CN109946745A - 一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，包括底座、主机、第一雷达、两个探测机构和四个移动机构，探测机构包括调节组件、气缸、气杆和探测组件，调节组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、滑块和滑轨，移动机构包括支柱、支撑块、滚珠、升降组件和移动组件，升降组件包括第一电机、丝杆和套管，该于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置通过移动机构方便设备发生偏移，配合伸缩组件带动气缸移动，使得主机偏移至矿洞两侧内壁中心处，而后由移动组件带动设备沿着矿洞内壁方向在中心处移动，并通过伸缩组件调节探测组件的位置，使得设备对矿洞的地面下方进行大范围的高效矿产勘探，提高了设备的实用性。

Description

一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置

技术领域

本发明涉及矿产探测设备领域，特别涉及一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置。

背景技术

地质雷达仪是一种利用高频电磁波技术探测地下物体的电子设备，利用超高频电磁波探测地下介质分布，设备运行时，发射机通过天线发射高频脉冲电磁波信号，当这一信号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个发射信号，直达信号和发射信号通过接收天线接入到接收机，放大后由示波器显示出来，从而完成地质探测工作，因此地质雷达仪在用于矿井的矿产勘探中。

但是现有的地质雷达仪采用最多的使用方式是，利用人力的方法将数十公斤重的地质雷达紧贴地面移动，这不仅需要多人的协同配合，而且无法保证地质雷达能够平稳移动，并且搬运过程中即为费力麻烦，增加了人力成本，且地质雷达的移动效率低下，造成矿产勘探效率降低，进而降低了现有的地质雷达装置的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，包括底座、主机、第一雷达、两个探测机构和四个移动机构，所述主机和第一雷达分别固定在底座的上方和底座的下方，所述主机上设有显示屏和若干按键，所述主机内设有PLC，所述第一雷达、显示屏和按键均与PLC电连接，两个探测机构分别位于主机的两侧，四个移动机构分别设置在底座的下方的四角处；

所述探测机构包括调节组件、气缸、气杆和探测组件，所述气缸竖直向下设置，所述调节组件与气缸传动连接，所述气杆的顶端设置在气缸内，所述气杆的底端与探测组件连接，所述调节组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、滑块和滑轨，所述驱动单元与移动块传动连接，所述固定块固定在主机上，所述滑块套设在滑轨上，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在气缸上，所述伸缩架的一端的两侧分别与移动块和固定块铰接，所述伸缩架的另一端的两侧分别与气缸和滑块铰接；

所述移动机构包括支柱、支撑块、滚珠、升降组件和移动组件，所述支撑块通过支柱固定在底座的下方，所述支撑块的下方设有凹口，所述凹口与滚珠相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述升降组件与移动组件连接，所述升降组件包括第一电机、丝杆和套管，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的顶端传动连接，所述丝杆的底端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述移动组件位于套管的下方。

作为优选，为了驱动移动块平移，所述驱动单元包括第二电机、第一连杆和第二连杆，所述第二电机固定在主机上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与移动块铰接。

作为优选，为了固定移动块的移动方向，所述驱动单元还包括滑杆，所述滑杆固定在第二电机和固定块之间，所述移动块套设在滑杆上。

作为优选，为了实现探测功能，所述探测组件包括平板、第二雷达、固定板和若干保护单元，所述平板固定在气杆的底端，所述第二雷达固定在平板的下方，所述固定板固定在气杆上，所述保护单元周向均匀分布在第二雷达的外周，所述第二雷达与PLC电连接。

作为优选，为了保护第二雷达，所述保护单元包括压力传感器、弹簧、压板、竖杆和凸板，所述压力传感器固定在固定板的下方，所述竖杆的顶端通过弹簧与压力传感器连接，所述压力传感器与PLC电连接，所述弹簧处于压缩状态，所述平板套设在竖杆上，所述凸板固定在竖杆上，所述凸板位于平板的下方。

作为优选，为了便于竖杆在地面上移动，所述竖杆的底端设有万向轮。

作为优选，为了便于调整设备的方向角度，所述固定板的远离主机的一侧的两端均设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了实现设备的移动，所述移动组件包括第三电机、第四电机和两个滚轮，所述第三电机固定在套管的下方，所述第三电机的输出轴的底端与第四电机固定连接，两个滚轮分别位于第四电机的两侧，所述第四电机与滚轮传动连接，所述第三电机和第四电机均与PLC电连接。

作为优选，为了固定套管的移动方向，所述升降组件还包括滑板，所述滑板与套管固定连接，所述滑板套设在支柱上。

作为优选，为了便于数据传输，所述主机上还设有若干USB接口。

本发明的有益效果是，用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置通过移动机构方便设备发生偏移，配合伸缩组件带动气缸移动，使得主机偏移至矿洞两侧内壁中心处，而后由移动组件带动设备沿着矿洞内壁方向在中心处移动，并通过伸缩组件调节探测组件的位置，使得设备对矿洞的地面下方进行大范围的高效矿产勘探，提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置的结构示意图；

图2是本发明的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置的探测机构的结构示意图；

图3是本发明的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置的探测组件的结构示意图；

图4是本发明的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置的移动机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.主机，3.第一雷达，4.显示屏，5.按键，6.气缸，7.气杆，8.移动块，9.固定块，10.伸缩架，11.滑块，12.滑轨，13.支柱，14.支撑块，15.滚珠，16.第一电机，17.丝杆，18.套管，19.第二电机，20.第一连杆，21.第二连杆，22.滑杆，23.平板，24.第二雷达，25.固定板，26.压力传感器，27.弹簧，28.压板，29.竖杆，30.凸板，31.万向轮，32.距离传感器，33.第三电机，34.第四电机，35.滚轮，36.滑板，37.USB接口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，包括底座1、主机2、第一雷达3、两个探测机构和四个移动机构，所述主机2和第一雷达3分别固定在底座1的上方和底座1的下方，所述主机2上设有显示屏4和若干按键5，所述主机2内设有PLC，所述第一雷达3、显示屏4和按键5均与PLC电连接，两个探测机构分别位于主机2的两侧，四个移动机构分别设置在底座1的下方的四角处；

用户将该地质雷达装置放置在矿洞内后，通过主机2上的按键5设置设备的移动路径，通过移动机构带动设备进行移动，第一雷达3对底座1的下方进行勘探，主机2两侧的探测机构同时运行，对矿洞的地面下方进行矿产勘探，在探测的同时，探测还可调整设备在矿洞内的位置，使得设备位于矿洞的两侧内壁的中心位置，便于两侧的探测机构同时在范围面积相同的区间内进行矿产勘探，提高探测效率。

如图2所示，所述探测机构包括调节组件、气缸6、气杆7和探测组件，所述气缸6竖直向下设置，所述调节组件与气缸6传动连接，所述气杆7的顶端设置在气缸6内，所述气杆7的底端与探测组件连接，所述调节组件包括驱动单元、移动块8、固定块9、伸缩架10、滑块11和滑轨12，所述驱动单元与移动块8传动连接，所述固定块9固定在主机2上，所述滑块11套设在滑轨12上，所述滑轨12的形状为U形，所述滑轨12的两端固定在气缸6上，所述伸缩架10的一端的两侧分别与移动块8和固定块9铰接，所述伸缩架10的另一端的两侧分别与气缸6和滑块11铰接；

探测机构运行时，PLC可控制气缸6启动，调节气缸6内的气压，带动气杆7移动，使得探测组件贴近矿洞地面进行探测，为了扩大探测范围，提高探测效率，调节组件启动，调节气缸6与主机2的位置，由驱动单元带动移动块8进行平移，改变移动块8和固定块9之间的距离，促使伸缩架10进行伸缩的同时，滑块11在滑轨12上滑动，伸缩架10的长度发生变化，使得气缸6与主机2的距离发生变化，从而调节探测组件的位置，扩大探测组件的范围，提高探测效率，不仅如此，探测机构可可调整设备的位置，当主机2两侧的探测机构同时与矿洞的内壁接触后，由于两个探测机构同时运行，使得伸缩架10的伸缩长度一致，进而使主机2的两侧，气缸6与主机2的距离相等，此时主机2位于矿洞两侧内壁的中心处，便于设备两侧探测机构同时在范围面积相同的区间内进行探测。

如图4所示，所述移动机构包括支柱13、支撑块14、滚珠15、升降组件和移动组件，所述支撑块14通过支柱13固定在底座1的下方，所述支撑块14的下方设有凹口，所述凹口与滚珠15相匹配，所述滚珠15的球心位于凹口内，所述升降组件与移动组件连接，所述升降组件包括第一电机16、丝杆17和套管18，所述第一电机16与PLC电连接，所述第一电机16与丝杆17的顶端传动连接，所述丝杆17的底端设置在套管18内，所述套管18的与丝杆17的连接处设有与丝杆17匹配的螺纹，所述移动组件位于套管18的下方。

在进行矿产探测前，支撑块14凹口内的滚珠15首先接触地面，方便调整主机2的位置，主机2的两侧，两个探测机构同时运行，使得伸缩架10带动气缸6移动靠近矿洞的内壁，主机2两侧的探测机构中，探测组件作用在矿洞的内壁上，推动主机2发生偏移，使得主机2位于矿洞的两侧的内壁上，当两个探测机构中探测组件同时与矿洞的内壁接触后，主机2位于矿洞两侧的内壁的中心处，而后升降组件启动，带动移动组件向下移动并接触地面，使得滚珠15脱离地面后，由移动组件负责设备在矿洞内移动探测。升降组件启动时，PLC控制第一电机16启动，带动丝杆17旋转，丝杆17通过螺纹作用在套管18上，使得套管18沿着丝杆17的轴线进行升降移动，进而可调整移动组件的位置。

如图2所示，所述驱动单元包括第二电机19、第一连杆20和第二连杆21，所述第二电机19固定在主机2上，所述第二电机19与PLC电连接，所述第二电机19与第一连杆20传动连接，所述第一连杆20通过第二连杆21与移动块8铰接。

PLC控制第二电机19启动，带动第一连杆20转动，第一连杆20通过第二连杆21作用在移动块8上，从而驱动移动块8移动，调节移动块8和固定块9之间的距离。

作为优选，为了固定移动块8的移动方向，所述驱动单元还包括滑杆22，所述滑杆22固定在第二电机19和固定块9之间，所述移动块8套设在滑杆22上。利用固定块9和第二电机19固定了滑杆22的位置，滑杆22穿过移动块8，从而固定了移动块8的移动方向。

如图3所示，所述探测组件包括平板23、第二雷达24、固定板25和若干保护单元，所述平板23固定在气杆7的底端，所述第二雷达24固定在平板23的下方，所述固定板25固定在气杆7上，所述保护单元周向均匀分布在第二雷达24的外周，所述第二雷达24与PLC电连接。

气杆7的升降移动可带动平板23升降移动，调节第二雷达24与地面之间的距离，进而可方便第二雷达24贴近地面进行矿产探测，在平板23随气杆7向下移动后，保护单元首先与地面接触，避免第二雷达24接触到地面，发生磨损，从而保护了第二雷达24。

作为优选，为了保护第二雷达24，所述保护单元包括压力传感器26、弹簧27、压板28、竖杆29和凸板30，所述压力传感器26固定在固定板25的下方，所述竖杆29的顶端通过弹簧27与压力传感器26连接，所述压力传感器26与PLC电连接，所述弹簧27处于压缩状态，所述平板23套设在竖杆29上，所述凸板30固定在竖杆29上，所述凸板30位于平板23的下方。

当气杆7向下移动后，竖杆29向下移动与地面接触，随着气杆7的继续下移，竖杆29的高度位置不变，而固定板25随着气杆7的下移而下移，从而压缩弹簧27，使得压力传感器26检测到的压力数据增大，压力传感器26将压力数据传递给PLC，使得PLC根据压力数据的增大情况，确定竖杆29与地面接触，而后控制气缸6停止运行，避免第二雷达24与地面接触后发生磨损。竖杆29上，通过凸板30限制了竖杆29的相对移动范围，防止竖杆29相对于平板23移动距离过大而导致第二雷达24与地面接触，通过限制竖杆29的相对移动范围，进一步保护第二雷达24。

作为优选，为了便于竖杆29在地面上移动，所述竖杆29的底端设有万向轮31。通过万向轮31与地面接触，方便竖杆29随着设备的移动而发生移动，避免竖杆29的底端磨损。

作为优选，为了便于调整设备的方向角度，所述固定板25的远离主机2的一侧的两端均设有距离传感器32，所述距离传感器32与PLC电连接。在设备移动过程中，通过距离传感器32检测固定板25的远离主机2的一侧的两端分别与矿洞的内壁的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC根据距离数据确定设备的位置角度，当两个距离数据一致时，表示设备沿着与矿洞内壁平行的方向移动，当两个数据不一致后，通过移动组件可进行调整，使得设备沿着与矿洞内壁的平行方向，在矿洞的中心位置移动。

作为优选，为了实现设备的移动，所述移动组件包括第三电机33、第四电机34和两个滚轮35，所述第三电机33固定在套管18的下方，所述第三电机33的输出轴的底端与第四电机34固定连接，两个滚轮35分别位于第四电机34的两侧，所述第四电机34与滚轮35传动连接，所述第三电机33和第四电机34均与PLC电连接。PLC控制第四电机34启动，可带动滚轮35在地面上滚动，实现设备在矿洞内的移动，而通过第三电机33可带动第四电机34转动，调节移动方向，使得设备在矿洞内沿着与矿洞的方向进行移动。

作为优选，为了固定套管18的移动方向，所述升降组件还包括滑板36，所述滑板36与套管18固定连接，所述滑板36套设在支柱13上。丝杆17作用在套管18上后，套管18带动滑板36移动，滑板36沿着支柱13的方向移动，从而固定了套管18的移动方向。

作为优选，为了便于数据传输，所述主机2上还设有若干USB接口37。利用USB接口37可连接其他外部设备进行数据传输。

该地质雷达装置使用时，通过调节组件调节气缸6与主机2的距离，使得探测组件与矿洞的内壁接触后，带动主机2偏移，使得主机2移动至矿洞两侧内壁的中心位置，而后升降组件带动移动组件向下移动，使得移动组件与地面接触，带动设备沿着矿洞的内壁方向进行移动，在移动过程中，利用第一雷达3和两个探测组件同时对地面下方进行矿产探测，并通过调节组件调节探测组件与主机2的位置，使得设备移动时，可对矿洞的地面下方进行大范围的高效探测，提高了设备的矿产勘探效率和实用性。

与现有技术相比，该用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置通过移动机构方便设备发生偏移，配合伸缩组件带动气缸6移动，使得主机2偏移至矿洞两侧内壁中心处，而后由移动组件带动设备沿着矿洞内壁方向在中心处移动，并通过伸缩组件调节探测组件的位置，使得设备对矿洞的地面下方进行大范围的高效矿产勘探，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，包括底座(1)、主机(2)、第一雷达(3)、两个探测机构和四个移动机构，所述主机(2)和第一雷达(3)分别固定在底座(1)的上方和底座(1)的下方，所述主机(2)上设有显示屏(4)和若干按键(5)，所述主机(2)内设有PLC，所述第一雷达(3)、显示屏(4)和按键(5)均与PLC电连接，两个探测机构分别位于主机(2)的两侧，四个移动机构分别设置在底座(1)的下方的四角处；

所述探测机构包括调节组件、气缸(6)、气杆(7)和探测组件，所述气缸(6)竖直向下设置，所述调节组件与气缸(6)传动连接，所述气杆(7)的顶端设置在气缸(6)内，所述气杆(7)的底端与探测组件连接，所述调节组件包括驱动单元、移动块(8)、固定块(9)、伸缩架(10)、滑块(11)和滑轨(12)，所述驱动单元与移动块(8)传动连接，所述固定块(9)固定在主机(2)上，所述滑块(11)套设在滑轨(12)上，所述滑轨(12)的形状为U形，所述滑轨(12)的两端固定在气缸(6)上，所述伸缩架(10)的一端的两侧分别与移动块(8)和固定块(9)铰接，所述伸缩架(10)的另一端的两侧分别与气缸(6)和滑块(11)铰接；

所述移动机构包括支柱(13)、支撑块(14)、滚珠(15)、升降组件和移动组件，所述支撑块(14)通过支柱(13)固定在底座(1)的下方，所述支撑块(14)的下方设有凹口，所述凹口与滚珠(15)相匹配，所述滚珠(15)的球心位于凹口内，所述升降组件与移动组件连接，所述升降组件包括第一电机(16)、丝杆(17)和套管(18)，所述第一电机(16)与PLC电连接，所述第一电机(16)与丝杆(17)的顶端传动连接，所述丝杆(17)的底端设置在套管(18)内，所述套管(18)的与丝杆(17)的连接处设有与丝杆(17)匹配的螺纹，所述移动组件位于套管(18)的下方。

2.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述驱动单元包括第二电机(19)、第一连杆(20)和第二连杆(21)，所述第二电机(19)固定在主机(2)上，所述第二电机(19)与PLC电连接，所述第二电机(19)与第一连杆(20)传动连接，所述第一连杆(20)通过第二连杆(21)与移动块(8)铰接。

3.如权利要求2所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述驱动单元还包括滑杆(22)，所述滑杆(22)固定在第二电机(19)和固定块(9)之间，所述移动块(8)套设在滑杆(22)上。

4.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述探测组件包括平板(23)、第二雷达(24)、固定板(25)和若干保护单元，所述平板(23)固定在气杆(7)的底端，所述第二雷达(24)固定在平板(23)的下方，所述固定板(25)固定在气杆(7)上，所述保护单元周向均匀分布在第二雷达(24)的外周，所述第二雷达(24)与PLC电连接。

5.如权利要求4所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述保护单元包括压力传感器(26)、弹簧(27)、压板(28)、竖杆(29)和凸板(30)，所述压力传感器(26)固定在固定板(25)的下方，所述竖杆(29)的顶端通过弹簧(27)与压力传感器(26)连接，所述压力传感器(26)与PLC电连接，所述弹簧(27)处于压缩状态，所述平板(23)套设在竖杆(29)上，所述凸板(30)固定在竖杆(29)上，所述凸板(30)位于平板(23)的下方。

6.如权利要求5所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述竖杆(29)的底端设有万向轮(31)。

7.如权利要求4所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述固定板(25)的远离主机(2)的一侧的两端均设有距离传感器(32)，所述距离传感器(32)与PLC电连接。

8.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述移动组件包括第三电机(33)、第四电机(34)和两个滚轮(35)，所述第三电机(33)固定在套管(18)的下方，所述第三电机(33)的输出轴的底端与第四电机(34)固定连接，两个滚轮(35)分别位于第四电机(34)的两侧，所述第四电机(34)与滚轮(35)传动连接，所述第三电机(33)和第四电机(34)均与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述升降组件还包括滑板(36)，所述滑板(36)与套管(18)固定连接，所述滑板(36)套设在支柱(13)上。

10.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有调节功能的地质雷达装置，其特征在于，所述主机(2)上还设有若干USB接口(37)。