CN116165696A - 电磁导向隔振的振动装置 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供一种电磁导向隔振的振动装置，包括：基座；导向件，与基座连接并沿着与基座垂直的方向延伸；质量体，与导向件滑动连接；驱动件，被设置成能够驱动质量体沿导向件滑动，以带动基座发生振动；以及磁性组件，磁性组件用于向基座提供磁性作用力，以限制基座在振动过程中的移动范围。本申请实施例提供的电磁导向隔振的振动装置采用磁性作用力来限制基座在振动过程中的移动范围，从而避免了使用物理结构限制基座移动对振动装置的性能产生的影响。

Description

电磁导向隔振的振动装置

技术领域

本申请涉及地球物理技术领域，具体涉及一种电磁导向隔振的振动装置。

背景技术

利用可控震源来人工激发地震波是进行地震勘探的一种重要方法。振动装置是可控震源的主要工作机构，在振动装置的振动过程中，需要限制振动装置基座的移位，防止其发生反跳而离开地面，或者防止其发生水平方向上的偏移，相关技术中通常采用隔振气囊来避免基座的反跳，利用摩擦板避免基座的偏移，然而，在实际使用过程中，隔振气囊可能会受到环境中物体的损坏，例如被地面上的树枝划破等，导致功能失效，而摩擦板将会称为震源信号的一种干扰源，二者均会影响振动装置的性能。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电磁导向隔振的振动装置。

根据本申请的实施例提供一种电磁导向隔振的振动装置，包括：基座；导向件，与基座连接并沿着与基座垂直的方向延伸；质量体，与导向件滑动连接；驱动件，被设置成能够驱动质量体沿导向件滑动，以带动基座发生振动；以及磁性组件，磁性组件用于向基座提供磁性作用力，以限制基座在振动过程中的移动范围。

本申请实施例提供的电磁导向隔振的振动装置采用磁性作用力来限制基座在振动过程中的移动范围，从而避免了使用物理结构限制基座移动对振动装置的性能产生的影响。

附图说明

图1为根据本申请实施例的电磁导向隔振的振动装置的示意图；

图2为根据本申请实施例的第一磁铁组的布局示意图；

图3为根据本申请一个实施例的基座受力分析示意图；

图4为根据本申请一个实施例的第三磁铁的示意图；

图5为根据本申请另一个实施例的基座受力分析示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的实施例提供一种电磁导向隔振的振动装置，参照图1，其包括：基座1、导向件2、质量体3、驱动件4和磁性组件5。

基座1为平板状结构，在实际实用过程中，基座1可以被抵持在地面上，从而，基座1的振动能够被传递给地面来激发地震波，可以根据实际需求来选择基座1的具体材料和尺寸。

导向件2与基座1连接并沿着与基座1垂直的方向进行延伸，质量体3与导向件2滑动连接，驱动件4设置成能够驱动质量体3沿着导向件2进行滑动，从而，质量体3在滑动的过程中所产生的反作用力将会带动基座1发生振动。

导向件2可以是任何具有导向功能的结构，例如，导向件2可以包括一个或者多个导向杆，其可以从质量体3的内部穿过，从而起到导向的作用，优选地，导向件2可以包括至少两个导向杆，以避免质量体3在滑动过程中发生转动。又例如，导向件2可以是滑轨结构，其可以与质量体3的侧壁外表面滑动连接，从而起到导向的作用。

质量体3是具有一定质量的物体，其能够通过自身在滑动过程中产生的反作用力来带动基座1发生振动，本领域技术人员可以根据实际的振动需求来合理的选择质量体3的具体结构、尺寸、材料等，对此不作限制。

驱动件4可以是例如液压驱动装置、电磁驱动装置等具有驱动功能的装置。在实际使用过程中，可以通过控制驱动件4来使得质量体3以预定频率和幅度来沿着导向件2进行滑动，从而使得基座1发生预定频率和振幅的振动。

在基座1发生振动的过程中，地面的反作用力将可能会导致基座1发生反跳而离开地面，导致振动效果的下降，相关技术中通常采用隔振气囊来避免基座的反跳，然而，在实际使用过程中，隔振气囊可能会受到环境中物体的损坏，例如被地面上的树枝划破等，导致功能失效。

同时，在实际使用过程中，还需要防止基座1在水平方向上发生移动，相关技术中通常会选择使用摩擦板来在水平方向上对基座1进行限位，然而摩擦本身是一种设计震源扫描信号时需要注意避免的干扰信号，采用摩擦板来进行限位将会影响使用振动装置激发地震波的效果。

为此，本实施例中设置了磁性组件5。磁性组件5被配置成向基座1提供磁性作用力，来限制其移动范围，从而解决上文中所提及到的反跳和/或水平方向上的限位等问题。

磁性组件5可以借助两个磁性相同的磁极来提供这一磁性作用力，可以理解地，两个磁极的距离越近，则产生到的磁性作用力也就越大，可以通过合理的设置磁极，来使得基座1在正常振动时不会受到磁性作用力的限制，而仅在振动幅度较大(例如即将离开地面)时才受到磁性作用力的限制，从而既避免基座1反跳，又避免对基座1的正常振动信号产生影响。本领域技术人员可以根据实际情况来选择磁性组件中各磁极的具体设置方式以实现上述效果，下文中的相关部分中也将会具体的描述一些设置方式，在此不再赘述。

本申请实施例提供的电磁导向隔振的振动装置采用磁性作用力来限制基座在振动过程中的移动范围，从而避免了使用物理结构限制基座移动对振动装置的性能产生的影响。

在一些实施例中，磁性组件5可以具体为基座1提供背离导向件2延伸方向的磁性作用力。以图1为例，导向件2与基座1垂直的并向上延伸，此时，需要提供与基座1垂直并向下的磁性作用力来限制其在垂直方向上的移动以避免其发生反跳。

进一步地，由于质量体3是在导向件2上进行滑动，因此，基座1所受到的作用力是沿着与导向件2平行的方向延伸的，而磁性组件5提供的磁性作用力同样与导向件2平行，只是方向相反，使得两个作用力能够被完全抵消而不会发生偏移，避免了基座1发生偏振。

在一些实施例中，磁性组件5包括第一磁铁组51和第二磁铁组52，第一磁铁组51和第二磁铁组52的极性相同，第一磁铁组51设置在基座1朝向导向件2一侧的表面，第二磁铁组52与第一磁铁组51相对设置，并被固定于外部装置，此处的外部装置用于将第二磁铁组52的位置固定，以使的第一磁铁组51在朝向第二磁铁组52运动时受到排斥作用力。外部装置可以是任何合适的装置，例如用于搭载振动装置的车辆、台架等等，对此不作限制。

图2示出了一个实施例中的第一磁铁组的布局方式示意图，参照图1和2，第一磁铁组51可以包括沿基座1的中心对称分布的多个第一磁铁511，此时，第二磁铁组52包括分别与每个第一磁铁511相对设置的多个第二磁铁521。

本实施例中的第一磁铁511沿着基座1的中心呈对称分布，从而，使得第一磁铁组51所提供的合力处于基座1的中心位置，进一步的避免了偏振情况的发生，同时，也能够使得基座1的受力更加均匀，有效提高了基座1的相对刚性，进而有助于提高振动装置的振动精度。

在一些实施例中，基座1可以呈矩形，而多个第一磁铁511可以设置在基座1上相对的两个边缘位置。在一些其他的实施例中，也可以在四个边缘位置上均设置第一磁铁511。在一些实施例中，基座1也可以呈圆形或者其他合适的形状，本领域技术人员可以根据基座1的具体形状来选择第一磁铁511的布局方式。

在上述实施例中，本领域技术人员可以根据第一磁铁511具体设置的位置来一一对应地设置第二磁铁521，在此不再赘述。

在一些实施例中，仍可参照图1，振动装置可以包括一个被固定于外部装置的板体6，该板体6可以设置在质量体3的外侧并与质量体3形成间隙，第二磁铁组52可以设置在板体6朝向基座1的一面。

本实施例中，将第二磁铁组52设置在板体6上，从而方便了第二磁铁组的制作和安装，并且能够更好地保证第二磁铁组52中的每一个第二磁铁521都能够为其所对应的第一磁铁511提供相同的作用力，以避免基座1的偏振。进一步，板体6与质量体3之间留有足够的间隙，以避免板体6的设置对质量体3的滑动产生限制。

在一些实施例中，第一磁铁组51和/或第二磁铁组52被设置成极性可改变，使得磁性组件5还能够向基座1提供朝向板体6的磁性作用力。可以理解地，由于基座1和板体6本身并没有固定连接，因此在振动装置不需要工作而需要被移动时，可能较难操作。为此，本实施例中将第一磁铁组51和/或第二磁铁组52设置成极性可改变，当需要进行移动时，可以通过改变极性来使得二者之间的磁性作用力由相排斥变为相吸引，从而，基座1将会被吸附到板体6上，使二者形成连接，方便进行移动。

在一些实施例中，如上文中所描述地，磁性组件5还可以被用于防止基座1在水平方向上发生移动。具体地，磁性组件5可以用于向基座1提供由基座1的边缘朝向或背离基座1的中部的磁性作用力。图3中示出了一种实施例中基座1受到的磁性作用力的示意图，图中示出了由基座1的四个边缘背离基座1中部的磁性作用力，这些磁性作用力的存在将会限制基座1在水平方向上的移位，起到避免基座1发生移位的效果。同时，由于这些磁性作用力是非接触作用的，将不会对震源信号产生干扰，保证了使用振动装置激发地震波的效果。

在一些实施例中，具体地，磁性组件5可以包括第三磁铁组53和第四磁铁组54，第三磁铁组53和第四磁铁组54的磁性相同；第三磁铁组53沿基座的周向设置，第四磁铁组54与第三磁铁组53相对设置，并被固定于外部装置。

第三磁铁组53和第四磁铁组54采用与第一磁铁组51和第二磁铁组52类似地设置方式，第三磁铁组53沿着基座1的周向设置，以在基座1的不同边缘上均提供磁性作用力，而第四磁铁组54则与第三磁铁组53相对设置并被固定于一个外部装置上。第三磁铁组53和第四磁铁组54的具体设置方式可以由本领域技术人员根据基座1的具体形状来确定，对此不作限制。

第四磁铁组54可以和第二磁铁组52固定在相同的外部装置上，也可以固定在不同的外部装置上，对此不作限制。在一些实施例中，第四磁铁组54可以被固定在上文中所描述的板体6上，从而简化振动装置的整体结构。

在一些实施例中，振动装置可以包括多个延伸件7，多个延伸件7与基座1连接，并沿着与导向件2相同的方向延伸。第三磁铁组53包括分别设置在每个延伸件7上的多个第三磁铁531。可以理解地，基座1的厚度通常较小，如果直接将第三磁铁组53设置在基座1的侧缘上，将可能会导致第三磁铁组53的体积较小，无法提供足够的支持力，且第四磁铁组54需要贴近地面固定，在一些复杂环境中可能较难实现，为此，本实施例中设置了延伸件7来使得第三磁铁组53和第四磁铁组54具有较为充足的布置空间。

在一些实施例中，参照图4，第三磁铁531被设置成沿与延伸件7的延伸方向相同的方向在延伸件7的表面延伸。可以理解地，基座1在振动时将会在延伸件7的延伸方向上(即垂直方向上)发生运动，这就会导致第三磁铁531也发生运动，而与第三磁铁531相对的第四磁铁541是固定的，如果将第三磁铁531设置成点状磁铁，则第三磁铁531发生移位时可能会偏离第四磁铁541，导致二者之间的磁性作用力的方向发生改变甚至消失，为此，本实施例中，将第三磁铁531设置成沿着与延伸件7的延伸方向相同的方向延伸的条形磁铁，从而，即使第三磁铁531发生移位，也能够确保第四磁铁541与第三磁铁531之间的对位关系，避免失效。同时，也能够简化安装操作过程，无需再安装过程中进行精准的对位。

在一些实施例中，基座1可以为矩形，多个延伸件7可以分别设置在基座1的四角，每个延伸件7可以包括沿着与导向件2相同的方向延伸的第一延伸板71和第二延伸板72，第一延伸板71和第二延伸板72垂直设置，并且，第一延伸板71和第二延伸板72上分别设置一个第三磁铁531。

图5中示出了这样的实施例中基座1的受力分析示意图。相较于图3中示出的实施例而言，本实施例中的基座1将会在更多方向上受到磁性作用力，从而获得更好的限位效果，尤其是能够限制基座1沿着其对角线方向上的移动。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电磁导向隔振的振动装置，包括：

基座；

导向件，与所述基座连接并沿着与所述基座垂直的方向延伸；

质量体，与所述导向件滑动连接；

驱动件，被设置成能够驱动所述质量体沿所述导向件滑动，以带动所述基座发生振动；以及

磁性组件，所述磁性组件用于向所述基座提供磁性作用力，以限制所述基座在振动过程中的移动范围。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述磁性组件用于向所述基座提供背离所述导向件延伸方向的磁性作用力。

3.根据权利要求2所述的振动装置，其中，所述磁性组件包括第一磁铁组和第二磁铁组，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组的极性相同，

所述第一磁铁组设置在所述基座朝向所述导向件一侧的表面，

所述第二磁铁组与所述第一磁铁组相对设置，并被固定于外部装置。

4.根据权利要求3所述的振动装置，其中，所述第一磁铁组包括沿所述基座的中心对称分布的多个第一磁铁，所述第二磁铁组包括分别与每个所述第一磁铁相对设置的多个第二磁铁。

5.根据权利要求4所述的振动装置，其中，所述基座呈矩形，多个所述第一磁铁设置在所述基座相对的两个边缘位置。

6.根据权利要求3所述的振动装置，还包括：

板体，所述板体设置在所述质量体外侧，并与所述质量体之间形成间隙，所述板体被固定于外部装置，所述第二磁铁组设置在所述板体朝向所述基座的一面。

7.根据权利要求6所述的振动装置，其中，所述第一磁铁组和/或第二磁铁组被设置成极性可改变，使所述磁性组件还能够向所述基座提供朝向所述板体的磁性作用力。

8.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述磁性组件用于向所述基座提供由所述基座的边缘朝向或背离所述基座的中部的磁性作用力。

9.根据权利要求8所述的振动装置，其中，所述磁性组件包括第三磁铁组和第四磁铁组，所述第三磁铁组和所述第四磁铁组的磁性相同；

所述第三磁铁组沿所述基座的周向设置，

所述第四磁铁组与所述第三磁铁组相对设置，并被固定于外部装置。

10.根据权利要求9所述的振动装置，还包括：

多个延伸件，所述多个延伸件与所述基座连接，并沿着与所述导向件相同的方向延伸；

所述第三磁铁组包括分别设置在每个所述延伸件上的多个第三磁铁。

11.根据权利要求10所述的振动装置，其中，所述第三磁铁被设置成沿与延伸件的延伸方向相同的方向在所述延伸件的表面延伸。

12.根据权利要求10或11所述的振动装置，其中，所述基座为矩形，所述多个延伸件分别设置在所述基座的四角，每个所述延伸件包括沿着与所述导向件平行的方向延伸的第一延伸板和第二延伸板，所述第一延伸板和所述第二延伸板垂直设置，并且，所述第一延伸板和所述第二延伸板上分别设置一个所述第三磁铁。

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