一种基于sh波的摆锤冲击式震源激发装置
阅读说明：本技术 一种基于sh波的摆锤冲击式震源激发装置 (Pendulum impact type seismic source excitation device based on SH waves ) 是由 张月 张伟民 饶建华 赵健 伍文豪 刘鑫 付仕雄 王萧 李康平 于 2021-01-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置,包括移动式车体及搭载于所述移动式车体上的敲击模块、驱动模块和砧板；所述敲击模块包括端部设有转轴的重锤；所述驱动模块包括同于冲击所述重锤使其绕所述转轴于竖直平面内摆动的冲击式气缸、与所述转轴一端连接的离合器和液压马达、以及与所述转轴另一端连接的制动器；所述砧板设置于所述重锤摆动轨迹的最低点,用以接受所述重锤的撞击产生加速度横波,所述制动器在所述重锤撞击所述砧板后抱死所述转轴。本发明的有益效果：产生的SH波输出能量大、探测深度大、分辨率高,能够适用于地下空间深层勘探。(The invention provides a pendulum impact type seismic source excitation device based on SH waves, which comprises a movable vehicle body, and a knocking module, a driving module and a cutting board which are carried on the movable vehicle body; the knocking module comprises a heavy hammer of which the end part is provided with a rotating shaft; the driving module comprises an impact type cylinder which is used for impacting the heavy hammer to enable the heavy hammer to swing around the rotating shaft in a vertical plane, a clutch and a hydraulic motor which are connected with one end of the rotating shaft, and a brake which is connected with the other end of the rotating shaft; the chopping block is arranged at the lowest point of the swinging track of the heavy hammer and used for receiving the impact of the heavy hammer to generate acceleration transverse waves, and the brake locks the rotating shaft after the heavy hammer impacts the chopping block. The invention has the beneficial effects that: the generated SH wave has large output energy, large detection depth and high resolution ratio, and can be suitable for underground space deep exploration.)
技术领域
本发明涉及地下空间勘探设备技术领域，尤其涉及一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置。
背景技术
地震勘探震源分为爆炸震源和非爆炸式震源。其中爆炸式震源为炸药震源。非爆炸式震源可分为可控震源和冲击式震源。可控震源包括：电火花震源、电磁式可控震源、液压式可控震源等，冲击式震源包括：人工重锤震源、落重重锤震源、冲击夯震源、加速度重锤震源。
加速度重锤震源是由早期的落重震源逐步改进发展而来的。目前的加速度重锤震源是将落重震源的重锤质量和提升高度均减小，经由强力螺旋弹簧、液压或气压等驱动方法增大其激发速度进而保证激发能量。
可控震源车在市场上很普及，但目前市场上没有比较完备、具体的加速度震源激发装置，加速度震源激发装置较可控震源车能激发出探测深度更深，分辨率更高的SH横波。
因此，随着地下空间勘探的迅猛发展，所需震源激发装置的探测深度以及分辨率要求越来越高，迫切需要设计制造一种完备可靠的加速度震源激发装置。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置。
本发明的实施例提供一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置，包括移动式车体及搭载于所述移动式车体上的敲击模块、驱动模块和砧板；
所述敲击模块包括端部设有转轴的重锤；
所述驱动模块包括同于冲击所述重锤使其绕所述转轴于竖直平面内摆动的冲击式气缸、与所述转轴一端连接的离合器和液压马达、以及与所述转轴另一端连接的制动器；
所述砧板设置于所述重锤摆动轨迹的最低点，用以接受所述重锤的撞击产生加速度横波，所述制动器在所述重锤撞击所述砧板后抱死所述转轴。
进一步地，所述敲击模块和所述驱动模块通过顶部支架安装于所述移动式车体上，所述顶部支架为直角槽体结构，其上部设有水平设置的直线导轨，下部被所述转轴穿过，所述冲击式气缸固定于所述顶部支架上部且其输出端连接顶块，所述顶块滑动设置于所述直线导轨上且对准所述重锤。
进一步地，所述顶部支架的一侧还设有马达座，所述离合器设置于所述马达座与所述顶部支架之间，所述液压马达固定于所述马达座上，所述制动器固定于所述顶部支架的另一侧并连接所述转轴，所述离合器分别连接所述转轴和所述液压马达，所述离合器在所述重锤向下摆动时分开且在所述重锤向上抬升时锁紧。
进一步地，所述砧板活动设置于所述移动式车体上且可沿着竖直方向升降。
进一步地，所述砧板通过固定板固定于所述移动式车体上，所述砧板设置于所述固定板下方，所述砧板上设有多个竖直朝上延伸的约束轴，所述固定板上设有多个约束孔，所述约束孔与所述约束轴一一对应，每一所述约束轴插入一所述约束孔内且可上下活动，所述固定板上还设有竖直设置的液压缸，所述液压缸的输出端连接所述砧板。
进一步地，所述砧板的底部设有钉齿。
进一步地，所述离合器为牙嵌式离合器。
进一步地，所述移动式车体为履带车。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置，采用冲击式气缸作为震源激发的动力驱动，可以使重锤获得较快的初始速度及较大的加速度，与砧板撞击激发的SH波，输出能量大、探测深度大、分辨率高，能够适用于地下空间深层勘探；在重锤撞击产生SH波后制动器立即抱死重锤,避免二次撞击,减少干扰；离合器和液压马达配合实现重锤的自动抬升，且不影响重锤摆动。
附图说明
图1是本发明一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置的示意图；
图2是图1中机架5的结构示意图；
图3是图1中驱动模块3的结构示意图；
图4是图1中敲击模块2的结构示意图；
图5是图1中砧板4的结构示意图。
图中：1-移动式车体、2-敲击模块、201-重锤、202-转轴、203-固定块、3-驱动模块、301-冲击式气缸、302-离合器、303-液压马达、305-顶块、4-砧板、401-固定板、402-液压缸、403-约束轴、404-钉齿、5-机架、501-顶部支架、502-底座、503-上支架、504-底板、505-马达座、506-直线导轨、507-气缸支撑板、508-开口槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置，包括移动式车体1及搭载于所述移动式车体1上的敲击模块2、驱动模块3和砧板4。
具体的，所述移动式车体1使所述震源激发装置具有移动功能，方便所述震源激发装置的转移与运输。在本实施例中所述移动式车体1为履带车，可以适应复杂恶劣的行驶环境。
请参考图2，所述移动式车体1上设有机架5，所述机架5固定支撑于所述移动式车体1上，所述机架5用于支撑固定所述敲击模块2、所述驱动模块3和所述砧板4。这里所述机架5包括底座502、上支架503、底板504和顶部支架501，所述底座502直接固定于所述移动式车体1上，具有较大的承载面积。所述上支架503为矩形框架且固定于所述底座502上表面，所述底板504固定于所述上支架503的上部且保持水平。所述顶部支架501固定于所述底板504上，所述敲击模块2和所述驱动模块3通过顶部支架501安装于所述移动式车体1上。
请参考图3和4，所述敲击模块2包括端部设有转轴202的重锤201，这里所述重锤201的端部设有固定块203，所述固定块203固定于所述转轴202的中部。所述顶部支架501为直角槽体结构，其上部设有水平设置沿着前后方向延伸的的直线导轨506，所述直线导轨506分布于顶部支架501上部的相对两侧。所述重锤201的转轴202相对所述顶部支架501垂直设置，所述顶部支架501下端前侧相对两边均设有开口槽508，所述转轴202穿过两所述开口槽508且可转动。
所述驱动模块3包括同于冲击所述重锤201使其绕所述转轴于竖直平面内摆动的冲击式气缸301、与所述转轴202一端连接的离合器302和液压马达303、以及与所述转轴202另一端连接的制动器304。
所述冲击式气缸301固定于所述顶部支架501上部，这里所述顶部支架501上部后端设有气缸支撑板507，所述冲击式气缸301固定于所述气缸支撑板507上，所述冲击式气缸301的输出端穿过所述气缸支撑板507并连接顶块305，所述顶块305滑动设置于所述直线导轨506上且对准所述重锤201。所述冲击式气缸301在工作时驱动所述顶块305沿着所述直线导轨506滑动给所述重锤201一个较大初速度和较大加速度，使所述重锤201绕所述转轴202摆动。
所述离合器302和所述制动器304分别设置于所述顶部支架501的两侧，所述顶部支架501的一侧还设有马达座505，所述离合器302设置于所述马达座505与所述顶部支架501之间，所述液压马达303固定于所述马达座505上，所述制动器304固定于所述顶部支架501的另一侧并连接所述转轴202，所述液压马达505通过所述离合器302连接所述转轴202，所述制动器304直接连接所述转轴202。所述离合器302在所述重锤201向下摆动时分开且在所述重锤201向上抬升时锁紧。优选的，所述离合器302为牙嵌式离合器。
请参考图1和5，所述砧板4设置于所述重锤201摆动轨迹的最低点，所述砧板4的作用是接受所述重锤201的撞击产生加速度横波，所述制动器304在所述重锤201撞击所述砧板4后抱死所述转轴202，避免二次撞击,减少对加速度横波的干扰。
所述砧板4的位置可以调节，以更好的与所述重锤201配合产生SH波。所述砧板4活动设置于所述移动式车体1上且可沿着竖直方向升降。这里所述砧板4通过固定板401固定于所述机架5上，所述砧板4设置于所述固定板401下方，所述砧板4上设有多个竖直朝上延伸的约束轴403，所述固定板401上设有多个约束孔，所述约束孔与所述约束轴403一一对应，每一所述约束轴403插入一所述约束孔内且可上下活动，所述固定板401上还设有竖直设置的液压缸402，所述液压缸402的输出端连接所述砧板4。
所述液压缸402的输出端升降带动所述砧板4升降，对所述砧板4的位置进行调节。另外还可以在所述砧板4的底部设置钉齿404，在实际工作时可使所述钉齿404嵌入地底，增加与地面的耦合度，更好的产生SH波。
上述基于SH波的摆锤冲击式震源激发装置的工作过程为：初始时刻所述离合器302锁紧，所述液压马达303驱动所述转轴202转动使所述重锤201抬升至高处，所述冲击式气缸301驱动所述顶块305沿着所述直线导轨506滑动，直至所述顶块305撞击所述重锤201，所述重锤201获得速度和加速度并向下摆动，此时所述离合器302为分开状态，所述重锤201撞击所述砧板4后所述制动器304通过抱死所述转轴202使所述重锤201停止运动，所述重锤201撞击所述砧板4产生SH波。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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