【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及復(fù)雜環(huán)境地質(zhì)勘測，特別涉及一種硬巖區(qū)無人機地震儀。
技術(shù)介紹
1、近年來基于地震臺陣的地震類方法發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于全球和區(qū)域地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究、地震地質(zhì)災(zāi)害及油氣田勘探開發(fā)。傳統(tǒng)地震臺陣布設(shè)方式均是采用人工地面布設(shè)，但是在荒漠戈壁、雪域高原等環(huán)境復(fù)雜惡劣地區(qū)，受人類生存條件和道路交通限制，地震臺陣人工布設(shè)難度相當(dāng)大，常常危及相關(guān)人員生命健康和安全。大地震發(fā)生后，由于道路損壞，通信中斷，地面人員很難第一時間到達(dá)震中進(jìn)行準(zhǔn)確的地震余震和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。為解決上述問題，近年來逐步開始采用高空投放式布設(shè)地震儀的方式布設(shè)地震儀，例如，申請?zhí)?014104063796的中國專利技術(shù)專利申請公開的一種航空母機型地震數(shù)據(jù)采集站布設(shè)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，專利號為2022210766981的中國技術(shù)專利公開的一種無人機航空地震儀等。
2、然而，現(xiàn)有航空母機型地震采集站布設(shè)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和傘降式地震儀及地震臺陣布設(shè)方法，都是通過降落傘實現(xiàn)儀器落地，依然存在以下問題：一是地震儀設(shè)備下降過程不可控，容易受到環(huán)境(例如風(fēng))影響從而難以準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置；二是地震儀落地后姿態(tài)不可控，特別是針對不平坦或存在異物的目標(biāo)位置，地震儀可能會出現(xiàn)傾倒或著地不穩(wěn)固等問題；三是針對硬巖區(qū)或其他類型的堅硬地表，地震儀的傳感器難以與地面形成有效的物理接觸從而導(dǎo)致難以準(zhǔn)確接收地震波信號，這些問題都將影響地震儀探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；四是探測任務(wù)完成后設(shè)備回收困難。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、一種硬巖區(qū)無人機地震儀，包括：無人機本體；主機連接架，所述主機連接架轉(zhuǎn)動連接在無人機本體的下部，且通過第一鎖止器，將主機連接架與無人機本體鎖止固定，當(dāng)打開所述第一鎖止器時，無人機本體能夠在主機連接架上旋轉(zhuǎn)；增扭器，其設(shè)置在所述無人機本體的下方，用于放大無人機本體旋轉(zhuǎn)時提供的扭力；轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括連接盤、第二鎖止器和轉(zhuǎn)換器，所述連接盤連接在增扭器上，所述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)動連接在連接盤上，所述連接盤上安裝有轉(zhuǎn)向電機，所述連接盤上還安裝有第二鎖止器，其用于對轉(zhuǎn)換器進(jìn)行鎖止，防止轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)換系統(tǒng)位于增扭器和鉆掘系統(tǒng)以及地震儀裝卸系統(tǒng)之間，用以調(diào)整增扭器與鉆掘系統(tǒng)以及地震儀裝卸系統(tǒng)之間的匹配關(guān)系，通過轉(zhuǎn)換器連接、切換鉆掘系統(tǒng)與地震儀裝卸系統(tǒng)；地震儀裝卸系統(tǒng)，所述地震儀裝卸系統(tǒng)連接在轉(zhuǎn)換器上，用于實現(xiàn)安裝拆卸地震儀；鉆掘系統(tǒng)，所述鉆掘系統(tǒng)連接在轉(zhuǎn)換器上，用于鉆掘地面巖石。
4、作為優(yōu)選的，所述增扭器包括無人機本體連接齒輪、助力電機、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和輸出齒輪，其中所述無人機本體連接齒輪連接無人機本體并與所述第二傳動齒輪嚙合連接，所述第二傳動齒輪與輸出齒輪嚙合連接，所述助力電機通過第一傳動齒輪與輸出齒輪傳動連接。通過助力電機和齒輪組的配合，能夠更好地為鉆掘提供動力。
5、作為優(yōu)選的，所述無人機本體外壁上還固定有可調(diào)節(jié)機臂，所述可調(diào)節(jié)機臂為可伸縮結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)節(jié)機臂的遠(yuǎn)離無人機本體的一端上部安裝有無人機旋翼，在使用時，通過旋轉(zhuǎn)無人機本體，實現(xiàn)對無人機旋翼的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制可調(diào)節(jié)機臂的長度，可對扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，在鉆掘系統(tǒng)開始工作時，調(diào)節(jié)無人機旋翼轉(zhuǎn)速和角度以及可調(diào)節(jié)機臂的長度，可確保無人機本體在鉆孔過程中能夠自適應(yīng)調(diào)整以抵消反作用力，無人機本體通過調(diào)節(jié)無人機旋翼的轉(zhuǎn)速和無人機旋翼的角度，主動產(chǎn)生一個反向力矩來平衡鉆頭旋轉(zhuǎn)時的扭矩，同時通過增加無人機旋翼的整體推力，提供更大的向下的升力來抵消鉆頭鉆入材料時產(chǎn)生的反作用力。
6、作為優(yōu)選的，所述主機連接架上位于增扭器的外側(cè)安裝有可伸縮支腿，所述可伸縮支腿的底端設(shè)置有支腿鉆進(jìn)器，其中可伸縮支腿可根據(jù)無人機落姿態(tài)，伸縮調(diào)整使無人機本體保持水平狀態(tài)，配合設(shè)置的支腿鉆進(jìn)器鉆進(jìn)堅硬地面，保證可伸縮支腿穩(wěn)定性和無人機本體整體穩(wěn)定。
7、作為優(yōu)選的，所述主機連接架底部位于增扭器的外側(cè)安裝有松動劑灌注器，所述松動劑灌注器底部導(dǎo)通連接有可伸縮的輸液管，且輸液管內(nèi)設(shè)置有電磁閥，用于控制輸液管的導(dǎo)通或者關(guān)閉。具體的，松動劑灌注器內(nèi)存儲有松動劑(例如可以腐蝕巖石的酸性溶液)，在固定地震儀鉆進(jìn)時，可通過輸液管噴射松動劑腐蝕巖石降低巖石強度，回收地震儀時，可通過輸液管噴射松動劑溶解固結(jié)劑和周圍巖石，使基座松動便于回收。
8、作為優(yōu)選的，所述主機連接架底部位于增扭器的外側(cè)安裝有固結(jié)劑灌注器，所述固結(jié)劑灌注器底部也導(dǎo)通連接有可伸縮的輸液管，且輸液管內(nèi)也設(shè)置有電磁閥，用于控制輸液管的導(dǎo)通或者關(guān)閉。具體的，固結(jié)劑灌注器內(nèi)存儲有固結(jié)劑，用以灌注固結(jié)劑在挖掘后的孔洞內(nèi)，增加基座的穩(wěn)定性。
9、作為優(yōu)選的，所述地震儀裝卸系統(tǒng)包括伸縮傳動軸和基座夾持器，所述伸縮傳動軸連接在轉(zhuǎn)換器上，所述伸縮傳動軸的底端安裝有基座夾持器。
10、作為優(yōu)選的，所述地震儀裝卸系統(tǒng)還包括基座、地震儀主機和方向調(diào)節(jié)器，所述地震儀主機通過方向調(diào)節(jié)器，安裝在基座上，所述地震儀主機和基座之間還安裝有地震儀緊固器，所述基座下表面安裝有基座鉆進(jìn)尾椎，具體的，地震儀主機包含獨立gps，姿態(tài)傳感器、多分量檢波器、數(shù)據(jù)記錄傳輸裝置，方向調(diào)節(jié)器用于連接地震儀主機和基座，同時根據(jù)姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)動調(diào)整地震儀主機方位角，保證地震儀傳感器位于水平、正東、正北等適當(dāng)方位，其中方向調(diào)節(jié)器可以為旋轉(zhuǎn)座或者云臺，地震儀緊固器連接地震儀主機和基座，避免方向調(diào)節(jié)器松動使耦合效果變差，即在通過方向調(diào)節(jié)器對地震儀主機的方位角調(diào)整完成后，可通過地震儀緊固器將地震儀主機和基座進(jìn)行相對限位，其中地震儀緊固器可為伸縮式銷軸，通過在基座上設(shè)置銷軸伸縮插接到地震儀主機內(nèi)，完成地震儀主機和基座進(jìn)行相對限位。
11、作為優(yōu)選的，所述基座鉆進(jìn)尾椎其外壁具有螺旋紋路，為圓錐形。具體的，基座鉆進(jìn)尾椎通過鉆孔連接地表巖體與基座，實現(xiàn)對基座的固定安裝。
12、作為優(yōu)選的，所述鉆掘系統(tǒng)包括伸縮鉆桿和鉆頭，所述伸縮鉆桿連接在轉(zhuǎn)換器上，所述鉆頭安裝在伸縮鉆桿的底端。具體的，通過控制伸縮傳動軸傳動動力帶動伸縮鉆桿和鉆頭運動，所述鉆頭為多點磨蝕鉆頭，研磨地表巖石。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)一種硬巖區(qū)無人機地震儀具有如下有益效果：一是通過無人機本體可以實現(xiàn)地震儀的精準(zhǔn)布設(shè)，并確保地震儀的姿態(tài)穩(wěn)定；二是通過鉆掘系統(tǒng)等組件，可以實現(xiàn)傳感器與目標(biāo)檢測地表的可靠接觸，從而提高接收地震波信號的準(zhǔn)確性；三是本裝置完成采集工作后，可通過對無人機本體的控制實現(xiàn)本裝置的回收。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種硬巖區(qū)無人機地震儀，一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述增扭器(4)包括無人機本體連接齒輪(41)、助力電機(42)、第一傳動齒輪(43)、第二傳動齒輪(44)和輸出齒輪(45)，其中所述無人機本體連接齒輪(41)連接無人機本體(1)并與所述第二傳動齒輪(44)嚙合連接，所述第二傳動齒輪(44)與輸出齒輪(45)嚙合連接，所述助力電機(42)通過第一傳動齒輪(43)與輸出齒輪(45)傳動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述無人機本體(1)外壁上還固定有可調(diào)節(jié)機臂(11)，所述可調(diào)節(jié)機臂(11)為可伸縮結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)節(jié)機臂(11)的遠(yuǎn)離無人機本體(1)的一端上部安裝有無人機旋翼(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述主機連接架(2)上位于增扭器(4)的外側(cè)安裝有可伸縮支腿(13)，所述可伸縮支腿(13)的底端設(shè)置有支腿鉆進(jìn)器(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述主機連接架(2)底部位于增扭器(4)的外側(cè)安裝有固結(jié)劑灌注器(6)，所述固結(jié)劑灌注器(6)底部也導(dǎo)通連接有可伸縮的輸液管(51)，且輸液管(51)內(nèi)也設(shè)置有電磁閥，用于控制輸液管(51)的導(dǎo)通或者關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述地震儀裝卸系統(tǒng)(8)包括伸縮傳動軸(81)和基座夾持器(82)，所述伸縮傳動軸(81)連接在轉(zhuǎn)換器(74)上，所述伸縮傳動軸(81)的底端安裝有基座夾持器(82)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述地震儀裝卸系統(tǒng)(8)還包括基座(85)、地震儀主機(83)和方向調(diào)節(jié)器(84)，所述地震儀主機(83)通過方向調(diào)節(jié)器(84)，安裝在基座(85)上，所述地震儀主機(83)和基座(85)之間還安裝有地震儀緊固器(87)，所述基座(85)下表面安裝有基座鉆進(jìn)尾椎(86)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述基座鉆進(jìn)尾椎(86)其外壁具有螺旋紋路，為圓錐形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述鉆掘系統(tǒng)(9)包括伸縮鉆桿(92)和鉆頭(93)，所述伸縮鉆桿(92)連接在轉(zhuǎn)換器(74)上，所述鉆頭(93)安裝在伸縮鉆桿(92)的底端。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種硬巖區(qū)無人機地震儀，一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述增扭器(4)包括無人機本體連接齒輪(41)、助力電機(42)、第一傳動齒輪(43)、第二傳動齒輪(44)和輸出齒輪(45)，其中所述無人機本體連接齒輪(41)連接無人機本體(1)并與所述第二傳動齒輪(44)嚙合連接，所述第二傳動齒輪(44)與輸出齒輪(45)嚙合連接，所述助力電機(42)通過第一傳動齒輪(43)與輸出齒輪(45)傳動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述無人機本體(1)外壁上還固定有可調(diào)節(jié)機臂(11)，所述可調(diào)節(jié)機臂(11)為可伸縮結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)節(jié)機臂(11)的遠(yuǎn)離無人機本體(1)的一端上部安裝有無人機旋翼(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述主機連接架(2)上位于增扭器(4)的外側(cè)安裝有可伸縮支腿(13)，所述可伸縮支腿(13)的底端設(shè)置有支腿鉆進(jìn)器(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種硬巖區(qū)無人機地震儀，其特征在于：所述主機連接架(2)底部位于增扭器(4)的外側(cè)安裝有松動劑灌注器(5)，所述松動劑灌注器(5)底部導(dǎo)通連接有可伸縮的輸液管(51)，且輸液管(51)內(nèi)設(shè)置有電磁閥，用于控制輸液管(51)的導(dǎo)通或者關(guān)閉。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊盛青，馬振寧，錢榮毅，祁生文，王嬌，楊易蓉，馬振蓉，
申請(專利權(quán))人：中國地質(zhì)大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國別省市：
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