CN207352153U - 一种地质雷达辅助操作设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种地质雷达辅助操作设备，包括人体力学背包、机械臂、天线连接扩展装置；人体力学背包沿竖直方向分布设置有若干个横杆，横杆上可移动地安装有若干个支架；横杆与支架组合成开口朝上的容纳区；机械臂对称设置在人体力学背包两侧，机械臂包括若干个交替连接的关节部和臂部，机械臂与背包连接的一端设置有一关节部，机械臂与天线连接扩展装置连接的一端设置有一抓手；臂部和抓手能够以与其连接的关节部作为支点运动；天线连接扩展装置包括相互连接的一机械臂固定部和一天线固定部，天线固定在天线固定部上，机械臂固定部通过若干个紧固件以安装在抓手上。本实用新型能够帮助工作人员单人完成探测，同时提高了探测精度和探测效率。

Description

一种地质雷达辅助操作设备

技术领域

本实用新型涉及地质雷达领域，具体而言涉及一种地质雷达辅助操作设备。

背景技术

在现场地质雷达探测中，由于地质雷达包含主机、天线和电源三个部分，往往需要2-3人配合操作。

另外，由于天线较重，并且在实际操作中还需要长时间托举天线至待测外置，对现场操作人员的身心造成了严重负担，同时探测的精度也无法得到保证。

目前的现场地质雷达探测过程，需要配置大量人力的同时，检测效率受限并且成本较高。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种地质雷达辅助操作设备，能够帮助工作人员单人完成探测，同时提高了探测精度和探测效率。

为达成上述目的，本实用新型提及一种地质雷达辅助操作设备，该地质雷达包括电源、主机、天线，所述地质雷达辅助操作设备包括用以装载电源和主机的人体力学背包、用以固定天线的天线连接扩展装置，以及位于人体力学背包两侧用以将天线连接扩展装置固定在人体前方的两个机械臂；

所述人体力学背包沿竖直方向分布设置有若干个横杆，每个横杆均与地面平行，其中，至少一个横杆上可移动地安装有若干个支架，支架包括相互垂直的水平杆和竖直杆，竖直杆位于水平杆的上方；

所述横杆与支架组合构成至少一个开口朝上的容纳区，用以装载电源和主机；

所述两个机械臂对称设置在人体力学背包两侧，机械臂包括若干个交替连接的关节部和臂部，机械臂与人体力学背包连接的一端设置有一关节部，机械臂与天线连接扩展装置连接的一端设置有一抓手；

所述臂部和抓手被设置成能够以与其连接的关节部作为支点运动；

所述天线连接扩展装置包括相互连接的一机械臂固定部和一天线固定部，天线固定在天线固定部上，机械臂固定部通过若干个紧固件以安装在抓手上。

由以上本实用新型的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于，能够帮助工作人员单人完成探测，同时提高了探测精度和探测效率。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的地质雷达辅助操作设备的结构示意图。

图2是本实用新型的机械臂的结构示意图。

图3是本实用新型的人体力学背包的结构示意图。

图4本实用新型的主机托板的结构示意图。

图5是本实用新型的第一关节的结构示意图。

图6是本实用新型的第二关节的结构示意图。

图7是本实用新型的第三关节和抓手的结构示意图。

图8是本实用新型的天线连接扩展装置的结构示意图。

图9是本实用新型的地质雷达辅助操作设备收起时的步骤流程图。

图10是本实用新型的天线连接步骤流程图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

地质雷达包含主机60、天线和电源50三个部分，电源50的尺寸各有不同，而主机60通常分为三种：

第一种，采用新型的一体化主机60，主机60体积小，重量轻，工作人员可以手持操作。

第二种，采用分离式主机60，包括处理器、电源50、操作设备，处理器和电源50较重。

第三种，采用笔记本电脑作为主机60。

在此基础上，结合图1，本申请提出一种地质雷达辅助操作设备，包括人体力学背包10、两个机械臂20和天线连接扩展装置30。

地质雷达的主机60和电源50部分装载在人体力学背包10内，由工作人员背负，由于采用了人体力学背包10，极大地减轻了工作人员的承重负担。

地质雷达的天线部分安装在天线连接扩展装置30上，确保天线定位准确，不会晃动。

两个机械臂20对称设置在人体力学背包10两侧，位于人体40两侧，安装有天线的天线连接扩展装置30固定在两个机械臂20之间。由图可知，机械臂20在工作时位于人体40前方，便于工作人员调节机械臂20的角度方向。

结合图3，人体力学背包10包括肩带14、支撑架11、若干个横杆12和支架13。

支撑架11的横截面成矩形，支撑架11包括两根与人体40背部曲线相贴合的竖条板和两根水平于地面设置的横条板。

支撑架11临近地面的横条板可以设置的略宽，以留出足够的空间来安装机械臂20。

若干个横杆12分布设置在支撑架11内，每个横杆12均与横条板平行，横杆12的两端分别固定在两根竖条板上。

支架13包括相互垂直的水平杆和竖直杆，竖直杆位于水平杆的上方。

为了便于支架13安装在横杆上，我们在水平杆远离竖直杆的一端设置有一环扣。环扣安装在横杆12上，环扣上设置有锁紧单元。

以这样的方式将若干个支架13分布安装在一个或者多个横杆12上，其中，固定在同一个横杆12上的支架13组合形成一开口朝上的容纳区，用以放置电源50、分离式主机60的处理器和电源50，当工作人员不需要操作主机60或者天线时，也可以将主机60和/或天线放置在其中。

一个人体力学背包10上可以具有一个或者多个前述容纳区，容纳区的尺寸、形状由支架13的安装方式决定，以适应不同尺寸的电源50、主机60需求，同时，还可以根据工作人员自己的喜好、身高等因素调整雷达的高度，使操作者感受到最大的舒适感。

前述环扣的锁紧单元用以将支架13卡死在固定的旋转角度，并且能够支持一定的重量，确保水平杆始终位于水平线之上，放置在容纳区内的物品不会掉落。

肩带14固定在支撑架11上，优选的，采用两根肩带14，对称设置在背包两侧，由人体40双肩平均承受压力，减轻人体40负担的同时，尽量减少对人体40骨骼的损害。

肩带14内还可以填充珍珠棉等软性物质，进一步减轻人体40负担。

结合图4，考虑到前述第三种主机60情形，即采用笔记本电脑作为主机60时，工作人员长时间托举笔记本电脑无疑会造成疲累，托举的过程中也不方便操作电脑，为此，本申请在肩带14上加装了一主机托板，主机托板包括一水平托板151和两个固定带152。

固定带152的一端固定在水平托板151远离人体40的侧边上，另一端固定在肩带14上，而水平托板151临近人体40的侧边直接固定在肩带14上。

如果采用两个肩带14，则可以将水平托板151临近人体40的两个角直接固定在肩带14上，而两根固定带152的两端分别位于水平托板151远离人体40的两个角上。

固定带152与肩带14的连接点在竖直方向上高于水平托板151与肩带14的连接点，固定带152、肩带14、水平托板151之间形成一三角形，以保证固定带152能够持续施加一个拉力在水平托板151上，使水平托板151维持在水平状态。

可选的，固定带152与肩带14连接的一端设置有调节扣，以便于工作人员调节水平托板151的角度。

结合图8，天线连接扩展装置30包括相互连接的一机械臂固定部31和一天线固定部32，机械臂固定部31通过若干个紧固件以安装在机械臂20上，天线则安装在天线固定部32上。

优选的，天线固定部32采用韧性材料制成，确保天线能够稳固的安装在天线连接扩展装置30上。

如前所说，两个机械臂20对称设置在人体力学背包10两侧，我们可以将之看作工作人员多出来的两只机械手臂，主要负责长时间托举天线，解放操作者的双手。

结合图2，机械臂20包括第一关节21、上臂22、第二关节23、前臂24、第三关节25和抓手26，如人体40手臂，第一关节21、第二关节23、第三关节25是为了实现上臂22、前臂24和抓手26的运动。

这只是机械臂的其中一种结构方式，实际上，机械臂可以包括任意数目的臂部和关节部，臂部和关节部交替连接，臂部被设置成能够以其连接的关节部作为支点运动，如同人的手臂一样。

下面以图2中的三个关节部和两个臂部作为例子，以阐述机械臂的结构方式。

上臂22具有第一端部和第二端部，前臂24具有第三端部和第四端部。

第一关节21安装在支撑架11和上臂22之间，连接支撑架11和上臂22的第一端部，上臂22被设置成能够以第一关节21为支点运动。

第二关节23安装在上臂22和前臂24之间，连接上臂22的第二端部和前臂24的第三端部，前臂24被设置成能够以第二关节23为支点运动。

第三关节25安装在前臂24和抓手26之间，连接前臂24的第四端部和抓手26，抓手26被设置成能够以第三关节25为支点运动。

第一关节21的目的是实现上臂22的运动，包括上臂22上下摆动、上臂22左右摆动、上臂22绕自身轴中心线旋转等，为了实现前述运动，本申请提出其中一种第一关节21的结构方式。

结合图5，第一关节21包括轴中心线与地面平行的第一套筒211、轴中心线与地面垂直的第二套筒212和第一基座。

所述第一基座包括第一平台、第二平台、第一转轴、第二转轴和底座213。

所述第一平台与第二平台相互连接，第一平台与地面垂直，第二平台与地面水平。

所述第一套筒211固定在支撑架11上。

所述第一转轴穿过第一套筒211以将第一基座与支撑架11连接。

所述第二套筒212固定在第一平台上表面。

所述底座213位于第一平台下方，第二转轴固定在底座213上。

所述第二转轴穿过第二套筒212以将底座213与第二平台连接。

所述底座213朝向人体40行进方向的一侧设置有一旋转部，上臂22的第一端部固定在该旋转部上。

第一转轴在第一套筒211内旋转时，上臂22上下摆动；第二转轴在第二套筒212内旋转时，上臂22左右摆动；旋转部旋转时，上臂22绕自身轴中心线旋转。

第二关节23的目的是实现前臂24的运动，包括前臂24左右摆动、前臂24以第二关节23为支点做小幅度的全角度运动等，为了实现前述运动，本申请提出其中一种第二关节23的结构方式。

结合图6，第二关节23包括轴中心线与地面垂直的第三套筒231、第二基座和第一球绞。

所述第二基座包括第三平台232、第四平台233、第三转轴234。

所述第三平台232与第四平台233相互连接，第三平台232与地面垂直，第四平台233与地面水平。

所述上臂22的第二端部固定在第三平台232远离第四平台233的侧面上。

所述第三转轴234固定在第三平台232上。

所述第三套筒231的侧面设置有一凹槽，前臂24的第三端部通过第一球绞以安装在该凹槽内。

所述第三转轴234穿过第三套筒231以将第二基座与第三套筒231连接。

当第三套筒231相对于第三转轴234做旋转运动时，前臂24左右摆动；第一球绞则辅助前臂24实现了一定幅度范围内的全角度运动。

第三关节25的目的是实现抓手26在一定幅度内的全角度运动，形同人类的手臂，结合图7，本申请通过第二球绞来实现抓手26的全角度运动。

调节好机械臂20后，我们还需要考虑固定住机械臂20，以保证探测精确性，因此在第一关节21、第二关节23、第三关节25上设置有若干个锁紧单元。

至于抓手26和机械臂固定部31的连接方式，本申请通过以下结构来做说明，抓手26远离第三关节25的一端设置有一天线连接部261。

所述天线连接部261上设置有若干个通孔262，机械臂固定部31上对应设置有若干个螺孔，复数个紧固件依次穿过天线连接部261上的通孔262、机械臂固定部31上的螺孔，以将天线连接部261固定在机械臂固定部31。

优选的，前臂24和上臂22还可以采用伸缩杆结构，实现前臂24和上臂22的伸缩运动。

应当理解，第一关节21、第二关节23、第三关节25、抓手26的结构不局限于前述例子，设置机械臂20的目的在于托举天线，为了调整天线角度，优选的，机械臂20可调为佳，因此本申请设置有第一关节21、第二关节23、第三关节25来辅助机械臂20实现角度调节。实际上，要实现这一目的，还具有其他的方式，例如不采用转轴、套筒，而采用旋转部，或者用电机、气缸等实现伸缩或旋转运动等，甚至于，可以在机械臂20上设置一天线安装部，将天线安装在天线安装部上，在此不一一赘述。

优选的，当机械臂20使用完毕时，将机械臂20叠放收起，不妨碍工作人员走路。结合图9，本申请介绍了一种基于前述结构的机械臂20收起方法，包括：

第一步，将机械臂20拉成一条直线，即上臂22、前臂24位于同一条直线上，机械臂20与地面平行，且与人体40垂直，两条机械臂20位于人体40两侧，不妨碍工作人员正常行走。

第二步，将机械臂20的上臂22和前臂24均向人体40方向旋转一定角度，使两条机械臂20对称。

第三步，前臂24向上弯折至与上臂22形成一夹角，该夹角小于90°。

第四步，上臂22向下弯折至与地面垂直。

结合图10，使用机械臂20连接天线时，步骤如下：

第一步，将天线安装在天线固定部32上，调整好天线位置和角度。

第二步，展开机械臂20，步骤为收起机械臂20的逆向操作。

第三步，调整机械臂20的角度、长度参数，使抓手26位于天线连接扩展装置30两侧，再用紧固部将天线连接扩展装置30安装在抓手26上。

第四步，继续调整前臂24和上臂22的角度、长度参数，使天线与被测物体贴合，开始地质雷达探测工作。

此时，工作人员从人体力学背包10的容纳区内拿出主机60，进行探测工作，完成后再按前述步骤收起机械臂20和主机60即可。

从而，本实用新型提及一种地质雷达辅助操作设备，能够帮助工作人员单人完成探测，同时提高了探测精度和探测效率。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种地质雷达辅助操作设备，该地质雷达包括电源(50)、主机(60)、天线，其特征在于，所述地质雷达辅助操作设备包括用以装载电源(50)和主机(60)的人体力学背包(10)、用以固定天线的天线连接扩展装置(30)，以及位于人体力学背包(10)两侧用以将天线连接扩展装置(30)固定在人体前方的两个机械臂(20)；

所述人体力学背包(10)沿竖直方向分布设置有若干个横杆(12)，每个横杆(12)均与地面平行，其中，至少一个横杆(12)上可移动地安装有若干个支架(13)，支架(13)包括相互垂直的水平杆和竖直杆，竖直杆位于水平杆的上方；

所述横杆(12)与支架(13)组合构成至少一个开口朝上的容纳区，用以装载电源(50)和主机(60)；

所述两个机械臂(20)对称设置在人体力学背包(10)两侧，机械臂(20)包括若干个交替连接的关节部和臂部，机械臂(20)与人体力学背包(10)连接的一端设置有一关节部，机械臂(20)与天线连接扩展装置(30)连接的一端设置有一抓手(26)；

所述臂部和抓手(26)被设置成能够以与其连接的关节部作为支点运动；

所述天线连接扩展装置(30)包括相互连接的一机械臂固定部(31)和一天线固定部(32)，天线固定在天线固定部(32)上，机械臂固定部(31)通过若干个紧固件以安装在抓手(26)上。

2.根据权利要求1所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述机械臂(20)包括第一关节(21)、上臂(22)、第二关节(23)、前臂(24)、第三关节(25)和抓手(26)；

所述上臂(22)具有第一端部和第二端部，前臂(24)具有第三端部和第四端部；

所述第一关节(21)安装在人体力学背包(10)和上臂(22)之间，连接 人体力学背包(10)和上臂(22)的第一端部，上臂(22)被设置成能够以第一关节(21)为支点运动；

所述第二关节(23)安装在上臂(22)和前臂(24)之间，连接上臂(22)的第二端部和前臂(24)的第三端部，前臂(24)被设置成能够以第二关节(23)为支点运动；

所述第三关节(25)安装在前臂(24)和抓手(26)之间，连接前臂(24)的第四端部和抓手(26)，抓手(26)被设置成能够以第三关节(25)为支点运动。

3.根据权利要求2所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述第一关节(21)包括轴中心线与地面平行的第一套筒(211)、轴中心线与地面垂直的第二套筒(212)和第一基座；

所述第一基座包括第一平台、第二平台、第一转轴、第二转轴和底座(213)213；

所述第一平台与第二平台相互连接，第一平台与地面垂直，第二平台与地面水平；

所述第一套筒(211)固定在人体力学背包(10)上；

所述第一转轴穿过第一套筒(211)以将第一基座与人体力学背包(10)连接；

所述第二套筒(212)固定在第一平台上表面；

所述底座(213)位于第一平台下方，第二转轴固定在底座(213)上；

所述第二转轴穿过第二套筒(212)以将底座(213)与第二平台连接；

所述底座(213)朝向人体(40)行进方向的一侧设置有一旋转部，上臂(22)的第一端部固定在该旋转部上。

4.根据权利要求2所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述第二关节(23)包括轴中心线与地面垂直的第三套筒(231)、第二基座和第一球绞；

所述第二基座包括第三平台(232)、第四平台(233)、第三转轴(234)；

所述第三平台(232)与第四平台(233)相互连接，第三平台(232)与地面垂直，第四平台(233)与地面水平；

所述上臂(22)的第二端部固定在第三平台(232)远离第四平台(233)的侧面上；

所述第三转轴(234)固定在第三平台(232)上；

所述第三套筒(231)的侧面设置有一凹槽，前臂(24)的第三端部通过第一球绞以安装在该凹槽内；

所述第三转轴(234)穿过第三套筒(231)以将第二基座与第三套筒(231)连接。

5.根据权利要求2所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述第三关节(25)包括第二球绞。

6.根据权利要求1所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述抓手(26)与天线连接扩展装置(30)连接的一端设置有一天线连接部(261)；

所述天线连接部(261)上设置有若干个通孔(262)，机械臂固定部(31)上对应设置有若干个螺孔，复数个紧固件依次穿过天线连接部(261)上的通孔(262)、机械臂固定部(31)上的螺孔，以将天线连接部(261)固定在机械臂固定部(31)上。

7.根据权利要求1所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述人体力学背包还设置有一主机托板，主机托板包括一水平托板(151)和两个固定带(152)；

所述固定带(152)的一端固定在水平托板(151)远离人体(40)的侧边上，另一端固定在人体力学背包(10)的肩带(14)上；

所述水平托板(151)临近人体(40)的侧边直接固定在肩带(14)上；

所述固定带(152)与肩带(14)的连接点在竖直方向上高于水平托板(151)与肩带(14)的连接点。

8.根据权利要求1所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述臂部 采用可伸缩杆制成。

9.根据权利要求1所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述天线固定部(32)采用韧性材料制成。

10.根据权利要求1所述的地质雷达辅助操作设备，其特征在于，所述关节部上均设置有锁紧单元。