本發(fā)明屬于煤樣檢測裝置，尤其涉及煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用設(shè)備。

背景技術(shù)：

煤炭作為我國的主體能源，為我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大力量，雖然開發(fā)和利用清潔能源是未來發(fā)展的主要趨勢，但是就目前來看，世界范圍內(nèi)的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，化石能源仍然占據(jù)了主導(dǎo)地位，并且將持續(xù)很長一段時(shí)間。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以能源換效益的粗放式發(fā)展模式短期內(nèi)無法根本改變，這就導(dǎo)致了工業(yè)市場對煤炭資源的大量需求。我國的石油和天然氣賦存量不足，相比較而言煤炭資源略占優(yōu)勢，這就迫使煤炭區(qū)域性資源的開采正在不斷地向深部延伸，煤炭工業(yè)也正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。而煤巖體的一些力學(xué)參數(shù)和裂隙發(fā)育情況等，是對煤礦開采設(shè)計(jì)和煤炭安全高效開采的最基礎(chǔ)、最不可或缺的理論基礎(chǔ)參考依據(jù)。目前國內(nèi)外傳統(tǒng)的煤巖力學(xué)性質(zhì)分析手段都是在實(shí)驗(yàn)室條件下，對在礦山取到的煤巖樣本先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件加工，然后在實(shí)驗(yàn)室對樣本進(jìn)行超聲波檢測或是進(jìn)行、縮或拉伸等破壞試驗(yàn)，最終得出煤巖的一些基本參數(shù)。傳統(tǒng)的煤巖檢測需要從礦山取到煤巖樣品到加工廠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件加工，然后再拿到實(shí)驗(yàn)室檢測，整個(gè)過程十分費(fèi)時(shí)，不能及時(shí)高效的得到煤樣的相關(guān)參數(shù)?；谏鲜銮闆r，迫切的需要一種可在現(xiàn)場直接取樣，集切割與檢測一體的自動(dòng)化檢測設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用設(shè)備，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙，占地空間小，可以在煤礦開采現(xiàn)場快速對煤樣進(jìn)行超聲檢測。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用設(shè)備，所述設(shè)備包括箱體、箱體外部的電控裝置、以及設(shè)置于箱體內(nèi)的提升裝置、抓煤裝置、切割裝置和檢測裝置，檢測裝置位于箱體底部、切割裝置位于箱體中部，抓煤裝置與提升裝置連接，所述檢測裝置包括位于箱體內(nèi)底部的檢測臺，檢測臺頂面設(shè)有超聲下探測板，檢測臺一側(cè)垂直固設(shè)有超聲前探測板，箱體上設(shè)有壓力電缸且壓力電缸的輸出軸端部固設(shè)有對應(yīng)超聲前探測板設(shè)置的超聲后探測板，超聲后探測板上方與超聲上探測板轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述壓力電缸通過連接座與超聲后探測板連接，連接座上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過連桿與超聲上探測板連接，當(dāng)超聲上探測板處于水平狀態(tài)時(shí)，超聲上探測板與超聲下探測板位置對應(yīng)。

優(yōu)選的，所述的提升裝置包括分別位于檢測臺長度方向兩端的提升機(jī)構(gòu)，提升機(jī)構(gòu)包括兩根立柱，立柱上設(shè)有槽軌，槽軌內(nèi)設(shè)有絲桿，絲桿一端與立柱內(nèi)底部設(shè)置的提升電機(jī)輸出軸連接，另一端與抓煤裝置螺紋連接。

優(yōu)選的，所述的抓煤裝置包括兩根對向設(shè)置的手柄，手柄與抓煤電缸的輸出桿連接，抓煤電缸兩側(cè)設(shè)有支座，支座上設(shè)有與絲桿螺紋配合的內(nèi)螺紋孔。

優(yōu)選的，所述的手柄包括呈圓臺狀，手柄的大端口處由橡膠皮墊封堵，小端口處通過連接柄與抓煤電缸的輸出桿固定連接。

優(yōu)選的，所述的抓煤電缸外部與圓環(huán)內(nèi)壁固定連接，圓環(huán)兩側(cè)對稱設(shè)有圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架，圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架上設(shè)有與圓環(huán)環(huán)面接觸的對壓輪組，與絲桿螺紋配合的支座設(shè)置于圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架端部。

優(yōu)選的，所述圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架呈由豎直邊架和兩根斜向邊架組成的等邊三角型架體，所述對壓輪組包括位于同一平面的兩個(gè)自驅(qū)輪和一個(gè)導(dǎo)向輪，自驅(qū)輪銷軸鉸接于豎直邊架端部，導(dǎo)向輪銷軸鉸接于斜向邊架的交點(diǎn)處，自驅(qū)輪與圓環(huán)外環(huán)面接觸，導(dǎo)向輪與圓環(huán)內(nèi)環(huán)面接觸。

優(yōu)選的，所述切割裝置包括對應(yīng)設(shè)置于檢測臺兩側(cè)的電機(jī)架，電機(jī)架頂部于箱體高度中段位置處設(shè)有無刷電機(jī)，無刷電機(jī)的輸出軸與鋸盤盤心固定連接，兩鋸盤的間隙大于抓煤機(jī)構(gòu)的寬度。

優(yōu)選的，所述電控裝置包括箱體外部設(shè)置的顯示屏以及操作按鍵，操作按鍵和顯示器通過檢測臺底部設(shè)置的單片機(jī)與檢測裝置、抓煤裝置和切割裝置信號連接。

優(yōu)選的，所述檢測臺下方設(shè)有單片機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與風(fēng)管一端連接，風(fēng)管另一端朝向檢測臺頂面設(shè)置；箱體頂部鉸接有頂蓋，底部鉸接有清渣門，頂蓋和清渣門上分別設(shè)有與箱體活動(dòng)連接的鎖扣；箱體底部還設(shè)有總電源接頭和總電源開關(guān)按鈕。

本發(fā)明工作過程如下：首先通過操作按鈕控制提升電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，提升電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得支座帶動(dòng)圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架和電缸、手柄上移至目標(biāo)位置，然后打開箱體底部的頂蓋，將開采出來的煤樣放入箱體內(nèi)，同時(shí)通過操作按鈕控制抓煤電缸的輸出軸伸長，利用兩手柄大端口處的橡膠皮墊夾緊煤樣，然后通過操作按鈕使得提升電機(jī)帶動(dòng)絲桿反轉(zhuǎn)，手柄隨之帶動(dòng)煤樣下移至切割裝置處，隨著煤樣的下移，煤樣兩側(cè)的無刷電機(jī)帶動(dòng)鋸盤轉(zhuǎn)動(dòng)并將煤樣兩側(cè)切割為平面，完成一次切割；

相同操作，使得絲桿正轉(zhuǎn)，手柄帶動(dòng)煤樣上移，然后通過圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架上的自驅(qū)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于自驅(qū)輪配合導(dǎo)向輪，可以帶動(dòng)圓環(huán)和抓煤電缸作周向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且手柄和煤塊也隨之作周向轉(zhuǎn)動(dòng)至轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使得第一切割的兩個(gè)平面與豎直方向平行，然后控制絲桿翻轉(zhuǎn)，手柄隨之帶動(dòng)煤樣下移至切割裝置處，隨著煤樣的下移，煤樣兩側(cè)的無刷電機(jī)帶動(dòng)鋸盤轉(zhuǎn)動(dòng)并將煤樣兩側(cè)切割為平面，完成二次切割；

二次切割后的煤樣具有上、下、前、后四個(gè)平整側(cè)面，以及達(dá)到進(jìn)行超聲波檢測的要求，控制絲桿繼續(xù)翻轉(zhuǎn)至煤樣與檢測臺的超聲下檢測臺接觸，然后控制抓煤電缸的輸出軸回縮，手柄與煤樣分離。

然后壓力電缸的輸出軸伸長，將連接座推向煤樣，待超聲后檢測臺接觸煤樣后會帶動(dòng)煤樣繼續(xù)移動(dòng)，至煤樣與超聲前檢測臺接觸，然后轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)超聲上檢測臺轉(zhuǎn)動(dòng)至其接觸煤樣，如此，即可實(shí)現(xiàn)超聲前、后、上、下檢測臺分別抵觸煤樣的四個(gè)平整側(cè)面，然后啟動(dòng)超聲檢測臺工作，得出的數(shù)據(jù)顯示于顯示屏。

然后打開頂蓋，將煤樣取出，同時(shí)開啟鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，將檢測臺上的煤屑從清渣門處吹出，實(shí)現(xiàn)快速清理作業(yè)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙，占地空間小，可以在煤礦開采現(xiàn)場快速對煤樣進(jìn)行超聲檢測；

2)由于煤樣開采后形狀不規(guī)則，本發(fā)明利用設(shè)有橡膠皮墊的手柄對煤樣進(jìn)行夾緊，橡膠皮墊產(chǎn)生的形變可以有效夾緊煤樣，而且手柄可以帶動(dòng)煤樣進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整煤樣的切割角度；

3)采用組合式超聲波檢測臺，不僅節(jié)省檢測空間，而且可以快速配合組成四面朝向的超聲檢測裝置；

4)利用鼓風(fēng)機(jī)對檢測臺進(jìn)行快速清理，無須手動(dòng)清掃，降低工作人員的工作量。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施方式中煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用裝置的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示箱體的頂蓋開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用裝置的箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用裝置的檢測臺底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3所示檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為手柄的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-7所示，煤樣現(xiàn)場超聲波檢測用設(shè)備，所述設(shè)備包括箱體1、箱體1外部的電控裝置、以及設(shè)置于箱體1內(nèi)的提升裝置、抓煤裝置、切割裝置和檢測裝置，檢測裝置位于箱體底部、切割裝置位于箱體1中部，抓煤裝置與提升裝置連接；

所述檢測裝置包括位于箱體1內(nèi)底部的檢測臺21，檢測臺21頂面設(shè)有超聲下探測板31，檢測臺21一側(cè)垂直固設(shè)有超聲前探測板32，箱體1上設(shè)有壓力電缸35，壓力電缸35的輸出軸端部通過連接座36與對應(yīng)超聲前探測板32設(shè)置的超聲后探測板33連接，連接座36上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)37，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)37的輸出軸通過連桿38與超聲上探測34板連接，當(dāng)超聲上探測板34處于水平狀態(tài)時(shí)，超聲上探測板34與超聲下探測板31位置對應(yīng)；

所述檢測臺31下方設(shè)有單片機(jī)26和鼓風(fēng)機(jī)25，鼓風(fēng)機(jī)25的出風(fēng)口與風(fēng)管27一端連接，風(fēng)管27另一端朝向檢測臺21頂面設(shè)置；箱體1頂部鉸接有頂蓋12，底部鉸接有清渣門14，頂蓋12和清渣門14上分別設(shè)有與箱體1活動(dòng)連接的鎖扣13；箱體1底部還設(shè)有總電源接頭15和總電源開關(guān)按鈕16。

所述的抓煤裝置包括兩根對向設(shè)置的手柄51，手柄51包括呈圓臺狀，手柄的大端口處由橡膠皮墊52封堵，小端口處通過連接柄53與抓煤電缸50的輸出桿固定連接，抓煤電缸50外部與圓環(huán)6內(nèi)壁固定連接，圓環(huán)6兩側(cè)對稱設(shè)有圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架，圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架上設(shè)有與圓環(huán)6環(huán)面接觸的對壓輪組，圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架端部設(shè)有支座65；所述圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架呈由豎直邊架61和兩根斜向邊架62組成的等邊三角型架體，所述對壓輪組包括位于同一平面的兩個(gè)自驅(qū)輪63和一個(gè)導(dǎo)向輪64，自驅(qū)輪63銷軸鉸接于豎直邊架61端部，導(dǎo)向輪64銷軸鉸接于斜向邊架62的交點(diǎn)處，自驅(qū)輪63與圓環(huán)6外環(huán)面接觸，導(dǎo)向輪64與圓環(huán)6內(nèi)環(huán)面接觸；

所述的提升裝置包括分別位于檢測臺21長度方向兩端的提升機(jī)構(gòu)，提升機(jī)構(gòu)包括兩根立柱22，立柱22上設(shè)有槽軌，槽軌內(nèi)設(shè)有絲桿24，絲桿24一端與立柱22內(nèi)底部設(shè)置的提升電機(jī)23輸出軸連接，另一端與支座65上的內(nèi)螺紋孔螺紋連接；

所述切割裝置包括對應(yīng)設(shè)置于檢測臺21兩側(cè)的電機(jī)架41，電機(jī)架41頂部于箱體1高度中段位置處設(shè)有無刷電機(jī)42，無刷電機(jī)42的輸出軸與鋸盤43盤心固定連接，兩鋸盤43的間隙大于抓煤機(jī)構(gòu)的手柄51的大端口直徑。

所述電控裝置包括箱體1外部設(shè)置的顯示屏17以及操作按鍵18，操作按鍵18和顯示器17與檢測臺21底部設(shè)置的單片機(jī)26信號連接，單片機(jī)26與壓力電缸35、抓煤電缸50、自驅(qū)輪63、無刷電機(jī)42以及超聲上、下、左、右檢測臺信號連接。

本發(fā)明工作過程如下：首先通過操作按鈕控制提升電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，提升電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得支座帶動(dòng)圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架和電缸、手柄上移至目標(biāo)位置，然后打開箱體底部的頂蓋，將開采出來的煤樣放入箱體內(nèi)，同時(shí)通過操作按鈕控制抓煤電缸的輸出軸伸長，利用兩手柄大端口處的橡膠皮墊夾緊煤樣，然后通過操作按鈕使得提升電機(jī)帶動(dòng)絲桿反轉(zhuǎn)，手柄隨之帶動(dòng)煤樣下移至切割裝置處，隨著煤樣的下移，煤樣兩側(cè)的無刷電機(jī)帶動(dòng)鋸盤轉(zhuǎn)動(dòng)并將煤樣兩側(cè)切割為平面，完成一次切割；

相同操作，使得絲桿正轉(zhuǎn)，手柄帶動(dòng)煤樣上移，然后通過圓環(huán)驅(qū)動(dòng)架上的自驅(qū)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于自驅(qū)輪配合導(dǎo)向輪，可以帶動(dòng)圓環(huán)和抓煤電缸作周向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且手柄和煤塊也隨之作周向轉(zhuǎn)動(dòng)至轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使得第一切割的兩個(gè)平面與豎直方向平行，然后控制絲桿翻轉(zhuǎn)，手柄隨之帶動(dòng)煤樣下移至切割裝置處，隨著煤樣的下移，煤樣兩側(cè)的無刷電機(jī)帶動(dòng)鋸盤轉(zhuǎn)動(dòng)并將煤樣兩側(cè)切割為平面，完成二次切割；

二次切割后的煤樣具有上、下、前、后四個(gè)平整側(cè)面，以及達(dá)到進(jìn)行超聲波檢測的要求，控制絲桿繼續(xù)翻轉(zhuǎn)至煤樣與檢測臺的超聲下檢測臺接觸，然后控制抓煤電缸的輸出軸回縮，手柄與煤樣分離。

然后壓力電缸的輸出軸伸長，將連接座推向煤樣，待超聲后檢測臺接觸煤樣后會帶動(dòng)煤樣繼續(xù)移動(dòng)，至煤樣與超聲前檢測臺接觸，然后轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)超聲上檢測臺轉(zhuǎn)動(dòng)至其接觸煤樣，如此，即可實(shí)現(xiàn)超聲前、后、上、下檢測臺分別抵觸煤樣的四個(gè)平整側(cè)面，然后啟動(dòng)超聲檢測臺工作，得出的數(shù)據(jù)顯示于顯示屏。

然后打開頂蓋，將煤樣取出，同時(shí)開啟鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，將檢測臺上的煤屑從清渣門處吹出，實(shí)現(xiàn)快速清理作業(yè)。