一种电法勘探电极插拔装置的制作方法

1.本技术涉及勘探设备技术领域，尤其涉及一种电法勘探电极插拔装置。


背景技术：

2.电法勘探是根据地壳中各类岩石、矿体或其他介质的电磁学性质和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场空间分布规律和时间特性的观测和研究，来解决地质或岩土问题的地球物理勘探方法。
3.金属电极是电法勘探必不可少的一种设备。目前，在工程勘察技术领域，高密度电法勘探是工程勘探的主要方法，高密度电法勘探需要运输和在地面沿测线各测点打入数百个金属电极，当前使用的电极均为棒状金属电极，一般为铁质或钢制的电极，电极一端为尖端，以便打入地下，由于尖端具有一定的伤人能力，且不利于摆放，所以在工作中常常出现因仪器而导致人员受伤的情况。电极在使用的时候一般需要打入地下深处，往往需要耗费大量的人力，且在使用后需要将电极拔出，同样需要耗费大量的人力。
4.申请号：cn201920135401.6，公开了一种电法勘探金属电极，该方案依然需要人力操作金属电极插入和拔出探测孔，面对较多的探测点位时需要花费大量的人力进行安装，且在工作人员使用该设备时，需要将电极鞘从电机的一端取下，再将电极插入探测孔中，取下电极鞘的电极尖端仍存在和工作人接触的风险，一定程度上还是有尖端伤人的可能。
5.申请号：cn202011181191.8，公开了一种适用于表层硬化条件下电法勘探的接地电极装置，该方案在使用过程中需要在每个探测点处设置粘合环，将弹性电极柱粘贴与地面保持密切接触进行探测，整个操作过程复杂，对工作人员来说不管是先粘贴粘合环在进行安装还是将探测完后的设备与粘合环分离进行清洁都需要耗费大量的精力。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电法勘探电极插拔装置，能够通过纵向活动机构将勘探电极插入或拔出，节约人力，解决了勘探电极插入和拔出难的问题，同时在拔出勘探电极后，勘探电极收入至壳体内，降低工作人员被勘探电极刺伤的风险。
7.本技术的技术方案提供一种电法勘探电极插拔装置，包括壳体、设置在所述壳体内的纵向活动机构和与所述纵向活动机构连接的勘探电极，所述壳体的底部设有出口；
8.插入时，所述纵向活动机构带动所述勘探电极从所述出口伸出并插入地下；
9.拔出时，所述纵向活动机构带动所述勘探电极拔出地下并收入至所述壳体内。
10.优选地，所述纵向活动机构包括纵向驱动机构和与所述纵向驱动机构连接的伸缩杆，所述伸缩杆与所述勘探电极连接；
11.插入时，所述纵向驱动机构带动所述伸缩杆伸长，使得所述勘探电极从所述出口伸出；
12.拔出时，所述纵向驱动机构带动所述伸缩杆缩短，使得所述勘探电极收入至所述
壳体内。
13.优选地，所述纵向驱动机构包括充气抽气装置和能够沿纵向伸缩的波纹管，所述伸缩杆与所述波纹管连接；
14.所述波纹管内具有气腔，所述波纹管设有与所述气腔连通的进气口和出气口，所述进气口与所述充气抽气装置的充气端连接，所述出气口与充气抽气装置的抽气端连接；
15.插入时，所述充气抽气装置向所述气腔内充入气体使得所述波纹管膨胀伸长，所述波纹管推动所述伸缩杆伸长；
16.拔出时，所述充气抽气装置抽出所述气腔内的气体使得所述波纹管收缩缩短，所述波纹管带动所述伸缩杆缩短。
17.优选地，所述伸缩杆包括套杆和套设在所述套杆上的套筒，所述套杆的上端与所述壳体连接，所述套筒能够沿所述套杆滑动，所述套筒的底端与所述勘探电极连接，同时所述套筒还与所述波纹管连接；
18.优选地，还包括振动机构，所述壳体的顶端设有第一开口，所述套杆的上端从所述第一开口伸出所述壳体并与所述振动机构连接，所述第一开口的内壁与所述套杆之间具有空隙，所述振动机构与所述壳体之间设有减震块。
19.优选地，所述套杆包括杆体和包覆在所述杆体外的套体，所述杆体与所述套体之间设置有弹性缓冲件。
20.优选地，所述套体由多个侧板组成，所述杆体上设有多个朝向不同方向的安装孔，所述弹性缓冲件安装在所述安装孔内并与所述侧板的内壁连接。
21.优选地，所述出口内设有弹性圈，所述弹性圈的中心设有可伸缩的弹性开口；
22.当所述勘探电极经过所述出口时，所述弹性开口与所述勘探电极的表面保持贴合。
23.优选地，所述壳体的侧壁设有沿纵向布置并用于通过连接所述勘探电极的数据线的腰型孔。
24.优选地，所述壳体的底部设有多个固定钉，所述壳体的侧壁向外延伸设置有踏板。
25.采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
26.本技术通过使用纵向活动机构完成勘探电极的插入和拔出工作，节约人力，解决了勘探电极插入和拔出难的问题；
27.同时，工作人员无需直接接触勘探电极，且当勘探电极被拔出时，勘探电极收入至壳体内，降低工作人员被刺伤的风险。
附图说明
28.参见附图，本技术的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本技术的保护范围构成限制。图中：
29.图1是本发明在其中一个实施例中的立体图；
30.图2是图1的主视图；
31.图3是图2中a
‑
a方向剖视图；
32.图4是图3中b处局部放大图；
33.图5是本发明在其中一个实施例中纵向活动机构的结构示意图；
34.图6是本发明在其中一个实施例中纵向活动机构的另一角度的结构示意图；
35.图7是本发明在其中一个实施例中套杆的整体结构示意图；
36.图8是本发明在其中一个实施例中套杆的爆炸图；
37.图9是本发明在其中一个实施例中壳体的结构示意图；
38.图10是本发明在其中一个实施例中壳体的另一角度的结构示意图。
39.附图标记对照表：
40.壳体1：出口11、弹性圈12、第一开口13、进气开口14、出气开口15、腰型孔16、固定钉17、踏板18；
41.纵向活动机构2：
42.纵向驱动机构21：充气抽气装置211、充气端2111、抽气端2112；波纹管212、进气嘴2121、出气嘴2122、中心孔2123；
43.伸缩杆22：套杆221、限位块2210、杆体2211、套体2212、安装孔2213、弹性缓冲件2214、侧板2215；套筒222、底板2221、安装座2222、安装口2223、螺纹孔2224、固定螺栓2225；
44.勘探电极3；粗端31、尖端32；
45.振动机构4：减震块41。
具体实施方式
46.下面结合附图来进一步说明本技术的具体实施方式。
47.容易理解，根据本技术的技术方案，在不变更本技术实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本技术的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。
48.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本技术中的具体含义。
50.实施例：
51.本发明在一些实施例中公开了一种电法勘探电极插拔装置，如图1
‑
3所示，包括壳体1、设置在壳体1内的纵向活动机构2和与纵向活动机构2连接的勘探电极3，壳体1的底部设有出口11；
52.插入时，纵向活动机构2带动勘探电极3从出口11伸出并插入地下；
53.拔出时，纵向活动机构2带动勘探电极3拔出地下并收入至壳体1内。
54.其中，如图3所示，勘探电极3为上端为柱状往下向锥状过渡，勘探电极3的粗端31
朝上并与纵向活动机构2连接，勘探电极3的尖端32朝下并与出口11处于同一直线方向上。勘探电极3为金属电极，在勘探电极3的外部均匀地涂覆有电镀层，优选地，勘探电极3采用导电性较好的铜电极。
55.当需要携带或无需使用本装置时，勘探电极3收入在壳体1内，且勘探电极3的尖端32处于壳体1内，这样能够降低工作人员被勘探电极3的尖端32刺伤的风险。
56.在勘探时，工作人员将出口11对准所需勘探的位置放置，然后通过纵向活动机构2带动勘探电极3向下动作，使得勘探电极3能够插入至地下，完成勘探作业中勘探电极3的插入工作，整个插入过程工作人员无需直接接触勘探电极3，进一步地减少了在作业过程中被刺伤的风险，同时插入过程由纵向活动机构2带动，能够节省大量人力。
57.在完成勘探后，通过纵向活动机构2带动勘探电极3向上动作，从而将插入至地下的勘探电极3拔出，且拔出后的勘探电极3收入至壳体1内，工作人员无需直接接触勘探电极3，提高使用的安全性，且拔出过程也由纵向活动机构2带动，能够节省大量人力，提高作业效率，解决现有技术中勘探电极3不便于手动插拔的问题。
58.在本发明的一些实施例中，如图3所示，纵向活动机构2包括纵向驱动机构21和与纵向驱动机构21连接的伸缩杆22，伸缩杆22与勘探电极3连接；
59.插入时，纵向驱动机构21带动伸缩杆22伸长，使得勘探电极3从出口11伸出；
60.拔出时，纵向驱动机构21带动伸缩杆22缩短，使得勘探电极3收入至壳体1内。
61.具体地，伸缩杆22的上端与壳体1固定连接，伸缩杆22与勘探电极3处于同一直线方向上，在纵向驱动机构21带动伸缩杆22伸缩的时候，由于伸缩杆22的上端与壳体1固定连接，使得伸缩杆22的伸缩过程稳定性更好，减少勘探电极3在插入或拔出时的横向偏移，提高勘探的精准度。
62.在本发明的一些实施例中，如图3所示，纵向驱动机构21包括充气抽气装置211和能够沿纵向伸缩的波纹管212，伸缩杆22与波纹管212连接；
63.波纹管212内具有气腔，波纹管212设有与气腔连通的进气口和出气口，进气口与充气抽气装置211的充气端2111连接，出气口与充气抽气装置211的抽气端2112连接；
64.插入时，充气抽气装置211向气腔内充入气体使得波纹管212膨胀伸长，波纹管212推动伸缩杆22伸长；
65.拔出时，充气抽气装置211抽出气腔内的气体使得波纹管212收缩缩短，波纹管212带动伸缩杆22缩短。
66.具体地，波纹管212包括外壁层和内壁层，外壁层和内壁层之间隔空形成气腔，如图5和图6所示，在波纹管212的轴向中心设有中心孔2123，伸缩杆22插入至中心孔2123内并与中心孔2123的内壁固定连接。进气口和出气口设置在波纹管212的顶端并与气腔连通，进气口连接进气嘴2121，出气口连接出气嘴2122，如图9所示，在壳体1的顶端设置有进气开口14和出气开口15，充气抽气装置211设置在壳体1顶端外部，进气嘴2121穿过进气开口14并穿出壳体1外部与充气抽气装置211的充气端2111连接，出气嘴2122穿过出气开口15并穿出壳体1外部与充气抽气装置211的抽气端2112连接。
67.插入时，波纹管212的出气口封闭，进气口开放，充气抽气装置211向气腔内充入气体，使得波纹管212膨胀伸长并带动伸缩杆22伸长，进而驱动勘探电极3向下插入地下。
68.拔出时，波纹管212的出气口开放，进气口封闭，充气抽气装置211将气腔内的气体
抽出，使得波纹管212收缩缩短并带动伸缩杆22缩短，进而驱动勘探电极3向上拔出地下。
69.其中，如图3和4所示，伸缩杆22与波纹管212处于同一轴线方向上，且伸缩杆22的上端与壳体1固定连接，当波纹管212驱动伸缩杆22伸缩的时候，伸缩杆22能够起到导向稳定作用，进而减少在伸缩过程中发生横向偏移，提高勘探的精准度。
70.在本发明的一些实施例中，如图3和7所示，伸缩杆22包括套杆221和套设在套杆221上的套筒222，套杆221的上端与壳体1连接，套筒222能够沿套杆221滑动，套筒222的底端与勘探电极3连接，同时套筒222还与波纹管212连接；
71.还包括振动机构4，壳体1的顶端设有第一开口13，套杆221的上端从第一开口13伸出壳体1并与振动机构4连接，第一开口13的内壁与套杆221之间具有空隙；
72.如图2和4所示，振动机构4与壳体1之间设有减震块41。
73.振动机构4安装在壳体1上端外部，其中，振动机构4与壳体1的外壁之间通过减震块41连接，通过减震块41能够吸收振动机构4在工作时的振动，避免振动机构4在振动时影响到壳体1。避免振动机构4带动壳体1晃动可能导致设备整体不稳定产生倾倒，导致探测数据出现问题。
74.其中，如图3和图4所示，振动机构4安装在壳体1的上端外部，套杆221的上端从第一开口13伸出至壳体1外部并与振动机构4固定连接，套筒222套设在套杆221上，在套杆221的上端设置有沿径向延伸的限位块2210，限位块2210用于限制套筒222的上活动位置。套筒222设置在波纹管212的中心孔2123内并且套筒222的外壁与中心孔2123的内壁固定连接，当波纹管212伸缩时带动套筒222沿套杆221上下滑动。
75.套筒222的底部固定连接有底板2221，底板2221的上端面与波纹管212的底部贴合，底板2221的下端面与勘探电极3固定连接。具体地，如图6所示，在底板2221的下端面设置有安装座2222，安装座2222内设有与勘探电极3的粗端31相匹配的安装口2223，在安装座2222的侧壁设有至少两个对称设置的螺纹孔2224，勘探电极3的粗端31装入至安装口2223内，并通过在螺纹孔2224处旋入固定螺栓2225，使得固定螺栓2225压紧勘探电极3，从而实现固定电极与套筒222的固定连接，在需要更换勘探电极3时只需要将固定螺栓2225松开即可容易地将勘探电极3从安装口2223取出更换。
76.进一步的，波纹管212的气腔内充入惰性气体，通过充气的方式驱动勘探电极3插入或拔出的方式，能够避免电子设备在工作时产生电火花，导致在矿井下产生严重事故，使用更加安全。通过对波纹管212进行充气膨胀的方式能够为勘探电极3提高稳定的作用力，以保证勘探电极3能够容易插入和拔出地下。
77.可选地，纵向活动机构2还能够是液压伸缩杆22，通过液压伸缩杆22带动勘探电极3上下活动从而实现插入和拔出地下。
78.可选地，纵向活动机构2还能够是丝杆直线模组，通过丝杆直线模组带动勘探电极3上下活动从而实现插入和拔出地下。
79.在本发明的一些实施例中，由于第一开口13与套杆221之间具有空隙，因此当振动机构4动作时能够带动套杆221在一定范围内进行振动，进而带动套筒222和勘探电极3振动，在拔出勘探电极3时，启动振动机构4使得勘探电极3在一定范围内振动，以便于将勘探电极3拔出。
80.在本发明的一些实施例中，如图7和图8所示，套杆221包括杆体2211和包覆在杆体
2211外的套体2212，杆体2211与套体2212之间设置有弹性缓冲件2214。通过弹性缓冲件2214能够吸收杆体2211振动时的振动势能，避免套杆221和套筒222之间由于长期振动导致套杆221和套筒222之间松动或变形导致伸缩杆22损坏的问题。
81.在本发明的一些实施例中，如图8所示，套体2212由多个侧板2215组成，杆体2211上设有多个朝向不同方向的安装孔2213，弹性缓冲件2214安装在安装孔2213内并与侧板2215的内壁连接。
82.安装孔2213沿杆体2211的径向设置，且多个朝向不同的安装孔2213沿杆体2211的长度方向设置，弹性缓冲件2214为弹簧，弹簧装载在安装孔2213内，侧板2215的表面为圆弧状，多个侧板2215的边缘相互拼合在一起并包覆在杆体2211的外部，弹簧的一端与杆体2211连接，另一端与侧板2215的内壁连接，套杆221振动时，朝向多个不同方向安装的弹簧吸收振动释能，避免套杆221和套筒222之间由于长期振动导致套杆221和套筒222之间松动或变形导致伸缩杆22损坏的问题。套体2212由多个侧板2215组成能够方便装配，先将侧板2215与弹性缓冲件2214装配好后，在将多个侧板2215拼接在一起即可。
83.在本发明的一些实施例中，如图3和图10所示，出口11内设有弹性圈12，弹性圈12的中心设有可伸缩的弹性开口；
84.当勘探电极3经过出口11时，弹性开口与勘探电极3的表面保持贴合。
85.当拔出勘探电极3时，由于勘探电极3的表面附着有泥土灰尘等杂质，因此勘探电极3拔出并收入至壳体1内的时候，勘探电极3需经过出口11进入至壳体1内，弹性圈12的弹性开口能够适应勘探电极3的不同直径位置，使得勘探电极3经过弹性开口时，弹性开口的内壁均能够保持与勘探电极3的表面贴合，从而能够有效地对附着在勘探电极3外表面的灰尘泥土等杂质进行清除，保证勘探电极3的表面干净，从而保证勘探的精准度。
86.可选地，在弹性圈12的中心设置十字切口，当勘探电极3经过十字切口时能够撑开十字切口并保证弹性圈12与勘探电极3的表面贴合。
87.在本发明的一些实施例中，如图9和图10所示，壳体1的侧壁设有沿纵向布置并用于通过连接勘探电极3的数据线的腰型孔16。
88.在勘探时，勘探电极3连接数据线，数据线外接数据接收设备以采集勘探数据，当勘探电极3在插入或拔出地下时，由于数据线能够通过腰型孔16与壳体1外部的数据接收设备连接，因此数据线能够跟随勘探电极3上下活动，不会出现长度不够导致接头无法连接的问题，保证数据探测工作的稳定性。
89.可选地，在壳体1的顶端设置有数据线出口11，数据线缠卷在壳体1的内部，数据线的端部从数据线出口11穿出壳体1外部并连接数据接收设备，保证勘探电极3在上下活动时数据线有足够的长度。
90.在本发明的一些实施例中，如图10所示，壳体1的底部设有多个固定钉17，壳体1的侧壁向外延伸设置有踏板18。
91.其中固定钉17用于插入在地表并对壳体1进行固定，在踏板18的上表面设置有用于增大摩擦的凹槽，在使用本装置时，工作人员将固定钉17插入至地面，当遇到地质较为坚硬的地面时，工作人员能够通过踩踏壳体1两侧的踏板18施加压力，在作业时，由于壳体1通过固定钉17固定在地面，能够作业时装置的稳定性。
92.本装置通过充气抽气装置211对波纹管212进行充气和抽气，进而使得波纹管212
膨胀或收缩驱动伸缩杆22伸长和缩短，从而使得伸缩杆22能够带动勘探电极3上下活动插入或拔出地下，在插入和拔出的过程中，工作人员无需直接接触勘探电极3，降低了勘探作业时工作人员被勘探电极3的尖端32刺伤的风险，同时提高了作业效率，解决了现有中勘探电极3插入和拔出地下困难的问题。在无需使用勘探电极3时，勘探电极3被收入至壳体1内，即使在运输过程中工作人员也不会接触到勘探电极3，进一步保护了工作人员的安全。同时，通过充气驱动的方式能够避免在煤矿井下作业产生电火花造成严重事故。
93.另外，本装置通过设置振动机构4，当需要将勘探电极3拔出时，通过振动机构4能够带动勘探电极3在一定范围内进行振动，以便于将勘探电极3拔出。在杆体2211和套体2212之间设置弹性缓冲件2214能够避免套杆221和套筒222之间由于长期振动导致套杆221和套筒222之间松动或变形导致伸缩杆22损坏的问题。并在壳体1与振动机构4之间设置减震块41能够避免振动机构4带动壳体1晃动可能导致设备整体不稳定产生倾倒，导致探测数据出现问题。
94.除此以外，在壳体1的出口11设置的弹性圈12的弹性开口能够适应勘探电极3的不同直径位置，使得勘探电极3经过弹性开口时，弹性开口的内壁均能够保持与勘探电极3的表面贴合，从而能够有效地对附着在勘探电极3外表面的灰尘泥土等杂质进行清除，保证勘探电极3的表面干净，从而保证勘探的精准度。
95.以上所述的仅是本技术的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本技术原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本技术的保护范围。