CN113341472B - 一种用于地下金属探测用手持金属探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属探测技术领域，且公开了一种用于地下金属探测用手持金属探测器，包括探测盘，所述探测盘的内部设有探测线圈，所述探测线圈电连接有主控制器，所述探测盘的内腔设有隔层，所述隔层将探测盘的内腔分割成四个侧气液腔，所述探测盘的侧面开设有与侧气液腔连通的侧出口，所述探测盘的内腔中开设有下气液腔，所述探测盘的底面开设有下出口。本发明通过在探测盘的侧面开设的侧出口，并将侧出口按照四个方向分隔成四组，通过主控制器和方向控制装置相互配合，实现了自动控制探测盘向前移动，避免人工手持移动时探测范围遗漏或者探测范围重叠的问题，在保证探测完全的前提下提高单次探测的面积，从而提高探测的效率。

Description

一种用于地下金属探测用手持金属探测器

技术领域

本发明涉及金属探测技术领域，具体为一种用于地下金属探测用手持金属探测器。

背景技术

手持地下金属探测器是利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场。这个磁场可以在金属体内部能感生涡电流，涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声。

手持地下金属探测器的精确性和可靠性是金属探测器最主要的指标，但是现有的地下手持金属探测器的由于大部分都采用智能电气元件，而电气元件靠近探测的线圈，往往对的探测线圈的磁场造成影响，从而导致探测的精确度下降；另外在实际使用中，探测的环境若处于大风，或者在水中探测时，容易受到风力以及水流的影响而使得探测器倾斜，使得磁场波动，导致探测不精确，也会使得手持时的力度增加，长时间探测会使得手部酸软；另外现有的手持金属探测器都是需要人工手部施力而使得金属探测器移动，但是由于人工对探测区域的范围掌控的不够精确，会出现探测范围重叠而造成探测的速度下降，也会出现探测区域遗漏而导致探测的准确性降低的问题。

发明内容

针对背景技术中提出的现有金属探测器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于地下金属探测用手持金属探测器，具备自动移动且探测范围不重叠、探测区域不遗漏，以及自动平衡的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于地下金属探测用手持金属探测器，包括探测盘，所述探测盘的内部设有探测线圈，所述探测线圈电连接有主控制器，所述探测盘的内腔设有隔层，所述隔层将探测盘的内腔分割成四个侧气液腔，所述探测盘的侧面开设有与侧气液腔连通的侧出口，所述探测盘的内腔中开设有下气液腔，所述探测盘的底面开设有下出口，所述下出口与下气液腔相连通，所述侧气液腔和下气液腔均连通有分支管道，所述分支管道连接有配给装置，所述配给装置固定安装于探测盘的中部，所述配给装置的内部设有自平衡组件和方向控制装置，所述自平衡组件用于自动控制探测盘的平衡，所述方向控制装置用于控制探测盘的移动，所述探测盘的表面连接有手持杆，所述手持杆的一端连接有环状握把，所述手持杆远离探测盘的一端设有角度传感器，所述角度传感器与主控制器电性连接。

优选的，所述配给装置包括配给箱，所述配给箱的内部固定安装有固定板，所述分支管道固定套接在固定板的内部并与固定板上方的空间贯通，所述配给箱的侧面开设有进气口和侧通口，所述进气口的数量为一个，所述侧通口的数量为四个，所述进气口连接有微型真空泵，所述配给箱固定安装在探测盘的中部。

优选的，所述自平衡组件包括支撑板，所述支撑板固定于配给箱的内部且位于固定板的上方，所述支撑板的中部设有连接橡胶块，所述连接橡胶块的中部固定套接有连接杆，所述连接杆的两端分别连接有重力球和下挡孔球，所述连接橡胶块的顶面略低于支撑板的顶面。

优选的，所述方向控制装置包括横板、转动架、杠杆、侧挡孔球、铁块和吸引线圈，所述横板固定安装在配给箱的内部且位于支撑板的下方，所述转动架设置于横板的表面，所述杠杆转动连接在转动架上，所述杠杆的一端通过细绳连接有侧挡孔球，所述侧挡孔球位于侧通口的正上方，所述杠杆的另一端贯穿配给箱的外壁且连接至手持杆的内部并延伸至角度传感器处，所述杠杆靠近角度传感器的一端连接有铁块，所述手持杆的内部设有位于铁块下方的吸引线圈。

优选的，所述配给箱、固定板、横板围成汇集腔，与所述下出口连通的分支管道的端口位于汇集腔的下方，与所述侧气液腔连通的分支管道与侧通口相连通且侧通口位于汇集腔的上方。

优选的，所述主控制器包括定位采集单元、存储单元、计算单元和驱动单元，所述定位采集单元的输入端与角度传感器的输出端相连接，所述定位采集单元的输出端与计算单元的输入端电性连接，所述存储单元的输出端与计算单元的输入端相连接，所述存储单元的输入端连接有人机交互屏，所述计算单元的输出端与驱动单元的输入端相连接，所述驱动单元的输出端连接至吸引线圈。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在探测盘的侧面开设的侧出口，并将侧出口按照四个方向分隔成四组，通过主控制器和方向控制装置相互配合，实现了自动控制探测盘向前移动，避免人工手持移动时探测范围遗漏或者探测范围重叠的问题，在保证探测完全的前提下提高单次探测的面积，从而提高探测的效率。

2、本发明通过在探测盘的底面开设的下出口，并通过自平衡组件根据探测盘的倾斜自动调整下出口流量的大小，从而自动调整探测盘的平衡，防止探测盘在恶劣环境下倾斜而造成探测不准确的问题，且由于下出口流出的气体或者液体对探测盘具有向上的反作用力，因此人手部可以不用施力掌控该探测器，避免手部酸软的问题，提高了该探测器使用的安全性以及探测的精确性。

3、本发明通过主控制器以及角度传感器等电器元件设置在远离于探测线圈处，而使用纯机械结构的自平衡组件和方向控制装置用于控制探测盘的动作，从而降低电气元件对探测线圈磁场的影响，保证该探测器探测的准确性。

附图说明

图1为本发明探测盘的结构示意图；

图2为本发明探测盘的局部剖视图；

图3为本发明探测盘的仰视图；

图4为本发明探测盘的侧面剖视图

图5为本发明的结构示意图；

图6为本发明配给装置的结构示意图；

图7为本发明方向控制装置的结构示意图；

图8为本发明配给装置的局部俯视图；

图9为本发明主控制器的组成及连接框图。

图中：1、探测盘；2、探测线圈；3、主控制器；301、定位采集单元；302、存储单元；303、计算单元；304、驱动单元；4、隔层；401、侧气液腔；402、下气液腔；5、侧出口；501、下出口；6、分支管道；7、配给装置；701、配给箱；702、固定板；703、进气口；704、侧通口；8、自平衡组件；801、支撑板；802、重力球；803、连接杆；804、下挡孔球；805、连接橡胶块；9、方向控制装置；901、横板；902、转动架；903、杠杆；904、侧挡孔球；905、铁块；906、吸引线圈；10、手持杆；11、环状握把；12、角度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种用于地下金属探测用手持金属探测器，包括探测盘1，探测盘1的内部设有探测线圈2，探测线圈2电连接有主控制器3，探测盘1的内腔设有隔层4，隔层4将探测盘1的内腔分割成四个侧气液腔401，探测盘1的侧面开设有与侧气液腔401连通的侧出口5，一个侧气液腔401连通有多个侧出口5，侧出口5均匀开设于探测盘1的侧面，探测盘1的内腔中开设有下气液腔402，探测盘1的底面开设有下出口501，下出口501与下气液腔402相连通，即探测盘1底面的下出口501与探测盘1侧面的侧出口5分为两个不同的通道，使得探测盘1侧面的喷气控制与探测盘1底面的喷气控制各地独立进行，侧气液腔401和下气液腔402均连通有分支管道6，分支管道6连接有配给装置7，配给装置7包括配给箱701，配给箱701的内部固定安装有固定板702，分支管道6固定套接在固定板702的内部并与固定板702上方的空间贯通，配给箱701的侧面开设有进气口703和侧通口704，进气口703的数量为一个，侧通口704的数量为四个，进气口703连接有微型真空泵，即微型真空泵可抽水或者抽气，水或者气通过进气口703进入配给箱701的内部，并通过固定在固定板702下方的分支管道6以及侧通口704处流出，配给箱701固定安装在探测盘1的中部；

配给装置7固定安装于探测盘1的中部，配给装置7的内部设有自平衡组件8和方向控制装置9，自平衡组件8用于自动控制探测盘1的平衡，方向控制装置9用于控制探测盘1的移动，探测盘1的表面连接有手持杆10，手持杆10的一端连接有环状握把11，手持杆10远离探测盘1的一端设有角度传感器12，角度传感器12与主控制器3电性连接。

自平衡组件8包括支撑板801，支撑板801固定于配给箱701的内部且位于固定板702的上方，支撑板801的中部设有连接橡胶块805，连接橡胶块805的中部固定套接有连接杆803，连接杆803的两端分别连接有重力球802和下挡孔球804，连接橡胶块805的顶面略低于支撑板801的顶面，使得在探测盘1倾斜角度在一定范围时，重力球802位于连接橡胶块805内，当探测盘1倾斜大时，重力球802克服支撑板801与连接橡胶块805边缘的高度差而向支撑板801的一侧移动，从而可以通过连接杆803带动下挡孔球804移动；即当探测盘1倾斜时，重力球802在重力的作用下回向低的一侧移动，通过连接杆803的作用，使得下挡孔球804向高的一侧移动，因此位于固定板702上的分支管道6的流量变化为：低处的分支管道6开口大，流量大，高出的分支管道6由于下挡孔球804的阻挡开口减小，流量小，因此流量大的一侧由于气体或者液体从下出口501内流出时的反向作用力而对探测盘1具有向上的作用，从而促使探测盘1的低端向上移动，促使探测盘1恢复至平衡状态；

方向控制装置9包括横板901、转动架902、杠杆903、侧挡孔球904、铁块905和吸引线圈906，横板901固定安装在配给箱701的内部且位于支撑板801的下方，转动架902设置于横板901的表面，杠杆903转动连接在转动架902上，杠杆903的一端通过细绳连接有侧挡孔球904，侧挡孔球904位于侧通口704的正上方，杠杆903的另一端贯穿配给箱701的外壁且连接至手持杆10的内部并延伸至角度传感器12处，杠杆903靠近角度传感器12的一端连接有铁块905，手持杆10的内部设有位于铁块905下方的吸引线圈906；一般来说探测盘1的移动轨迹是以人手持处为原点，以手持杆10为半径形成的弧，具体的旋转弧度根据不同人的使用习惯而改变，一般为0至180度，初始的弧度可通过角度传感器12获取，且探测盘1单次向前移动的宽度值应不大于探测线圈2的直径值，最好与探测线圈2的直径值相同，这样即可使得单次探测的面积最大化且不会出现漏探测的区域，当探测盘1移动至弧的一端需要向前以及向另一端移动时，则通过控制探测盘1侧面开设的不同位置的侧出口5的流量来控制；

配给箱701、固定板702、横板901围成汇集腔，与下出口501连通的分支管道6的端口位于汇集腔的下方，即下出口501、下气液腔402和固定板702底面的分支管道6连通，通过下挡孔球804对固定板702上的分支管道6的阻挡，可改变下出口501处的气体流量大小，从而实现探测盘1的上下移动与倾斜；与侧气液腔401连通的分支管道6与侧通口704相连通且侧通口704位于汇集腔的上方，即侧出口5、侧气液腔401、侧通口704连通，通过侧挡孔球904对侧通口704的遮挡可控制侧通口704的开口大小，从而改变侧通口704的流量，实现探测盘1的前后作用移动。

主控制器3包括定位采集单元301、存储单元302、计算单元303和驱动单元304，定位采集单元301的输入端与角度传感器12的输出端相连接，设置于靠近环状握把11的一端，角度传感器12也位于靠近环状握把11的一端，使得电器元件远离探测盘1，降低电气元件对探测线圈2磁场的影响，可保证该探测器的探测精确度，定位采集单元301的输出端与计算单元303的输入端电性连接，存储单元302的输出端与计算单元303的输入端相连接，存储单元302的输入端连接有人机交互屏，存储单元302内存储的数据包括手持杆10的长度、探测线圈2的直径数值，因此可以根据探测线圈2的直径数值设定探测线圈2每次向前移动的距离，在保证探测线圈2的探测不出现遗漏的前提下，使得探测线圈2探测的范围不重叠，提高探测的效率；计算单元303的输出端与驱动单元304的输入端相连接，驱动单元304的输出端连接至吸引线圈906，即常态下，吸引线圈906通电，铁块905向下与吸引线圈906吸引，杠杆903连接侧挡孔球904的一端翘起，侧挡孔球904位于侧通口704的上方，不会堵住侧通口704；当吸引线圈906的电流断开时，侧挡孔球904在重力的作用下向下，侧挡孔球904堵住侧通口704，另外侧挡孔球904位于连接杆803的盲区，即在连接杆803的移动过程中不会与侧挡孔球904碰撞，不阻碍连接杆803和下挡孔球804的移动。

在本申请控制方式如下：当探测盘1移动至左端时，需要向前移动探测线圈2直径数值的宽度，即可切断探测盘1前侧的吸引线圈906的电流，使得侧挡孔球904在重力的作用下向下移动而遮挡在侧通口704处，从而减少侧通口704的流量，使得探测盘1前侧的侧出口5的喷射反作用力比探测盘1后侧侧出口5喷射的作用力小，因此探测盘1向前移动；同时，可通过相同方法，控制探测盘1右侧的连通的侧通口704上方的侧挡孔球904下落，使得探测盘1向左侧移动，反之，向右侧移动。

本发明的使用方法如下：

角度传感器12可根据使用者的习惯获取手持杆10的旋转角度，并根据上述旋转角度，当该探测器每次移动的角度达到上述测量的旋转角度时，即触发驱动单元304控制相应的吸引线圈906通、断电，使得探测盘1向前移动，并反向移动，具体轨迹为：向右移动，至右端点，向前移动探测线圈2直径值的距离，向左移动，至左端点，向前移动探测线圈2直径值的距离，向右移动，以此循环。

当探测器所处环境风速较大，或者位于水中而水流较大，均使得探测盘1倾斜时，通过自平衡组件8自动控制探测盘1的平衡；

在本探测器使用过程中，不需要使用者手部施力拿住手持杆10，而只需要虚扶住手持杆10即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种用于地下金属探测用手持金属探测器，包括探测盘（1），所述探测盘（1）的内部设有探测线圈（2），所述探测线圈（2）电连接有主控制器（3），其特征在于：所述探测盘（1）的内腔设有隔层（4），所述隔层（4）将探测盘（1）的内腔分割成四个侧气液腔（401），所述探测盘（1）的侧面开设有与侧气液腔（401）连通的侧出口（5），所述探测盘（1）的内腔中开设有下气液腔（402），所述探测盘（1）的底面开设有下出口（501），所述下出口（501）与下气液腔（402）相连通，所述侧气液腔（401）和下气液腔（402）均连通有分支管道（6），所述分支管道（6）连接有配给装置（7），所述配给装置（7）固定安装于探测盘（1）的中部，所述配给装置（7）的内部设有自平衡组件（8）和方向控制装置（9），所述自平衡组件（8）用于自动控制探测盘（1）的平衡，所述方向控制装置（9）用于控制探测盘（1）的移动，所述探测盘（1）的表面连接有手持杆（10），所述手持杆（10）的一端连接有环状握把（11），所述手持杆（10）远离探测盘（1）的一端设有角度传感器（12），所述角度传感器（12）与主控制器（3）电性连接；

所述配给装置（7）包括配给箱（701），所述配给箱（701）的内部固定安装有固定板（702），与所述下出口（501）连通的所述分支管道（6）固定套接在固定板（702）的内部并与固定板（702）上方的空间贯通，所述配给箱（701）的侧面开设有进气口（703）和侧通口（704），所述进气口（703）的数量为一个，所述侧通口（704）的数量为四个，所述进气口（703）连接有微型真空泵；

所述自平衡组件（8）包括支撑板（801），所述支撑板（801）固定于配给箱（701）的内部且位于固定板（702）的上方，所述支撑板（801）的中部设有连接橡胶块（805），所述连接橡胶块（805）的中部固定套接有连接杆（803），所述连接杆（803）的两端分别连接有重力球（802）和下挡孔球（804），通过下挡孔球（804）对固定板（702）上的分支管道（6）的阻挡，可改变下出口（501）处的气体流量大小，所述连接橡胶块（805）的顶面略低于支撑板（801）的顶面；

所述方向控制装置（9）包括横板（901）、转动架（902）、杠杆（903）、侧挡孔球（904）、铁块（905）和吸引线圈（906），所述横板（901）固定安装在配给箱（701）的内部且位于支撑板（801）的下方，所述转动架（902）设置于横板（901）的上表面，所述杠杆（903）转动连接在转动架（902）上，所述杠杆（903）的一端通过细绳连接有侧挡孔球（904），所述侧挡孔球（904）位于侧通口（704）的正上方，通过侧挡孔球（904）对侧通口（704）的遮挡可控制侧通口（704）的开口大小，从而改变侧通口（704）的流量，所述杠杆（903）的另一端贯穿配给箱（701）的外壁且连接至手持杆（10）的内部并延伸至角度传感器（12）处，所述杠杆（903）靠近角度传感器（12）的一端连接有铁块（905），所述手持杆（10）的内部设有位于铁块（905）下方的吸引线圈（906）；

所述配给箱（701）、固定板（702）、横板（901）围成汇集腔，与所述下出口（501）连通的分支管道（6）的端口位于汇集腔的下方，与所述侧气液腔（401）连通的分支管道（6）与侧通口（704）相连通且侧通口（704）位于汇集腔的上方；

所述主控制器（3）包括定位采集单元（301）、存储单元（302）、计算单元（303）和驱动单元（304），所述定位采集单元（301）的输入端与角度传感器（12）的输出端相连接，所述定位采集单元（301）的输出端与计算单元（303）的输入端电性连接，所述存储单元（302）的输出端与计算单元（303）的输入端相连接，所述存储单元（302）的输入端连接有人机交互屏，所述计算单元（303）的输出端与驱动单元（304）的输入端相连接，所述驱动单元（304）的输出端连接至吸引线圈（906）。