专利名称：巷道顶板位移精确检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种顶板岩层位移检测技术，尤其涉及一种巷道顶板位移精确检测装置和方法。
背景技术：
顶板位移对巷道的安全稳定具有重要的影响。为降低煤炭开采中顶板事故发生的数量，必须采用更加先进的测量方法对煤矿的顶板进行测量。目前巷道顶板位移检测主要有机械式方法、霍尔效应原理的非接触测量方法和光电轮测量技术的位移检测方法等。上述现有技术至少存在以下缺点直接测量线位移量程小，仅将所测的线位移量转换为电容或电感的变化量，转换过程中许多变化量需通过交流电桥才能转换为电压值输出，电路处理复杂、不易实现。

发明内容
本发明的目的是提供一种检测精确、结构简单、易于实现的巷道顶板位移精确检测装置和方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的巷道顶板位移精确检测装置，包括顶板位移检测传感器，所述顶板位移检测传感器包括连接锚杆，所述连接锚杆的前端设有锚固头，所述连接锚杆的后部设有位移盘运动导轨，所述位移盘运动导轨上设有位移转换圆盘，所述位移盘运动导轨的后端设有角位移测量元件，所述位移转换圆盘与所述角位移测量元件之间设有支撑弹簧，所述位移转换圆盘设有位移指示装置，所述位移指示装置指向所述角位移测量元件。本发明的上述的巷道顶板位移精确检测装置检测巷道顶板位移的方法，将顶板变形线位移量转换为对应的角位移，通过对角位移的精确测量推算出相应线位移的精确值。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的巷道顶板位移精确检测装置和方法，由于包括顶板位移检测传感器，顶板位移检测传感器包括连接锚杆，连接锚杆的前端设有锚固头，连接锚杆的后部设有位移盘运动导轨，位移盘运动导轨上设有位移转换圆盘，位移盘运动导轨的后端设有角位移测量元件，位移转换圆盘与角位移测量元件之间设有支撑弹簧，位移转换圆盘设有位移指示装置，位移指示装置指向角位移测量元件。能够将顶板变形线位移量转换为对应的角位移，通过对角位移的精确测量推算出相应线位移的精确值。检测精确、结构简单、易于实现。


图1为本发明的实施例中顶板位移检测传感器的结构示意图；图2为图1的A向视图；图3为本发明的实施例中位移盘运动导轨的结构示意图4为图3的B向视图。图中1.锚固头，2.连接锚杆，3.位移转换圆盘，4.位移盘运动导轨，5.支撑弹簧，6.角位移测量元件，7.传动装置，8.位移指示装置。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明的巷道顶板位移精确检测装置，其较佳的具体实施方式
是包括顶板位移检测传感器，所述顶板位移检测传感器包括连接锚杆，所述连接锚杆的前端设有锚固头，所述连接锚杆的后部设有位移盘运动导轨，所述位移盘运动导轨上设有位移转换圆盘，所述位移盘运动导轨的后端设有角位移测量元件，所述位移转换圆盘与所述角位移测量元件之间设有支撑弹簧，所述位移转换圆盘设有位移指示装置，所述位移指示装置指向所述角位移测量元件。所述位移盘运动导轨上设有螺旋状轨道，具体实施例中，所述位移转换圆盘沿所述位移盘运动导轨轴向移动Imm时的旋转角度为1. 8度。所述位移转换圆盘的边缘部位设有传动装置，所述移指示装置连接在所述传动装置的末端。本发明的上述的巷道顶板位移精确检测装置检测巷道顶板位移的方法，其较佳的具体实施方式
是将顶板变形线位移量转换为对应的角位移，通过对角位移的精确测量推算出相应线位移的精确值。具体可以将锚固头固定在老岩上，当顶板发生变形位移，顶板岩层推动位移转换圆盘沿位移盘运动导轨做旋转和直线运动，位移转换圆盘上的位移指示装置随位移转换圆盘一起转动相应的角度，末端的角位移测量装置测量圆盘的旋转角度，通过该角度计算出巷道顶板变形位移。具体实施例中，当顶板变形Imm时，圆盘旋转1. 8度。具体实施例如图1至图4所示导轨截面呈现方形，边长为20mm，总长度200mm，旋转360度， 具体的工作过程是锚固头1固定在老岩上，当顶板发生变形位移，锚固头1不动，顶板岩层推动位移转换圆盘3沿特定导轨4做旋转和直线运动。位移转换圆盘3上的位移指示装置随位移转换圆盘3 —起转动相应的角度，当变形Imm时，圆盘3旋转1. 8度。旋转角度通过传动装置传送给角位移测量装置6，即可计算出巷道顶板变形位移。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种巷道顶板位移精确检测装置，其特征在于，包括顶板位移检测传感器，所述顶板位移检测传感器包括连接锚杆，所述连接锚杆的前端设有锚固头，所述连接锚杆的后部设有位移盘运动导轨，所述位移盘运动导轨上设有位移转换圆盘，所述位移盘运动导轨的后端设有角位移测量元件，所述位移转换圆盘与所述角位移测量元件之间设有支撑弹簧，所述位移转换圆盘设有位移指示装置，所述位移指示装置指向所述角位移测量元件。
2.根据权利要求1所述的巷道顶板位移精确检测装置，其特征在于，所述位移盘运动导轨上设有螺旋状轨道，所述位移转换圆盘沿所述位移盘运动导轨轴向移动Imm时的旋转角度为1.8度。
3.根据权利要求2所述的巷道顶板位移精确检测装置，其特征在于，所述位移转换圆盘的边缘部位设有传动装置，所述移指示装置连接在所述传动装置的末端。
4.一种权利要求1、2或3所述的巷道顶板位移精确检测装置检测巷道顶板位移的方法，其特征在于，将顶板变形线位移量转换为对应的角位移，通过对角位移的精确测量推算出相应线位移的精确值。
5.根据权利要求4所述的检测巷道顶板位移的方法，其特征在于，将锚固头固定在老岩上，当顶板发生变形位移，顶板岩层推动位移转换圆盘沿位移盘运动导轨做旋转和直线运动，位移转换圆盘上的位移指示装置随位移转换圆盘一起转动相应的角度，末端的角位移测量装置测量圆盘的旋转角度，通过该角度计算出巷道顶板变形位移。
6.根据权利要求5所述的检测巷道顶板位移的方法，其特征在于，当顶板变形Imm时， 圆盘旋转1.8度。
全文摘要
本发明公开了一种巷道顶板位移精确检测装置和方法，包括顶板位移检测传感器，顶板位移检测传感器包括连接锚杆，连接锚杆的前端设有锚固头，连接锚杆的后部设有位移盘运动导轨，位移盘运动导轨上设有位移转换圆盘，位移盘运动导轨的后端设有角位移测量元件，位移转换圆盘与角位移测量元件之间设有支撑弹簧，位移转换圆盘设有位移指示装置，位移指示装置指向角位移测量元件。能够将顶板变形线位移量转换为对应的角位移，通过对角位移的精确测量推算出相应线位移的精确值。检测精确、结构简单、易于实现。
文档编号G01B21/02GK102519411SQ20111033539
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者徐志强, 王卫东, 郑杨冰 申请人:中国矿业大学(北京)