[發(fā)明專利]一種可編程控制震源

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910522359.8
• 申請(qǐng)日: 2019-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN110261889A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛香;鄭大橋;廖金軍;肖正航;陳猛;王肖;易達(dá)云;蔣海華;徐震;祝爽;曹龍飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01V1/143
• 分類號(hào): G01V1/143;G05B19/05
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張欣然

本發(fā)明公開了一種可編程控制震源，包括：用于對(duì)巖體撞擊以產(chǎn)生震動(dòng)信號(hào)的釬桿、用于帶動(dòng)釬桿移動(dòng)的動(dòng)力裝置、以及用于控制動(dòng)力裝置動(dòng)作以控制釬桿撞擊巖體的頻率、并收集、處理震動(dòng)信號(hào)以形成閉環(huán)控制的控制裝置；控制裝置與動(dòng)力裝置連接，動(dòng)力裝置與釬桿連接。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的可編程控制震源可以對(duì)釬桿撞擊巖體所產(chǎn)生的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并能夠根據(jù)信號(hào)處理結(jié)果調(diào)節(jié)對(duì)動(dòng)力裝置的控制，形成閉環(huán)控制，以使震源的沖擊頻率可控，提高震動(dòng)信號(hào)的信噪比，從而增大預(yù)報(bào)距離和精度。另外，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小，因此可以實(shí)現(xiàn)在較小的空間內(nèi)作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種可編程控制震源。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，隧道施工通常采用鉆爆法和掘進(jìn)機(jī)法，在遭遇不良地質(zhì)段時(shí)常常發(fā)生突水突泥、塌方等地質(zhì)災(zāi)害，易引發(fā)卡機(jī)甚至機(jī)毀人亡等重大事故。在工程應(yīng)用中，最為有效的解決辦法就是采用地震法超前地質(zhì)探測(cè)技術(shù)提前探明掌子面前方的地質(zhì)情況，尤其是斷層和破碎帶等的位置，從而預(yù)先制定合理的處理措施和應(yīng)對(duì)方案。

目前隧道施工中的地震波超前探測(cè)系統(tǒng)，多使用炸藥、大錘或超磁致伸縮震源作為震源激發(fā)地震波信號(hào)，炸藥震源具有很高安全風(fēng)險(xiǎn)，不適用于隧道掘進(jìn)機(jī)施工；大錘震源不利于在狹小的施工隧道中操作，單次沖擊能量低，采集信號(hào)的信噪比差，預(yù)報(bào)距離短、預(yù)報(bào)精度差；超磁致伸縮震源結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高，同時(shí)也存在沖擊能量低的問題，在實(shí)際工程應(yīng)用中十分有限。

綜上所述，如何避免現(xiàn)有技術(shù)中地震波超前探測(cè)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)距離短、預(yù)報(bào)精度差的問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種可編程控制震源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以在狹小的空間內(nèi)工作，并且可以通過編程控制震源的震動(dòng)頻率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種可編程控制震源，包括：用于對(duì)巖體撞擊以產(chǎn)生震動(dòng)信號(hào)的釬桿、用于帶動(dòng)所述釬桿移動(dòng)的動(dòng)力裝置、以及用于控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作以控制所述釬桿撞擊所述巖體的頻率、并收集、處理所述震動(dòng)信號(hào)以形成閉環(huán)控制的控制裝置；

所述控制裝置與所述動(dòng)力裝置連接，所述動(dòng)力裝置與所述釬桿連接。

優(yōu)選的，所述動(dòng)力裝置包括用于為所述釬桿的移動(dòng)提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)以及與所述電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述釬桿連接，所述電動(dòng)機(jī)與所述控制裝置連接。

優(yōu)選的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及與所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括用于推動(dòng)所述釬桿移動(dòng)的滑塊。

優(yōu)選的，所述釬桿的外周部設(shè)置有殼體結(jié)構(gòu)，且所述釬桿相對(duì)于所述殼體結(jié)構(gòu)可移動(dòng)設(shè)置，所述殼體結(jié)構(gòu)包括用于限制所述滑塊移動(dòng)方向的導(dǎo)向槽。

優(yōu)選的，所述滑塊與所述釬桿之間設(shè)置有用于撞擊所述釬桿的沖擊活塞，且所述沖擊活塞通過緩沖裝置與所述滑塊連接。

優(yōu)選的，所述釬桿遠(yuǎn)離所述巖體的一端設(shè)置有用于使其恢復(fù)原位的第二彈簧，所述第二彈簧套裝于所述釬桿的外周部。

優(yōu)選的，所述釬桿靠近所述巖體的一端設(shè)置有用于與所述巖體發(fā)生碰撞的耦合沖擊頭，所述耦合沖擊頭設(shè)置有與所述巖體的鉆孔相配合的配合部。

優(yōu)選的，所述控制裝置包括用于獲取所述釬桿撞擊所述巖體所產(chǎn)生的震動(dòng)信號(hào)的傳感器、以及用于對(duì)所述傳感器傳遞的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)與所述傳感器連接。

優(yōu)選的，所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括用于放大所述傳感器所接收的震動(dòng)信號(hào)的信號(hào)放大器、對(duì)所述信號(hào)放大器放大之后的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理器、以及對(duì)所述數(shù)字信號(hào)處理器處理之后的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)并控制所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可編程控制器；