CN110187339B - 地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置及方法 - Google Patents

地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置及方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置及方法，包括行走机构，行走机构上设置有底盘，底盘上端设置有承载平台，所述承载平台与底盘之间通过调节机构连接，实现承载平台相对于底盘竖直距离和水平距离可调；承载平台上设置有滑动槽，滑动槽内可滑动连接有雷达天线，雷达天线的至少一端部设置有弹性件，承载平台的端部设置有红外探测设备；承载平台上设置有防掉块保护机构，防掉块保护机构具有至少一延伸部，所述延伸部能够在雷达天线和红外探测设备的上方形成遮挡；雷达天线、调节机构、红外探测设备和行走机构受控制器控制，控制器与遥控器无线连接。

Description

地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置及方法
技术领域
本公开涉及一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)多采用天线向探测目标发射高频脉冲电磁波来进行探测。通常探测目标深度满足于远场条件，可近似视为以平面波形式传播。平面波的极化是指空间给定点上场矢量方向随时间的变化特征。通常可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种类型。波的极化是电磁波的一个重要特性，不同极化方式的波有着不同的工程应用。当地下介质存在各向异性时，以线极化方式入射的平面波.其反射回波可能转变成椭圆极化方式。因此，通过研究雷达波极化方式的变化可以获得与地下介质物性相关的信息。
探地雷达可结合不同地质探测水，衬砌密实度，裂隙发育情况等问题，但据发明人了解,由于现场实际情况比较复杂，工作面存在滴水，人员不方便移动，落石掉块等危险情况，同时操作人员在移动仪器时，速度不均匀，仪器与工作面贴合情况不好，多条测线在现场无法测量，以上问题会直接影响到技术人员的安全以及数据的准确性。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置及方法，本公开通过设置的通信模块实现远程遥控，控制搭载各种雷达天线的辅助测量车，在各种需要雷达探测的现场进行数据采集。提供的装置可以搭载各种雷达天线，设置有弯钩式落物保护装置，防止掉块给人员仪器带来的危险性，同时安装了红外测量摄影装置，完成精准定位。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，包括行走机构，所述行走机构上设置有底盘，所述底盘上端设置有承载平台，所述承载平台与底盘之间通过调节机构连接，实现承载平台相对于底盘竖直距离和水平距离可调；
所述承载平台上设置有滑动槽，所述滑动槽内可滑动连接有雷达天线，所述雷达天线的至少一端部设置有弹性件，所述承载平台的端部设置有红外探测设备；
所述承载平台上设置有防掉块保护机构，所述防掉块保护机构具有至少一延伸部，所述延伸部能够在雷达天线和红外探测设备的上方形成遮挡；
所述雷达天线、调节机构、红外探测设备和行走机构受控制器控制，所述控制器与遥控器无线连接。
上述设计能够通过远程遥控，就控制搭载各种雷达天线的辅助测量装置的工作，完成雷达探测现场的数据采集。本装置上可以搭载各种雷达天线外，设置了延伸部，以作为落物保护装置，防止掉块给仪器带来的危险性，同时在承载平台的端部设置安装红外测量设备，能够完成精准定位，防止精密仪器在现场拖拉、碰撞造成的损坏，保证测量数据的准确性。
作为一种实施方式，所述行走机构为履带式行走机构。以便和不同环境下的地面进行契合。
作为一种实施方式，所述调节机构为四连杆机构，所述四连杆机构的一对平行的杆分别连接所述承载平台与底盘，另一对平行的杆为电动可伸缩杆。
作为一种实施方式，所述调节机构为多个相同的电动可升降杆，所述电动可升降杆的一端与所述底盘连接，所述电动可升降杆的另一端与所述承载平台连接，且电动可升降杆与底盘和承载平台之间可转动连接。整个杆件通过端部的铰接装置控制旋转，伸缩杆为液压杆，控制伸缩。
作为一种实施方式，所述弹性耦合件为多个，并排设置于所述雷达天线上。
作为一种实施方式，所述红外探测设备包括测距模块和摄像模块，所述测距模块用于测量雷达天线在平面内的位置，摄像模块用于拍摄工作面的影像。
作为一种实施方式，所述遥控器包括输入模块和输出模块，所述输出模块用于检测测量值和拍摄图像，所述输入模块用于接收控制指令。
作为一种实施方式，所述防掉块保护机构包括支撑杆，所述支撑杆上设置有一弧形板作为延伸部。
作为一种实施方式，所述弧形板的长度满足：所述弧形板的竖直投影边缘能够遮挡住所述弹性件的投影边缘。且所述弧形装置为线弹性，方便与工作面接触耦合。
基于上述装置的工作方法，根据现场实地情况，安装雷达天线和红外探测设备；
根据实际实验探测需要，利用遥控器将移动遥控辅助装置移动到指定位置；
根据测线布置需要，移动并升降承载平台，使雷达天线达到指定位置，进行测线测量，利用红外探测设备获取准确的距离数据信息。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开实现遥控数控一体化，大大节省了现场实验多点采样的时间，同时提升了准确度。设置的防掉块保护装置，保护了下方的仪器的安全。
同时，搭载的红外测距摄影仪可以精准的定位雷达天线在三维平面内的位置，可以采集工作面的具体地理信息，为后续的科研工作带来了许多便捷点。
承载平台阻断了地面水和仪器的接触，保证了设备的完整性，设置的弹性耦合装置可以更好地使得地质雷达天线和工作面结合，升降台可前后左右移动，有利于现场测线布置的实际需要。
有利于获取更加精确实验数据，为后期超前地质预报获得更加准确的地质信息提供了有力保障。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本公开的正视图；
图2是本公开的实地探测示意图；
图3是本公开的防掉块保护装置工作原理示意图；
图4是本公开遥控装置说明图；
图5是本公开弹性耦合装置示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
如图1-图5所示，一种用于地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，包括履带(1)，车轮(2)，高强度操作平台(3)，旋转杆件(4)，升降杆件(5)，掉块收纳器(6)，滑动卡槽(7)，各种雷达天线(8)，弹性耦合装置(9)，红外探测摄影仪(10)，掉块(12)，滑动履带(13)，泡沫式弹性材料减震装置(14)，装置移动杆(15)，升降杆旋转按钮(16)，升降杆抬升按钮(17)，屏幕显示器(18)，红外测距按钮(19)，辅助功能切换按钮(20)。
履带(1)，车轮(2)为辅助设备行进部分。以便和不同环境下的实验地面进行契合。
具体的，旋转杆(4)铰接在高强度作业平台(3)上，升降杆(5)采用液压装置，和旋转杆(4)自成一体，雷达天线(8)连接到滑动卡槽(7)上，利用滑动卡槽(7)进行平面移动。弹性耦合装置(9)固定在雷达天线(8)一端，红外测距摄影仪(10)搭载在辅助装置上。
高强度作业平台(3)由高强度合金材料制成，四角固定有可旋转伸缩式升降连接杆，可旋转伸缩式升降连接杆上端固定有仪器搭载平台。
仪器搭载平台一端固定有用于固定雷达天线的滑动卡槽(7)。雷达天线可根据实际需要进行调整，均可与滑动卡槽(7)契合。雷达天线端部设有雷达天线耦合装置，具体为线弹性装置。
本实施例中，线弹性装置包括弹簧和滑轮，以和测量面耦合。
仪器搭载平台可以站立操作人员并且搭载操作仪器，防止仪器和水接触，保证了操作人员的安全性。
如图2所示，为实地探测示意图，辅助装置车控制旋转杆(4)，升降杆(5)至合理位置，移动滑动卡槽(7)使雷达天线至合理位置，将弹性耦合装置(9)与工作面(11)接触耦合，然后进行实验测量。
如图3所示，为防掉块保护装置工作原理示意图，防掉块保护装置可弹性延伸接触工作面(11)，将掉块(12)进行收集，通过滑动履带(13)对掉块进行运输，通过泡沫式弹性材料减震装置掉入掉块收纳器(6)中集中处理。弹性耦合接触器由高强度材料制成，以保护雷达天线和红外测距摄影仪(10)。
防掉块保护装置具有一向内凹的弧形段，所述弧形段的端部具有一开口，作为掉块收纳部。防掉块保护装置与仪器搭载平台可拆卸。
红外测距摄影仪(10)可以精准的测量雷达天线在平面内的位置。搭载了摄影功能，可以拍摄工作面的影像。
辅助测量装置由人工远端遥控。人工远端遥控装置，包括：装置移动杆，屏幕显示器，升降杆旋转按钮，升降杆抬升按钮，红外测距按钮和辅助功能切换按钮。
装置移动杆可以控制行使部分移动，以及升降杆的抬升和旋转功能。
屏幕显示器可以读取红外测距仪测定的数据。
升降杆旋转按钮，升降杆抬升按钮可以控制移动杆控制行进部分，还有升降杆部分。
辅助功能切换器可以控制屏幕显示器调换至工作面摄影状态。
通过控制可旋转抬升的升降杆可间接控制雷达天线在三维平面内的抬升，完成各种测线的测量。
如图4所示，为遥控装置说明图，装置移动杆(15)可以控制行使部分移动，以及升降杆的抬升何旋转功能，升降杆旋转按钮(16)，升降杆抬升按钮(17)，屏幕显示器(18)可以读取红外测距的数值，还可以观测工作面的影像，红外测距按钮(19)用以测量雷达天线在工作面的三维位置。辅助功能切换按钮(20)用来控制其他功能的实施。
如图5所示，为弹性耦合装置工作原理示意图，弹簧(21)控住弹性变形，滑轮(22)与工作面接触。
本辅助装置适用于各种雷达天线的工作面。弹性接触面可以很好的和各种工作面接触。辅助装置各个尺寸可根据实际需要进行更改，其他尺寸进行原比例调整。
具体的操作方法，包括以下步骤：
步骤1：根据现场实地情况，将雷达天线安装到辅助装置指定的位置。
步骤2：根据实际实验探测需要，利用遥控设备将辅助装置车移动到指定位置；
步骤3：根据测线布置需要，移动升降台，利用遥控设备，进行第一条测线测量，利用红外测距获取准确的距离数据信息。
步骤4：重复上述步骤，直至实验结束。
步骤5：回收设备，完成实验。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。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。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：包括行走机构，所述行走机构上设置有底盘，所述底盘上端设置有承载平台，所述承载平台与底盘之间通过调节机构连接，实现承载平台相对于底盘竖直距离和水平距离可调；所述调节机构为多个相同的电动升降杆，所述电动升降杆的一端与所述底盘连接，所述电动升降杆的另一端与所述承载平台连接，且电动升降杆与底盘和承载平台之间转动连接，整个杆件通过端部的铰接装置控制旋转；
所述承载平台上设置有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有雷达天线，所述雷达天线的至少一端部设置有弹性件，所述承载平台的端部设置有红外探测设备；
所述承载平台上设置有防掉块保护机构，所述防掉块保护机构具有至少一延伸部，所述延伸部能够在雷达天线和红外探测设备的上方形成遮挡；所述延伸部为防掉块保护机构的支撑杆上设置的弹性弧形板，形成一向内凹的弧形段，弧形段的端部具有一开口，作为掉块收纳部，通过滑动履带运输掉块至掉块收纳器中集中处理；所述弧形板的长度满足：弧形板的竖直投影边缘能够遮挡住所述弹性件的投影边缘；
所述雷达天线、调节机构、红外探测设备和行走机构受控制器控制，所述控制器与遥控器无线连接。
2.如权利要求1所述的一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：所述行走机构为履带式行走机构，以便和不同环境下的地面进行契合。
3.如权利要求1所述的一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：所述调节机构为四连杆机构，所述四连杆机构的一对平行的杆分别连接所述承载平台与底盘，另一对平行的杆为电动伸缩杆。
4.如权利要求3所述的一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：所述伸缩杆为液压杆。
5.如权利要求1所述的一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：所述弹性件为多个，并排设置于所述雷达天线上。
6.如权利要求1所述的一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：所述红外探测设备包括测距模块和摄像模块，所述测距模块用于测量雷达天线在平面内的位置，摄像模块用于拍摄工作面的影像。
7.如权利要求1所述的一种地下空间探测的地质雷达天线移动遥控辅助装置，其特征是：所述遥控器包括输入模块和输出模块，所述输出模块用于检测测量值和拍摄图像，所述输入模块用于接收控制指令。
8.基于权利要求1-7中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：根据现场实地情况，安装雷达天线和红外探测设备；
根据实际实验探测需要，利用遥控器将移动遥控辅助装置移动到指定位置；
根据测线布置需要，移动并升降承载平台，使雷达天线达到指定位置，进行测线测量，利用红外探测设备获取准确的距离数据信息。
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