[发明专利]一种巷道变形监测设备

说明书

本发明公开了一种巷道变形监测设备，采用移动便携式设计，通过陀螺仪和两个舵机的旋转实现自动调平，将巷道变形监测设备机械调平后，专业控制器控制执行机构带动激光摄像头调转角度，每转动一定角度自动测量一次；地面显示测试数据并自动呈现巷道断面形状；能存储数据，打印报表，采用激光测距传感器对巷道出现的顶板下沉、局部变形、两帮移近等情况进行在线实时监测。本发明解决传统巷道变形监测仪功能单一，无法自动调平的问题，可以自动测量、储存数据、多断面测量，自动绘制断面变形图，应用前景好。

技术领域

本发明涉及煤矿安全领域，尤其涉及一种巷道变形量监测设备。

背景技术

随着我国煤矿深部开采强度日益增加，巷道围岩变形量加大问题日益突出，巷道围岩事故频发。据统计，在各类型的煤矿事故当中，因巷道变形引起的巷道顶板事故发生率最高、最为严重。

目前，煤矿巷道变形的监测方法可分为两种：一种是人工测量，即矿井工作人员拿激光测距仪进行手工测量和记录；另一种是采用顶板离层仪进行监测，即在巷道顶板打钻孔，在钻孔内布置深、浅两个基点，通过观测套筒内刻度尺的变化值记录顶板的变形量。上述方法在实际运用过程中引起一定的效果，但监测工程量大，误差高，自动化程度低，不利于矿井的高效生产。

针对以上方法在监测煤矿巷道变形过程中存在的不足，需要发明一种误差小、效率高、自动化程度强的巷道变形监测设备。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的不足，提供了一种煤矿巷道变形监测设备，通过该设备能够自动调平、多断面测量，通过激光测距模块全方位地监测巷道断面的位移变形量，提高巷道变形测量的精度，克服常规巷道变形监测装置自动化程度低的缺陷。

本发明一种巷道变形监测设备，包括安装平台、自动调平模块、监测仪箱体、激光测距模块、12846液晶显示器、STM32处理器、ZigBee无线通讯模块；所述自动调平模块经基座连接在安装平台上；所述监测仪箱体安装在自动调平模块的载物平台上；所述的激光测距模块经步进电机安装在监测仪箱体上；所述的12846液晶显示器安装在监测仪箱体上；所述STM32处理器和ZigBee无线通讯模块安装在监测仪箱体上。

所述自动调平模块包括：伺服舵机A、伺服舵机固定架、伺服舵机B、载物平台、陀螺仪；所述陀螺仪将采集到的信息传给STM32处理器，经STM32处理器计算后发出信号控制两个舵机运行，实现载物平台的自动调平。

所述激光测距模块包括：激光测距摄像头固定架、激光测距摄像头；所述激光测距摄像头测得的距离数据通过ZigBee无线通讯模块传送至STM32处理器。

本发明巷道变形监测设备的使用方法：

第一步，将该装置在矿车的安装平台上，并对巷道的原始信息进行扫描录入；

第二步，该装置到达指定测点后，所述陀螺仪传感器将采集到的重力加速度数据传给STM32处理器，STM32处理器将传回的数据进行处理后分别向伺服舵机A、伺服舵机B发出驱动信号，伺服舵机A、伺服舵机B进行转动，调节陀螺仪平面，实现载物平台的自动调平，保证激光测距摄像头发出的激光垂直打在巷道围岩上；

第三步，载物平台自动调平后，STM32处理器发出信号将激光测距模块中的激光测距摄像头激活，激光测距摄像头对当前测点位置的巷道断面进行距离测定，同时，STM32处理器向步进电机发出驱动信号，步进电机带动转盘发生旋转，在该测点位置实现对巷道顶板、底板、两帮的测量；

第四步，对该测点位置实现对巷道顶板、底板、两帮的测量后，激光测距模块将所测距离数据传给STM32处理器，STM32处理器将所测数据与巷道原始数据自动进行对比，对比处理后的数据通过ZigBee无线通讯模块发送到PC端，PC端自动将数据储存报表并绘制巷道断面图形；

第五步，到达下一测点后，重复第一步至第四步，即可得到另一测点的数据信息。