一种基于直线电机的工程勘探横波震源装置的制作方法

本实用新型涉及用于浅层横波地震勘探领域的震源，具体地说是一种基于直线电机的浅层横波地震勘探震源装置。

背景技术：

地震勘探是使用人工方法激发地震波(弹性波)，沿侧线布置地震仪器，根据组成地层的各种岩石或者介质具有不同的弹性，当地震波在地层中传播时，其传播路径、旅行时间、波形、振幅等都将随介质的弹性以及地层界面的几何形态的不同而发生变化，进而查明地下地质情况的一种传统地球物理手段。地震勘探应用领域广泛，具有精度高，分层详细，探测深度大等优点，在寻找石油、天然气、煤等重要资源普查中发挥着重要的作用。而在工程勘查中，地震勘探主要查明第四系覆盖层厚度及分层，基岩埋深及基岩面形态，以及存在不良地质构造的位置、规模、产状、走向等情况。传统的地震勘探方法主要是指纵波，对横波的技术应用较少。但横波与纵波相比，具有速度低、频率低、波长短，在松散地层中的传播速度远远低于纵波，并且由于横波特殊的传播特性，可以不受地下水影响，对潜水面的松散层勘探很有利。因此，横波地震勘探可以达到纵波地震勘探所无法达到的分辨率和精确度，能很好的完成对第四纪覆盖物及其下伏基岩探测的任务。现在限制横波勘探技术发展的关键问题就是横波震源问题，如何设计制造出适合野外工作特点的低噪声、高能量、操作简单、便于携带和经济实用的横波震源是推广横波地震勘探技术的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了满足横波地震勘探需求，提高横波地震勘探精度，推进横波勘探集输的发展，而提供一种低噪声、高能量、操作简单、便于携带和经济实用的横波震源。

本实用新型提供一种基于直线电机的工程勘探横波震源装置，包括连接模块、安装架模块、重锤模块、直线电机模块以及控制模块；所述连接模块包括竖板和竖板定子连接板，竖板固定在竖板定子连接板的背面；所述安装架模块固定在连接模块竖板上；直线电机模块包括两个直线导轨、四个直线导轨滑块、动子滑块连接板、直线电机动子和直线电机定子；直线电机动子和直线电机定子组成直线电机，直线电机为整个装置提供动力；直线电机模块的直线电机定子固定在连接模块的竖板定子连接板前方的凹面上，两个直线导轨固定在连接模块的竖板定子连接板前方两边的凸起面，四个直线导轨滑块对称滑动安装在两个直线导轨上，动子滑块连接板的两边固定在四个直线导轨滑块上，直线电机动子固定在动子滑块连接板后方；重锤模块包括重锤和隔板，重锤模块的重锤安装固定在动子滑块连接板的前方；工作时，隔板放在重锤正下面的地面上，重锤撞击隔板后产生地震波；所述控制模块控制对装置的启动、停止和重锤模块的上升、下降进行控制。

进一步的，所述安装架模块包括U形机架杆、锁紧螺栓、锁紧手柄、销轴和竖板机架杆；安装架模块的竖板机架杆通过螺栓固定在竖板的背面，U形机架杆与竖板机架杆用销轴连接；另外，竖板机架杆上设有以安装销轴的通孔为圆心的通透圆弧，U形机架杆上也设有与竖板机架杆上的通透圆弧对应的通孔；锁紧螺栓穿过竖板机架杆上的通透圆弧和U形机架杆与通透圆弧对应的通孔并用锁紧手柄将其固定。

进一步的，所述控制模块包括驱动器和控制器，驱动器和控制器安装于控制箱内，控制模块对装置的启动、停止，重锤模块的上升、下降进行控制。

进一步的，所述装置还包括检测模块，所述检测模块包括水平仪座、尺光栅、读数头、第一上光电开关、第二上光电开关、第一下光电开关、第二下光电开关、上挡片和下挡片；尺光栅固定在辅助模块的尺光栅竖板的前方；读数头固定在动子滑块连接板左侧；水平仪座、第一上光电开关、第二上光电开关从上到下依次固定在竖板定子连接板的右侧上端；第一下光电开关、第二下光电开关从上到下依次固定在竖板定子连接板的右侧下端；上挡片固定在动子滑块连接板的右侧上端，下挡片固定在动子滑块连接板的右侧下端；上挡片与第一上光电开关配合限定直线运动的上极限位置，上挡片与第二上光电开关配合实现直线电机的找原点功能，下挡片与第二下光电开关配合限定直线运动的下极限位置，下挡片与第一下光电开关配合控制直线电机断电，水平仪可以测试当前装置的水平度是否满足。

进一步的，所述装置还包括辅助模块，所述辅助模块包括两个上机械挡块、两个下机械挡块、两个动子固定挡销、两个滚子、拖链固定板、拖链、尺光栅竖板和拉手，两个上机械挡块、两个下机械挡块及两个动子固定挡销固定在竖板定子连接板前方两边的凸起面；其中两个上机械挡块在竖板定子连接板的上端，两个下机械挡块在竖板定子连接板的下端，它们限定竖直滑块在直线导轨的上下活动范围；两个动子固定挡销是在装置不工作的时候用来固定竖直滑块用的，在装置上电工作时，固定挡销被拔出而让竖直滑块移动；尺光栅竖板固定在竖板定子连接板的左侧；所述拖链固定板固定在尺光栅竖板的背面，所述拖链固定在拖链固定板的背面；拖链用于将直线电机、读数头、光电开关等零部件导线的整理在一起并将其接到控制箱中；拉手固定在连接模块中竖板定子连接板上方，两个滚子固定在竖板定子连接板下方。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本人实用新型的该装置可以安装在小型货车的尾部，车直接开到需要激发横波的地方，将隔板放在重锤的正下方，按下控制箱的向下按钮即可产生一次横波，再按下向上按钮即可使重锤模块恢复原位。该装置还有调节重锤与地面角度的功能，这样的方式会比人工锤击的方式产生的横波高效并且准确，还可以节省工人的劳务费。综合上述，这个实用新型装置是可以满足地震勘探领域的需求和改善地震波产生的方式。

附图说明

图1是本实用新型的基于直线电机的工程勘探横波震源装置的一立体图。

图2是本实用新型的基于直线电机的工程勘探横波震源装置的另一立体图。

图3是本实用新型的基于直线电机探横波震源装置安装架模块的结构示意图。

图4是本实用新型的基于直线电机探横波震源装置的主要零件的爆炸图。

图中：1控制箱；2拖链固定板；3直线导轨；4动子固定挡销；5尺光栅竖板；6尺光栅；7锁紧手柄；8拖链；9U形机架杆；10读数头；11机导线；12上机械挡块；13竖板机架杆；14拉手；15竖板定子连接板；16直线电机定子；17水平仪座；18第一上光电开关；19第二上光电开关；20上挡片；21直线导轨滑块；22直线电动子滑块连接板；23直线电机动子；24重锤；25第一下光电开关；26第二下光电开关；27下机械挡块；28隔板；29滚子；30竖板；31下挡片；32锁紧螺栓；33销轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本实用新型提供了一种基于直线电机的工程勘探横波震源装置，包括控制箱1、拖链固定板2、直线导轨3、动子固定挡销4、尺光栅竖板5、尺光栅6、锁紧手柄7、拖链8、U形机架杆9、读数头10、机导线11、上机械挡块12、竖板机架杆13、拉手14、竖板定子连接板15、直线电机定子16、水平仪座17、第一上光电开关18、第二上光电开关19、上挡片20、直线导轨滑块21、直线电动子滑块连接板22、直线电机动子23、重锤24、第一下光电开关25、第二下光电开关26、下机械挡块27、隔板28、滚子29、竖板30、下挡片31、锁紧螺栓32以及销轴33。

本实用新型的一种基于直线电机的工程勘探横波震源装置根据结构分为以下几个模块：连接模块、安装架模块、重锤模块、直线电机模块、检测模块、辅助模块、控制模块。

连接模块包括竖板30和竖板定子连接板15，竖板30固定在竖板定子连接板15的背面。

安装架模块包括U形机架杆9、锁紧螺栓32、锁紧手柄7、销轴33和竖板机架杆13(请参阅图3)；安装架模块的竖板机架杆13通过螺栓固定在竖板30的背面，U形机架杆9与竖板机架杆13用销轴33连接；另外，竖板机架杆13上设有以安装销轴33的通孔为圆心的通透圆弧，圆弧的角度约100度，U形机架杆9上也设有与竖板机架杆13上的通透圆弧对应的通孔；锁紧螺栓32穿过竖板机架杆13上的通透圆弧和U形机架杆9与通透圆弧对应的通孔并用锁紧手柄将其固定。U形机架杆9可以销轴33为转轴进行沿通透圆弧所在区域转动，来调节整个装置的角度。U形机架杆9可以用螺栓固定在工作台上，这样就可以实现整个装置的固定和角度的调节。

直线电机模块包括两个直线导轨3、四个直线导轨滑块21、动子滑块连接板22、直线电机动子23和直线电机定子16。直线电机由直线电机动子23和直线电机定子16组成，直线电机为整个装置提供动力。直线电机模块的直线电机定子16固定在连接模块的竖板定子连接板15前方的凹面上，两个直线导轨3固定在连接模块的竖板定子连接板15前方两边的凸起面，四个直线导轨滑块21对称滑动安装在两个直线导轨3上，动子滑块连接板22通过其两边的螺纹孔固定在四个直线导轨滑块21上，直线电机动子23通过动子滑块连接板22中间的螺纹孔固定在动子滑块连接板22后方。

重锤模块包括重锤24和隔板28，重锤模块的重锤24通过直线电机模块的动子滑块连接板22中间的沉头孔安装固定在动子滑块连接板22的前方。工作时，隔板28放在重锤24正下面的地面上，重锤24撞击隔板28后产生地震波。

控制模块包括驱动器和控制器，驱动器和控制器安装于控制箱1内，控制模块对装置的启动、停止，重锤模块的上升、下降进行控制。

检测模块包括水平仪座17、尺光栅6、读数头10、第一上光电开关18、第二上光电开关19、第一下光电开关25、第二下光电开关26、上挡片20和下挡片31；用于整个装置的水平度、直线电机动子23的位置以及功能性位置点的检测。尺光栅6固定在辅助模块的尺光栅竖板5的前方。读数头10用于检测直线电机的位置，固定在动子滑块连接板22左侧。水平仪座17、第一上光电开关18、第二上光电开关19均固定在竖板定子连接板15的右侧上端，它们从上到下依次为水平仪座17、第一上光电开关18、第二上光电开关19。第一下光电开关25、第二下光电开关26均固定在竖板定子连接板15的右侧下端，从上到下依次是第一下光电开关25、第二下光电开关26。上挡片20固定在动子滑块连接板22的右侧上端，下挡片31固定在动子滑块连接板22的右侧下端；上挡片20与第一上光电开关18配合限定直线运动的上极限位置，上挡片20与第二上光电开关19配合实现直线电机的找原点功能，下挡片31与第二下光电开关26配合限定直线运动的下极限位置，下挡片31与第一下光电开关25配合控制直线电机断电，水平仪17可以测试当前装置的水平度是否满足。

辅助模块包括两个上机械挡块12、两个下机械挡块27、两个动子固定挡销4、两个滚子29、拖链固定板2、拖链8、尺光栅竖板5和拉手14，两个上机械挡块12、两个下机械挡块27及两个动子固定挡销4固定在竖板定子连接板15前方两边的凸起面。其中两个上机械挡块12在竖板定子连接板15的上端，两个下机械挡块27在竖板定子连接板15的下端，它们限定竖直滑块在直线导轨的上下活动范围。两个动子固定挡销4是在装置不工作的时候用来固定竖直滑块用的，在装置上电工作时，固定挡销4被拔出而让竖直滑块移动。尺光栅竖板5固定在竖板定子连接板15的左侧。所述拖链固定板2固定在尺光栅竖板5的背面，所述拖链8固定在拖链固定板的背面；拖链8用于将直线电机导线11、读数头导线、光电开关导线等零部件导线的整理在一起并将其接到控制箱中。拉手14固定在连接模块中竖板定子连接板15上方，两个滚子29固定在竖板定子连接板15下方。

请参阅图1和图4，所述连接模块中竖板30前方连接竖板定子连接板15，竖板30背面和安装架模块的竖板机架杆13连接。所述重锤模块中动子滑块连接板22前方固定有重锤24，动子滑块连接板22背面固定有直线电机动子23，动子滑块连接板22背面两边固定有四个直线导轨滑块21，动子滑块连接板22左侧固定有读数头用于检测直线电机的位置，动子滑块连接板22右侧固定有上挡片20和下档片31。

当所述上挡片20到达第一上光电开关18位置，所述第一上光电开关18触发，装置执行找原点功能，直线电机动子23带着重锤24开始向下运动，上挡片20到达第二上光电开关19位置时，所述第二上光电开关19触发，直线电机动子23停止运动，此时的位置即为原点位置。按下控制箱1的控制器的向下按钮，装置执行撞击功能，直线电机动子23带着重锤24加速向下运动，当所述下挡片31到达第一下光电开关25位置时，所述第一下光电开关25触发，直线电机电路切断，直线电机动子23和重锤24继续以重力加速度向下运动，当重锤下端面撞击到地面的隔板28时会产生地震波，然后按下控制器的上升按钮，直线电机电路接通，并且直线电机动子23带着重锤24一起上升，当上挡片20到达第一上光电开关18位置，所述第一上光电开关18触发，执行找原点功能，直线电机动子23带着重锤24开始向下运动，上挡片20到达第二上光电开关19位置时，所述第二上光电开关19触发，直线电机动子23停止运动，此时的位置即为原点位置。

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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。