CN108226923A - 一种大深度探地雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大深度探地雷达，属于雷达技术领域，解决了现有技术中大深度探地雷达无法减振以及成本高、安装复杂、无法适应极端工况等问题。其包括框架、高度调节件、天线转接件和多个天线模块，每个天线模块均通过对应的天线转接件与框架滑动连接，框架与高度调节件固定连接，使得框架相对于地面的高度可调。上述大深度探地雷达可用于复杂地形、地底、野外等环境的实时探测。

Description

一种大深度探地雷达

技术领域

本发明涉及一种雷达，特别涉及一种具有弹性支撑结构及可调节天线高度、分布位置的大深度探地雷达。

背景技术

随着地铁、地下管道和矿洞等地下作业的发展，地下作业的勘探和侦测、对地形和地貌结构的分析探查成为了必不可少的关键问题。大深度探地雷达是一种能够在高温、高压、振动和冲击等复杂的工况环境中实现天线信号的接受发射，尤其适用于复杂地形、地底、野外等环境的实时探测。

对于大深度探地雷达，如何实现其在地下天线的高度调整、复杂路况下通过性、结构稳定性、减震设计、保证装置可靠的结构与电气连接，为电磁信号检测***设计安全可靠的安装、保护平台是结构设计的难点。

现有技术中，大深度探地雷达的各个雷达模块之间的距离不可调，使得无法根据地形或者工况的不同调整雷达模块之间的距离，探测时具有一定的局限性。

此外，现有的大深度探地雷达的高度不太调，在探测时，存在雷达底部触地的问题，同时，也无法保证雷达底部始终与地面之间的距离在合理范围内，使得探测精度低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种大深度探地雷达，解决了现有技术中大深度探地雷达无法减振以及成本高、安装复杂、无法适应极端工况等问题。

本发明采用的具体方案如下：

本发明提供了一种大深度探地雷达，包括框架、高度调节件、天线转接件3和多个天线模块，每个天线模块均通过对应的天线转接件3与框架滑动连接，框架与高度调节件固定连接，使得框架相对于地面的高度可调。

进一步地，框架与雷达模块相对的侧面开设有滑槽，天线转接件***滑槽中。

进一步地，天线转接件的形状为L形，天线转接件包括天线转接部和框架转接部；天线转接部与天线模块固定连接，框架转接部的端部设有螺栓以及与螺栓配合的螺母，螺母位于框架的滑槽中。

进一步地，天线模块分为位于两侧的两个侧边天线模块以及位于侧边天线模块之间的四个中间天线模块，四个中间天线模块的分布方式为2×2分布。

进一步地，框架包括两个中间边框、相对设置的两个第一侧边框以及相对设置的两个第二侧边框；两个第一侧边框和两个第二侧边框围成四边形，中间边框的两端分别与第一边框固定连接；侧边天线模块的两端通过天线转接件与第一侧边框滑动连接，中间天线模块通过天线转接件与中间边框滑动连接。

进一步地，高度调节件包括转轮、丝杠、与丝杠配合的丝母以及驱动丝杠转动的手摇轮；丝母与框架固定连接，丝杠的底端与转轮固定连接，或者，丝杠的顶端与框架固定连接，丝母与转轮固定连接。

进一步地，丝杠与转轮之间通过气动弹簧连接。

进一步地，大深度探地雷达还包括箱体，框架和天线模块均位于箱体的内部，框架与箱体固定连接；在箱体的底部设有防撞部。

进一步地，防撞部的两端设计成弧形。

进一步地，大深度探地雷达还包括主控和主控转接板；主控通过主控转接板与框架滑动连接。

本发明的有益效果为：

a)本发明提供的大深度探地雷达通过天线转接件3使得天线模块与框架之间滑动连接，使得每个雷达模块的位置以及多个雷达模块之间的距离可调，从而根据地形或者工况的不同调整雷达模块之间的距离，提高了上述大深度探地雷达的适应性和探地精度。

b)本发明提供的大深度探地雷达还设有高度调节件，通过高度调节件能够调节框架(也就是整个探地雷达)相对于地面的高度，不仅能够避免雷达底部触地的问题，提高了探地雷达在探地过程中的通过性，也能够保证探地雷达的底部始终与地面之间的距离在合理范围内，调高探测精度。

c)本发明提供的大深度探地雷达的结构简单、成本低、操作方便，能够适用于各种复杂地形和工况，为电气***提供较好的工作条件。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分特征和优点通过说明书变得显而易见，或通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过所写的说明书、权利要求书及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于展示本发明实施方式的目的，并不能认为是对本发明的限制。整个附图中，相同的标号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一的大深度探地雷达的结构示意图；

图2为本发明实施例一的大深度探地雷达的俯视图；

图3为本发明实施例一的大深度探地雷达的主视图；

图4为本发明实施例一的探地雷达中高度调节件的结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为本发明实施例一的探地雷达中高度调节件的俯视图，去除丝杠转接件。

附图标记：

1-框架；101-中间边框；102-第一侧边框；103-第二侧边框；2-高度调节件；201-转轮；202-丝杠；203-丝母；3-天线转接件；4-侧边天线模块；5-中间天线模块；6-箱体；7-防撞部；8-耐磨层；9-主控。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。其中，附图构成本申请的一部分，并与本发明的实施方式一起用于阐述本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种大深度探地雷达，如图1至图6所示，包括框架1、高度调节件2、天线转接件3和多个天线模块，每个天线模块均通过对应的天线转接件3与框架1滑动连接，框架1与高度调节件2固定连接，使得框架1相对于地面的高度可调。

实施时，根据探测地形和工况设计多个雷达模块的分布以及大深度探地雷达相对于地面的高度，通过天线转接件3调节每个雷达模块的位置以及多个雷达模块之间的距离，使得多个天线模块的分布符合预设分布；调节高度调节件2的长度，从而调节框架1相对于地面的高度，使得框架1与地面之间的高度符合预设值。

与现有技术相比，本实施例提供的大深度探地雷达通过天线转接件3使得天线模块与框架1之间滑动连接，使得每个雷达模块的位置以及多个雷达模块之间的距离可调，从而根据地形或者工况的不同调整雷达模块之间的距离，提高了上述大深度探地雷达的适应性和探地精度。同时，上述大深度探地雷达还设有高度调节件2，通过高度调节件2能够调节框架1(也就是整个探地雷达)相对于地面的高度，不仅能够避免雷达底部触地的问题，提高了探地雷达在探地过程中的通过性，也能够保证探地雷达的底部始终与地面之间的距离在合理范围内，调高探测精度。

此外，上述大深度探地雷达的结构简单、成本低、操作方便，能够适用于各种复杂地形和工况，为电气***提供较好的工作条件。

具体来说，上述框架1与雷达模块相对的侧面开设有滑槽，天线转接件3可以***滑槽中来实现天线转接件3与框架1的滑动连接。

示例性地，对于天线转接件3的结构，其可以为L形，包括天线转接部和框架转接部，天线转接部与天线模块固定连接，框架转接部的端部设有螺栓以及与螺栓配合的螺母，螺母位于框架1的滑槽中。为了方便安装，上述螺母可以为弹性螺母。

为了使天线转接件3能够与天线模块更好地配合连接，天线转接部上可以开设长孔，长孔的长轴垂直于天线模块的侧边，长孔的短轴平行于天线模块的侧边。由于天线模块具有一定的重量，天线模块的作用相天线转接部很容易发生形变，在天线转接部发生形变的情况下，长孔的设置能够保证天线转接部与天线模块很好地配合连接。

为了防止天线转接部发生形变，天线转接部和框架转接部之间可以设置加强筋，天线转接部、框架转接部和加强筋构成结构稳定的三角形。

对于天线模块的分布方式，其可以分为位于两侧的两个侧边天线模块4以及位于侧边天线模块4之间的四个中间天线模块5，四个中间天线模块5的分布方式为2×2分布。相应地，上述框架1可以包括两个中间边框101、相对设置的两个第一侧边框102以及相对设置的两个第二侧边框103，其中，两个第一侧边框102和两个第二侧边框103围成四边形，中间边框101的两端分别与第一边框固定连接，这样，侧边天线模块4的两端就可以通过天线转接件3与第一侧边框102滑动连接，中间天线模块5可以通过天线转接件3与中间边框101滑动连接。

为了提高侧边天线模块4和中间天线模块5的安装稳定性，侧边天线模块4的两端可以通过四个天线转接件3与第一侧边框102滑动连接；同样地，中间天线模块5可以通过两个天线转接件3与中间边框101滑动连接。

为了实现高度调节的均衡性，上述高度调节件2的数量可以为四个，四个高度调节件2均匀分布。

对于高度调节件2的结构，其可以包括转轮201、丝杠202、与丝杠202配合的丝母203以及驱动丝杠202转动的手摇轮。其中，丝母203与框架1固定连接，丝杠202的底端与转轮201固定连接，或者，丝杠202的顶端可以与框架1固定连接，丝母203与转轮201固定连接；通过手摇轮转动丝杠202能够调节丝母203与丝杠202之间的距离，从而调节框架1与地面之间的距离，大深度探地雷达在竖直方向上的高度升降范围为1-150mm左右。此外，现有的大深度探测雷达大多通过滑轨与滑动轮相互配合来实现探地雷达的移动，需要在探地前提前铺设相关的滑轨。而采用转轮201来实现探地雷达的移动，安装简单，成本低，且能够使用极端地形和工况。

当丝杠202的顶端可以与框架1固定连接，丝母203与转轮201固定连接时，为了方便丝杠202与框架1之间的连接，两者可以通过丝杠202转接件连接。考虑到丝杠202为柱状，框架1的侧面为平面，为了实现柱状与平面之间的固定连接，丝杠202可以通过丝杠转接件与框架1连接，示例性地，丝杠转接件可以为L形，一端与丝杠202固定连接，另一个端与框架1固定连接。为了减重，丝杠转接件上开设有减重孔。

为了减振，丝杠202与转轮201之间可以通过气动弹簧连接。由于上述大深度探地雷达中的各部件均为精密仪器，在探地过程中，振动会对探测精度产生很大的影响，而由于探地雷达的内部空间较小，采用气动弹簧对探地雷达进行减振，不占用探地雷达的内部空间，能够在节约空间的基础上实现探地雷达的有效减振，提高探测精度。

为了提高上述大深度探地雷达的整体结构的稳定性，其还可以包括箱体6，框架1和天线模块均位于箱体6的内部，框架1与箱体6固定连接。

可以理解的是，当大深度探地雷达包括箱体6时，高度调节件2也可以与箱体6固定连接，通过调节箱体6与地面之间的高度，进而调节探地雷达与地面之间的高度。

为了进一步提高上述大深度探地雷达在探测过程中的通过性，在箱体6的底部可以设置防撞部7，防撞部7的两端设计成弧形。这样，在探地过程中，一旦地面的凸起与箱体6的底面之间的距离小于或等于零时，端部为弧形的防撞部7能够保证探地雷达顺利地越过地面的凸起，提高大深度探地雷达在探测过程中的通过性。

考虑到防撞部7在越过凸起时会与地面产生摩擦，因此，在防撞部7的底面可以设置耐磨层8，从而增强防撞部7的耐磨性，提高大深度探地雷达的工作稳定性。

对于天线模块的结构，其可以包括天线屏蔽盒以及位于天线屏蔽盒中的天线分机。

通常情况下，上述大深度探地雷达还需要包括用于天线模块的主控99，为了实现主控9的位置可调，上述大深度探地雷达还需要包括主控转接板，主控9通过主控转接板与框架1滑动连接。示例性地，为了保证主控9的安装稳定性，主控转接板的数量可以为两个，主控9的两端通过两个主控转接板与框架1滑动连接。

为了进一步减振，框架1与天线转接件3之间、天线模块与转接件之间、主控9与主控转接件之间、主控转接件与框架1之间均设有弹性减振部，例如，橡胶垫片等，在此不一一限定。

尽管上述已经结合实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解的是，在不超出本发明的精神和实质之内的各种修正，增添都是允许的，它们都落入本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种大深度探地雷达，其特征在于，包括框架、高度调节件、天线转接件3和多个天线模块，每个天线模块均通过对应的天线转接件3与框架滑动连接，所述框架与高度调节件固定连接，使得框架相对于地面的高度可调。

2.根据权利要求1所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述框架与雷达模块相对的侧面开设有滑槽，天线转接件***滑槽中。

3.根据权利要求2所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述天线转接件的形状为L形，所述天线转接件包括天线转接部和框架转接部；

所述天线转接部与天线模块固定连接，所述框架转接部的端部设有螺栓以及与螺栓配合的螺母，螺母位于框架的滑槽中。

4.根据权利要求1所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述天线模块分为位于两侧的两个侧边天线模块以及位于侧边天线模块之间的四个中间天线模块，四个中间天线模块的分布方式为2×2分布。

5.根据权利要求4所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述框架包括两个中间边框、相对设置的两个第一侧边框以及相对设置的两个第二侧边框；

两个第一侧边框和两个第二侧边框围成四边形，所述中间边框的两端分别与第一边框固定连接；

所述侧边天线模块的两端通过天线转接件与第一侧边框滑动连接，所述中间天线模块通过天线转接件与中间边框滑动连接。

6.根据权利要求1所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述高度调节件包括转轮、丝杠、与丝杠配合的丝母以及驱动丝杠转动的手摇轮；

所述丝母与框架固定连接，所述丝杠的底端与转轮固定连接，或者，所述丝杠的顶端与框架固定连接，所述丝母与转轮固定连接。

7.根据权利要求6所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述丝杠与转轮之间通过气动弹簧连接。

8.根据权利要求1所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述大深度探地雷达还包括箱体，框架和天线模块均位于箱体的内部，框架与箱体固定连接；在箱体的底部设有防撞部。

9.根据权利要求1所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述防撞部的两端设计成弧形。

10.根据权利要求1所述的大深度探地雷达，其特征在于，所述大深度探地雷达还包括主控和主控转接板；

所述主控通过主控转接板与框架滑动连接。