一种用于煤矿的位移传感器的制作方法

1.本发明属于煤矿地质监测设备技术领域，尤其涉及一种用于煤矿的位移传感器。


背景技术：

2.巷道是煤矿中钻凿而成的各种通路的统称，用于运煤、通风、排水、行人或机械行进等。巷道的天花板称为顶板，顶板事故也称冒顶，是煤矿的常见灾害之一。
3.巷道至地表的区域内，按地质条件分为多个岩层，如砂岩、泥岩、煤岩等。随着掘进面的推进，每间隔几米需要进行支护，此时，巷道上方的岩层的重量压在巷道支护设施上。当下部岩层发生塌陷时，下部岩层与上部岩层之间产生离层。岩层的塌陷量，即离层量，是需要重点监测的指标；当离层量超过一定限度时就可能发生冒顶事故。
4.现有技术中，参考图16所示，一般用直角筒式传感器监测离层量，即，监测岩层的位移。其工作原理为：直筒插入岩层内，当岩层塌陷时，直筒随岩层下移；在直筒的轴线方向上，直筒的竖直移动转化为活环沿横筒的水平移动。因此，通过读取活环在横筒上的位移量，即可计算出岩层的离层量。
5.然而，现有的直角筒式传感器在应用中有几个缺陷。一是量程小、占用空间大：不同的煤矿地质条件不同，有的巷道中离层量可达1米至几米，如横筒的长度小则量程小，不能满足需求；如横筒长度大则占用空间大，巷道空间小，横筒占用空间过大会与其他设施相互干扰，且巷道内每隔一段距离需要布设传感器，多个横筒会严重挤占巷道内的空间。二是巷道内环境恶劣，横筒上的标尺容易被灰尘遮盖，难以读数。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于煤矿的位移传感器，旨在解决现有技术中的传感器量程小、占用空间大、不方便读数的问题。
7.为达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案是：一种用于煤矿的位移传感器，包括：壳体组件，用于安装在巷道的顶板上；锚爪，用于安装在岩层内；滑杆，设置在壳体组件内，且与锚爪相连，用于在锚爪的牵引下、相对于壳体组件移动；线盘，设置在壳体组件上，且与壳体组件转动连接；第一引线，绕设于线盘上，且第一端与线盘相连，且第二端与滑杆相连；第一引线用于在滑杆与壳体组件相对移动时、带动线盘转动；和控制组件，与线盘相连，且用于通过线盘转动的角度、分析壳体组件的位移。
8.作为本技术另一实施例，一种用于煤矿的位移传感器还包括：第二引线，第一端与锚爪相连，且第二端与滑杆相连；第二引线用于在壳体组件发生位移时、带动滑杆相对于壳体组件移动。
9.作为本技术另一实施例，所述控制组件包括：滑动变阻器，与线盘相连，且用于在线盘转动时改变电阻值；和控制构件，与滑动变阻器电性连接，且用于测量电流值并分析壳体组件的位移。
10.作为本技术另一实施例，壳体组件包括：插管，用于插入巷道的顶板内；脖管，与插管相连；滑杆设置在脖管的腔体内；锁紧件，用于连接滑杆与第二引线；机械壳体，与脖管相连；线盘设置在机械壳体的腔体内；在插管的轴线方向上，脖管位于机械壳体的上方；和电子壳体，与机械壳体相连；滑动变阻器和控制构件设置在电子壳体内。
11.作为本技术另一实施例，控制组件包括：角盘，与线盘相连，且用于在线盘的带动下转动；传感器，用于将角盘转动的角度转换为电信号；和控制单元，与传感器电性连接，且用于接收传感器的电信号、并分析壳体组件的位移。
12.作为本技术另一实施例，壳体组件包括：固定板，用于安装在巷道的顶板上，且设有滑孔；和外壳，与固定板相连，且设有滑道；滑道与滑孔相连通；滑杆沿滑道移动；在滑杆的移动方向上，外壳位于固定板的下方。
13.作为本技术另一实施例，一种用于煤矿的位移传感器还包括：预紧组件，与线盘相连，且用于在线盘转动时、提供与线盘的转动方向相反的预紧力。
14.作为本技术另一实施例，预紧组件包括：转轴，与线盘相连，且用于在线盘的带动下转动；和弹簧卷，第一端与转轴相连，且第二端与外壳相连；弹簧卷用于在转轴转动时、提供与转轴的转动方向相反的预紧力。
15.作为本技术另一实施例，预紧组件还包括：圈板，设置在外壳上；弹簧卷位于圈板围设成的腔体内。
16.作为本技术另一实施例，预紧组件还包括：压板，与外壳相连；在转轴的轴线方向上，压板位于圈板的上方；弹簧卷位于压板及圈板围设而成的腔体内。
17.由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：锚爪安装在岩层内，作为基点，绝对位置不变。滑杆与锚爪相连，滑杆的绝对位置也不变。当顶板塌陷时，壳体组件随着顶板下沉，因此，壳体组件与滑杆相对移动。
18.第一引线的第二端与滑杆相连，因此，第一引线的第二端的绝对位置不变。当壳体组件下沉时，带动线盘下沉，而第一引线的第一端与线盘相连，因此，线盘下沉时、第一引线带动线盘转动。
19.线盘下沉时的位移与线盘转动的角度呈对应关系，而线盘下沉的位移与壳体组件下沉的位移相对应，因此，壳体组件的位移与线盘转动的角度呈对应关系。进而，控制组件
能够通过线盘转动的角度、分析壳体组件的位移。
20.第一引线绕设于线盘上，其占用空间小。第一引线的长度是本技术的位移传感器的量程，由于第一引线绕设于线盘上，其长度可以根据需要设置，因此，本技术的位移传感器的量程大。控制组件可以分析壳体组件的位移，并通过电子显示屏显示，相比于传统的标尺上的刻度，更便于读数。
21.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：该位移传感器的量程大，且占用空间小，而且便于读数，有利于推广应用。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例提供的一种用于煤矿的位移传感器的装配示意图；图2是图1中锚爪、滑杆、第一引线、第二引线及线盘的连接示意图；图3是图1的实施例中的位移传感器的内部结构示意图；图4是图3的另一角度的示意图；图5是图1的实施例中的另一装配示意图；图6是图1的实施例中的转轴、弹簧卷与圈板的结构示意图；图7是图6的另一角度的示意图；图8是图6中转轴的结构示意图；图9是本发明另一实施例提供的一种用于煤矿的位移传感器的装配示意图；图10是图9的实施例中的位移传感器的内部结构示意图；图11是图10中滑杆、第一引线、第二引线、线盘及锁紧件的连接示意图；图12是图9的实施例中的位移传感器的另一角度的内部结构示意图；图13是图9的实施例中的位移传感器的使用状态的示意图；图14是图13中位移传感器的另一状态的示意图；图15是图1的实施例中的位移传感器的使用状态的示意图；图16是现有技术的示意图。
24.附图标记说明：11、插管；111、卡爪；12、脖管；13、锁紧件；14、机械壳体；15、电子壳体；16、备用卷；17、卡盘；21、固定板；211、滑孔；22、外壳；221、滑道；23、转轴；231、插孔；24、弹簧卷；241、插板；242、转板；243、钩板；25、圈板；26、压板；27、侧盖；271、传动腔体；28、底盖；281、电控腔体；282、窗口；29、套管；30、锚爪；31、滑杆；32、第一引线；33、第二引线；34、线盘；41、滑动变阻器；42、控制构件；51、角盘；52、传感器；53、控制单元；54、显示器；61、第一岩层；62、第二岩层；63、第三岩层；64、巷道；65、顶板。
具体实施方式
25.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具
体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
26.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
27.本发明实施例提供了一种用于煤矿的位移传感器，结合图1至图15所示，一种用于煤矿的位移传感器包括壳体组件、锚爪30、滑杆31、线盘34、第一引线32和控制组件。壳体组件用于安装在巷道64的顶板65上。锚爪30用于安装在岩层内。滑杆31设置在壳体组件内，且与锚爪30相连，用于在锚爪30的牵引下、相对于壳体组件移动。线盘34设置在壳体组件上，且与壳体组件转动连接。第一引线32绕设于线盘34上，且第一端与线盘34相连，且第二端与滑杆31相连。第一引线32用于在滑杆31与壳体组件相对移动时、带动线盘34转动。控制组件与线盘34相连，且用于通过线盘34转动的角度、分析壳体组件的位移。
28.本实施例的工作原理为：锚爪30安装在岩层内，作为基点。在自然空间的绝对坐标系中，锚爪30的绝对位置不变。滑杆31与锚爪30相连，滑杆31的绝对位置也不变。当顶板65塌陷时，壳体组件随着顶板65下沉，因此，壳体组件与滑杆31相对移动。
29.第一引线32的第二端与滑杆31相连，因此，第一引线32的第二端的绝对位置不变。当壳体组件下沉时，带动线盘34下沉，而第一引线32的第一端与线盘34相连，因此，线盘34下沉时、第一引线32带动线盘34转动。其工作原理用生活中常见的物品举例说明：缝纫用的线轴，一只手捏住线头，另一只手握着线轴向下移动，线头会带动线轴转动；即，线轴发生两种运动，在整体向下移动时，同时发生转动。
30.线盘34下沉时的位移与线盘34转动的角度呈对应关系，而线盘34下沉的位移与壳体组件下沉的位移相同，因此，壳体组件的位移与线盘34转动的角度呈对应关系。进而，控制组件能够通过线盘34转动的角度、分析壳体组件的位移。由于壳体组件的位移与顶板65的位移相同，因此，控制组件分析出壳体组件的位移，就能得到顶板65塌陷的离层量。
31.第一引线32绕设于线盘34上，其占用空间小。第一引线32的长度是本技术的位移传感器的量程，由于第一引线32绕设于线盘34上，其长度可以根据需要设置，因此，本技术的位移传感器的量程大。控制组件可以分析壳体组件的位移，并通过电子显示屏显示，相比于传统的标尺上的刻度，更便于读数。
32.作为一种实施例，锚爪30的数量、滑杆31的数量、线盘34的数量、第一引线32的数量，均可以为一个或多个。锚爪30、滑杆31、线盘34、第一引线32中任意两者之间一一对应，且任意两者的数量相同。
33.具体的，参考图13和图15所示，岩层包括第一岩层61、第二岩层62和第三岩层63。第一岩层61为老岩层。本技术中认为第一岩层61不发生变形，即，第一岩层61的绝对位置不变。在自然空间的绝对坐标系中，在竖直方向上，第二岩层62位于第一岩层61的下方，第三岩层63位于第二岩层62的下方，巷道64位于第三岩层63的下方。
34.锚爪30的数量、滑杆31的数量、线盘34的数量、第一引线32的数量均为两个。其中，一个锚爪30安装在第一岩层61内，另一个锚爪30安装在第二岩层62内。安装在第二岩层62内的锚爪30，以及配套的滑杆31、线盘34、第一引线32与控制组件，用于监测第三岩层63的塌陷量。安装在第一岩层61内的锚爪30，以及配套的滑杆31、线盘34、第一引线32与控制组件，用于监测第二岩层62与第三岩层63的整体的塌陷量。
35.作为一种实施例，锚爪30与滑杆31之间可以通过硬质元件连接，也可以通过柔性元件连接。具体的，锚爪30与滑杆31之间可以通过金属杆、塑料杆等连接，也可以通过线、绳、链条等连接。具体的，锚爪30与滑杆31之间可以通过一个硬质元件或柔性元件连接，也可以通过多个硬质元件或柔性元件的组合进行连接。
36.作为一种实施例，结合图1至图15所示，一种用于煤矿的位移传感器还包括第二引线33。第二引线33的第一端与锚爪30相连，且第二端与滑杆31相连。第二引线33用于在壳体组件发生位移时、带动滑杆31相对于壳体组件移动。
37.参考图13或图15所示，顶板65距离第一岩层61可达几十米甚至上百米，顶板65距离第二岩层62可达十几米甚至几十米，因此，在设计锚爪30与滑杆31之间的连接方式时，要考虑几方面：一是便于现场安装，二是连接牢固，三是控制成本。经过综合考量，选用第二引线33连接锚爪30与滑杆31。具体的，第二引线33为柔性元件。优选的，第二引线33为钢丝绳。
38.作为一种实施例，结合图12所示，控制组件包括滑动变阻器41和控制构件42。滑动变阻器41与线盘34相连，且用于在线盘34转动时改变电阻值。控制构件42与滑动变阻器41电性连接，且用于测量电流值并分析壳体组件的位移。
39.线盘34转动时，滑动变阻器41接入电路中的电阻改变，因此，电路的电流发生变化。电流值与电阻值呈对应关系，电阻值与线盘34转动的角度呈对应关系，因此，电流值与线盘34转动的角度呈对应关系。控制构件42通过测量电流值，从而能够计算出线盘34转动的角度，进而得出顶板65塌陷的离层量。
40.具体的，滑动变阻器41可以采用圆盘式变阻器。为解释滑动变阻器41的工作原理，用生活中常见的物品举例说明：音响调节音量的旋钮、台灯调节亮度的旋钮、电熨斗调节温度的旋钮，都利用了滑动变阻器。具体的，控制构件42可以采用电路板或plc或单片机。
41.作为一种实施例，结合图9至图14所示，壳体组件包括插管11、脖管12、锁紧件13、机械壳体14和电子壳体15。插管11用于插入巷道64的顶板65内。脖管12与插管11相连。滑杆31设置在脖管12的腔体内。锁紧件13用于连接滑杆31与第二引线33。机械壳体14与脖管12相连。线盘34设置在机械壳体14的腔体内。在插管11的轴线方向上，脖管12位于机械壳体14的上方。电子壳体15与机械壳体14相连。滑动变阻器41和控制构件42设置在电子壳体15内。
42.具体的，锁紧件13可以采用顶丝、螺丝或螺栓等。插管11、脖管12、机械壳体14和电子壳体15可以采用可拆卸连接结构，也可以采用一体式结构。
43.参考图13所示，插管11用于固定在第三岩层63内。具体的，插管11上设有一个或多个卡爪111。卡爪111用于卡住第三岩层63，将插管11固定在第三岩层63内。
44.具体的，壳体组件还包括卡盘17。卡盘17与顶板65顶抵接触。卡盘17起到限位作用，将插管11插入第三岩层63、直至卡盘17与顶板65抵接，即可将插管11安装到位。卡盘17位于插管11与脖管12之间。
45.具体的，一种用于煤矿的位移传感器还包括备用卷16。备用卷16与第二引线33相连。在巷道内，锚爪30与滑杆31之间的距离较大，为预留足够的第二引线33，设置备用卷16。安装时，锚爪30固定、并使用第二引线33连接锚爪30与滑杆31后，切断备用卷16。
46.该实施例的安装过程为：步骤（1）：将备用卷16的引线依次穿过机械壳体14、脖管12、卡盘17、插管11，然后与锚爪30相连；
步骤（2）：将a锚爪30固定在第一岩层61内，将b锚爪30固定在第二岩层62内。a锚爪30与b锚爪30分别对应一套滑杆31、第一引线32、第二引线33、线盘34、滑动变阻器41及控制构件42；步骤（3）：将插管11插入第三岩层63内，直至卡盘17与顶板65顶抵接触，并通过卡爪111将插管11固定在第三岩层63内；步骤（4）：拉紧备用卷16的引线，转动线盘34直至第一引线32被拉紧，将滑动变阻器41旋拧至电子零位，然后拧紧锁紧件13、直至将备用卷16的引线与滑杆31连接在一起。此时，备用卷16的引线形成第二引线33；步骤（5）：切断备用卷16。
47.该实施例的工作原理为：b锚爪30与相应的滑杆31的相对位置不变，滑杆31与第一引线32的第二端的相对位置不变。当第三岩层63塌陷时，顶板65带动插管11、卡盘17、脖管12及机械壳体14下移，机械壳体14带动相应的线盘34下移，在线盘34下移的同时、第一引线32带动线盘34转动。线盘34带动滑动变阻器41转动，滑动变阻器41的电阻值变化引起电路的电流值变化。控制构件42通过测量电流值，从而能够计算出线盘34转动的角度，进而得出第三岩层63塌陷的离层量。同理，通过a锚爪30与相应的滑杆31、第一引线32、第二引线33、线盘34、滑动变阻器41及控制构件42，可得第二岩层62与第三岩层63塌陷的离层量。
48.作为一种实施例，结合图1至图8所示，控制组件包括角盘51、传感器52和控制单元53。角盘51与线盘34相连，且用于在线盘34的带动下转动。传感器52用于将角盘51转动的角度转换为电信号。控制单元53与传感器52电性连接，且用于接收传感器52的电信号、并分析壳体组件的位移。
49.角盘51与传感器52配合，用于检测线盘34转动的角度。具体的，传感器52可以采用经纬仪，也可以采用西安光衡光电科技有限公司的全角测角仪。具体的，角盘51设有多个栅格，传感器52为光电传感器；相邻的两个栅格之间具有一定角度；随着角盘51的转动，栅格会使传感器52开或关，或者产生不同的电平；控制单元53通过接收传感器52的电信号，从而能够计算栅格的数量，进而计算角盘51转动的角度，也就可以得出线盘34转动的角度，进而得出顶板65塌陷的离层量。
50.作为一种实施例，结合图1至图8所示，壳体组件包括固定板21和外壳22。固定板21用于安装在巷道64的顶板65上，且设有滑孔211。外壳22与固定板21相连，且设有滑道221。滑道221与滑孔211相连通。滑杆31沿滑道221移动。在滑杆31的移动方向上，外壳22位于固定板21的下方。具体的，线盘34设置在外壳22上。在自然空间的绝对坐标系中，顶板65的塌陷方向为竖直方向，滑杆31的移动方向为竖直方向。
51.作为一种实施例，结合图1至图8所示，一种用于煤矿的位移传感器还包括预紧组件。预紧组件与线盘34相连，且用于在线盘34转动时、提供与线盘34的转动方向相反的预紧力。预紧组件便于将第一引线32拉紧，从而便于将传感器52的电子零位与线盘34的机械零位调节一致。具体的，预紧组件可以采用具有弹性的元件，如扭簧、回转油缸、回转气缸、发条弹簧等。
52.作为一种实施例，结合图1至图8所示，预紧组件包括转轴23和弹簧卷24。转轴23与线盘34相连，且用于在线盘34的带动下转动。弹簧卷24的第一端与转轴23相连，且第二端与
外壳22相连。弹簧卷24用于在转轴23转动时、提供与转轴23的转动方向相反的预紧力。综合考虑安装空间、预紧力的大小、成本等因素后，弹簧卷24选用发条弹簧。
53.作为一种实施例，结合图1至图8所示，预紧组件还包括圈板25。圈板25设置在外壳22上。弹簧卷24位于圈板25围设成的腔体内。
54.作为一种实施例，结合图1至图8所示，预紧组件还包括压板26。压板26与外壳22相连。在转轴23的轴线方向上，压板26位于圈板25的上方。弹簧卷24位于压板26及圈板25围设而成的腔体内。
55.圈板25和压板26对弹簧卷24起到限位作用，圈板25能够避免弹簧卷24在发生形变后向四周弹射，压板26能够避免弹簧卷24发生不规则的变形或自缠绕。
56.参考图5至图8，具体的，弹簧卷24的第一端与转轴23相连，且第二端与圈板25相连。转轴23设有插孔231。弹簧卷24包括插板241、转板242和钩板243。插板241的第一端插入插孔231内。转板242与插板241的第二端相连，且呈螺旋状。插板241的长度方向与转板242的螺旋方向呈一定夹角。具体的，插板241的长度方向与转板242的螺旋方向之间的夹角为20度至90度。钩板243与转板242相连，且用于钩挂在圈板25上。
57.转轴23转动的方向与转板242的螺旋方向相反，因此，当转轴23转动时，转板242发生形变，并产生与转轴23的转动方向相反的回弹力。
58.在转轴23上加工插孔231，加工难度小，加工成本低。插板241插入插孔231内，将插板241与转轴23连接在一起；插板241的长度方向与转板242的螺旋方向呈一定夹角，使得转板242发生形变时，插板241能牢固的插在插孔231内、避免脱出。使用该方案，既能保证连接强度，同时也便于加工和装配。
59.作为一种实施例，壳体组件还包括侧盖27和底盖28。侧盖27、外壳22与固定板21围设成传动腔体271。滑道221、线盘34、弹簧卷24、圈板25、压板26均设置在传动腔体271内。底盖28与外壳22围设成电控腔体281。角盘51、传感器52及控制单元53设置在电控腔体281内。控制单元53可以采用电路板、plc或单片机。控制单元53上设有用于显示离层量的显示器54。底盖28上设有与显示器54的形状相适配的窗口282。
60.作为一种实施例，壳体组件还包括套管29。套管29与固定板21相连，且用于插入岩层内。滑道221、滑孔211及套管29的腔体互相连通。套管29对滑杆31起到一定的防护作用，当岩层塌陷时，滑杆31在套管29的腔体内移动，能够减少煤灰对滑杆31的阻挡作用。
61.作为一种实施例，滑杆31为中空结构。第二引线33穿设于滑杆31的腔体内，并与滑杆31的外周壁相连。
62.该实施例的安装过程为：步骤a：将第二引线33的第一端与锚爪30相连，第二端依次穿入套管29及滑杆31；步骤b：将第一锚爪30固定在第一岩层61内，将第二锚爪30固定在第二岩层62内。第一锚爪30与第二锚爪30分别对应一套滑杆31、第一引线32、第二引线33、线盘34、转轴23、角盘51及传感器52；步骤c：将固定板21安装在顶板65上的支护设施上；步骤d：推动滑杆31、直至第一引线32被拉紧，然后将第二引线33拉紧后固定在滑杆31上，再将控制单元53设置到电子零位。
63.该实施例的工作原理为：
第二锚爪30与相应的滑杆31的相对位置不变，滑杆31与第一引线32的第二端的相对位置不变。当第三岩层63塌陷时，顶板65带动固定板21及外壳22下移，外壳22带动线盘34下移；线盘34下移的同时、第一引线32带动线盘34转动。线盘34带动角盘51转动，角盘51上的栅格引起传感器52发出的电信号变化，控制单元53通过计量电信号的变化次数从而计算出转过的栅格的数量，进而计算出线盘34转动的角度，进而得出第三岩层63塌陷的离层量。同理，通过第一锚爪30与相应的滑杆31、第一引线32、第二引线33、线盘34、转轴23、角盘51及传感器52，可得第二岩层62与第三岩层63塌陷的离层量。
64.图9至图14所示的实施例为初代产品，图1-图8及图15所示的实施例为升级产品。
65.对于初代产品而言，参考前文中步骤（4）可知，机械零位需要保证备用卷16的引线与第一引线32同时被拉紧，但在实际应用中，施工人员在巷道64内作业，环境恶劣，且在顶板65上作业时，人工无法掌握精准度，因此，在调整机械零位时存在较大的误差。另外，施工人员一只手拉紧引线，另一只手需要拧紧锁紧件13，在旋拧过程中，还会产生二次误差。
66.再者，滑动变阻器41也存在物理零位，比如旋拧至最左侧或最右侧时是物理零位，该物理零位与电子零位相对应。但由于调节机械零位时，需要转动线盘34，而滑动变阻器41与线盘34同轴设置，如果要转动线盘34调节机械零位，就不可避免的无法调节电子零位；如果旋拧滑动变阻器41调节电子零位，就无法调节机械零位。因此，初代产品无法同时保证机械零位与电子零位，因此，也不可避免的存在误差。
67.另外，参考图14所示，由于步骤（4）中需要旋拧锁紧件13，通过锁紧件13将备用卷16的引线与滑杆31连接在一起，施工人员的手以及工具都需要作业空间，因此，为便于施工，初代产品上设置脖管12。但巷道64内空间逼仄，而且液压支杆需要随着掘进面向前挪移，设施设备或者车辆很容易撞断脖管12。一旦脖管12被撞断，壳体组件耷拉着，位移传感器就彻底损坏了。
68.再次，参考图10所示，在实际应用中，积水会沿着第二引线33流到机械壳体14内，积水或潮气容易渗入电子壳体15内导致电路故障。
69.鉴于初代产品的问题，开发出升级产品。参考图2所示，结合前文中步骤d，由于弹簧卷24的预紧力或回弹力的作用，当推动滑杆31时，施工人员很容易感知到第一引线32被拉紧。同时由于第二引线33穿过滑杆31的空腔，因此施工人员只需要将第二引线33的末端打结、或者通过螺栓即可将第二引线33固定在滑杆31上。因此，升级产品更便于调节机械零位，从而减少或避免误差。
70.而且，角盘51、传感器52及控制单元53均不存在物理零位。通过电脑将控制单元53设置成初始状态即可调节电子零位。因此，调节机械零位与调节电子零位互不干扰，该环节不会产生误差。
71.另外，参考图15所示，第二引线33与滑杆31固定时，有足够大的操作空间，不需要预留脖管12，因此，很大程度上减少了位移传感器被撞断的可能性。而且，即使被撞导致套管29断裂，由于固定板21是通过螺栓固定到顶板65的锚杆或锚网上，而锚杆是打入岩层内的支护设施，因此，固定板21及外壳22仍然与顶板65固定在一起，位移传感器仍然可以使用。
72.再次，参考图2所示，当积水沿第二引线33流下时，直接沿滑道221流出，不会积存，因此，也能增强防水效果，减少或避免电路故障。
73.初代产品与升级产品均是申请人在实际应用中，通过大量的安装以及长期的使用，发现问题、总结经验，并通过研发、实验与实践相互结合，开发的产品。由于国内外的煤矿数量众多，每个煤矿的地质条件不同，可根据实际情况选择适用的产品。
74.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，包括：壳体组件，用于安装在巷道的顶板上；锚爪，用于安装在岩层内；滑杆，设置在所述壳体组件内，且与所述锚爪相连，用于在所述锚爪的牵引下、相对于所述壳体组件移动；线盘，设置在所述壳体组件上，且与所述壳体组件转动连接；第一引线，绕设于所述线盘上，且第一端与所述线盘相连，且第二端与所述滑杆相连；所述第一引线用于在所述滑杆与所述壳体组件相对移动时、带动所述线盘转动；和控制组件，与所述线盘相连，且用于通过所述线盘转动的角度、分析所述壳体组件的位移。2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，一种用于煤矿的位移传感器还包括：第二引线，第一端与所述锚爪相连，且第二端与所述滑杆相连；所述第二引线用于在所述壳体组件发生位移时、带动所述滑杆相对于所述壳体组件移动。3.根据权利要求2所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述控制组件包括：滑动变阻器，与所述线盘相连，且用于在所述线盘转动时改变电阻值；和控制构件，与所述滑动变阻器电性连接，且用于测量电流值并分析所述壳体组件的位移。4.根据权利要求3所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述壳体组件包括：插管，用于插入巷道的顶板内；脖管，与所述插管相连；所述滑杆设置在所述脖管的腔体内；锁紧件，用于连接所述滑杆与所述第二引线；机械壳体，与所述脖管相连；所述线盘设置在所述机械壳体的腔体内；在所述插管的轴线方向上，所述脖管位于所述机械壳体的上方；和电子壳体，与所述机械壳体相连；所述滑动变阻器和所述控制构件设置在所述电子壳体内。5.根据权利要求2所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述控制组件包括：角盘，与所述线盘相连，且用于在所述线盘的带动下转动；传感器，用于将所述角盘转动的角度转换为电信号；和控制单元，与所述传感器电性连接，且用于接收所述传感器的电信号、并分析所述壳体组件的位移。6.根据权利要求5所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述壳体组件包括：固定板，用于安装在巷道的顶板上，且设有滑孔；和外壳，与所述固定板相连，且设有滑道；所述滑道与所述滑孔相连通；所述滑杆沿所述滑道移动；在所述滑杆的移动方向上，所述外壳位于所述固定板的下方。
7.根据权利要求6所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，一种用于煤矿的位移传感器还包括：预紧组件，与所述线盘相连，且用于在所述线盘转动时、提供与所述线盘的转动方向相反的预紧力。8.根据权利要求7所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述预紧组件包括：转轴，与所述线盘相连，且用于在所述线盘的带动下转动；和弹簧卷，第一端与所述转轴相连，且第二端与所述外壳相连；所述弹簧卷用于在所述转轴转动时、提供与所述转轴的转动方向相反的预紧力。9.根据权利要求8所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述预紧组件还包括：圈板，设置在所述外壳上；所述弹簧卷位于所述圈板围设成的腔体内。10.根据权利要求9所述的一种用于煤矿的位移传感器，其特征在于，所述预紧组件还包括：压板，与所述外壳相连；在所述转轴的轴线方向上，所述压板位于所述圈板的上方；所述弹簧卷位于所述压板及所述圈板围设而成的腔体内。

技术总结
本发明属于煤矿地质监测设备技术领域，尤其涉及一种用于煤矿的位移传感器，包括壳体组件、锚爪、滑杆、线盘、第一引线和控制组件。壳体组件安装在顶板上。锚爪安装在岩层内。滑杆设置在壳体组件内，且与锚爪相连，用于在锚爪的牵引下相对于壳体组件移动。线盘设置在壳体组件上，且与壳体组件转动连接。第一引线绕设于线盘上，第一端与线盘相连，第二端与滑杆相连。第一引线用于带动线盘转动。控制组件与线盘相连，且通过线盘转动的角度分析壳体组件的位移。该位移传感器的量程大，且占用空间小，而且便于读数，有利于推广应用。有利于推广应用。有利于推广应用。


技术研发人员：刘贺翔 刘亚林
受保护的技术使用者：中矿众合（河北）矿山科技有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/10/5