水浊度传感器205通过第一支腿301的安装板A与所述底板101固定连接；所述压力传感器203 直接与所述底板101固定连接。第一支腿301上还加工有螺纹通孔，电导率传感器201放置在第一支腿301上方，螺栓202穿过电导率传感器 201上方的通孔后旋入支腿上的螺纹孔内，将电导率传感器201固定。水浊度传感器205通过旋入第一支腿301上另一侧螺纹通孔内进行固定。压力传感器203通过螺纹旋入底板101上的螺纹孔内进行固定。
具体地，如图6所示，所述处理器模块1包括与所述底板101固定连接的密封腔，所述密封腔包括电路舱102以及密封盖110设在所述电路舱102上的密封盖110，所述电路舱102底部固定有电路板103，所述密封盖110上设有至少一个穿设于所述密封盖110上的防水接头107。更具体地，电路舱102上加工有通孔，螺栓104穿过电路舱102上的通孔后旋入底板101上的螺纹孔内，将电路舱102固定。电路舱102内加工有螺纹盲孔，螺栓105穿过电路板103上的通孔后连接入电路舱102内的螺纹孔内，将电路板103固定。电路舱102上端加工有凹槽，o型圈106放入该凹槽内，密封盖110通过螺纹连接与电路舱102相连接的同时将o型圈106压紧进行密封。密封盖110上方加工有螺纹阶梯通孔，垫片109放置于该通孔内，电缆108穿过防水接头107的通孔，防水接头 107与密封盖110上的螺纹通孔相连接的同时分别将垫片109压紧及电缆 108抱紧进行密封。其中，密封盖上有两路线缆输出，电缆线①用于输入水质检测模块及裂纹检测模块的输出数据，电缆线②用于将采集到的数据实时输出，地表的工作人员根据输出数据可对煤矿地下水坝的情况进行了解，此外，该电缆线②还用于地表控制信号的输入，控制信号经电缆线②输入处理器的电路板后，经电路板的分析及处理后经电缆线①输出，用于控制第一电机311、第二电机406、第三电机504及第四电机508 的启停。
具体地，如图3及图4所示，所述行走轮组件4设置一组，所述爬坡轮组件3设置两组，且所述行走轮组件4和所述爬坡轮组件3分别设置在所述底板101的两侧，这样，构成了一个稳定的三轮车滚轮结构，使该检测装置无论是在平路还是在爬坡过程中均能够稳定的前行。
具体地，如图2及图5所示，所述处理器模块1设置在所述底板101 上侧的中间位置，所述裂纹检测模块5和所述水质检测模块2分别设置在所述处理器模块1的相对两侧，且所述裂纹检测模块5接近所述行走轮组件4设置，所述水质检测模块2接近所述爬坡轮304设置。
本发明以上实施例中的检测装置同时设置裂纹检测模块5与水质检测模块2，可实现同时对煤矿水坝泄漏情况及水质情况进行检测，并且两个检测模块分设于底板101的两侧，使两个模块的传感器互相不受干扰。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种煤矿地下水库检测装置，其特征在于，包括底板，安装于所述底板上侧的处理器模块，安装于所述底板下侧的爬坡轮组件；
所述爬坡轮组件包括：与所述底板固定连接的第一电机，与所述第一电机输出轴连接的轮毂，固定于所述轮毂上的多个爬坡轮，每一所述爬坡轮的直径均小于设定阈值；所述第一电机用于驱动所述轮毂转动以带动所述爬坡轮转动；所述第一电机的被控端与所述处理器模块的输出端通信连接，所述检测装置坡路行走时，所述处理器模块控制控制所述第一电机运行。
2.根据权利要求1所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于，还包括安装于所述底板下侧的行走轮组件：
所述行走轮组件包括：与所述底板固定连接的第二电机，与所述第二电机输出轴连接的行走轮，所述行走轮的直径大于所述爬坡轮的直径；所述第二电机的被控端与所述处理器模块的输出端通信连接，所述检测装置坡路行走时，所述处理器模块控制控制所述第二电机运行以驱动所述行走轮转动。
3.根据权利要求2所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述爬坡轮的数量为三个；三个所述爬坡轮大小相等并均匀分布于所述轮毂周围，且三个所述爬坡轮的转动轴线与所述轮毂的转动轴线的距离相等。
4.根据权利要求1-3任一项所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述爬坡轮组件通过第一支腿与所述底板固定连接，所述第一电机固定于所述第一支腿上，所述轮毂与所述爬坡轮通过紧固件连接。
5.根据权利要求4所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述行走轮组件通过沿第二支腿与所述底板固定连接，所述第二电机固定于所述第二支腿上。
6.根据权利要求5所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述第一支腿和所述第二支腿分别包括位于所述底板上侧的安装板以及成型于所述安装板上并穿过所述底板向下延伸的支撑腿；所述安装板与所述底板通过紧固件连接。
7.根据权利要求1-3任一项所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于，还包括设置于所述底板上的检测模块：
所述检测模块包括裂纹检测模块和超声裂纹检测探头；
所述裂纹检测模块包括可相对所述底板转动的旋转架以及驱动所述旋转架转动的第三电机；可相对所述旋转架转动的摄像头以及驱动所述摄像头转动的第四电机；其中，所述第三电机与所述第四电机的输出轴的轴线不平行；
所述超声裂纹检测探头通过传感器架安装于所述摄像头上；所述摄像头和所述超声裂纹检测探头将裂纹检测结果发送至所述处理器模块。
8.根据权利要求7所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述检测模块包括水质检测模块，所述水质检测模块包括分别与所述底板固定连接的电导率传感器、压力传感器以及水浊度传感器。
9.根据权利要求7所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述处理器模块包括与所述底板固定连接的密封腔，所述密封腔包括电路舱以及设在所述电路舱上的密封盖，所述电路舱底部固定有电路板，所述密封盖上设有至少一个穿设于所述密封盖上的防水接头。
10.根据权利要求9所述的煤矿地下水库检测装置，其特征在于：
所述行走轮组件设置一组，所述爬坡轮组件设置两组；
所述行走轮组件设置于所述底板的前部端中间位置，两组所述爬坡轮设置于所述底板的后端且以所述底板的中心轴线为对称轴。
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