权利要求
1.一种非煤矿山用地压监测装置，包括机箱(1)、安装框(2)，所述机箱(1)的底部设置有多个万向轮(3)，所述安装框(2)竖直固定设置在机箱(1)的上部后端;
其特征在于：所述安装框(2)的上部设置有支撑板(4)，所述机箱(1)及安装框(2)上设置有升降机构，所述升降机构的升降移动端与支撑板(4)固定连接;
还包括角度调节机构、监测器本体(10)，所述角度调节机构包括安装板(6)、固定板(7)、阻尼齿轮(8)、调节底座(9)，所述安装板(6)固定设置在支撑板(4)远离安装框(2)的前端，所述安装板(6)的两侧分别竖直固定有向上延伸的固定板(7)，所述阻尼齿轮(8)旋转设置在固定板(7)的内侧，所述调节底座(9)设置在安装板(6)上方的两侧固定板(7)之间，所述调节底座(9)的两端分别与安装板(6)两侧固定板(7)上的阻尼齿轮(8)固定连接，所述调节底座(9)的顶端固定设置弹性压紧机构，所述监测器本体(10)可拆卸的设置在弹性压紧机构上。
2.根据权利要求1所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述弹性压紧机构包括放置架(11)、回弹单元(12)、下压板(13)，所述放置架(11)可拆卸的固定设置在调节底座(9)的顶端，所述放置架(11)顶端远离安装框(2)的前端设置有连接槽(14)，所述监测器本体(10)的下部滑动插接在连接槽(14)内，所述回弹单元(12)设置在放置架(11)顶端靠近安装框(2)的后端，所述下压板(13)的后端滑动插接在放置架(11)的后端并与回弹单元(12)连接，所述下压板(13)的前端延伸至连接槽(14)上方并可抵接插接在连接槽(14)内的监测器本体(10)顶端。
3.根据权利要求2所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述放置架(11)为“L”形的双台阶结构且连接槽(14)设置在下级台阶的顶端，所述放置架(11)的上级台阶内设置有滑动槽(15)，所述回弹单元(12)活动设置在滑动槽(15)内且底端与滑动槽(15)固定连接，所述下压板(13)的后端固定设置有可滑动延伸至滑动槽(15)内的滑动板(16)，所述滑动板(16)与回弹单元(12)的上部固定连接。
4.根据权利要求3所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述回弹单元(12)为阻尼弹簧或拉伸弹簧;所述放置架(11)的上级台阶内间隔设置有至少两个滑动槽(15)，所述下压板(13)的后端固定设置有与放置架(11)的滑动槽(15)对应数量的滑动板(16)，所述滑动槽(15)为矩形槽且一端或两端还设置有卯槽，所述滑动板(16)的一端或两端设置有与滑动槽(15)上卯槽滑动配合的卡榫。
5.根据权利要求1、2、3或4所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述升降机构包括第一支架(21)、第一转轴(22)、第一链轮(23)、链条(24)、电机(25)、第二支架(26)、第二转轴(27)、第二链轮(28)，所述安装框(2)的顶端两侧分别固定设置有第一支架(21)，所述第一转轴(22)设置在安装框(2)的上方且两端分别与两个第一支架(21)旋转连接，所述电机(25)固定在其中一个第一支架(21)上且电机轴与第一转轴(22)连接，所述第一转轴(22)上间隔固定设置有两个第一链轮(23);所述机箱(1)内的两侧分别固定设置有第二支架(26)，所述第二转轴(27)平行于第一转轴(22)且两端分别与两个第二支架(26)旋转连接，所述第二转轴(27)上间隔固定设置有两个第二链轮(28)，所述链条(24)对应套设在同一侧的第一链轮(23)与第二链轮(28)上，两条所述链条(24)分别与支撑板(4)固定连接。
6.根据权利要求5所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述支撑板(4)远离安装板(6)的一侧顶端及底端的左右两侧分别固定设置有衔接板(29)，所述衔接板(29)上设置有铰接耳，所述链条(24)的两端分别与支撑板(4)顶端及底端的衔接板(29)上的铰接耳铰接。
7.根据权利要求5所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述安装框(2)内在支撑板(4)的底端两个衔接板(29)之间的下方还竖直固定设置有升降杆(5)，所述升降杆(5)的滑动杆顶端与两个衔接板(29)之间的支撑板(4)底端固定连接。
8.根据权利要求5所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述安装框(2)为前端敞口的框形结构，所述安装框(2)的顶端及底端在第一链轮(23)的前方及后方均设置有可活动穿过链条(24)的让位孔(30)，所述机箱(1)为空心立方体结构且顶端与安装框(2)对应的设置有可活动穿过链条(24)的让位孔(30)。
9.根据权利要求8所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述支撑板(4)远离角度调节机构的一侧为扁平的立方体结构且延伸至安装框(2)内，所述支撑板(4)底端两条链条(24)的连接处与升降杆(5)的滑动杆顶端连接处形成“品”字形布局，所述支撑板(4)靠近角度调节机构的一侧为伸出安装框(2)的悬臂状平板或底部设置有斜撑的平板。
10.根据权利要求5所述非煤矿山用地压监测装置，其特征在于：所述安装框(2)的外侧壁固定设置有控制器(17)，所述电机(25)与控制器(17)电性连接。
说明书
技术领域
[0001]本实用新型属于地压监测技术领域，具体涉及一种结构简单、适应性强、稳定性好、拆装维护便捷、调节简便的非煤矿山用地压监测装置。
背景技术
[0002]金属矿山是指地壳中富含金属矿石的地质体，以供人类进行金属矿产开采和提取金属元素。地压泛指在岩体中存在的力，它既包含原岩对围岩的作用力，以及围岩间的相互作用力，又包含围岩对支护体的作用力。由于地压的大小，不仅与岩体的应力状态、岩体的物理力学性质、岩体结构有关，还与工程性质、支护类型及支护时间等因素有关，而且地压会引起围岩及护体的变形、移动和破坏。因此，矿山地压监测是保障矿山安全生产、提高资源开采效率的重要手段。
[0003]现有技术中，矿山地压监测装置多采用在岩体内部钻孔安装力学、位移等
传感器，来直接测量岩体或支护结构上的应力或应变变化，虽然技术相对成熟可靠，并可连续自动监测，但也存在安装质量、温度、湿度、电磁干扰等对测量结果有影响，且传感器及线缆在恶劣环境下易受爆破、岩移、机械损伤破坏，以及安装钻孔本身会对岩体应力场产生扰动等问题。为此，还有通过监测岩体破裂或结构变化产生的物理场(声、震、电、磁)变化，来推断地压活动的地球物理监测装置;虽然可覆盖整个采区甚至矿山范围，且能直接感知岩体内部的破裂活动，还能实时捕捉岩体内部的动态损伤演化过程;但由于测量的是物理场信号，需要通过复杂的算法反演得到岩体状态信息，存在不确定性，而且微震系统的传感器、高速数据采集设备和专业分析软件成本较高，并且数据采集、处理、解释需要高度专业的知识和经验，因此实际应用较为局限。此外，还有利用光在光纤中传输的特性(强度、相位、波长、偏振态)受外界物理量(应变、温度、振动)调制而发生变化的原理进行测量的光纤传感监测，但由于存在光纤脆弱需仔细安装和有效保护以防施工损伤，以及测量精度依赖于光纤与岩体/结构的耦合质量、解调速度慢、温度应变交叉敏感等问题，限制了其应用。
[0004]目前，通过将应力监测器直接贴合巷道内壁来监测矿山地压的技术相对成熟，而且也避免了钻孔内监测的不足。如公告号为CN217637733U的专利公开了一种用于矿山地压监测装置，包括安装导筒，所述安装导筒的上方设置有上盖板，所述上盖板套接有位移调整机构和导向轴，所述位移调整机构和导向轴之间套接有滑动导板，位移调整机构和导向轴提高滑动导板的稳定性，有利于提高应力感应计的检测精度，所述滑动导板通过螺钉连接有弹性导轴，用于矿山地压监测装置，通过各个部件之间的协作，经位移调整机构调整应力计的位置，可以顺利取出应力计，实现应力计的回收利用，并通过位移调整机构、导向轴和固定块等部件的协作下，有效提高应力计的稳定性及检测的精度。但是，由于监测装置在使用时应力监测器固定安装，不仅难以实现应力监测器的快速拆卸及安装，导致后续维修替换时较为麻烦，而且因巷道的内壁表面多为不规则结构，导致应力监测器与巷道内壁无法有效贴合，影响监测精度，并且应力监测器也无法根据需要进行可靠的高度调节，使得可监测区域较为单一。
实用新型内容
[0005]为了解决上述背景技术中提到的问题，本实用新型提供了一种结构简单、适应性强、稳定性好、拆装维护便捷、调节简便的非煤矿山用地压监测装置。
[0006]本实用新型的非煤矿山用地压监测装置是这样实现的：包括机箱、安装框，所述机箱的底部设置有多个万向轮，所述安装框竖直固定设置在机箱的上部后端;
[0007]所述安装框的上部设置有支撑板，所述机箱及安装框上设置有升降机构，所述升降机构的升降移动端与支撑板固定连接;
[0008]还包括角度调节机构、监测器本体，所述角度调节机构包括安装板、固定板、阻尼齿轮、调节底座，所述安装板固定设置在支撑板远离安装框的前端，所述安装板的两侧分别竖直固定有向上延伸的固定板，所述阻尼齿轮旋转设置在固定板的内侧，所述调节底座设置在安装板上方的两侧固定板之间，所述调节底座的两端分别与安装板两侧固定板上的阻尼齿轮固定连接，所述调节底座的顶端固定设置弹性压紧机构，所述监测器本体可拆卸的设置在弹性压紧机构上。
[0009]进一步地，所述弹性压紧机构包括放置架、回弹单元、下压板，所述放置架可拆卸的固定设置在调节底座的顶端，所述放置架顶端远离安装框的前端设置有连接槽，所述监测器本体的下部滑动插接在连接槽内，所述回弹单元设置在放置架顶端靠近安装框的后端，所述下压板的后端滑动插接在放置架的后端并与回弹单元连接，所述下压板的前端延伸至连接槽上方并可抵接插接在连接槽内的监测器本体顶端。
[0010]进一步地，所述放置架为“L”形的双台阶结构且连接槽设置在下级台阶的顶端，所述放置架的上级台阶内设置有滑动槽，所述回弹单元活动设置在滑动槽内且底端与滑动槽固定连接，所述下压板的后端固定设置有可滑动延伸至滑动槽内的滑动板，所述滑动板与回弹单元的上部固定连接。
[0011]进一步地，所述回弹单元为阻尼弹簧或拉伸弹簧;所述放置架的上级台阶内间隔设置有至少两个滑动槽，所述下压板的后端固定设置有与放置架的滑动槽对应数量的滑动板，所述滑动槽为矩形槽且一端或两端还设置有卯槽，所述滑动板的一端或两端设置有与滑动槽上卯槽滑动配合的卡榫。
[0012]进一步地，所述升降机构包括第一支架、第一转轴、第一链轮、链条、电机、第二支架、第二转轴、第二链轮，所述安装框的顶端两侧分别固定设置有第一支架，所述第一转轴设置在安装框的上方且两端分别与两个第一支架旋转连接，所述电机固定在其中一个第一支架上且电机轴与第一转轴连接，所述第一转轴上间隔固定设置有两个第一链轮;所述机箱内的两侧分别固定设置有第二支架，所述第二转轴平行于第一转轴且两端分别与两个第二支架旋转连接，所述第二转轴上间隔固定设置有两个第二链轮，所述链条对应套设在同一侧的第一链轮与第二链轮上，两条所述链条分别与支撑板固定连接。
[0013]进一步地，所述支撑板远离安装板的一侧顶端及底端的左右两侧分别固定设置有衔接板，所述衔接板上设置有铰接耳，所述链条的两端分别与支撑板顶端及底端的衔接板上的铰接耳铰接。
[0014]进一步地，所述安装框内在支撑板的底端两个衔接板之间的下方还竖直固定设置有升降杆，所述升降杆的滑动杆顶端与两个衔接板之间的支撑板底端固定连接。
[0015]进一步地，所述安装框为前端敞口的框形结构，所述安装框的顶端及底端在第一链轮的前方及后方均设置有可活动穿过链条的让位孔，所述机箱为空心立方体结构且顶端与安装框对应的设置有可活动穿过链条的让位孔。
[0016]进一步地，所述支撑板远离角度调节机构的一侧为扁平的立方体结构且延伸至安装框内，所述支撑板底端两条链条的连接处与升降杆的滑动杆顶端连接处形成“品”字形布局，所述支撑板靠近角度调节机构的一侧为伸出安装框的悬臂状平板或底部设置有斜撑的平板。
[0017]进一步地，所述安装框的外侧壁固定设置有控制器，所述电机与控制器电性连接。
[0018]本实用新型具有以下有益效果：
[0019]1、本实用新型通过弹性压紧机构实现监测器本体的快速装卸，即将监测器下部滑动插接于放置架的连接槽内，配合下压板与回弹单元的弹性压紧与释放，无需螺丝及工具即可完成固定与拆卸，大幅简化了后期维修、替换的操作流程，降低了人工劳动强度。
[0020]2、本实用新型的角度调节机构通过阻尼齿轮实现底座角度的灵活调整，可根据巷道内壁的倾斜度或不规则曲面，精准调整监测器本体与岩壁的贴合角度，确保监测面与巷道内壁紧密接触;同时，弹性压紧机构的回弹单元能提供持续且适度的压紧力，进一步保证贴合稳定性，有效减少因接触不良导致的监测误差，显著提升对复杂、不规则巷道表面的适应能力。
[0021]3、本实用新型的升降机构通过电机驱动链轮链条传动，配合升降杆的导向作用，可稳定驱动支撑板及监测器本体实现高度调节，突破了传统固定安装模式下监测区域单一的局限，能够根据开采进度或地压监测重点，灵活调整监测高度，扩展了监测范围，满足不同深度、不同位置的地压数据采集需求。
[0022]4、本实用新型的升降机构采用双链同步传动与升降杆辅助导向，确保支撑板升降过程平稳无晃动;而角度调节机构通过阻尼齿轮的自锁特性，可固定调整后的角度;弹性压紧机构通过卡榫与卯槽的配合及回弹单元的稳定作用力，从而既能补偿巷道壁的凹凸不平以确保贴合紧密，又能避免监测器在矿山振动环境中发生位移或脱落，整体结构上协同保障了监测过程的稳定性，减少了外界干扰对数据采集的影响。
[0023]综上所述，本实用新型通过模块化机械结构(升降+角度+压紧)和智能化控制(电机+控制器)，实现矿山地压监测装置的柔性部署、精准贴合与高效运维，显著优于现有固定式或钻孔式方案，尤其适合非煤矿山的动态开采环境地压监测应用。
附图说明
[0024]图1为本实用新型的结构示意图;
[0025]图2为本实用新型的角度调节机构及弹性压紧机构局部爆炸视图;
[0026]图3为本实用新型的升降机构结构示意图;
[0027]图4为图1去除角度调节机构及弹性压紧机构后的结构示意图;
[0028]图中：1-机箱，2-安装框，3-万向轮，4-支撑板，5-升降杆，6-安装板，7-固定板，8-阻尼齿轮，9-调节底座，10-监测器本体，11-放置架，12-回弹单元，13-下压板，14-连接槽，15-滑动槽，16-滑动板，17-控制器，18-铰接环，21-第一支架，22-第一转轴，23-第一链轮，24-链条，25-电机，26-第二支架，27-第二转轴，28-第二链轮，29-衔接板，30-让位孔。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所做的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
[0030]如图1、2、3和4所示，本实用新型的非煤矿山用地压监测装置，包括机箱1、安装框2，所述机箱1的底部设置有多个万向轮3，所述安装框2竖直固定设置在机箱1的上部后端;
[0031]所述安装框2的上部设置有支撑板4，所述机箱1及安装框2上设置有升降机构，所述升降机构的升降移动端与支撑板4固定连接;
[0032]如图2所示，还包括角度调节机构、监测器本体10，所述角度调节机构包括安装板6、固定板7、阻尼齿轮8、调节底座9，所述安装板6固定设置在支撑板4远离安装框2的前端，所述安装板6的两侧分别竖直固定有向上延伸的固定板7，所述阻尼齿轮8旋转设置在固定板7的内侧，所述调节底座9设置在安装板6上方的两侧固定板7之间，所述调节底座9的两端分别与安装板6两侧固定板7上的阻尼齿轮8固定连接，所述调节底座9的顶端固定设置弹性压紧机构，所述监测器本体10可拆卸的设置在弹性压紧机构上。
[0033]所述固定板7的内侧固定设置有铰接环18，两个所述阻尼齿轮8分别固定设置在调节底座9的两端，所述阻尼齿轮8与对应的同侧铰接环18啮合。
[0034]如图2所示，所述弹性压紧机构包括放置架11、回弹单元12、下压板13，所述放置架11可拆卸的固定设置在调节底座9的顶端，所述放置架11顶端远离安装框2的前端设置有连接槽14，所述监测器本体10的下部滑动插接在连接槽14内，所述回弹单元12设置在放置架11顶端靠近安装框2的后端，所述下压板13的后端滑动插接在放置架11的后端并与回弹单元12连接，所述下压板13的前端延伸至连接槽14上方并可抵接插接在连接槽14内的监测器本体10顶端。
[0035]所述放置架11为“L”形的双台阶结构且连接槽14设置在下级台阶的顶端，所述放置架11的上级台阶内设置有滑动槽15，所述回弹单元12活动设置在滑动槽15内且底端与滑动槽15固定连接，所述下压板13的后端固定设置有可滑动延伸至滑动槽15内的滑动板16，所述滑动板16与回弹单元12的上部固定连接。
[0036]所述回弹单元12为阻尼弹簧或拉伸弹簧;所述放置架11的上级台阶内间隔设置有至少两个滑动槽15，所述下压板13的后端固定设置有与放置架11的滑动槽15对应数量的滑动板16，所述滑动槽15为矩形槽且一端或两端还设置有卯槽，所述滑动板16的一端或两端设置有与滑动槽15上卯槽滑动配合的卡榫。
[0037]如图3所示，所述升降机构包括第一支架21、第一转轴22、第一链轮23、链条24、电机25、第二支架26、第二转轴27、第二链轮28，所述安装框2的顶端两侧分别固定设置有第一支架21，所述第一转轴22设置在安装框2的上方且两端分别与两个第一支架21旋转连接，所述电机25固定在其中一个第一支架21上且电机轴与第一转轴22连接，所述第一转轴22上间隔固定设置有两个第一链轮23;所述机箱1内的两侧分别固定设置有第二支架26，所述第二转轴27平行于第一转轴22且两端分别与两个第二支架26旋转连接，所述第二转轴27上间隔固定设置有两个第二链轮28，所述链条24对应套设在同一侧的第一链轮23与第二链轮28上，两条所述链条24分别与支撑板4固定连接。
[0038]如图4所示，所述支撑板4远离安装板6的一侧顶端及底端的左右两侧分别固定设置有衔接板29，所述衔接板29上设置有铰接耳，所述链条24的两端分别与支撑板4顶端及底端的衔接板29上的铰接耳铰接。
[0039]所述安装框2内在支撑板4的底端两个衔接板29之间的下方还竖直固定设置有升降杆5，所述升降杆5的滑动杆顶端与两个衔接板29之间的支撑板4底端固定连接。
[0040]所述安装框2为前端敞口的框形结构，所述安装框2的顶端及底端在第一链轮23的前方及后方均设置有可活动穿过链条24的让位孔30，所述机箱1为空心立方体结构且顶端与安装框2对应的设置有可活动穿过链条24的让位孔30。让位孔30可对链条24进行限位，确保支撑板4向上及向下移动时的稳定性。
[0041]所述支撑板4远离角度调节机构的一侧为扁平的立方体结构且延伸至安装框2内，所述支撑板4底端两条链条24的连接处与升降杆5的滑动杆顶端连接处形成“品”字形布局，所述支撑板4靠近角度调节机构的一侧为伸出安装框2的悬臂状平板或底部设置有斜撑的平板。
[0042]所述安装框2的外侧壁固定设置有控制器17，所述电机25与控制器17电性连接。
[0043]所述控制器17为PLC或普通控制电路。
[0044]本实用新型的工作原理和工作过程：
[0045]如图1、2、3和4所示，通过万向轮3将本实用新型的地压监测装置移动至监测位置，确认安装环境平稳，并确保机箱1与安装框2稳固。
[0046]监测器本体10(如型号为HJ04-HS5944的振动信号检波器)安装：工作人员向上提起下压板13，增大其与放置架11的间距，此时下压板13通过滑动板16与滑动槽15内的回弹单元12(如阻尼弹簧)联动，拉伸时滑动板16沿滑动槽15平稳向上移动，然后将监测器本体10的下部插入到连接槽14中，然后缓慢释放下压板13，回弹单元12的回弹力使下压板13压紧监测器本体10，由于下压板13与放置架11的间距可调，因此可适配不同尺寸的监测器本体10。而拆卸时手动提起下压板13，即可直接取出监测器本体10。由于维修或更换时无需拆卸整体装置，仅需单人操作，通过以上无工具按压式结构、弹性释放设计、独立组件设计，实现对监测器本体10的快速安装与拆卸，避免了整体拆卸，支持即插即用，同时单次安装/拆卸时间≤2分钟，拆装效率较传统螺丝固定方式效率提升4倍，使零部件维护更换成本降低50%，维护工时减少60%。
[0047]监测器本体10角度调节：根据待测巷道内壁的倾斜度或不规则曲面，手动旋转阻尼齿轮8，通过阻尼齿轮8与铰接环18的啮合传动，实现调节底座9的精准角度调整，使得监测器本体10的监测面与待测巷道的内壁紧密接触，而且回弹单元12通过下压板13作用于监测器本体10的弹性力，可补偿巷道内壁凹凸不平的表面，使得贴合紧密性提升90%以上。
[0048]监测器本体10高度调节：根据待测巷道内壁的高度，启动电机25，驱动第一转轴22旋转，带动第一链轮23转动，转动的第一链轮23与链条24啮合拉动支撑板4向上或向下移动，同时支撑板4底部的升降杆5的滑动杆随之移动进行导向，最终使支撑板4上方的监测器本体10到达预设的监测高度，从而可对不同位置进行监测。
[0049]以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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，在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
说明书附图(4)
声明：
“非煤矿山用地压监测装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：昆明有色冶金设计研究院股份公司
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2026年08月06日 ~ 08日 
