CN111998184A - 一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法 - Google Patents

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CN111998184A CN202010816206.7A CN202010816206A CN111998184A CN 111998184 A CN111998184 A CN 111998184A CN 202010816206 A CN202010816206 A CN 202010816206A CN 111998184 A CN111998184 A CN 111998184A
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Abstract

本发明涉及矿用设备技术领域，尤其为一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法，包括壳体和摄像头本体，所述壳体底部的四角均栓接有万向轮，所述壳体内腔的上方栓接有隔板，所述隔板顶部的左右两侧分别转动连接有第一螺杆和第二螺杆，所述隔板的顶部且位于第一螺杆和第二螺杆之间设置有动力机构；本发明能够对摄像头进行防护，使摄像头在意外状况下不易损坏，且能够对摄像头进行升降和旋转调节，并扩大摄像头的监测范围，解决了目前采用摄像头对巷道的内部进行监测时，由于摄像头缺少防护，在意外状况下容易受损，且摄像头的位置多为固定不变的，无法自行进行高度调节和旋转调节，造成摄像头的监测范围存有局限性的问题。

Description

一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法
技术领域
本发明涉及矿用设备技术领域，具体为一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法。
背景技术
在煤炭开采中，开采煤层及其顶板、底板呈层状分布，并且各岩层物理力学性能差异较大。煤矿巷道围岩单轴抗压强度不高，巷道围岩从表面到深部依次分布有塑性区、弹性区，弹性区包围塑性区。研究巷道围岩塑性区分布规律，一直是巷道支护的重要内容。由于塑性区的存在，碎石掉落的现象时有发生，因此需要对巷道内部进行实时监测。
目前多采用摄像头对巷道的内部进行实时监测，但摄像头缺少防护，在意外状况下容易受损，同时摄像头的位置多为固定不变的，无法自行进行高度调节和旋转调节，造成摄像头的监测范围存有局限性，为此我们提出一种能够对摄像头进行防护，使摄像头在意外状况下不易损坏，且能够对摄像头进行升降和旋转调节，并扩大摄像头的监测范围，实时监测使得后台人员第一时间知晓巷道内部围岩碎落情况并采取相关报警措施的监测设备来解决此问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法，其能够对摄像头进行防护，使摄像头在意外状况下不易损坏，且能够对摄像头进行升降和旋转，并扩大摄像头的监测范围，解决了目前采用摄像头对巷道的内部进行监测时，由于摄像头缺少防护，在意外状况下容易受损，且摄像头的位置多为固定不变的，无法自行进行高度调节和旋转调节，造成摄像头的监测范围存有局限性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种巷道内部围岩碎落监测设备，包括壳体和摄像头本体，所述壳体底部的四角均栓接有万向轮，所述壳体内腔的上方栓接有隔板，所述隔板顶部的左右两侧分别转动连接有第一螺杆和第二螺杆，所述隔板的顶部且位于第一螺杆和第二螺杆之间设置有动力机构，所述壳体的上方设置有箱体，所述箱体的左右两侧均栓接有连接块，所述第一螺杆和第二螺杆的顶端均贯穿至连接块的上方并与其内壁螺纹连接，所述箱体的上方设置有转盘，所述转盘的底部栓接有转动柱，且转动柱的底端贯穿至箱体的内部并与其内壁转动连接，所述箱体的内部设置有驱动机构，所述转盘的顶部栓接有防护壳，所述防护壳内腔的底部安装有若干个减震器，所述减震器的顶部安装有横板，且摄像头本体安装在横板的顶部，所述壳体的顶部通过固定扣安装有若干个减震弹簧，所述防护壳的上方设置有防护板，且减震弹簧的顶端与防护板的底部固定安装，所述防护壳的左右两侧均铰接有封闭门，所述防护壳的正面安装有玻璃窗，所述壳体的内部且位于隔板的下方设置有防滑机构。
优选的，所述驱动机构包括驱动电机、第一锥形齿轮和第一齿轮盘，所述第一齿轮盘栓接在转动柱的表面，所述第一齿轮盘与第一锥形齿轮相互啮合，所述第一锥形齿轮与驱动电机的输出轴卡接，且驱动电机安装在箱体内腔的右侧。
优选的，所述动力机构包括双轴电机、转杆、第二锥形齿轮和第二齿轮盘，所述转杆的数量为2个并分别与双轴电机两侧的输出轴固定连接，所述第二锥形齿轮栓接在转杆远离双轴电机的一端，所述第二齿轮盘的数量为2个并分别栓接在第一螺杆和第二螺杆的表面，且第二锥形齿轮与第二齿轮盘相互啮合。
优选的，所述隔板的顶部且位于双轴电机的左右两侧均栓接有竖板，所述竖板的表面嵌设有轴承，且转杆与轴承的内圈栓接。
优选的，所述防滑机构包括液压缸、底板和梯形楞，所述液压缸栓接在隔板的底部，所述底板的顶部与液压缸的输出栓接，所述梯形楞设置在底板的底部，所述壳体的底部开设有与底板配合使用的通槽。
优选的，所述隔板的底部通过连接杆固定安装有固定板，所述底板顶部的中心处栓接有滑杆，且滑杆贯穿固定板并与其内壁滑动连接，所述滑杆的顶端栓接有限位片。
优选的，所述通槽内壁的左右间距大于底板的左右长度，且底板与通槽的内壁之间存有间隙。
优选的，所述封闭门靠近防护壳一侧的表面嵌设有磁铁，所述防护壳为金属材料制成，且玻璃窗为钢化玻璃制成。
优选的，所述箱体顶部的四角均安装有滚珠，且滚珠的顶部与转盘的底部滚动连接。
其使用方法包括如下步骤：
A：在工作时，首先将该装置移动至巷道的内部，随后开启液压缸，其使底板、滑杆和限位片一同做向下的运动，直至限位片与固定板接触，便可关停液压缸，此时底板底部的梯形楞紧贴地面，并增大该设备与地面间的摩擦力，使该设备在静置过程不易出现位移；
B：如果需要对摄像头进行升降，首先开启双轴电机，其两侧的输出轴带动转杆、第二锥形齿轮和第二齿轮盘开始转动，同时第一螺杆和第二螺杆开始转动，由于在两侧第二锥形齿轮和第二齿轮盘的作用下，造成第一螺杆和第二螺杆的转动方向相反，而同时第一螺杆和第二螺杆表面螺纹的方向相反，此时左右两侧的连接块能够同步做向上或向下的运动，其带动箱体、转盘、防护壳和防护壳内部的摄像头本体一同在竖直方向上运动，此过程实现对摄像头进行高度调节的效果；
C：如果需要对摄像头进行旋转来改变拍摄角度，首先开启驱动电机，其带动第一锥形齿轮和第一齿轮盘开始转动，随后转动柱带动转盘和防护壳开始做旋转运动，此时位于防护壳内部的摄像头开始旋转并改变拍摄角度，而玻璃窗的设置能够避免摄像头的视角被防护壳遮挡；
D：由于摄像头本***于防护壳的内部，防护壳能够对摄像头本体进行全面的防护，如果碎石向防护壳的顶部掉落，此时防护板能够避免碎石与防护壳直接接触，同时减震弹簧的设置能够将撞击过程中产生的冲击力化解，而减震器的设置能够降低外界冲击力对摄像头的影响，此过程能够避免摄像头暴露在外侧，同时能够对摄像头进行防护，使其不易损坏，当摄像头监测到有碎石掉落时，后台人员便可得知并采取相关报警措施。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明能够对摄像头进行防护，使摄像头在意外状况下不易损坏，且能够对摄像头进行升降和旋转调节，并扩大摄像头的监测范围，解决了目前采用摄像头对巷道的内部进行监测时，由于摄像头缺少防护，在意外状况下容易受损，且摄像头的位置多为固定不变的，无法自行进行高度调节和旋转调节，造成摄像头的监测范围存有局限性的问题。
附图说明
图1为本发明的结构正视剖面图；
图2为本发明防护壳结构的正视剖面图；
图3为本发明的结构左视图；
图4为本发明图1中A处局部结构放大图；
图5为本发明图1中B处局部结构放大图；
图6为本发明防护壳的结构立体示意图。
图中：1、壳体；2、摄像头本体；3、隔板；4、万向轮；5、第一螺杆；6、第二螺杆；7、箱体；8、连接块；9、转盘；10、转动柱；11、防护壳；12、减震器；13、横板；14、玻璃窗；15、减震弹簧；16、防护板；17、封闭门；18、驱动机构；181、驱动电机；182、第一锥形齿轮；183、第一齿轮盘；19、动力机构；191、双轴电机；192、转杆；193、第二齿轮盘；194、第二锥形齿轮；20、磁铁；21、防滑机构；211、液压缸；212、底板；213、梯形楞；22、通槽；23、固定板；24、滑杆；25、限位片；26、竖板；27、轴承；28、滚珠。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，一种巷道内部围岩碎落监测设备，包括壳体1和摄像头本体2，壳体1底部的四角均栓接有万向轮4，壳体1内腔的上方栓接有隔板3，隔板3顶部的左右两侧分别转动连接有第一螺杆5和第二螺杆6，隔板3的顶部且位于第一螺杆5和第二螺杆6之间设置有动力机构19，壳体1的上方设置有箱体7，箱体7的左右两侧均栓接有连接块8，第一螺杆5和第二螺杆6的顶端均贯穿至连接块8的上方并与其内壁螺纹连接，箱体7的上方设置有转盘9，转盘9的底部栓接有转动柱10，且转动柱10的底端贯穿至箱体7的内部并与其内壁转动连接，箱体7的内部设置有驱动机构18，转盘9的顶部栓接有防护壳11，防护壳11内腔的底部安装有若干个减震器12，减震器12的顶部安装有横板13，且摄像头本体2安装在横板13的顶部，壳体1的顶部通过固定扣安装有若干个减震弹簧15，防护壳11的上方设置有防护板16，且减震弹簧15的顶端与防护板16的底部固定安装，防护壳11的左右两侧均铰接有封闭门17，防护壳11的正面安装有玻璃窗14，壳体1的内部且位于隔板3的下方设置有防滑机构21，该设备能够对摄像头进行防护，使摄像头在意外状况下不易损坏，且能够对摄像头进行升降和旋转调节，并扩大摄像头的监测范围，解决了目前采用摄像头对巷道的内部进行监测时，由于摄像头缺少防护，在意外状况下容易受损，且摄像头的位置多为固定不变的，无法自行进行高度调节和旋转调节，造成摄像头的监测范围存有局限性的问题。
本实施例中，驱动机构18包括驱动电机181、第一锥形齿轮182和第一齿轮盘183，第一齿轮盘183栓接在转动柱10的表面，第一齿轮盘183与第一锥形齿轮182相互啮合，第一锥形齿轮182与驱动电机181的输出轴卡接，且驱动电机181安装在箱体7内腔的右侧，通过驱动电机181、第一锥形齿轮182和第一齿轮盘183的设置，实现为转动柱10和转盘9的转动提供动力的效果。
本实施例中，动力机构19包括双轴电机191、转杆192、第二锥形齿轮194和第二齿轮盘193，转杆192的数量为2个并分别与双轴电机191两侧的输出轴固定连接，第二锥形齿轮194栓接在转杆192远离双轴电机191的一端，第二齿轮盘193的数量为2个并分别栓接在第一螺杆5和第二螺杆6的表面，且第二锥形齿轮194与第二齿轮盘193相互啮合，通过双轴电机191、转杆192、第二锥形齿轮194和第二齿轮盘193的设置，它们的配合使用能够带动第一螺杆5和第二螺杆6同时转动。
本实施例中，隔板3的顶部且位于双轴电机191的左右两侧均栓接有竖板26，竖板26的表面嵌设有轴承27，且转杆192与轴承27的内圈栓接，通过竖板26和轴承27的设置，它们的配合使用能够为转杆192提供额外的支点，并增加转杆192在转动过程中的稳定性。
本实施例中，防滑机构21包括液压缸211、底板212和梯形楞213，液压缸211栓接在隔板3的底部，底板212的顶部与液压缸211的输出栓接，梯形楞213设置在底板212的底部，壳体1的底部开设有与底板212配合使用的通槽22，通过液压缸211、底板212和梯形楞213的设置，它们的配合使用能够增大该设备与地面之间的摩擦力，使该设备在静置过程不易出现位移。
本实施例中，隔板3的底部通过连接杆固定安装有固定板23，底板212顶部的中心处栓接有滑杆24，且滑杆24贯穿固定板23并与其内壁滑动连接，滑杆24的顶端栓接有限位片25，通过固定板23、滑杆24和限位片25的设置，实现对底板212向下运动范围进行限位的效果，以免底板212在液压缸211的作用下向下运动距离过长，将该设备撑起。
本实施例中，通槽22内壁的左右间距大于底板212的左右长度，且底板212与通槽22的内壁之间存有间隙，此种设计能够避免底板212在向下运动时与通槽22的内壁发生磨损。
本实施例中，封闭门17靠近防护壳11一侧的表面嵌设有磁铁20，防护壳11为金属材料制成，且玻璃窗14为钢化玻璃制成，通过磁铁20的设置，其使封闭门17在闭合时与防护壳11能够相互固定。
本实施例中，箱体7顶部的四角均安装有滚珠28，且滚珠28的顶部与转盘9的底部滚动连接，通过滚珠28的设置，其能够增加转盘9在转动过程中的稳定性。
其使用方法包括如下步骤：
A：在工作时，首先将该装置移动至巷道的内部，随后开启液压缸211，其使底板212、滑杆24和限位片25一同做向下的运动，直至限位片25与固定板23接触，便可关停液压缸211，此时底板212底部的梯形楞213紧贴地面，并增大该设备与地面间的摩擦力，使该设备在静置过程不易出现位移；
B：如果需要对摄像头进行升降，首先开启双轴电机191，其两侧的输出轴带动转杆192、第二锥形齿轮194和第二齿轮盘193开始转动，同时第一螺杆5和第二螺杆6开始转动，由于在两侧第二锥形齿轮194和第二齿轮盘193的作用下，造成第一螺杆5和第二螺杆6的转动方向相反，而同时第一螺杆5和第二螺杆6表面螺纹的方向相反，此时左右两侧的连接块8能够同步做向上或向下的运动，其带动箱体7、转盘9、防护壳11和防护壳11内部的摄像头本体2一同在竖直方向上运动，此过程实现对摄像头进行高度调节的效果；
C：如果需要对摄像头进行旋转来改变拍摄角度，首先开启驱动电机181，其带动第一锥形齿轮182和第一齿轮盘183开始转动，随后转动柱10带动转盘9和防护壳11开始做旋转运动，此时位于防护壳11内部的摄像头开始旋转并改变拍摄角度，而玻璃窗14的设置能够避免摄像头的视角被防护壳11遮挡；
D：由于摄像头本体2位于防护壳11的内部，防护壳11能够对摄像头本体2进行全面的防护，如果碎石向防护壳11的顶部掉落，此时防护板16能够避免碎石与防护壳11直接接触，同时减震弹簧15的设置能够将撞击过程中产生的冲击力化解，而减震器12的设置能够降低外界冲击力对摄像头的影响，此过程能够避免摄像头暴露在外侧，同时能够对摄像头进行防护，使其不易损坏，当摄像头监测到有碎石掉落时，后台人员便可得知并采取相关报警措施。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法，包括壳体(1)和摄像头本体(2)，其特征在于：所述壳体(1)底部的四角均栓接有万向轮(4)，所述壳体(1)内腔的上方栓接有隔板(3)，所述隔板(3)顶部的左右两侧分别转动连接有第一螺杆(5)和第二螺杆(6)，所述隔板(3)的顶部且位于第一螺杆(5)和第二螺杆(6)之间设置有动力机构(19)，所述壳体(1)的上方设置有箱体(7)，所述箱体(7)的左右两侧均栓接有连接块(8)，所述第一螺杆(5)和第二螺杆(6)的顶端均贯穿至连接块(8)的上方并与其内壁螺纹连接，所述箱体(7)的上方设置有转盘(9)，所述转盘(9)的底部栓接有转动柱(10)，且转动柱(10)的底端贯穿至箱体(7)的内部并与其内壁转动连接，所述箱体(7)的内部设置有驱动机构(18)，所述转盘(9)的顶部栓接有防护壳(11)，所述防护壳(11)内腔的底部安装有若干个减震器(12)，所述减震器(12)的顶部安装有横板(13)，且摄像头本体(2)安装在横板(13)的顶部，所述壳体(1)的顶部通过固定扣安装有若干个减震弹簧(15)，所述防护壳(11)的上方设置有防护板(16)，且减震弹簧(15)的顶端与防护板(16)的底部固定安装，所述防护壳(11)的左右两侧均铰接有封闭门(17)，所述防护壳(11)的正面安装有玻璃窗(14)，所述壳体(1)的内部且位于隔板(3)的下方设置有防滑机构(21)。
2.根据权利要求1所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述驱动机构(18)包括驱动电机(181)、第一锥形齿轮(182)和第一齿轮盘(183)，所述第一齿轮盘(183)栓接在转动柱(10)的表面，所述第一齿轮盘(183)与第一锥形齿轮(182)相互啮合，所述第一锥形齿轮(182)与驱动电机(181)的输出轴卡接，且驱动电机(181)安装在箱体(7)内腔的右侧。
3.根据权利要求1所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述动力机构(19)包括双轴电机(191)、转杆(192)、第二锥形齿轮(194)和第二齿轮盘(193)，所述转杆(192)的数量为2个并分别与双轴电机(191)两侧的输出轴固定连接，所述第二锥形齿轮(194)栓接在转杆(192)远离双轴电机(191)的一端，所述第二齿轮盘(193)的数量为2个并分别栓接在第一螺杆(5)和第二螺杆(6)的表面，且第二锥形齿轮(194)与第二齿轮盘(193)相互啮合。
4.根据权利要求3所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述隔板(3)的顶部且位于双轴电机(191)的左右两侧均栓接有竖板(26)，所述竖板(26)的表面嵌设有轴承(27)，且转杆(192)与轴承(27)的内圈栓接。
5.根据权利要求1所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述防滑机构(21)包括液压缸(211)、底板(212)和梯形楞(213)，所述液压缸(211)栓接在隔板(3)的底部，所述底板(212)的顶部与液压缸(211)的输出栓接，所述梯形楞(213)设置在底板(212)的底部，所述壳体(1)的底部开设有与底板(212)配合使用的通槽(22)。
6.根据权利要求5所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述隔板(3)的底部通过连接杆固定安装有固定板(23)，所述底板(212)顶部的中心处栓接有滑杆(24)，且滑杆(24)贯穿固定板(23)并与其内壁滑动连接，所述滑杆(24)的顶端栓接有限位片(25)。
7.根据权利要求5所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述通槽(22)内壁的左右间距大于底板(212)的左右长度，且底板(212)与通槽(22)的内壁之间存有间隙。
8.根据权利要求1所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述封闭门(17)靠近防护壳(11)一侧的表面嵌设有磁铁(20)，所述防护壳(11)为金属材料制成，且玻璃窗(14)为钢化玻璃制成。
9.根据权利要求1所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备，其特征在于：所述箱体(7)顶部的四角均安装有滚珠(28)，且滚珠(28)的顶部与转盘(9)的底部滚动连接。
10.根据权利要求1所述的一种巷道内部围岩碎落监测设备及其监测方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
A：在工作时，首先将该装置移动至巷道的内部，随后开启液压缸(211)，其使底板(212)、滑杆(24)和限位片(25)一同做向下的运动，直至限位片(25)与固定板(23)接触，便可关停液压缸(211)，此时底板(212)底部的梯形楞(213)紧贴地面，并增大该设备与地面间的摩擦力，使该设备在静置过程不易出现位移；
B：如果需要对摄像头进行升降，首先开启双轴电机(191)，其两侧的输出轴带动转杆(192)、第二锥形齿轮(194)和第二齿轮盘(193)开始转动，同时第一螺杆(5)和第二螺杆(6)开始转动，由于在两侧第二锥形齿轮(194)和第二齿轮盘(193)的作用下，造成第一螺杆(5)和第二螺杆(6)的转动方向相反，而同时第一螺杆(5)和第二螺杆(6)表面螺纹的方向相反，此时左右两侧的连接块(8)能够同步做向上或向下的运动，其带动箱体(7)、转盘(9)、防护壳(11)和防护壳(11)内部的摄像头本体(2)一同在竖直方向上运动，此过程实现对摄像头进行高度调节的效果；
C：如果需要对摄像头进行旋转来改变拍摄角度，首先开启驱动电机(181)，其带动第一锥形齿轮(182)和第一齿轮盘(183)开始转动，随后转动柱(10)带动转盘(9)和防护壳(11)开始做旋转运动，此时位于防护壳(11)内部的摄像头开始旋转并改变拍摄角度，而玻璃窗(14)的设置能够避免摄像头的视角被防护壳(11)遮挡；
D：由于摄像头本体(2)位于防护壳(11)的内部，防护壳(11)能够对摄像头本体(2)进行全面的防护，如果碎石向防护壳(11)的顶部掉落，此时防护板(16)能够避免碎石与防护壳(11)直接接触，同时减震弹簧(15)的设置能够将撞击过程中产生的冲击力化解，而减震器(12)的设置能够降低外界冲击力对摄像头的影响，此过程能够避免摄像头暴露在外侧，同时能够对摄像头进行防护，使其不易损坏，当摄像头监测到有碎石掉落时，后台人员便可得知并采取相关报警措施。
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