矿山井下物探用数据快速采集装置

权利要求

1.矿山井下物探用数据快速采集装置，包括转轴组件（2）、加紧组（6），其特征在于：还包括支撑架（1）、爬行机构（8），转轴组件（2）分为蜗杆（201）、花键轴（202）、空心轴（203）三部分，蜗杆（201）、花键轴（202）、空心轴（203）三者同轴心，蜗杆（201）转动安装在支撑架（1）上，蜗杆（201）固定安装在花键轴（202）第一端，空心轴（203）滑动安装在花键轴（202）第二端，支撑架（1）两端滑动安装有两组滑动齿条（4），蜗杆（201）与第一组滑条之间连接有传动组件（3），蜗杆（201）驱动第一组滑动齿条（4）滑动，两组滑动齿条（4）上固定安装有圆环（401），圆环（401）与转轴组件（2）同轴心，加紧组（6）转动安装在圆环（401）上，加紧组（6）与空心轴（203）之间连接有离合器（7），支撑架（1）下方设置有上料机构（5），上料机构（5）将钻探仓输送至加紧组（6），空心轴（203）通过离合器（7）控制加紧组（6）固定钻探仓，并带动钻探仓转动进入矿山内部，探测器固定在爬行机构（8）上，爬行机构（8）设置在第一节钻探仓中，实现对井下数据的快速采集； 所述加紧组（6）包括圆盘（601）、限制柱（602），圆盘（601）转动安装在圆环（401）上，圆盘（601）与圆环（401）同轴心，圆盘（601）上均匀的设置有三个滑槽（60101），限制柱（602）固定安装在圆盘（601）上，限制柱（602）与圆盘（601）同轴心； 所述加紧组（6）还包括环形架（603）、凸轮杆（604），环形架（603）转动安装在圆盘（601）上，环形架（603）半径大于限制柱（602）的半径，环形架（603）与圆环（401）同轴心，凸轮杆（604）共有三组，三组凸轮杆（604）均匀的分布在环形架（603）上，凸轮杆（604）第一端转动安装在环形架（603）上，凸轮杆（604）第二端滑动安装在滑槽（60101）上； 所述离合器（7）包括离合板（701）、复位弹簧（703），离合板（701）共有两组，第一个离合板（701）转动安装在环形架（603）上，第二个离合板（701）转动安装在空心轴（203）上，离合板（701）与圆环（401）同轴心，复位弹簧（703）有多个，复位弹簧（703）两端分别固定安装在两个离合板（701）上； 所述爬行机构（8）包括爬行组（801）、气缸（802），爬行组（801）共有两组，两组爬行组（801）分别固定安装在气缸（802）的两端，所述爬行组（801）包括固定座（80101）、爬行气缸（80102），固定座（80101）固定安装在气缸（802）上，爬行气缸（80102）共有四组，四组爬行气缸（80102）均匀的固定安装在固定座（80101）上，爬行气缸（80102）的输出端固定安装有弧形板（80103）。2.根据权利要求1所述的矿山井下物探用数据快速采集装置，其特征在于：所述上料机构（5）包括储料仓（501）、丝杠（504），储料仓（501）固定安装在支撑架（1）的底部，储料仓（501）内部滑动设置有上料仓（502），上料仓（502）两端固定有滑动架（503），滑动架（503）滑动安装在支撑架（1）的两端，丝杠（504）转动安装在第一个滑动架（503）上，丝杠（504）两端转动安装在支撑架（1）上。 3.根据权利要求2所述的矿山井下物探用数据快速采集装置，其特征在于：所述第一个滑动架（503）上设置有内螺纹，内螺纹与丝杠（504）咬合。 4.根据权利要求1所述的矿山井下物探用数据快速采集装置，其特征在于：所述传动组件（3）包括蜗轮（301）、从动锥齿轮（303），蜗轮（301）转动安装在支撑架（1）上，蜗轮（301）与蜗杆（201）啮合，蜗轮（301）上固定安装有主动锥齿轮（302），支撑架（1）上设置有齿轮架（101），从动锥齿轮（303）转动安装在齿轮架（101）上，从动锥齿轮（303）与主动锥齿轮（302）啮合，从动锥齿轮（303）上固定连接有圆齿轮（304），圆齿轮（304）与滑动齿条（4）啮合。 5.根据权利要求1所述的矿山井下物探用数据快速采集装置，其特征在于：所述离合器（7）还包括外齿环（702）、内齿环（704），外齿环（702）固定安装在环形架（603）端部，内齿环（704）固定安装在空心轴（203）端部，内齿环（704）设置在第二个离合板（701）内部，外齿环（702）与内齿环（704）咬合。

说明书

技术领域

本发明涉及井下物探技术领域，特别涉及矿山井下物探用数据快速采集装置。

背景技术

在底下井巷工程中开展多种物探技术的统称，以解决矿井生产过程中所遇到的地质问题（矿井地质，矿井水文地质，瓦斯地质，矿井工程地质）是井下勘探技术之一，目前井下物探是煤矿巷道掘进头超前探查的主要工作手段之一。物探所用到的线圈只是有固定杆简单固定，由两个人扶着固定杆进行不同角度数据的采集，对数据的采集精度产生了一定的影响，随着矿井勘探开发的深入，对井下数据的录取质量要求越来越高。

公开号为CN214375316U的中国实用新型专利公开了一种井下物探技术领域，特别涉及一种煤炭井下物探装置。该实用新型的煤炭井下物探装置包括固定框、线圈、连接件和操作杆，所述线圈环绕固定在所述固定框上，所述连接件设置于所述固定框的一侧中部，其通过多个间隔围绕其的斜连杆与所述固定框连接固定，所述操作杆一端与所述连接件可拆卸连接，所述线圈的线头沿所述操作杆引出。

虽然上述方案可以热量散热的问题，但由于人工操作钻探往往存在炸帮、落石等现象，对数据采集人员造成了安全威胁，工作人员无法离井壁太近，自动化程度较低。所以急需一种矿山井下物探用数据快速采集装置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种矿山井下物探用数据快速采集装置，包括转轴组件、加紧组，还包括支撑架、爬行机构，转轴组件分为蜗杆、花键轴、空心轴三部分，蜗杆、花键轴、空心轴三者同轴心，蜗杆转动安装在支撑架上，蜗杆固定安装在花键轴第一端，空心轴滑动安装在花键轴第二端，支撑架两端滑动安装有两组滑动齿条，蜗杆与第一组滑条之间连接有传动组件，蜗杆驱动第一组滑动齿条滑动，两组滑动齿条上固定安装有圆环，圆环与转轴组件同轴心，加紧组转动安装在圆环上，加紧组与空心轴之间连接有离合器，支撑架下方设置有上料机构，上料机构将钻探仓输送至加紧组，空心轴通过离合器控制加紧组固定钻探仓，并带动钻探仓转动进入矿山内部，探测器固定在爬行机构上，爬行机构设置在第一节钻探仓中，实现对井下数据的快速采集。

进一步的，所述上料机构包括储料仓、丝杠，储料仓固定安装在支撑架的底部，储料仓内部滑动设置有上料仓，上料仓两端固定有滑动架，滑动架滑动安装在支撑架的两端，丝杠转动安装在第一个滑动架上，丝杠两端转动安装在支撑架上。钻探仓设置在上料仓和储料仓内部，上料仓将钻探仓输送至加紧组，使最上面的钻探仓与加紧组同轴心。

进一步的，所述第一个滑动架上设置有内螺纹，内螺纹与丝杠咬合。丝杠转动时，在两个滑动架的限位作用下，通过滑动架带动上料仓在储料仓内滑动。

进一步的，所述传动组件包括蜗轮、从动锥齿轮，蜗轮转动安装在齿轮架上，蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮上固定安装有主动锥齿轮，齿轮架上设置有齿轮架，从动锥齿轮转动安装在齿轮架上，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，从动锥齿轮上固定连接有圆齿轮，圆齿轮与滑动齿条啮合。蜗杆转动时带动蜗轮转动，蜗轮带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮转动时带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动圆齿轮转动，圆齿轮带动滑动齿条在支撑架的两端滑动，圆环跟随滑动齿条滑动。

进一步的，所述加紧组包括圆盘、限制柱，圆盘转动安装在圆环上，圆盘与圆环同轴心圆盘上均匀的设置有三个滑槽，限制柱固定安装在圆盘上，限制柱与圆盘同轴心。

进一步的，所述加紧组还包括环形架、凸轮杆，环形架转动安装在圆盘上，环形架半径大于限制柱的半径，环形架与圆环同轴心，凸轮杆共有三组，三组凸轮杆均匀的分布在环形架上，凸轮杆第一端转动安装在环形架上，凸轮杆第二端滑动安装在滑槽上。环形架转动时带动三个凸轮杆在圆盘上滑动，直至三组凸轮杆固定钻探仓，凸轮杆不再转动，环形架继续转动，带动圆盘在圆环上转动，从而带动钻探仓转动。

进一步的，所述离合器包括离合板、复位弹簧，离合板共有两组，第一个离合板转动安装在环形架上，第二个离合板转动安装在空心轴上，离合板与圆环同轴心，复位弹簧有多个，复位弹簧两端分别固定安装在两个离合板上。复位弹簧辅助两个离合板恢复初始位置。

进一步的，所述离合器还包括外齿环、内齿环，外齿环固定安装在环形架端部，内齿环固定安装在空心轴端部，内齿环设置在第二个离合板内部，外齿环与内齿环咬合。复位弹簧处于伸长状态时，外齿环与内齿环不咬合，空心轴转动，环形架不转动；复位弹簧处于压缩状态时，外齿环与内齿环咬合，空心轴转动时带动环形架转动。

进一步的，所述爬行机构包括爬行组、气缸，爬行组共有两组，两组爬行组分别固定安装在气缸的两端，所述爬行组包括固定座、爬行气缸，固定座固定安装在气缸上，爬行气缸共有四组，四组爬行气缸均匀的固定安装在固定座上，爬行气缸的输出端固定安装有弧形板。气缸伸缩，第一组爬行组与第二组爬行组辅助，第一组爬行组的爬行气缸伸长，第二组爬行组的爬行气缸收缩，驱动爬行机构在钻探仓内部移动。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设置的转轴组件与传动组件，使用一个电机实现机械传动，构思巧妙；（2）本发明设置的离合器，实现滑动齿条与加紧组分级传动，对钻探仓实现固定和转动，自动化程度较高；（3）本发明设置的上料机构与加紧组相互辅助，实现对钻探仓的自动上料，解放了劳动力；（4）本发明设置的爬行机构，将探测器带出钻探仓，实现对不同深度的矿山井下数据采集，实用性较强。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图。

图2为本发明转轴组件的示意图。

图3为本发明上料机构的位置示意图。

图4为本发明第一节钻探仓和其他钻探仓的示意图。

图5为本发明传动组件的示意图。

图6为本发明上料机构的示意图。

图7为本发明加紧组的示意图。

图8为本发明离合器的示意图。

图9为本发明爬行机构的示意图。

附图标号：1-支撑架；101-齿轮架；102-电机；2-转轴组件；201-蜗杆；202-花键轴；203-空心轴；3-传动组件；301-蜗轮；302-主动锥齿轮；303-从动锥齿轮；304-圆齿轮；4-滑动齿条；401-圆环；5-上料机构；501-储料仓；502-上料仓；503-滑动架；504-丝杠；6-加紧组；601-圆盘；602-限制柱；603-环形架；604-凸轮杆；60101-滑槽；7-离合器；701-离合板；702-外齿环；703-复位弹簧；704-内齿环；8-爬行机构；801-爬行组；802-气缸；80101-固定座；80102-爬行气缸；80103-弧形板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的一种矿山井下物探用数据快速采集装置，包括转轴组件2、加紧组6，还包括支撑架1、爬行机构8，转轴组件2分为蜗杆201、花键轴202、空心轴203三部分，蜗杆201、花键轴202、空心轴203三者同轴心，蜗杆201转动安装在支撑架1上，蜗杆201固定安装在花键轴202第一端，空心轴203滑动安装在花键轴202第二端，支撑架1两端滑动安装有两组滑动齿条4，蜗杆201与第一组滑条之间连接有传动组件3，蜗杆201驱动第一组滑动齿条4滑动，两组滑动齿条4上固定安装有圆环401，圆环401与转轴组件2同轴心，加紧组6转动安装在圆环401上，加紧组6与空心轴203之间连接有离合器7，支撑架1下方设置有上料机构5，上料机构5将钻探仓输送至加紧组6，空心轴203通过离合器7控制加紧组6固定钻探仓，并带动钻探仓转动进入矿山内部，探测器固定在爬行机构8上，爬行机构8设置在第一节钻探仓中，实现对井下数据的快速采集。

如图1、图2所示，支撑架1，支撑架1上设置有齿轮架101、电机102，电机102共有两个，两个电机102固定安装在支撑架1上，转轴组件2转动安装在支撑架1上，蜗杆201转动安装在支撑架1上，蜗杆201第一端固定安装在电机102的输出轴上，第一个电机102带动蜗杆201转动，蜗杆201第二端固定安装在花键轴202第一端上，空心轴203滑动安装在花键轴202第二端，蜗杆201、花键轴202、空心轴203三者同轴心，蜗杆201带动花键轴202和空心轴203同步转动。

如图1、图3、图6所示，上料机构5，储料仓501固定安装在支撑架1的底部，储料仓501内部滑动设置有上料仓502，钻探仓设置在上料仓502和储料仓501内部，上料仓502两端固定有滑动架503，滑动架503滑动安装在支撑架1的两端，第一个滑动架503上设置有内螺纹，丝杠504转动安装在第一个滑动架503上，内螺纹与丝杠504咬合；丝杠504两端转动安装在支撑架1上，丝杠504固定安装在第二个电机102的输出轴上，第二个电机102带动丝杠504转动，丝杠504转动时，在两个滑动架503的限位作用下，通过滑动架503带动上料仓502在储料仓501内滑动，上料仓502将钻探仓输送至加紧组6，使最上面的钻探仓与加紧组6同轴心。

如图1、图2、图5所示，传动组件3，蜗轮301转动安装在齿轮架101上，蜗轮301与蜗杆201啮合，蜗杆201转动时带动蜗轮301转动，主动锥齿轮302固定安装有在蜗轮301上，蜗轮301带动主动锥齿轮302转动，从动锥齿轮303转动安装在齿轮架101上，从动锥齿轮303与主动锥齿轮302啮合，主动锥齿轮302转动时带动从动锥齿轮303转动，圆齿轮304转动安装在齿轮架101上，从动锥齿轮303与圆齿轮304固定安装，从动锥齿轮303带动圆齿轮304转动，滑动齿条4共有两组，两组滑动齿条4对称滑动安装在支撑架1的两端，圆齿轮304与滑动齿条4啮合，圆齿轮304带动滑动齿条4在支撑架1的两端滑动，圆环401固定安装在两组滑动齿条4的端部，圆环401与转轴组件2同轴心，圆环401跟随两组滑动齿条4移动。

如图7所示，加紧组6，圆盘601转动安装在圆环401上，圆盘601与圆环401同轴心，圆盘601上均匀的设置有三个滑槽60101，限制柱602固定安装在圆盘601上，限制柱602与圆盘601同轴心；环形架603转动安装在圆盘601上，环形架603与圆环401同轴心，环形架603半径大于限制柱602的半径，凸轮杆604共有三组，三组凸轮杆604均匀的分布在环形架603上，凸轮杆604第一端转动安装在环形架603上，凸轮杆604第二端滑动安装在滑槽60101上；环形架603转动时带动三个凸轮杆604在圆盘601上滑动，直至三组凸轮杆604固定钻探仓，凸轮杆604不再转动，环形架603继续转动，带动圆盘601在圆环401上转动，从而带动钻探仓转动。

如图8所示，离合器7设置在空心轴203和加紧组6之间，外齿环702固定安装在环形架603端部，内齿环704固定安装在空心轴203端部，外齿环702与内齿环704咬合时空心轴203带动环形架603转动；离合板701共有两组，第一个离合板701转动安装在环形架603上，第二个离合板701转动安装在空心轴203上，内齿环704设置在第二个离合板701内部，离合板701与圆环401同轴心，复位弹簧703有多个，复位弹簧703两端分别固定安装在两个离合板701上；复位弹簧703处于伸长状态时，外齿环702与内齿环704不咬合，空心轴203转动，环形架603不转动；复位弹簧703处于压缩状态时，外齿环702与内齿环704咬合，空心轴203转动时带动环形架603转动。

如图9所示，爬行机构8设置在第一节钻探仓内部，爬行组801共有两组，两组爬行组801分别固定安装在气缸802的两端，爬行组801包括固定座80101、爬行气缸80102、弧形板80103，固定座80101固定安装在气缸802上，爬行气缸80102共有四组，四组爬行气缸80102均匀的固定安装在固定座80101上，弧形板80103固定安装在爬行气缸80102的输出端。气缸802伸缩，第一组爬行组801与第二组爬行组801辅助，第一组爬行组801的爬行气缸80102伸长，第二组爬行组801的爬行气缸80102收缩，驱动爬行机构8在钻探仓内部移动。

工作原理：将钻探仓放入上料仓502中，钻探仓的第一端设置有外啮合齿，钻探仓的第二端设置有内啮合齿，第一个钻探仓的第一端为尖头；将探测器固定安装在爬行机构8上，将爬行机构8放入第一个钻探仓中；加紧组6的初始位置靠近支撑架1，启动第二个电机102，第二个电机102带动丝杠504顺时针转动，丝杠504转动时，在两个滑动架503的限位作用下，通过滑动架503带动上料仓502在储料仓501内向上滑动，上料仓502将钻探仓输送至加紧组6，使第一个钻探仓与加紧组6同轴心。

同时启动第一个电机102，第一个电机102带动蜗杆201顺时针转动，蜗杆201带动花键轴202和空心轴203同步转动，蜗杆201转动时带动蜗轮301转动，蜗轮301带动主动锥齿轮302转动，主动锥齿轮302转动时带动从动锥齿轮303转动，从动锥齿轮303带动圆齿轮304转动，圆齿轮304带动滑动齿条4在支撑架1的两端滑动，两组滑动齿条4带动圆环401向待探测目标方向移动，同时空心轴203在花键轴202上滑动，直至限制柱602插入第一个钻探仓内部，第二个电机102带动丝杠504逆时针转动，在两个滑动架503的限位作用下，通过滑动架503带动上料仓502在储料仓501内向下滑动，回复上料仓502的初始位置；限制柱602带动第一个钻探仓继续向待探测目标方向移动，当第一个钻探仓的尖头接触到待探测矿山时，滑动齿条4带动加紧组6继续移动，当第一个钻探仓与圆盘601接触后，复位弹簧703开始压缩，直至外齿环702与内齿环704咬合，空心轴203带动环形架603转动，环形架603转动时带动三个凸轮杆604在圆盘601上滑动，直至三组凸轮杆604固定钻探仓，凸轮杆604不再转动，环形架603继续转动，带动圆盘601在圆环401上转动，从而带动钻探仓转动，使第一个钻探仓进入矿山内部。

第一个钻探仓完全进入矿山内部后，第二个电机102带动蜗杆201逆时针转动，蜗杆201带动花键轴202和空心轴203同步转动，蜗杆201转动时带动蜗轮301转动，蜗轮301带动主动锥齿轮302转动，主动锥齿轮302转动时带动从动锥齿轮303转动，从动锥齿轮303带动圆齿轮304转动，圆齿轮304带动滑动齿条4在支撑架1的两端滑动，两组滑动齿条4带动圆环401向支撑架1方向移动，环形架603逆时针转动，驱动凸轮杆604松开第一个钻探仓，在复位弹簧703的作用下，外齿环702与内齿环704脱离咬合，凸轮杆604恢复初始位置，两组滑动齿条4继续向支撑架1方向移动，直至滑动齿条4恢复初始位置。

重复上述操作，将第二个钻探仓输送至第一个钻探仓位置，第一个钻探仓的内啮合齿与第二个钻探仓的外啮合齿咬合，环形架603带动第二个钻探仓转动，第二个钻探仓带动第一个钻探仓转动，直至第二个钻探仓完全进入矿山内部。

当第一个钻探仓到达目标检测位置，探测器采集数据，数据采集完毕后，第一组爬行组801与第二组爬行组801辅助，第一组爬行组801的爬行气缸80102伸长，第一组爬行组801上的弧形板80103与钻探仓内壁接触并固定，第二组爬行组801的爬行气缸80102收缩，气缸802伸长，第二组爬行组801上的爬行气缸80102伸长，第二组爬行组801上的弧形板80103与钻探仓内壁接触并固定；第一组爬行组801的爬行气缸80102收缩，气缸802收缩，带动第一组爬行组801移动，从而实现爬行机构8在钻探仓内部移动，直至爬行机构8将探测器带出钻探仓。

本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

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