CN109828239B - 一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，包括主机、四个支脚和四个勘探装置，勘探装置包括伸缩机构、伸缩板和勘探机构，伸缩机构包括平移组件、平移块、固定块、伸缩架、滑环和滑轨，勘探机构包括调节组件、调节板、雷达和若干保护组件，保护组件包括压力传感器、弹簧、压板、万向轮和两个限位单元，该用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪通过四个勘探装置同时对主机的四侧进行勘探，提高工作效率，利用伸缩机构带动伸缩板移动，通过勘探机构调整调节板的角度，使得调节板与矿井内壁平行，同时保护组件抵靠在矿井内壁上，避免雷达发生摩擦而损坏，实现了设备高效安全的勘探，提高了设备的实用性。

Description

一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪

技术领域

本发明涉及矿产探测设备领域，特别涉及一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪。

背景技术

地质雷达仪是一种利用高频电磁波技术探测地下物体的电子设备，利用超高频电磁波探测地下介质分布，设备运行时，发射机通过天线发射高频脉冲电磁波信号，当这一信号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个发射信号，直达信号和发射信号通过接收天线接入到接收机，放大后由示波器显示出来，从而完成地质探测工作，因此地质雷达仪在用于矿井的矿产勘探中。

为了提高测量精度，在进行矿产勘探时，设备在矿井中一般都是将地质雷达靠近矿井的内壁进行探测，但是由于矿井内壁凹凸不平，地质雷达仪在移动过程中，容易矿井内壁表面的凸起物发生摩擦，导致雷达的损坏，使得矿车勘探无法继续运行，不仅如此，现有的地质雷达仪中结构固定单一，无法根据矿井的情况，同时对矿井的上下左右四侧进行同时测量，导致矿产勘探效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，包括主机、四个支脚和四个勘探装置，四个支脚固定在主机的下方的四角处，所述支脚的底端设有移动轮，所述主机内设有PLC，所述主机上设有显示屏和若干按键，所述移动轮、显示屏和按键均与PLC电连接，四个勘探装置分别位于主机的上下两侧和左右两侧，所述勘探装置包括伸缩机构、伸缩板和勘探机构，所述伸缩板位于伸缩机构和勘探机构之间，所述伸缩机构与伸缩板传动连接，所述勘探机构位于伸缩板的远离主机的一侧；

所述伸缩机构包括平移组件、平移块、固定块、伸缩架、滑环和滑轨，所述固定块固定在主机上，所述平移组件与平移块传动连接，所述伸缩架的一端的两侧分别与固定块和平移块铰接，所述伸缩架的另一端的两侧分别与滑环和伸缩板铰接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端与伸缩板固定连接，所述滑环套设在滑轨上；

所述勘探机构包括调节组件、调节板、雷达和若干保护组件，所述调节组件设置在伸缩板上，所述调节组件与调节板传动连接，所述雷达和保护组件均位于调节板的远离调节组件的一侧，所述保护组件周向均匀分布在雷达的外周；

所述保护组件包括压力传感器、弹簧、压板、万向轮和两个限位单元，所述压力传感器固定在调节板上，所述压板通过弹簧与压力传感器连接，所述弹簧处于压缩状态，所述万向轮固定在压板上，两个限位单元分别位于弹簧的两侧，所述压力传感器和雷达均与PLC电连接。

作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移组件包括第一电机、第一连杆和第二连杆，所述第一电机固定在主机上，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与平移块铰接。

作为优选，为了实现平移块的稳定移动，所述平移组件还包括滑杆，所述滑杆固定在第一电机和固定块之间，所述平移块套设在滑杆上。

作为优选，为了带动调节板转动，所述调节组件包括第二电机、转盘和调节单元，所述第二电机固定在伸缩板上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与转盘传动连接，所述调节单元位于转盘的靠近调节板的一侧，所述调节单元与调节板传动连接。

作为优选，为了使调节板与矿井内壁保持平行，所述调节单元包括第三电机、轴承、丝杆、驱动块、驱动杆和固定杆，所述第三电机、轴承和驱动杆均固定在转盘上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述驱动块套设在丝杆上，所述驱动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述驱动块通过驱动杆与调节板铰接，所述固定杆与调节板铰接。

作为优选，为了实现转盘的平稳移动，所述转盘的靠近伸缩板的一侧设有若干滑块，所述滑块周向均匀分布在第二电机的外周，所述伸缩板上设有环形槽，所述滑块与环形槽相匹配，所述滑块与环形槽滑动连接。

作为优选，为了进一步保证转盘的稳定转动，所述环形槽为燕尾槽。

作为优选，为了限制万向轮的移动，所述限位单元包括限位块和限位杆，所述限位块通过限位杆与调节板固定连接，所述压板套设在限位杆上。

作为优选，为了避免雷达与矿井的内壁接触，所述限位杆的长度大于雷达的远离调节板的一侧与调节板的距离。

作为优选，为了便于数据传输，所述主机上还设有若干USB接口。

本发明的有益效果是，该用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪通过四个勘探装置同时对主机的四侧进行勘探，提高工作效率，利用伸缩机构带动伸缩板移动，通过勘探机构调整调节板的角度，使得调节板与矿井内壁平行，同时保护组件抵靠在矿井内壁上，避免雷达发生摩擦而损坏，实现了设备高效安全的勘探，提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪的结构示意图；

图2是本发明的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪的伸缩机构的结构示意图；

图3是本发明的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪的勘探机构的结构示意图；

图4是本发明的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪的保护组件的结构示意图；

图中：1.主机，2.支脚，3.移动轮，4.显示屏，5.按键，6.伸缩板，7.平移块，8.固定块，9.伸缩架，10.滑环，11.滑轨，12.调节板，13.雷达，14.压力传感器，15.弹簧，16.压板，17.万向轮，18.第一电机，19.第一连杆，20.第二连杆，21.滑杆，22.第二电机，23.转盘，24.第三电机，25.轴承，26.丝杆，27.驱动块，28.驱动杆，29.固定杆，30.滑块，31.环形槽，32.限位块，33.限位杆，34.USB接口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，包括主机1、四个支脚2和四个勘探装置，四个支脚2固定在主机1的下方的四角处，所述支脚2的底端设有移动轮3，所述主机1内设有PLC，所述主机1上设有显示屏4和若干按键5，所述移动轮3、显示屏4和按键5均与PLC电连接，四个勘探装置分别位于主机1的上下两侧和左右两侧，所述勘探装置包括伸缩机构、伸缩板6和勘探机构，所述伸缩板6位于伸缩机构和勘探机构之间，所述伸缩机构与伸缩板6传动连接，所述勘探机构位于伸缩板6的远离主机1的一侧；

该矿井地质雷达仪中，通过四个支脚2对主机1进行固定支撑，支脚2的底端，通过移动轮3滚动，可在矿井内带动设备移动，工作人员通过按键5设置勘探程序后，设备自动执行勘探作业，通过主机1四侧的四个勘探装置同时从主机1的两侧和上方、下方四个方向进行勘探，勘探机构运行时，通过伸缩机构带动伸缩板6靠近矿井的内壁，使得勘探机构贴近矿井内部后直线矿产探测作业，由于设备运行时，同时从四个方向进行检测，进而大幅度提高了勘探效率。

如图2所示，所述伸缩机构包括平移组件、平移块7、固定块8、伸缩架9、滑环10和滑轨11，所述固定块8固定在主机1上，所述平移组件与平移块7传动连接，所述伸缩架9的一端的两侧分别与固定块8和平移块7铰接，所述伸缩架9的另一端的两侧分别与滑环10和伸缩板6铰接，所述滑轨11的形状为U形，所述滑轨11的两端与伸缩板6固定连接，所述滑环10套设在滑轨11上；

伸缩机构运行时，PLC控制平移组件启动，带动平移块7移动，改变平移块7与固定块8之间的距离，使得伸缩架9伸缩的同时，伸缩架9的远离主机1的一端，滑环10沿着滑轨11移动，伸缩架9的长度发生变化，进而带动伸缩板6靠近或远离主机1，伸缩板6远离主机1时，伸缩板6上的勘探机构靠近矿机的内壁，可方便进行矿产勘探作业。

如图3-4所示，所述勘探机构包括调节组件、调节板12、雷达13和若干保护组件，所述调节组件设置在伸缩板6上，所述调节组件与调节板12传动连接，所述雷达13和保护组件均位于调节板12的远离调节组件的一侧，所述保护组件周向均匀分布在雷达13的外周；

所述保护组件包括压力传感器14、弹簧15、压板16、万向轮17和两个限位单元，所述压力传感器14固定在调节板12上，所述压板16通过弹簧15与压力传感器14连接，所述弹簧15处于压缩状态，所述万向轮17固定在压板16上，两个限位单元分别位于弹簧15的两侧，所述压力传感器14和雷达13均与PLC电连接。

当伸缩板6带动勘探机构靠近矿井的内壁后，由调节组件启动，带动调节板12转动至与矿井内壁平行的角度后，通过雷达13发射高频脉冲电磁波信号，电磁波遇到矿层时返回，雷达13进行信号接收，从而可判定矿层的分布，实现矿产勘探的功能。雷达13在执行矿产勘探过程中，为了避免雷达13与矿井内壁磨损，由保护组件对雷达13进行保护，保护组件中的万向轮17首先与矿井的内壁接触，抵靠在矿井的内壁上，通过压板16压缩弹簧15，使得压力传感器14接收到压力数据，压力传感器14将压力数据传递给PLC，PLC检测勘探机构中各个压力传感器14所接收的数据，并进行比对，当数据不一致时，通过调节组件改变调节板12的方向，使得压板16与矿井的内壁垂直，便于雷达13以垂直于框架内壁角度方向发射和接收电磁波信号，提高检测精度，同时由于万向轮17首先与矿井的内壁接触，避免雷达13接触矿井的内壁发生磨损破坏，同时随着设备的移动，主机1带动调节板12移动，调节板12通过限位单元带动移动板和万向轮17做同步的移动。

如图2所示，所述平移组件包括第一电机18、第一连杆19和第二连杆20，所述第一电机18固定在主机1上，所述第一电机18与PLC电连接，所述第一电机18与第一连杆19传动连接，所述第一连杆19通过第二连杆20与平移块7铰接。

PLC控制第一电机18启动，带动第一连杆19转动，第一连杆19通过第二连杆20作用在平移块7上，使得平移块7在主机1表面进行移动。

作为优选，为了实现平移块7的稳定移动，所述平移组件还包括滑杆21，所述滑杆21固定在第一电机18和固定块8之间，所述平移块7套设在滑杆21上。利用固定位置的第一电机18和固定块8固定了滑杆21的位置，滑杆21穿过平移块7后，固定了平移块7的移动方向。

作为优选，为了带动调节板12转动，所述调节组件包括第二电机22、转盘23和调节单元，所述第二电机22固定在伸缩板6上，所述第二电机22与PLC电连接，所述第二电机22与转盘23传动连接，所述调节单元位于转盘23的靠近调节板12的一侧，所述调节单元与调节板12传动连接。PLC控制第一电机18启动，带动转盘23转动，转盘23通过调节单元带动调节板12沿着与转盘23平行的角度转动，改变转盘23的角度。

如图3，所述调节单元包括第三电机24、轴承25、丝杆26、驱动块27、驱动杆28和固定杆29，所述第三电机24、轴承25和驱动杆28均固定在转盘23上，所述第三电机24与PLC电连接，所述第三电机24与丝杆26的一端传动连接，所述丝杆26的另一端设置在轴承25内，所述驱动块27套设在丝杆26上，所述驱动块27的与丝杆26的连接处设有与丝杆26匹配的螺纹，所述驱动块27通过驱动杆28与调节板12铰接，所述固定杆29与调节板12铰接。

PLC控制第三电机24启动，带动丝杆26在轴承25的支撑作用下旋转，丝杆26通过螺纹作用在驱动块27上，使得驱动块27沿着丝杆26的轴线移动，驱动块27通过驱动杆28作用在转盘23上，推动或拉动转盘23以固定杆29的远离伸缩板6的一端为圆心，以垂直于转盘23的方向进行转动，改变调节板12的角度。

作为优选，为了实现转盘23的平稳移动，所述转盘23的靠近伸缩板6的一侧设有若干滑块30，所述滑块30周向均匀分布在第二电机22的外周，所述伸缩板6上设有环形槽31，所述滑块30与环形槽31相匹配，所述滑块30与环形槽31滑动连接。第二电机22带动转盘23转动过程中，转盘23带动滑块30在环形槽31内滑动，由于环形槽31位置固定，使得滑块30的位置固定，实现了转盘23的平稳转动。

作为优选，为了进一步保证转盘23的稳定转动，所述环形槽31为燕尾槽。由于环形槽31为燕尾槽，使得滑块30滑动过程中，无法脱离环形槽31，固定了滑块30的转动轨迹，进一步保证了转盘23的稳定转动。

作为优选，为了限制万向轮17的移动，所述限位单元包括限位块32和限位杆33，所述限位块32通过限位杆33与调节板12固定连接，所述压板16套设在限位杆33上。万向轮17抵靠在矿井内壁上后，万向轮17推动压板16，压缩弹簧15，压板16沿着固定位置的限位杆33的轴线移动，利用限位块32避免压板16脱离限位杆33，而当设备移动时，调节板12移动带动限位杆33移动，限位杆33作用在压板16上，使得压板16和万向轮17随着主机1进行同步移动。

作为优选，为了避免雷达13与矿井的内壁接触，所述限位杆33的长度大于雷达13的远离调节板12的一侧与调节板12的距离。通过保证限位杆33的长度，使得限位块32与调节板12的距离大于雷达13的远离调节板12的一侧与调节板12的距离，当限位块32与矿井的内壁接触时，雷达13与矿井的内壁之间仍有部分的距离，从而避免雷达13磨损。

作为优选，为了便于数据传输，所述主机1上还设有若干USB接口34。通过USB接口34方便连接其他设备，进行数据传输，将勘探数据传输到电脑手机等设备上。

该地质雷达仪使用时，通过四个勘探装置同时对主机1的上下左右四侧进行勘探，由伸缩机构带动伸缩板6靠近矿井内壁，通过调节组件带动调节板12转动至与矿井内壁平行的角度，并通过保护组件中的万向轮17抵靠在矿井内壁上，避免雷达13触碰矿井的内壁发生磨损，实现了设备高效安全的勘探，提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪通过四个勘探装置同时对主机1的四侧进行勘探，提高工作效率，利用伸缩机构带动伸缩板6移动，通过勘探机构调整调节板12的角度，使得调节板12与矿井内壁平行，同时保护组件抵靠在矿井内壁上，避免雷达13发生摩擦而损坏，实现了设备高效安全的勘探，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，包括主机(1)、四个支脚(2)和四个勘探装置，四个支脚(2)固定在主机(1)的下方的四角处，所述支脚(2)的底端设有移动轮(3)，所述主机(1)内设有PLC，所述主机(1)上设有显示屏(4)和若干按键(5)，所述移动轮(3)、显示屏(4)和按键(5)均与PLC电连接，四个勘探装置分别位于主机(1)的上下两侧和左右两侧，所述勘探装置包括伸缩机构、伸缩板(6)和勘探机构，所述伸缩板(6)位于伸缩机构和勘探机构之间，所述伸缩机构与伸缩板(6)传动连接，所述勘探机构位于伸缩板(6)的远离主机(1)的一侧；

所述伸缩机构包括平移组件、平移块(7)、固定块(8)、伸缩架(9)、滑环(10)和滑轨(11)，所述固定块(8)固定在主机(1)上，所述平移组件与平移块(7)传动连接，所述伸缩架(9)的一端的两侧分别与固定块(8)和平移块(7)铰接，所述伸缩架(9)的另一端的两侧分别与滑环(10)和伸缩板(6)铰接，所述滑轨(11)的形状为U形，所述滑轨(11)的两端与伸缩板(6)固定连接，所述滑环(10)套设在滑轨(11)上；

所述勘探机构包括调节组件、调节板(12)、雷达(13)和若干保护组件，所述调节组件设置在伸缩板(6)上，所述调节组件与调节板(12)传动连接，所述雷达(13)和保护组件均位于调节板(12)的远离调节组件的一侧，所述保护组件周向均匀分布在雷达(13)的外周；

所述保护组件包括压力传感器(14)、弹簧(15)、压板(16)、万向轮(17)和两个限位单元，所述压力传感器(14)固定在调节板(12)上，所述压板(16)通过弹簧(15)与压力传感器(14)连接，所述弹簧(15)处于压缩状态，所述万向轮(17)固定在压板(16)上，两个限位单元分别位于弹簧(15)的两侧，所述压力传感器(14)和雷达(13)均与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述平移组件包括第一电机(18)、第一连杆(19)和第二连杆(20)，所述第一电机(18)固定在主机(1)上，所述第一电机(18)与PLC电连接，所述第一电机(18)与第一连杆(19)传动连接，所述第一连杆(19)通过第二连杆(20)与平移块(7)铰接。

3.如权利要求2所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述平移组件还包括滑杆(21)，所述滑杆(21)固定在第一电机(18)和固定块(8)之间，所述平移块(7)套设在滑杆(21)上。

4.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述调节组件包括第二电机(22)、转盘(23)和调节单元，所述第二电机(22)固定在伸缩板(6)上，所述第二电机(22)与PLC电连接，所述第二电机(22)与转盘(23)传动连接，所述调节单元位于转盘(23)的靠近调节板(12)的一侧，所述调节单元与调节板(12)传动连接。

5.如权利要求4所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述调节单元包括第三电机(24)、轴承(25)、丝杆(26)、驱动块(27)、驱动杆(28)和固定杆(29)，所述第三电机(24)、轴承(25)和驱动杆(28)均固定在转盘(23)上，所述第三电机(24)与PLC电连接，所述第三电机(24)与丝杆(26)的一端传动连接，所述丝杆(26)的另一端设置在轴承(25)内，所述驱动块(27)套设在丝杆(26)上，所述驱动块(27)的与丝杆(26)的连接处设有与丝杆(26)匹配的螺纹，所述驱动块(27)通过驱动杆(28)与调节板(12)铰接，所述固定杆(29)与调节板(12)铰接。

6.如权利要求4所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述转盘(23)的靠近伸缩板(6)的一侧设有若干滑块(30)，所述滑块(30)周向均匀分布在第二电机(22)的外周，所述伸缩板(6)上设有环形槽(31)，所述滑块(30)与环形槽(31)相匹配，所述滑块(30)与环形槽(31)滑动连接。

7.如权利要求6所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述环形槽(31)为燕尾槽。

8.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述限位单元包括限位块(32)和限位杆(33)，所述限位块(32)通过限位杆(33)与调节板(12)固定连接，所述压板(16)套设在限位杆(33)上。

9.如权利要求8所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述限位杆(33)的长度大于雷达(13)的远离调节板(12)的一侧与调节板(12)的距离。

10.如权利要求1所述的用于矿产勘探的具有防护功能的矿井地质雷达仪，其特征在于，所述主机(1)上还设有若干USB接口(34)。

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