[發明專利]一種可編程控制震源

在審

• 申請號: 201910522359.8
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110261889A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 劉飛香;鄭大橋;廖金軍;肖正航;陳猛;王肖;易達云;蔣海華;徐震;祝爽;曹龍飛
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: G01V1/143
• 分類號: G01V1/143;G05B19/05
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張欣然

本發明公開了一種可編程控制震源，包括：用于對巖體撞擊以產生震動信號的釬桿、用于帶動釬桿移動的動力裝置、以及用于控制動力裝置動作以控制釬桿撞擊巖體的頻率、并收集、處理震動信號以形成閉環控制的控制裝置；控制裝置與動力裝置連接，動力裝置與釬桿連接。相比于現有技術，本發明提供的可編程控制震源可以對釬桿撞擊巖體所產生的震動信號進行實時測量，并能夠根據信號處理結果調節對動力裝置的控制，形成閉環控制，以使震源的沖擊頻率可控，提高震動信號的信噪比，從而增大預報距離和精度。另外，相比于現有技術，本發明中的設備結構簡單、體積較小，因此可以實現在較小的空間內作業。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，更具體地說，涉及一種可編程控制震源。

背景技術

現有技術中，隧道施工通常采用鉆爆法和掘進機法，在遭遇不良地質段時常常發生突水突泥、塌方等地質災害，易引發卡機甚至機毀人亡等重大事故。在工程應用中，最為有效的解決辦法就是采用地震法超前地質探測技術提前探明掌子面前方的地質情況，尤其是斷層和破碎帶等的位置，從而預先制定合理的處理措施和應對方案。

目前隧道施工中的地震波超前探測系統，多使用炸藥、大錘或超磁致伸縮震源作為震源激發地震波信號，炸藥震源具有很高安全風險，不適用于隧道掘進機施工；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，采集信號的信噪比差，預報距離短、預報精度差；超磁致伸縮震源結構復雜且成本高，同時也存在沖擊能量低的問題，在實際工程應用中十分有限。

綜上所述，如何避免現有技術中地震波超前探測系統的預報距離短、預報精度差的問題，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種可編程控制震源，結構簡單，可以在狹小的空間內工作，并且可以通過編程控制震源的震動頻率。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種可編程控制震源，包括：用于對巖體撞擊以產生震動信號的釬桿、用于帶動所述釬桿移動的動力裝置、以及用于控制所述動力裝置動作以控制所述釬桿撞擊所述巖體的頻率、并收集、處理所述震動信號以形成閉環控制的控制裝置；

所述控制裝置與所述動力裝置連接，所述動力裝置與所述釬桿連接。

優選的，所述動力裝置包括用于為所述釬桿的移動提供動力的電動機以及與所述電動機傳動連接的傳動機構；

所述傳動機構與所述釬桿連接，所述電動機與所述控制裝置連接。

優選的，所述傳動機構包括與所述電動機的輸出軸傳動連接的齒輪傳動機構以及與所述齒輪傳動機構傳動連接的曲柄滑塊機構，所述曲柄滑塊機構包括用于推動所述釬桿移動的滑塊。

優選的，所述釬桿的外周部設置有殼體結構，且所述釬桿相對于所述殼體結構可移動設置，所述殼體結構包括用于限制所述滑塊移動方向的導向槽。

優選的，所述滑塊與所述釬桿之間設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。

優選的，所述釬桿遠離所述巖體的一端設置有用于使其恢復原位的第二彈簧，所述第二彈簧套裝于所述釬桿的外周部。

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

優選的，所述控制裝置包括用于獲取所述釬桿撞擊所述巖體所產生的震動信號的傳感器、以及用于對所述傳感器傳遞的震動信號進行處理的信號處理系統，所述信號處理系統與所述傳感器連接。

優選的，所述信號處理系統包括用于放大所述傳感器所接收的震動信號的信號放大器、對所述信號放大器放大之后的震動信號進行處理的信號處理器、以及對所述數字信號處理器處理之后的震動信號進行反饋調節并控制所述電動機轉速的可編程控制器；