具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种支护结构的形变检测装置的应用场景图，该应用场景包括：地下洞室外围的岩体001、支护结构002和该支护结构的形变检测装置000。

如图1所示，该支护结构002支撑该地下洞室外围的岩体001，保证在进行建设工作时该地下洞室的稳定性。该支护结构的形变检测装置000设置在该支护结构的一端，当该支护结构002由于该地下洞室的外围的岩体001的挤压发生形变时，该形变检测装置000可以对该支护结构002的形变进行检测。可选地，该支护结构002包括拱圈0021，该形变检测装置000可以与该拱圈0021的一端连接。

请参考图2，其示出了本申请实施例提供的一种支护结构的形变检测装置的结构示意图。该支护结构的形变检测装置000包括：支撑板100、第一弹性元件200、滑轮组件300和形变确定组件400。

该支撑板100的一侧与该支护结构002中的拱圈0021的一端连接，另一侧与该第一弹性元件200接触，该支撑板100靠近该第一弹性元件200的一面与该滑轮组件300的第一端连接。

该形变确定组件400包括箱体401，位于该箱体401内的第二弹性元件402和第一滑块403(图2中未标出)，以及位于该箱体401外的刻度表404(图2中未示出)，该刻度表404具有刻度盘4041(图2中未示出)和指针4042(图2中未示出)。

其中，该第二弹性元件402的第一端与该箱体401的内壁连接，第二端与该第一滑块403连接，该第一滑块403远离该第二弹性元件402的一侧与该滑轮组件300的第二端连接，且该第一滑块403还与该指针4042连接。

在本申请实施例中，若地下洞室外围的岩体出现破碎，当破碎后的岩体挤压支护结构002导致其发生形变时，形变检测装置000中的支撑板100会向靠近第一弹性元件200的方向移动，发生移动的支撑板100可以通过滑轮组件300带动第一滑块403移动，进而带动与该第一滑块403连接的指针4042移动。移动后的指针4042可以与刻度盘4041配合，以指示支护结构002的形变程度，使工作人员可以通过观察刻度表随时监测该支护结构的形变程度，进而保证工作人员在地下洞室内进行建设工作时的安全。

综上所述，本申请提供的一种支护结构的形变检测装置，该支护结构的形变检测装置包括：支撑板、第一弹性元件、滑轮组件和形变确定组件。该形变确定组件包括箱体，位于该箱体内的第二弹性元件和第一滑块，以及位于该箱体外的刻度表，该刻度表具有刻度盘和指针。当地下洞室外围破碎的岩体挤压支护结构导致其发生形变时，形变检测装置中的支撑板会向靠近第一弹性元件的方向移动，发生移动的支撑板可以通过滑轮组件带动第一滑块移动，进而带动与该第一滑块连接的指针移动。移动后的指针可以与刻度盘配合，以指示支护结构的形变程度，使工作人员可以通过观察刻度表随时监测该支护结构的形变程度，进而保证工作人员在地下洞室内进行建设工作时的安全。

可选地，如图2所示，该形变检测装置000还包括：具有安装槽A的固定底座500，该支撑板100和该第一弹性元件200均位于该固定底座500中的安装槽A内。如图2所示，该安装槽A的底面的面积，大于该支撑板100的板面的面积，该安装槽A的深度大于或等于该支撑板100和该第一弹性元件200的厚度之和，这样一来，能够保证该支撑板100和该第一弹性元件200容置在该安装槽A内。该具有安装槽A的固定底座500可以是砖砌而成的底座，或者可以是通过混凝土浇筑而成的底座，或者可以为钢制底座。

在本申请实施例中，支撑板100用于承载该拱圈0021的一端，该支撑板100与该拱圈0021可以为一体结构，或者该支撑板100与该拱圈0021的一端通过混凝土粘接，本申请实施例对此不作限定。当该地下洞室的外围的岩体001发生破碎时，破碎后的岩体会挤压支护结构，导致该支护结构中的拱圈0021发生形变，发生形变的拱圈0021会向该支撑板100施加压力，支撑板100会向靠近第一弹性元件200的一侧移动。可选地，该支撑板100可以为钢板，也可以为钢筋混凝板，或者，该支撑板100可以为其他高强度的支撑板，本申请实施例对此不作限定。

在本申请中，由于该支撑板100远离该拱圈0021的一侧与该第一弹性元件200接触，因此，当支撑板100向靠近第一弹性元件200的一侧移动时，该第一弹性元件200在其弹性方向Y(为了便于描述简称为方向Y)上发生形变，使得第一弹性元件200沿方向Y被压缩。示例地，请参考图2，该第一弹性元件200为饼状的气囊，当该饼状气囊沿方向Y被压缩时，压缩后的该饼状气囊与该支撑板100接触区域的面积增大，因此该饼状气囊与该支撑板100接触区域的面积需要小于该支撑板100靠近该第一弹性元件200的板面面积的板面面积。需要说明的是，该第一弹性元件200为饼状的气囊仅仅是示例性的，在实际应用中，该第一弹性元件200可以为多个压缩弹簧，或者该第一弹性元件200可以为其他具有一定弹力的弹性结构，本申请实施例对此不作限定。

可选地，形变确定组件400中的第二弹性元件402的第一端可以与形变确定组件400中的箱体401的内壁通过螺钉紧固的方式固定连接，第二端可以与该第一滑块403通过螺钉紧固的方式固定连接。滑轮组件300的第一端与支撑板100靠近该第一弹性元件200的一面连接，第二端与第一滑块403远离第二弹性元件402的一侧固定连接。在支护结构002发生形变向该支撑板100施加压力后，该支撑板100沿方向Y移动，该支撑板100可以通过滑轮组件300带动第一滑块403沿第二弹性元件402的弹性方向X(为了便于描述简称为方向X)移动，进而使得与该第一滑块403连接的指针4042移动，以使该形变确定组件400的刻度表404显示该支护结构的形变程度。其中，该第一弹性元件200的弹性方向Y与第二弹性元件402的弹性方向X垂直。

需要说明的是，该第二弹性元件402为拉伸弹簧，该拉伸弹簧的材质可以为不锈钢，或者，该第二弹性元件402可以为具有复位效果的复位弹簧，本申请实施例对此不作限定。在将形变检测装置000与支护结构002中的拱圈0021连接后，第一弹性元件200始终处于压缩状态，第二弹性元件402始终处于拉伸状态。在第一弹性元件200受到形变的支护结构002的压力而被压缩时，通过滑轮组件300可以拉伸第二弹性元件402。在此过程中，滑轮组件300两端所受到的力始终处于平衡状态。

还需要说明的是，刻度表404中的刻度盘4041上可以设置有多个依次排列的刻度线，在将形变检测装置000刚安装到支护结构002后，需要保证刻度表404中的指针4042指向位于该多个刻度线中最外侧的一条刻度线(例如，最左侧的刻度线)，且在支护结构002发生形变后，该指针4042所指方向能够向该多个刻度线中最外侧的另一条刻度线移动(例如，最右侧的刻度线)。

可选地，请参考图3和图4，该刻度盘4041为圆形刻度盘，该形变确定组件400还包括：位于该箱体401内的齿轮405和齿条406。

其中，该齿轮405与该箱体401的内壁活动连接，且与该指针4042的一端固定连接；该齿条406与该齿轮405啮合，且与该第一滑块403紧固连接，该齿条406的长度方向与该第一滑块403的移动方向相同，也即是该齿条406的长度方向平行于方向X。

在本申请中，该形变确定组件400还包括齿轮轴407，齿轮405可以套接在该齿轮轴407上，且与该齿轮轴407固定连接。例如，该齿轮405可以与齿轮轴407通过键连接的方式固定，或者通过焊接的方式固定连接。该箱体401的内壁上设置有与该齿轮轴407的两端的形状匹配的两个连接孔(图中未示出)。该齿轮轴407两端分别与该两个连接孔活动连接，且该齿轮轴407的轴心线与连接孔的轴心线重合。例如，该齿轮轴407的每一端可以通过轴承与对应的连接孔活动连接。该齿轮轴407具有位于箱体401外的一端，且该齿轮轴407位于箱体401外的一端可以与刻度表402中的指针4042的一端通过焊接的方式固定连接。

如此，当该支撑板10通过滑轮组件300带动该第一滑块403沿方向X移动时，该第一滑块403带动与该第一滑块403紧固连接的齿条406沿方向X移动，该齿条406带动与该齿条406啮合的齿轮405转动，进而带动与该齿轮405固定连接的该齿轮轴407转动，使得与该齿轮轴407固定连接的指针4042转动，转动后的指针4042可以与该圆形刻度盘配合，使该刻度表404显示该支护结构的形变程度。

需要说明的是，该刻度盘4041也可以为长条形刻度盘，该指针4042直接与该第一滑块403固定连接，当该第一滑块403沿方向X移动时，该第一滑块403带动该指针4042沿方向X移动，使该指针4042与该长条形刻度盘配合，以使该刻度表404显示该支护结构的形变程度，本申请实施例对此不作限定。此外，该箱体401与该齿轮轴407的连接方式、该齿轮轴407与该齿轮405以及该齿轮轴407与该指针4042的连接方式仅仅是示例性的，在实际应用中，可以根据实际情况对它们的连接方式进行调整，本申请实施例对此不作限定。

在本申请实施例中，请参考图3至图5，该形变确定组件400还包括：位于该箱体401内的报警触发器408，以及位于该箱体401外的报警指示灯409，该报警触发器408与该报警指示灯409电连接。其中，该报警触发器408可以为轻触开关，该报警触发器408被配置为在该齿条406向该报警触发器408施加压力后，控制该报警指示灯409点亮，以提醒工作人员该支护结构可能存在断裂的风险，保证工作人员在地下洞室内进行建设工作时的安全。

示例的，请参考图4，该箱体401具有：用于容纳该齿轮405和该齿条406的腔体B，与该腔体B连通的容纳槽C和第一滑槽D，以及与该腔体B分隔的第二滑槽E，该第一滑槽D与该第二滑槽E的长度方向相同，该容纳槽C和该第一滑槽D均位于该腔体B和该第二滑槽E之间。请参考图4并结合图5，该形变确定组件400还包括：位于该容纳槽C内的楔形块410和第三弹性元件411，该第三弹性元件411的第一端与该楔形块410的底面连接，第二端与该容纳槽C的底面连接，该楔形块410的斜面朝向该齿条406的第一端，该报警触发器408位于该楔形块410的底面和该容纳槽C的底面之间。例如，该第三弹性元件411的第一端与该楔形块410的底面通过螺钉紧固的方式固定连接，第二端与该容纳槽C的底面通过螺钉紧固的方式固定连接。该报警触发器408固定在该容纳槽C的底面上，当该齿条406的第一端接触到该楔形块410的斜面后，该楔形块410沿方向Y靠近该容纳槽C的底面移动，使该楔形块410的底面接触到该报警触发器408，以使报警触发器408控制报警指示灯409点亮。

在本申请中，该第三弹性元件411的个数为多个，且该多个第三弹性元件411均匀的围绕在报警触发器408的外围，该多个第三弹性元件411均可以为压缩弹簧。

需要说明的是，该第三弹性元件411与该楔形块410和该容纳槽C的连接方式仅仅是示例性的，在实际应用中，该第三弹性元件411的第一端与该楔形块410的底面通过焊接的方式固定连接，第二端与该容纳槽C的底面通过焊接的方式固定连接，本申请实施例对此不作限定。

可选地，请参考图5，该楔形块410中的至少部分位于该容纳槽C外，该楔形块410的斜面中靠近该齿条406的一边位于该容纳槽C内，或者，该楔形块410的斜面中靠近该齿条406的一边与该齿条406中远离齿面的一面共面。这样一来，可以保证该齿条406沿方向X移动至该楔形块410靠近该齿条406的一边后，该齿条406的第一端能够与该楔形块410的斜面接触，并对该楔形块410施加沿方向X的压力，使该楔形块410沿方向Y靠近该容纳槽C的底面移动，以使该楔形块410的底面接触到该报警触发器408，并对其施加压力。

可选地，请参考图4，该第一滑块403包括位于该第一滑槽D内的第一磁块4031，以及位于该第二滑槽内E的第二磁块4032。该第一磁块4031与该第二磁块4032相对设置，且该第一磁块4031朝向该第二磁块4032的一侧的极性，与该第二磁块4032朝向该第一磁块4031的一侧的极性相反。该第一磁块4031与该齿条406的第二端固定连接，该第二磁块4032分别与该第二弹性元件402的第二端和该滑轮组件300的第二端连接。

示例地，该第一磁块4031与该齿条406的第二端焊接。该第二磁块4032与该第二弹性元件402的第二端通过螺钉紧固的方式固定连接，该第二磁块4032远离第二弹性元件402的一侧与滑轮组件300的第二端固定连接。当第二磁块4032沿方向X移动时，该第二磁块4032带动与该第二磁块4032相吸引的第一磁块4031沿方向X移动，进而带动与该第一磁块4031焊接的齿条406沿该方向X移动。

在本申请实施例中，请参考图2和图6，该形变检测装置000还包括：连接管600。该连接管600的第一端与该固定底座500连接，且位于该安装槽A内；该连接管600的第二端与该箱体401连接，且与该箱体401的第二滑槽E连通。示例地，该固定底座500的一侧侧壁上开设有槽孔，该连接管600的第一端穿过该固定底座500的槽孔，以深入安装槽A内，该连接管600与该槽孔通过混凝土粘接，或者，该连接管600与该固定底座500为一体结构，本申请实施例对此不作限定。

可选地，请参考图2和图6，该滑轮组件300包括位于该安装槽A内且与该固定底座500的内壁连接的转向定滑轮301，位于该连接管600内且与该连接管600的内壁连接的转接滑轮组302，以及连接绳303和绳座304，该绳座304的第一端与该支撑板100靠近该第一弹性元件200的一面抵接，且第二端与该连接绳303的第一端连接，该连接绳303的第二端与该第一滑块403远离该第二弹性元件402的一侧连接，且该连接绳303沿第一端至第二端的方向依次绕过该转向定滑轮301和该转接滑轮组302。

示例地，该滑轮组件300还包括第一滑轮支架305，该第一滑轮支架305通过螺钉固定在固定底座500的内壁上，且固定底座500中与该第一滑轮支架305连接的内壁和连接管600的轴心平行。该转向定滑轮301与该第一滑轮支架305转动连接。由于该连接绳303沿第一端至第二端的方向依次绕过该转向定滑轮301和该转接滑轮组302，在支护结构002发生形变向该支撑板100施加压力后，该支撑板100沿方向Y移动，该支撑板100可以通过该连接绳303带动该转向定滑轮301和该转接滑轮组302转动，进而带动该第二磁块4032沿方向X移动。需要说明的是，该绳座304与该支撑板100和该连接绳303的连接关系仅仅是示例性的，在实际应用中，可以根据实际需求将它们的连接方式进行调整，本申请实施例对此不作限定。

可选地，请参考图6，在本申请中，该转接滑轮组302包括第一转接定滑轮3021、第二转接定滑轮3022和转接动滑轮3023，该滑轮组件300还包括位于该连接管600内的第二滑块3024，该第二滑块3024与该转接动滑轮3023连接。

示例地，该转接滑轮组302还包括第二滑轮支架3025，该第二滑轮支架3025设置在该连接管600内靠近该固定底座500一侧的内壁上，且与该内壁焊接。该第二滑轮支架3025上沿方向X依次设置有该第一转接定滑轮3021和该第二转接定滑轮3022，该第一转接定滑轮3021和该第二转接定滑轮3022与该第二滑轮支架3025转动连接，该第一转接定滑轮3021的直径大于该第二转接定滑轮3022的直径，保证绕过该第一转接定滑轮3021和该第二转接定滑轮3022的连接绳303不会相互接触。

可选地，请继续参考图6，该连接管600的内壁垂直于方向Y的两侧上设置有滑轨(图中未示出)，该第二滑块3024卡接在该滑轨中，该第二滑块3024上设置有第三滑轮支架3026，该第三滑轮支架3026与该第二滑块3024为一体结构，该第三滑轮支架3026与该转接动滑轮3023转动连接，使得该第二滑块3024与该转接动滑轮3023转动连接。

可选地，该连接绳303包括第一子连接绳3031和第二子连接绳3032。其中，该连接管600的第一端具有供该第一子连接绳3031通过的通孔，该第一子连接绳3031的第一端与该绳座304的第二端连接，第二端与第二滑块3024连接，且该第一子连接绳3031沿第一端至第二端的方向依次绕过该转向定滑轮301、该第一转接定滑轮3021、该第二转接定滑轮3022和该转接动滑轮3023；该第二子连接绳3032的第一端与该第二滑块3024远离该第一子连接绳3031的一侧连接，第二端与该第一滑块403远离该第二弹性元件402的一侧连接。

示例地，该绳座304的第二端具有第一连接孔，第一子连接绳3031的第一端可以通过该第一连接孔与绳座304的第二端连接。该第三滑轮支架3026的两端设置有两个弯钩，该第一子连接绳3031的第二端通过一个弯钩与第三滑轮支架3026连接，第二子连接绳3032的第一端通过另一个弯钩与第三滑轮支架3026连接。该第二磁块4032远离第二弹性元件402的一侧具有第二连接孔，该第二子连接绳3032的第二端可以通过第二连接孔与该第二磁块4032远离第二弹性元件402的一侧连接。需要说明的是，该第一子连接绳3031与该绳座304和该第二滑块3024的连接方式、该第二子连接绳3032与该第二滑块3024和该第二磁块4032的连接方式仅仅是示例性的，在实际应用中，可以根据实际需求将它们的连接方式进行调整，本申请实施例对此不作限定。当该支撑板100带动该绳座304沿方向Y移动时，该绳座304通过第一子连接绳3031依次带动该转向定滑轮301、该第一转接定滑轮3021、该第二转接定滑轮3022和该转接动滑轮3023转动，且带动该转接动滑轮3023和与该转接动滑轮3023连接的第二滑块3024沿方向X移动，该转接动滑轮3023通过第二子连接绳3032带动该第二磁块4032沿方向X移动。

此外，本申请实施例所示的滑轮组件300的结构仅仅是示例性的，在实际应用中，可以设置多组定滑轮和动滑轮来实现该支撑板100与该形变确定组件400的连接，本申请实施例对此不作限定。

综上所述，本申请提供的一种支护结构的形变检测装置，该支护结构的形变检测装置包括：支撑板、第一弹性元件、滑轮组件和形变确定组件。该形变确定组件包括箱体，位于该箱体内的第二弹性元件和第一滑块，以及位于该箱体外的刻度表，该刻度表具有刻度盘和指针。当地下洞室外围破碎的岩体挤压支护结构导致其发生形变时，形变检测装置中的支撑板会向靠近第一弹性元件的方向移动，发生移动的支撑板可以通过滑轮组件带动第一滑块移动，进而带动与该第一滑块连接的指针移动。移动后的指针可以与刻度盘配合，以指示支护结构的形变程度，使工作人员可以通过观察刻度表随时监测该支护结构的形变程度，进而保证工作人员在地下洞室内进行建设工作时的安全。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。