CN111045001B - 探地雷达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种探地雷达，属于雷达测量技术领域，包括行走支架以及设置在行走支架上的雷达；行走支架包括架体以及设置在架体底部的若干个行走支腿，雷达设置在架体上；行走支腿包括固定部、设置在固定部底部的滚轮，以及一端与固定部的顶部转动连接、另一端与架体转动且滑动连接的活动部；探地雷达还包括设置在架体上的驱动机构以及限位件，限位件用于限定固定部与架体沿垂直于固定部高度方向的第二方向上的间距，固定部能够在活动部的作用下沿行走支腿的高度方向相对限位件往复滑动。本发明提供的探地雷达，当雷达探测方向上出现障碍物时，可通过调节行走支腿的高度，实现雷达由障碍物上方的跨越，从而使得探地雷达无需绕行。
Description
技术领域
本发明属于雷达测量技术领域，更具体地说，是涉及一种探地雷达。
背景技术
探地雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)又称透地雷达、地质雷达，是用频率介于106-109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测方法，可以探测金属及非金属物体，比如地下水泥管道等。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在至少如下问题：雷达距离地面之间的间距不可调，当探测路径中出现小土坡、石块等障碍物时只能绕开上述障碍物继续对地下情况进行检测，影响探测结果及速率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种探地雷达，旨在解决目前的探地雷达中雷达距离地面之间的间距不可调，当探测路径中出现小土坡、石块等障碍物时只能绕开上述障碍物继续对地下情况进行检测，影响探测结果及速率的技术问题。
一方面，提供了一种探地雷达，包括：行走支架以及设置在所述行走支架上的雷达；所述行走支架包括架体以及设置在所述架体底部的若干个行走支腿，所述雷达设置在所述架体上；所述行走支腿包括固定部、设置在所述固定部底部的滚轮，以及一端与所述固定部的顶部转动连接、另一端与所述架体转动且滑动连接的活动部；
所述探地雷达还包括设置在所述架体上的驱动机构以及限位件，所述驱动机构用于驱动所述活动部沿第一方向相对所述架体往复滑动，并在所述活动部滑动到位时锁定所述活动部与所述架体的相对位置，所述限位件用于限定所述固定部与所述架体沿垂直于所述固定部高度方向的第二方向上的间距，所述固定部能够在所述活动部的作用下沿所述行走支腿的高度方向相对所述限位件往复滑动。
作为本申请另一实施例，所述探地雷达还包括设置在所述行走支架上的障碍物识别装置，所述障碍物识别装置用于检测所述雷达探测方向上的障碍物。
作为本申请另一实施例，所述探地雷达还包括与所述障碍物识别装置和所述驱动机构分别电连接的控制器，所述控制器用于当所述障碍物识别装置检测到所述雷达的探测方向上出现高度大于所述雷达距离地面高度的障碍物、且所述障碍物能够通过调整所述行走支腿的高度使得所述雷达由所述障碍物上方通过时，控制所述驱动机构工作，以调整所述雷达距离地面的高度。
作为本申请另一实施例，所述活动部通过滑动结构与所述架体滑动连接，所述滑动结构包括沿所述第一方向设置的滑槽，以及滑动设置于所述滑槽内的滑块，所述滑块与所述活动部的顶部转动连接。
作为本申请另一实施例，所述驱动机构包括设置在所述架体上的电机、与所述电机的输出轴连接的丝杠，以及与所述丝杠螺纹连接并与所述滑块连接的驱动块。
作为本申请另一实施例，所述驱动块包括用于与所述丝杠连接的连接部，以及设置在所述连接部上、用于与所述滑块磁力吸附的第一磁力块。
作为本申请另一实施例，所述第一磁力块为电磁铁；所述驱动机构还包括一端与所述架体或所述滑槽的内壁固定连接、另一端与所述滑块固定连接的第一弹性件，以及设置在所述架体或所述滑槽的内壁上的第二磁力块，所述第二磁力块用于与所述滑块磁力吸附，以将所述滑块限定于初始位置。
作为本申请另一实施例，所述架体为矩形架体，所述第一方向平行于所述架体的长度方向；所述行走支腿设有四个，两两一组，两组所述行走支腿分设于所述雷达的两侧，每组所述行走支腿中的两个所述行走支腿分设于所述架体长度方向中心线的两侧，分别与同一组中的两个所述行走支腿转动连接的两个所述滑块通过设置在所述滑槽中部的所述第一弹性件连接；所述第一弹性件通过位于所述滑槽中部的固定件与所述滑槽的内壁或所述架体固定连接。
作为本申请另一实施例，所述限位件包括与若干个所述行走支腿中所述固定部一一对应的若干个限位杆，以及与若干个所述限位杆一一对应的套筒，所述套筒设置于相应所述限位杆的底部，并与相应所述固定部套接，所述套筒与相应所述固定部间隙配合。
作为本申请另一实施例，所述限位杆沿所述第一方向滑动设置于所述架体上，所述限位件还包括与所述架体和/或所述限位杆可拆卸连接、用于限定所述限位杆与所述架体相对位置的锁止件。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，设置了高度可调的行走支腿，当雷达探测方向上出现障碍物时，可通过调节行走支腿的高度，实现雷达由障碍物上方的跨越，从而使得探地雷达无需绕行，进而保证了探地雷达可沿预设的探测轨迹对地下情况进行连续无间断探测，进而保证了探测结果的准确性，同时使得探地雷达所走路径与预探测路径一致，减少了探地雷达所走路径长度，提高了探测速率。其中，驱动机构的设置实现了行走支腿高度的快速调整，同时实现行走支腿高度调整好后的固定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的探地雷达的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的探地雷达的结构示意图二；
图3为本发明实施例所采用的控制结构框线示意图；
图4为本发明一实施例所采用的驱动块的主视结构示意图；
图5为本发明另一实施例所采用的驱动块的主视结构示意图。
图中：100、行走支架；110、架体；120、行走支腿；121、固定部；122、滚轮；123、活动部；200、雷达；300、驱动机构；310、电机；320、螺纹杆；330、驱动块；331、连接部；332、第一磁力块；340、第一弹性件；350、第二磁力块；400、限位件；410、限位杆；420、套筒；430、锁止件；500、障碍物识别装置；600、控制器；700、滑动结构；710、滑槽；720、滑块。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1及图2，现对本发明实施例提供的探地雷达进行说明。所述探地雷达，包括行走支架100以及设置在行走支架100上的雷达200。行走支架100包括架体110以及设置在架体110底部的若干个行走支腿120，雷达200设置在架体110上。行走支腿120包括固定部121、设置在固定部121底部的滚轮122，以及一端与固定部121的顶部转动连接、另一端与架体110转动且滑动连接的活动部123。
探地雷达还包括设置在架体110上的驱动机构300以及限位件400，驱动机构300用于驱动活动部123沿第一方向相对架体110往复滑动，并在活动部123滑动到位时锁定活动部123与架体110的相对位置，限位件400用于限定固定部121与架体110沿垂直于固定部121高度方向的第二方向上的间距，固定部121能够在活动部123的作用下沿行走支腿120的高度方向相对限位件400往复滑动。
初始状态下，活动部123倾斜设置，固定部121竖直设置。当探地雷达的探测方向上出现障碍物，且该障碍物的宽度小于行走支腿120之间的宽度时，探测人员可控制驱动机构300工作，使其驱动活动部123向外移动，进而行走支腿120高度增加，直至雷达200距离地面的高度大于障碍物的高度。待探地雷达通过障碍物后，驱动机构300带动活动部123回复原位，雷达200距离地面的高度回复原位。
本发明实施例提供的探地雷达，与现有技术相比，设置了高度可调的行走支腿120，当雷达200探测方向上出现障碍物时，可通过调节行走支腿120的高度，实现雷达200由障碍物上方的跨越，从而使得探地雷达无需绕行，进而保证了探地雷达可沿预设的探测轨迹对地下情况进行连续无间断探测，进而保证了探测结果的准确性，同时使得探地雷达所走路径与预探测路径一致，减少了探地雷达所走路径长度，提高了探测速率。其中，驱动机构300的设置实现了行走支腿120高度的快速调整，同时实现行走支腿120高度调整好后的固定。
本实施例中驱动机构300可以为气缸、液压缸、电缸等直线驱动机构300，或曲柄连杆机构等，只要能实现上述功能即可，在此不做限制。
请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，探地雷达还包括设置在行走支架100上的障碍物识别装置500，障碍物识别装置500用于检测雷达200探测方向上的障碍物。
本实施例中障碍物识别装置500可以为图像识别装置、超声波探测装置、激光测距装置、探测雷达200等其中的一种或多种结合，在此不做限制。障碍物识别装置500的设置使得探测人员能够在可视度不高的环境下仍能准确掌握探测方向上的障碍物情况，并及时控制驱动机构300对行走支腿120的高度进行调整，进而保证了探测操作的顺利进行。
请参阅图3，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，探地雷达还包括与障碍物识别装置500和驱动机构300分别电连接的控制器600，控制器600用于当障碍物识别装置500检测到雷达200的探测方向上出现高度大于雷达200距离地面高度的障碍物、且障碍物能够通过调整行走支腿120的高度使得雷达200由障碍物上方通过时，控制驱动机构300工作，以调整雷达200距离地面的高度。
控制器600的设置使得探地雷达能够根据障碍物识别装置500的探测结果实现驱动机构300的自动调整，提高了探地雷达的自动化程度，使得探地雷达由汽车、机器人、飞行器等托运时也可以使用此功能。
控制器600可通过电缆与障碍物识别装置500和驱动机构300分别电连接，也可通过无线方式与障碍物识别装置500和驱动机构300分别电连接，具体按照需要设定，在此不再限定。控制器600可以为单片机、可编程CPU，或者集成计算机组等，当控制器600采用单片机和集成计算机组时，可将控制器600放置在与探地雷达一起移动的汽车、机器人等运载平台上。
请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，活动部123通过滑动结构700与架体110滑动连接，滑动结构700包括沿第一方向设置的滑槽710，以及滑动设置于滑槽710内的滑块720，滑块720与活动部123的顶部转动连接。
滑动结构700的设置实现了活动部123相对架体110滑动操作的稳定进行。
进一步地，滑块720用于与滑槽710内壁相接的面上设置有滑轮，从而进一步降低了滑块720在滑槽710内移动时与滑槽710内壁之间的摩擦力，进而降低了滑块720发生磨损的风险，保证了滑动结构700的稳定性和较长的使用性能。
请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，驱动机构300包括设置在架体110上的电机310、与电机310的输出轴连接的螺纹杆320，以及与螺纹杆320螺纹连接并与滑块720连接的驱动块330。
使用时，先将驱动块330与滑块720连接，在控制电机310电动螺纹杆320旋转，使得驱动块330带动滑块720移动，实现活动部123与架体110的相对滑动，进而实现行走支腿120高度的调节。驱动机构300采用电机310、螺纹杆320及驱动块330相结构的方式，工作性能稳定，使用寿命长，且可实现滑块720的平稳移动。
请一并参阅图4及图5，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，驱动块330包括用于与螺纹杆320连接的连接部331，以及设置在连接部331上、用于与滑块720磁力吸附的第一磁力块332。
第一磁力块332的设置实现了驱动块330与滑块720的磁力吸附，使得驱动块330与滑块720连接及分离不会对滑块720的表面及结构强度造成破坏，进而保证了滑块720结构的稳定性，及其较长的使用寿命。
具体地，第一磁力块332贴设与连接部331的一侧，或设置在连接部331的底部，具体可根据具体情况设定，在此不做限制。
进一步地，连接部331为非导磁材料制成，避免了第一磁力块332上的磁力传递至连接部331影响连接部331的正常移动。
请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，第一磁力块332为电磁铁。驱动机构300还包括一端与架体110或滑槽710的内壁固定连接、另一端与滑块720固定连接的第一弹性件340，以及设置在架体110或滑槽710的内壁上的第二磁力块350，第二磁力块350用于与滑块720磁力吸附，以将滑块720限定于初始位置。
当需要增大雷达200距离地面的高度时，第一磁力块332与滑块720磁力吸附克服第一弹性件340及第二磁力块350对滑块720的拉力带动滑块720向远离第一弹性件340与架体110或滑槽710的内壁连接一端移动；当雷达200距离地面的高度需要回复原位时，第一磁力块332断电消磁，滑块720在第一弹性件340的拉动下回复初始位置，并与第二磁力块350磁力吸附固定于初始位置。
上述设置有效减少了雷达200由调整后的高度回复至初始状态下所需时长及能耗。第一磁力块332采用电磁铁使得其磁力大小可根据具体需要进行调整，避免了其磁力太高对雷达200的检测结果造成不良影响。第二磁力块350的设置则保证了滑块720可稳定停留于初始位置，不会随着探地雷达的移动而发生震动或往复移动，进而保证了行走支腿120高度在非调整阶段可保持在稳定状态。
本实施例中第二磁力块350可采用电磁铁或永磁铁，在此不做限制。
作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，架体110为矩形架体，第一方向平行于架体110的长度方向。行走支腿120设有四个，两两一组，两组行走支腿120分设于雷达200的两侧，每组行走支腿120中的两个行走支腿120分设于架体110长度方向中心线的两侧，分别与同一组中的两个行走支腿120转动连接的两个滑块720通过设置在滑槽710中部的第一弹性件340连接。第一弹性件340通过位于滑槽710中部的固定件与滑槽710的内壁或架体110固定连接。
行走支腿120设有两组，实现了行走支腿120对架体110的稳定支撑，保证了探地雷达的稳定移动。两个滑块720通过同一个第一弹性件340连接，有效降低了探地雷达所需零部件数量，实现了探地雷达结构的紧凑性。
请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，限位件400包括与若干个行走支腿120中固定部121一一对应的若干个限位杆410，以及与若干个限位杆410一一对应的套筒420，套筒420设置于相应限位杆410的底部，并与相应固定部121套接，套筒420与相应固定部121间隙配合。
套筒420与相应固定部121间隙配合，使得固定部121能够相对套筒420上下移动。
限位件400采用与固定部121一一对应的限位杆410，结构简单，同时使得各个限位杆410可紧靠相应行走支腿120设置，从而使得限位件400的设置不会对探地雷达的行走造成不良影响，从而保证了探地雷达使用性能的稳定性。
请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的探地雷达的一种具体实施方式，限位杆410沿第一方向滑动设置于架体110上，限位件400还包括与架体110和/或限位杆410可拆卸连接、用于限定限位杆410与架体110相对位置的锁止件430。
限定杆能够相对架体110沿第一方向滑动，使得通过限位杆410限定的固定部121的位置可以根据需要进行移动，进而使得当雷达200探测方向上出现的障碍物宽度率大于两组行走支腿120或同组中两个行走支腿120之间的宽度时，可通过调整限位杆410的位置，实现两组行走支腿120或同组中两个行走支腿120之间宽度的调节，进而增大雷达200可跨越的障碍物尺寸范围，进而保证本实施例中探地雷达较宽的使用范围。
本实施例中锁止件430可以为磁力块、螺栓等，只要能实现限位杆410与架体110相对位置的限定即可，在此不做限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.探地雷达，其特征在于：包括行走支架以及设置在所述行走支架上的雷达；所述行走支架包括架体以及设置在所述架体底部的若干个行走支腿，所述雷达设置在所述架体上；所述行走支腿包括固定部、设置在所述固定部底部的滚轮，以及一端与所述固定部的顶部转动连接、另一端与所述架体转动且滑动连接的活动部；
所述探地雷达还包括设置在所述架体上的驱动机构以及限位件，所述驱动机构用于驱动所述活动部沿第一方向相对所述架体往复滑动，并在所述活动部滑动到位时锁定所述活动部与所述架体的相对位置，所述限位件用于限定所述固定部与所述架体沿垂直于所述固定部高度方向的第二方向上的间距，所述固定部能够在所述活动部的作用下沿所述行走支腿的高度方向相对所述限位件往复滑动；
所述探地雷达还包括设置在所述行走支架上的障碍物识别装置，所述障碍物识别装置用于检测所述雷达探测方向上的障碍物；
所述活动部通过滑动结构与所述架体滑动连接，所述滑动结构包括沿所述第一方向设置的滑槽，以及滑动设置于所述滑槽内的滑块，所述滑块与所述活动部的顶部转动连接；
所述驱动机构包括设置在所述架体上的电机、与所述电机的输出轴连接的丝杠，以及与所述丝杠螺纹连接并与所述滑块连接的驱动块；
所述驱动块包括用于与所述丝杠连接的连接部，以及设置在所述连接部上、用于与所述滑块磁力吸附的第一磁力块；
所述第一磁力块为电磁铁；所述驱动机构还包括一端与所述架体或所述滑槽的内壁固定连接、另一端与所述滑块固定连接的第一弹性件，以及设置在所述架体或所述滑槽的内壁上的第二磁力块，所述第二磁力块用于与所述滑块磁力吸附，以将所述滑块限定于初始位置。
2.如权利要求1所述的探地雷达，其特征在于：所述探地雷达还包括与所述障碍物识别装置和所述驱动机构分别电连接的控制器，所述控制器用于当所述障碍物识别装置检测到所述雷达的探测方向上出现高度大于所述雷达距离地面高度的障碍物、且所述障碍物能够通过调整所述行走支腿的高度使得所述雷达由所述障碍物上方通过时，控制所述驱动机构工作，以调整所述雷达距离地面的高度。
3.如权利要求1所述的探地雷达，其特征在于：所述架体为矩形架体，所述第一方向平行于所述架体的长度方向；所述行走支腿设有四个，两两一组，两组所述行走支腿分设于所述雷达的两侧，每组所述行走支腿中的两个所述行走支腿分设于所述架体长度方向中心线的两侧，分别与同一组中的两个所述行走支腿转动连接的两个所述滑块通过设置在所述滑槽中部的所述第一弹性件连接；所述第一弹性件通过位于所述滑槽中部的固定件与所述滑槽的内壁或所述架体固定连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的探地雷达，其特征在于：所述限位件包括与若干个所述行走支腿中所述固定部一一对应的若干个限位杆，以及与若干个所述限位杆一一对应的套筒，所述套筒设置于相应所述限位杆的底部，并与相应所述固定部套接，所述套筒与相应所述固定部间隙配合。
5.如权利要求4所述的探地雷达，其特征在于：所述限位杆沿所述第一方向滑动设置于所述架体上，所述限位件还包括与所述架体和/或所述限位杆可拆卸连接、用于限定所述限位杆与所述架体相对位置的锁止件。
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