阅读说明：本技术 一种地震勘探震源及其使用方法 (A kind of seismic exploration seismic source and its application method ) 是由 张志成 李剑锋 徐飞印 田微微 傅建杰 李倩男 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种地震勘探震源,属于机械技术领域。本地震勘探震源包括筒体,筒体下端具有开口,上端具有顶板,筒体的左右两侧设有两条避让槽,筒体下端的的左右两侧均设置有支架,每个支架上均设有至少两个滚轮,筒体中滑动设有锤体,筒体的左右两侧均设置有能够提升锤体的高度后使锤体做自由落体运动的驱动机构。本发明可以通过快速敲击地面产生高能量地震波。(The present invention provides a kind of seismic exploration seismic sources, belong to field of mechanical technique.This seismic exploration seismic source includes cylinder, cylinder lower end has opening, upper end has top plate, the left and right sides of cylinder is equipped with two escape groove, cylinder is provided with bracket at left and right sides of lower end, at least two idler wheels are equipped on each bracket, sliding is equipped with hammer body in cylinder, is provided with the driving mechanism for making hammer body do the movement of falling object after the height for being able to ascend hammer body at left and right sides of cylinder.The present invention can generate high-energy seismic wave by quickly tapping ground.)

一种地震勘探震源及其使用方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种地震勘探震源及其使用方法。

背景技术

在浅地层的地球物理勘探中，最为常见的是锤击震源，即人工手持榔头锤击地面产生弹性地震波。人工用榔头敲击生产锤击地面产生弹性地震波的方法产生的地震波能量有限，并且每一次锤击的能量大小无法比较精确的控制在一定的范围内，从而增加勘探的难度和准确性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可以通过快速敲击地面产生高能量地震波的地震勘探震源。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种地震勘探震源，包括筒体，所述筒体的下端具有开口，上端具有顶板，所述筒体的左右两侧的侧壁上相对设置有两条避让槽，所述筒体下端的左右两侧均设置有支架，每个所述支架上均设置有至少两个滚轮，所述筒体上还设置有水平扶手，所述筒体中沿着竖直方向滑动设置有锤体，所述筒体的左右两侧均设置有能够提升锤体的高度后使锤体做自由落体运动的驱动机构；

所述驱动机构包括不完全齿轮、转轴、齿条和驱动源，所述齿条竖直固设在锤体的侧壁上，所述转轴转动设置在筒体的侧壁上并且转轴的两端分别位于避让槽的两侧，所述不完全齿轮固设在转轴上并且位于避让槽中，当所述不完全齿轮转动时，不完全齿轮上的齿牙可以进入到筒体内并且和齿条啮合传动，所述驱动源用于驱动转轴转动。

上述的一种地震勘探震源中，所述驱动源是电机，所述电机固设在筒体的外壁上，所述电机的输出轴和转轴传动连接。

上述的一种地震勘探震源中，所述筒体的前后侧壁上均设置开设有导向滑槽，所述锤体的前后侧面上均固定有导向块，所述导向滑槽和导向块一一对应，所述导向块滑动设置在相对应的导向滑槽中。

上述的一种地震勘探震源中，还包括两根斜撑，所述水平扶手呈U形，两根所述斜撑的上端分别固连在所述水平扶手左右两边的中部，所述斜撑的下端分别固连在筒体左右两侧的支架上。

上述的一种地震勘探震源中，所述锤体上设置有加速度传感器，所述顶板上设置有压缩空气瓶和蓄电池箱，所述蓄电池箱中设置有蓄电池和控制器，所述锤体中设置有圆锥形腔体和排气通道，所述圆锥形的腔体下大上小，所述排气通道竖直设置，所述排气通道的下端和圆锥形腔体的上端连通，所述排气通道的上端贯穿锤体的上侧面，所述压缩空气瓶的出气口通过电磁阀和输气软管的上端连接，所述输气软管的下端和圆锥形腔体的下端连通，所述加速度传感器和电磁阀均通过控制器和蓄电池电连接。

上述的一种地震勘探震源中，所述顶板的内侧设置有电磁铁一，所述锤体的上侧面设置有环形凹槽，所述环形凹槽内设置有电磁铁二，所述电磁铁一和电磁铁二相对设置并且电磁铁一和电磁铁二相对一侧的磁极相反，所述电磁铁一和电磁铁二均通过控制器和蓄电池电连接。

上述的一种地震勘探震源中，所述锤体的横截面呈圆形并且由金属材料制成，所述圆锥形腔体和排气通道和锤体同轴设置。

上述的一种地震勘探震源中，所述电机通过控制器和蓄电池电连接。

一种地震勘探震源的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在地面确定需要敲击的位置并且做好标记，然后把地震勘探震源推到需要敲击的位置，锤体的下端面正对所述标记；

(2)、启动电机，两个电机分别带动两个不完全齿轮反向转动，两个不完全齿轮分别和锤体两侧的齿条啮合传动并且带动锤体沿着导向滑槽向上运动；

(3)、当两个不完全齿轮的齿牙和齿条脱离时，所述锤体失去向上运动的支撑力，锤体开始在重力的作用下向下做自由落体运动；

(4)、在锤体开始加速向下运动时，加速度传感器发送信号给控制器，控制器控制电磁阀开启并且控制电磁铁一和电磁铁二通电；电磁阀开启后通过压缩空气瓶中的压缩气体给锤体加速，电磁铁一和电磁铁二通电以后通过电磁铁一和电磁铁二之间的排斥力给锤体加速。

(5)、锤体快速地敲击地面，产生较大的撞击能量。

(6)、当锤体停止向下运动时，控制器控制电磁阀关闭，控制器控制电磁铁一、电磁铁二和电机断电，地震勘探震源完成一次敲击工作。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

1、通过不完全齿轮和锤体上的齿条配合传动，可以实现锤体沿着筒体的高度方向做匀速上升运动和自由落体运动，当锤体做自由落体运动时可以产生较大的能量，从而产生较大能量的地震波，并且本装置每一次撞击地面的能量大小基本一致，便于探测，，有利于提高勘探的准确性。

2、当锤体开始加速向下运动时，加速度传感器发送信号给控制器，控制器控制电磁阀开启，电磁阀开启后压缩空气瓶中的压缩气体通过输气软管输送到圆锥形腔体中并且通过排气通道从锤体的上侧面喷出，喷出的高压气体可以给锤体施加一个推理，原理类似于喷气式飞机，使得锤体加速向下运动，进而使得锤体可以快速撞击地面，从而产生更高能的地震波，降低勘探的难度，提高勘探的准确性。

3、当锤体开始加速向下运动时，加速度传感器发送信号给控制器，控制器控制电磁铁一和电磁铁二通电，电磁铁一和电磁铁二相对一侧的磁极相反所以通电后电磁铁一和电磁铁二之间产生排斥力，该排斥力可以加速锤体向下运动，使得锤体可以更加快速地撞击地面，从而产生更高能的地震波，进一步降低勘探的难度，提高勘探的准确性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中的A向视图。

图3是图1中B-B处的剖面图。

图中，1、筒体；1a、避让槽；1b、导向滑槽；1c、顶板；1d、开口；2、压缩空气瓶；2a、电磁阀；2b、输气软管；3、锤体；3a、圆锥形腔体；3b、排气通道；3c、导向块；4、支架；5、滚轮；6、转轴；7、电磁铁一；7a、电机；7b、转轴；8、电磁铁二；9、加速度传感器；10、蓄电池箱；10a、蓄电池；11、控制器；12、水平扶手；13、斜撑；14、不完全齿轮。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1至图3，本实施例为一种地震勘探震源，其特征在于，包括筒体1，所述筒体1的下端具有开口1d，上端具有顶板1c，所述筒体1的左右两侧的侧壁上相对设置有两条避让槽1a，所述筒体1下端的的左右两侧均设置有支架4，每个所述支架4上均设置有至少两个滚轮5，所述筒体1上还设置有水平扶手12，所述筒体1中沿着竖直方向滑动设置有锤体3，所述筒体1的左右两侧均设置有能够提升锤体3的高度后使锤体3做自由落体运动的驱动机构；

所述驱动机构包括不完全齿轮14、转轴7b、齿条6和驱动源，所述齿条6竖直固设在锤体3的侧壁上，所述转轴7b转动设置在筒体1的侧壁上并且转轴7b的两端分别位于避让槽1a的两侧，所述不完全齿轮14固设在转轴7b上并且位于避让槽1a中，当所述不完全齿轮14转动时，不完全齿轮14上的齿牙可以进入到筒体1内并且和齿条6啮合传动，所述驱动源用于驱动转轴7b转动。

驱动源通过转轴7b带动不完全齿轮14转动，位于筒体1两侧的两个不完全齿轮14转向相反，两个不完全齿轮14转动时分别同时和锤体3上的两个齿条6配合传动，在两个不完全齿轮14的带动下锤体3沿着筒体1的高度方向做匀速上升运动，

当两个不完全齿轮14的齿牙和两个齿条6的齿牙相互脱离时，锤体3失去向上运动的支撑力并且在自身重力的需要下开始做自由落体运动，锤体3做自由落体运动时可以将锤体3具有的势能转化为动能，使得锤体3撞击地面时可以产生较大能量的地震波并且锤体3每一次撞击地面时的能量大小基本一致，便于探测，有利于提高勘探的准确性。

具体来说，所述驱动源是电机7a，所述电机7a固设在筒体1的外壁上，所述电机7a的输出轴和转轴7b传动连接。

具体来说，所述避让槽1a的两侧分别设置有固定板7c，所述转轴7b转动设置在两块固定板7c之间，并且转轴7b的一端延伸出固定板7c后和电机7a的输出轴连接。

电机7a通过转轴7b带动不完全齿轮14转动，电机7a可以由在有国家电网的地方可以由电网供电，没有国家电网的地方可以由发电机供电或者蓄电池供电。在野外作业时优选蓄电池给电机7a供电，搬运方便，使用方便，成本低。

电机7a通过转轴7b之间设置有齿轮传动机构或者是成品的减速机，齿轮传动机构和减速机的作用是把电机7a的转数降低，提高本地震勘探震源的操作可靠性。

具体来说，所述筒体1的前后侧壁上均设置开设有导向滑槽1b，所述锤体3的前后侧面上均固定有导向块3c，所述导向滑槽1b和导向块3c一一对应，所述导向块3c滑动设置在相对应的导向滑槽1b中。

导向滑槽1b起到导向的作用，使得锤体3始终在导向滑槽1b限制的范围内上下运动。

具体来说，所述地震勘探震源还包括两根斜撑13，所述水平扶手12呈U形，两根所述斜撑13的上端分别固连在所述水平扶手12左右两边的中部，所述斜撑13的下端分别固连在筒体1左右两侧的支架4上。

斜撑13设置在支架4和水平扶手12之间，可以增加本地震勘探震源的结构强度。

具体来说，所述锤体3上设置有加速度传感器9，所述顶板1c上设置有压缩空气瓶2和蓄电池箱10，所述压缩空气瓶2中储存有压缩空气，压缩空气瓶2和顶板1c之间可拆卸连接，方便更换。可以通过空压机给压缩空气瓶2中充入高压空气。

所述蓄电池箱10中设置有蓄电池10a和控制器11，所述锤体3中设置有圆锥形腔体3a和排气通道3b，所述圆锥形的腔体3a下大上小，所述排气通道3b竖直设置，所述排气通道3b的下端和圆锥形腔体3a的上端连通，所述排气通道3b的上端贯穿锤体3的上侧面，所述压缩空气瓶2的出气口通过电磁阀2a和输气软管2b的上端连接，所述输气软管2b的下端和圆锥形腔体3a的下端连通，所述加速度传感器9和电磁阀2a均通过控制器11和蓄电池10a电连接。

当锤体3开始加速向下运动时，加速度传感器9发送信号给控制器11，控制器11控制电磁阀2a开启，电磁阀2a开启后压缩空气瓶2中的压缩气体通过输气软管2b输送到圆锥形腔体3a中并且通过排气通道3b从锤体3的上侧面喷出，喷出的高压气体可以给锤体3施加一个推力，原理类似于喷气式飞机，使得锤体3加速向下运动，进而使得锤体3可以快速撞击地面，从而产生更高能的地震波，降低勘探的难度，提高勘探的准确性。

具体来说，所述顶板1c的内侧设置有电磁铁一7，所述锤体3的上侧面设置有环形凹槽，所述环形凹槽内设置有电磁铁二8，所述电磁铁一7和电磁铁二8相对设置并且电磁铁一7和电磁铁二8相对一侧的磁极相反，所述电磁铁一7和电磁铁二8均通过控制器11和蓄电池10a电连接。

当锤体3开始加速向下运动时，加速度传感器9发送信号给控制器11，控制器11控制电磁铁一7和电磁铁二8通电，电磁铁一7和电磁铁二8相对一侧的磁极相反所以通电后电磁铁一7和电磁铁二8之间产生排斥力，该排斥力可以加速锤体3向下运动，使得锤体3可以更加快速地撞击地面，从而产生更高能的地震波，进一步降低勘探的难度，提高勘探的准确性。

具体来说，所述锤体3的横截面呈圆形并且由金属材料制成，作为优选，所述锤体3为钢质的锤体。

所述圆锥形腔体3a和排气通道3b和锤体3同轴设置，这样设可以使得缩气瓶2中的气体可以从锤体3的横截面中心处喷出，有利于提高锤体3开始下落过程中的稳定性。

一种地震勘探震源的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在地面确定需要敲击的位置并且做好标记，然后把地震勘探震源推到需要敲击的位置，锤体3的下端面正对所述标记；

(2)、启动电机7a，两个电机7a分别带动两个不完全齿轮14反向转动，两个不完全齿轮14分别和锤体3两侧的齿条6啮合传动并且带动锤体3沿着导向滑槽1b向上运动；

(3)、当两个不完全齿轮14的齿牙和齿条6脱离时，所述锤体3失去向上运动的支撑力，锤体3开始在重力的作用下向下做自由落体运动；

(4)、在锤体3开始加速向下运动时，加速度传感器9发送信号给控制器11，控制器11控制电磁阀2a开启并且控制电磁铁一7和电磁铁二8通电；电磁阀2a开启后通过压缩空气瓶2中的压缩气体给锤体3加速，电磁铁一7和电磁铁二8通电以后通过电磁铁一7和电磁铁二8之间的排斥力给锤体3加速。

(5)、锤体3快速地敲击地面，产生较大的撞击能量。

(6)、当锤体3停止向下运动时，控制器11控制电磁阀2a关闭，控制器11控制电磁铁一7、电磁铁二8和电机7a断电，地震勘探震源完成一次敲击工作。

本发明中，可以通过不完全齿轮14和齿条6的配合，实现锤体3向上运动聚集势能，然后当不完全齿轮14和齿条6脱离后使得锤体3重力的作用下加速向下运动，并且在锤体3下落的过程中，通过压缩空气瓶2中的压缩气体和电磁铁一7和电磁铁二8之间的电磁力给锤体3加速，使得锤体3在重力、压缩气体的作用力和电磁力的综合作用下快速撞击地面而产生高能的地震波，降低勘探的难度，提高勘探的准确性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。