本實(shí)用新型涉及一種中深孔偏移度測量裝置，屬于采礦測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在礦石地下開采過程中，大量采用中深孔落礦的采礦方法時(shí)，鑿巖機(jī)鉆鑿的中深裝藥炮孔通常會(huì)因?yàn)楦鞣N原因(鑿巖機(jī)本身鉆鑿方位控制性能、人為誤差、巖層力學(xué)特性變化等)，使得形成的炮孔軸線與設(shè)計(jì)方向發(fā)生偏移，從而導(dǎo)致爆破質(zhì)量(包括爆破范圍控制、爆破礦巖塊度控制、礦石的貧損指標(biāo)等)顯著降低。因此，在裝藥爆破前準(zhǔn)確了解炮孔的成孔質(zhì)量(主要是炮孔軸線軌跡位置)是必要的，以便預(yù)測爆破控制范圍，確定是否采取補(bǔ)救措施。但現(xiàn)有的陀螺傾斜儀、磁性傾斜儀等主要適用于下向大直徑地質(zhì)勘探鉆孔的彎曲偏移狀態(tài)測量的傳統(tǒng)手段無力解決地下采礦作業(yè)中的小直徑、上向中深炮孔的測量問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本實(shí)用新型提供一種中深孔偏移度測量裝置。該裝置和方法解決了小直徑、上向炮孔的彎曲偏移狀態(tài)測量問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種中深孔偏移度測量裝置，包括測力部件組1、驅(qū)動(dòng)部件組2、材料梁桿3、定位部件26和檢測系統(tǒng)；

所述測力部件組1為3組以上測力部件組成，測力部件徑向?qū)ΨQ分布設(shè)置于材料梁桿3一端底部，測力部件包括油缸體5、液壓傳感器6、注液管7、閥針8、活塞固定銷9、萬向輪10和活塞25，活塞25一端固定在材料梁桿3上，另一端通過活塞固定銷9置于油缸體5中，液壓傳感器6、注液管7均設(shè)置于油缸體5的側(cè)壁上，并位于油缸體5的容腔段；注液管7上設(shè)有閥針8，油缸體5側(cè)部設(shè)有萬向輪10；

所述驅(qū)動(dòng)部件組2為3組以上驅(qū)動(dòng)部件組成，徑向?qū)ΨQ分布設(shè)置于材料梁桿3的一端頂部，驅(qū)動(dòng)部件包括小輪11、輪軸12、輪軸滑動(dòng)槽13、推拉叉14、輪架15、滑銷16、滑銷滑槽17、壓簧18、擋板19、軟軸20、驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)座22、電機(jī)座槽23和行程反向開關(guān)27，材料梁桿3上設(shè)置有兩片相向的擋板19，擋板19內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)部件組2，每個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的兩片輪架15固定在材料梁桿3上，每片輪架15上均設(shè)有輪軸滑動(dòng)槽13和滑銷滑槽17，輪軸滑動(dòng)槽13與小輪11上的輪軸12配合，滑銷滑槽17通過滑銷16與推拉叉14配合，推拉叉14的分叉端固定于輪軸12上，推拉叉14底部通過壓簧18連接材料梁桿3，電機(jī)座22固定設(shè)置于材料梁桿3上，電機(jī)座22上設(shè)有電機(jī)座槽23，且電機(jī)座22與電機(jī)座槽23軸線斜交，電機(jī)座槽23上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)21，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21與軟軸20連接，各驅(qū)動(dòng)部件間的小輪11通過軟軸20連接串接，材料梁桿3頂部端部設(shè)有行程反向開關(guān)27；

定位部件26包括輪架15通孔、光電對管和小輪11通孔，輪架15通孔上設(shè)有光電對管，當(dāng)小輪11轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)小輪11通孔軸線與輪架15通孔同軸線；

檢測系統(tǒng)包括采樣處理模塊、信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊，采樣處理模塊分別電連接光電對管和液壓傳感器6，采樣處理模塊依次連接信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊，控制器電連接注液管7上的電磁閥。

所述材料梁桿3為小彈性模量材料。

一種中深孔偏移度測量裝置，包括驅(qū)動(dòng)部件組2、材料梁桿3、定位部件26、從動(dòng)輪組28、測力件和檢測系統(tǒng)；

所述驅(qū)動(dòng)部件組2為3組以上驅(qū)動(dòng)部件組成，徑向?qū)ΨQ分布設(shè)置于材料梁桿3的一端頂部，驅(qū)動(dòng)部件包括小輪11、輪軸12、輪軸滑動(dòng)槽13、推拉叉14、輪架15、滑銷16、滑銷滑槽17、壓簧18、擋板19、軟軸20、驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)座22、電機(jī)座槽23和行程反向開關(guān)27，材料梁桿3上設(shè)置有兩片相向的擋板19，擋板19內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)部件組2，每個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的兩片輪架15固定在材料梁桿3上，每片輪架15上均設(shè)有輪軸滑動(dòng)槽13和滑銷滑槽17，輪軸滑動(dòng)槽13與小輪11上的輪軸12配合，滑銷滑槽17通過滑銷16與推拉叉14配合，推拉叉14的分叉端固定于輪軸12上，推拉叉14底部通過壓簧18連接材料梁桿3，電機(jī)座22固定設(shè)置于材料梁桿3上，電機(jī)座22上設(shè)有電機(jī)座槽23，且電機(jī)座22與電機(jī)座槽23軸線斜交，電機(jī)座槽23上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)21，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21與軟軸20連接，各驅(qū)動(dòng)部件間的小輪11通過軟軸20連接串接，材料梁桿3頂部端部設(shè)有行程反向開關(guān)27；

從動(dòng)輪組28除驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)座22、電機(jī)座槽23和行程反向開關(guān)27外其他結(jié)構(gòu)連接及位置結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)部件組2相同；

定位部件26包括輪架15通孔、光電對管和小輪11通孔，輪架15通孔上設(shè)有光電對管，當(dāng)小輪11轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)小輪11通孔軸線與輪架15通孔同軸線；

測力件由一組三個(gè)以上的應(yīng)變傳感器24組成，應(yīng)變傳感器24位于材料梁桿3軸線中部徑向?qū)ΨQ布置；

檢測系統(tǒng)包括采樣處理模塊、信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊，采樣處理模塊分別電連接光電對管和應(yīng)變傳感器24，采樣處理模塊依次連接信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊。

所述材料梁桿3為小彈性模量材料。

本實(shí)用新型的工作過程是：

(1)首先將驅(qū)動(dòng)部件組2置于炮孔4，驅(qū)動(dòng)部件組中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)21外接電源或內(nèi)置電池，置入時(shí)，向驅(qū)動(dòng)部件組2推動(dòng)小輪11壓縮壓簧18，使驅(qū)動(dòng)部件組2整體的徑向尺寸小于炮孔4(驅(qū)動(dòng)部件組2中的壓簧18、輪軸滑動(dòng)槽13及滑銷滑槽17可使得裝置在一定范圍內(nèi)適應(yīng)不同直徑的炮孔4，并使得小輪11與炮孔4壁具有較好的滾動(dòng)摩擦力)，將其推入炮孔4；

(2)測力部件組1置入炮孔4前，將注液管7與另配的油泵通過油管連接，打開注液管7上設(shè)置的閥針8，松開活塞固定銷9；

(3)將測力部件組1放置到炮孔4中，置入時(shí)，通過推動(dòng)萬向輪10，擠壓排出油缸體5中的部分油液，使得整個(gè)測力部件組3的徑向尺寸小于炮孔4直徑，將其推入炮孔4；

(4)打開檢測系統(tǒng)，啟外部油泵，對油缸體5注油，當(dāng)檢測到測力部件組1中的每個(gè)油缸體5壓力都相等時(shí)，關(guān)閉電磁閥以及注液管7；

(5)打開驅(qū)動(dòng)部件組2電源開關(guān)，整個(gè)裝置在驅(qū)動(dòng)部件組2的牽引下，在炮孔內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)，炮孔外測試系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各液壓傳感器6的壓力變化數(shù)據(jù)及受定位部件26的炮孔軸向位置數(shù)據(jù)；

(7)當(dāng)整個(gè)裝置移動(dòng)到炮孔頂端時(shí)，位于裝置前端部的行程反向開關(guān)27產(chǎn)生碰觸，整個(gè)裝置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的推動(dòng)下，向炮孔外移動(dòng)退出；最后通過檢測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定炮孔4彎曲軌跡(包括彎曲方向和彎曲度等)。

上述檢測系統(tǒng)包括采樣處理模塊、信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊均采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型的有益效果是：由于整個(gè)裝置體積可大可小和具有徑向張力的結(jié)構(gòu)形式，適應(yīng)于現(xiàn)有任何直徑、任何方位的炮孔或鉆孔的測量，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可在較狹小的工作面上多個(gè)裝置同時(shí)工作，并輔以多通道孔外微型計(jì)算機(jī)采樣系統(tǒng)，可大為減少測量作業(yè)時(shí)間。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型位于炮孔直線段狀態(tài)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型位于炮孔彎曲段狀態(tài)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型測力部件組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)部件組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)部件組局部放大圖；

圖7是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)部件組和從動(dòng)輪組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型定位部件位置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-測力部件組，2-驅(qū)動(dòng)部件組，3-材料梁桿，4-炮孔，5-油缸體，6-液壓傳感器，7-注液管，8-閥針，9-活塞固定銷，10-萬向輪，11-小輪，12-輪軸，13-輪軸滑動(dòng)槽，14-推拉叉，15-輪架，16-滑銷，17-滑銷滑槽，18-壓簧，19-擋板，20-軟軸，21-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，22-電機(jī)座，23-電機(jī)座槽，24-應(yīng)變傳感器，25-活塞，26-定位部件，27-行程反向開關(guān)，28-從動(dòng)輪組。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

如圖1至6、8所示，該中深孔偏移度測量裝置，包括測力部件組1、驅(qū)動(dòng)部件組2、材料梁桿3、定位部件26和檢測系統(tǒng)；

所述測力部件組1為3組測力部件組成，測力部件徑向?qū)ΨQ分布設(shè)置于材料梁桿3一端底部，測力部件包括油缸體5、液壓傳感器6、注液管7、閥針8、活塞固定銷9、萬向輪10和活塞25，活塞25一端固定在材料梁桿3上，另一端通過活塞固定銷9置于油缸體5中，液壓傳感器6、注液管7均設(shè)置于油缸體5的側(cè)壁上，并位于油缸體5的容腔段；注液管7上設(shè)有閥針8，油缸體5側(cè)部設(shè)有萬向輪10；

所述驅(qū)動(dòng)部件組2為3組驅(qū)動(dòng)部件組成，徑向?qū)ΨQ分布設(shè)置于材料梁桿3的一端頂部，驅(qū)動(dòng)部件包括小輪11、輪軸12、輪軸滑動(dòng)槽13、推拉叉14、輪架15、滑銷16、滑銷滑槽17、壓簧18、擋板19、軟軸20、驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)座22、電機(jī)座槽23和行程反向開關(guān)27，材料梁桿3上設(shè)置有兩片相向的擋板19，擋板19內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)部件組2，每個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的兩片輪架15固定在材料梁桿3上，每片輪架15上均設(shè)有輪軸滑動(dòng)槽13和滑銷滑槽17，輪軸滑動(dòng)槽13與小輪11上的輪軸12配合，滑銷滑槽17通過滑銷16與推拉叉14配合，推拉叉14的分叉端固定于輪軸12上，推拉叉14底部通過壓簧18連接材料梁桿3，電機(jī)座22固定設(shè)置于材料梁桿3上，電機(jī)座22上設(shè)有電機(jī)座槽23，且電機(jī)座22與電機(jī)座槽23軸線斜交，電機(jī)座槽23上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)21，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21與軟軸20連接，各驅(qū)動(dòng)部件間的小輪11通過軟軸20連接串接，材料梁桿3頂部端部設(shè)有行程反向開關(guān)27；

定位部件26包括輪架15通孔、光電對管和小輪11通孔，輪架15通孔上設(shè)有光電對管，當(dāng)小輪11轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)小輪11通孔軸線與輪架15通孔同軸線；

檢測系統(tǒng)包括采樣處理模塊、信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊，采樣處理模塊分別電連接光電對管和液壓傳感器6，采樣處理模塊依次連接信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊，控制器電連接注液管7上的電磁閥。其中材料梁桿3為小彈性模量材料(例如橡膠材料等)。

實(shí)施例2

如圖7所示，該中深孔偏移度測量裝置，包括驅(qū)動(dòng)部件組2、材料梁桿3、定位部件26、從動(dòng)輪組28、測力件和檢測系統(tǒng)；

所述驅(qū)動(dòng)部件組2為3組驅(qū)動(dòng)部件組成，徑向?qū)ΨQ分布設(shè)置于材料梁桿3的一端頂部，驅(qū)動(dòng)部件包括小輪11、輪軸12、輪軸滑動(dòng)槽13、推拉叉14、輪架15、滑銷16、滑銷滑槽17、壓簧18、擋板19、軟軸20、驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)座22、電機(jī)座槽23和行程反向開關(guān)27，材料梁桿3上設(shè)置有兩片相向的擋板19，擋板19內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)部件組2，每個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的兩片輪架15固定在材料梁桿3上，每片輪架15上均設(shè)有輪軸滑動(dòng)槽13和滑銷滑槽17，輪軸滑動(dòng)槽13與小輪11上的輪軸12配合，滑銷滑槽17通過滑銷16與推拉叉14配合，推拉叉14的分叉端固定于輪軸12上，推拉叉14底部通過壓簧18連接材料梁桿3，電機(jī)座22固定設(shè)置于材料梁桿3上，電機(jī)座22上設(shè)有電機(jī)座槽23，且電機(jī)座22與電機(jī)座槽23軸線斜交，電機(jī)座槽23上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)21，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21與軟軸20連接，各驅(qū)動(dòng)部件間的小輪11通過軟軸20連接串接，材料梁桿3頂部端部設(shè)有行程反向開關(guān)27；

從動(dòng)輪組28除驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)座22、電機(jī)座槽23和行程反向開關(guān)27外其他結(jié)構(gòu)連接及位置結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)部件組2相同；

定位部件26包括輪架15通孔、光電對管和小輪11通孔，輪架15通孔上設(shè)有光電對管，當(dāng)小輪11轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)小輪11通孔軸線與輪架15通孔同軸線；

測力件由一組三個(gè)應(yīng)變傳感器24組成，應(yīng)變傳感器24位于材料梁桿3軸線中部徑向?qū)ΨQ布置；

檢測系統(tǒng)包括采樣處理模塊、信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊，采樣處理模塊分別電連接光電對管和應(yīng)變傳感器24，采樣處理模塊依次連接信號處理模塊、控制器和數(shù)據(jù)處理模塊。其中材料梁桿3為小彈性模量材料(例如橡膠材料等)。

該中深孔偏移度測量裝置的工作原理為：

裝置在驅(qū)動(dòng)部件組2的牽引下在炮孔內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其經(jīng)過炮孔彎曲變形部分時(shí)，材料梁桿3隨之發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致應(yīng)變傳感器24中的敏感器件(如電阻應(yīng)變片等)壓縮或拉伸變形，徑向?qū)ΨQ布置于材料梁桿3軸線中部的應(yīng)變傳感器24中各傳感器將具有相應(yīng)的不同輸出，根據(jù)此不同輸出和相應(yīng)變化，即能獲知炮孔的彎曲方向和彎曲程度；對于所測變形對應(yīng)的炮孔軸線方向位置，則通過定位部件26實(shí)現(xiàn)。

以上結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。