Устройство для создания в почве поперечных акустических волн Советский патент 1985 года по МПК G01V1/53 

Изобретение относится к устройст вам для создания в почве поперечных акустических волн, конкретно к устройствам, позволяющим исключить вто ричные удары бойка по мишени. Известно устройство для возбужде ния в почве поперечных сейсмических волн, содержащее контактирующий с грунтом элемент-мишень, снабженный выступающим элементом, боек для на несения ударов по злементу-мишени и средства для сообщения бойку скорости, имеющей составляющую, параллельную поверхности контакта, а также жесткую опору, выполненную с возможностью поворота относительно элемента-мишени l. Однако это устройство сложно и имеет низкое быстродействие, кроме того, не HCKjno4aeT повторных ударов бойка по элементу-мишени, что снижает эффективность работы. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для создания в почве поперечных акустических волн, содержащее элемент-м1япень с поверхностью контакта с грунтом и жесткий рычаг, закрепленный на оси, размещенной на опоре, на одном конце которого установлен боек с возможностью удара по элементуг-мишени, а другой конец связан со средством поворота жесткого рычага f2} . Недостатком известного устройства является то, что вслед за первымударом следуют повторные удары, которые возбуждают в почве волныпомехи, искажающие сейсмозаписи и снижающие Сейсмическую эффективность устройства. Целью изобретения является повышение сейсьшческой эффективности за счет устранения повторных ударов Поставленная цель достигается тем, что устройство для создания в почве поперечных акустических волн содержащее элемент-мишень с поверхностью контакта с грунтом и жесткий рычаг, закрепленный на оси, размещенной на опоре, на одном конце которого установлен боек с возможност удара по элементу-мишени, а другой конец связан со средством поворота жесткого рычага, снабжено закреплен ным на опоре с возможностью поворот относительно оси стопором, на свободном конце которого вьшолнен выступ и размещен ролик, опертьй на вт рой конец жесткого рычага, в котором вьлолнепо гнездо.под выступ стопора, кулачком, закрепленным на оси вращения жесткого рычага с возможностью поворота между двумя крайними положениями, при этом на кулачке выполнена по крайней мере одна лыска, поверхность которой утоплена по отношению к поверхности основания пазов под ролик, который оперт на рабочую поверхность кулачка, жестко связанного с тягой, размещенной с возможностью взаимодействия попеременно с двумя пальцами, закрепленными на жестком рычаге. Кулачок снабжен тормозной пластиной, размещенной на лыске кулачка с возможностью взаимодействия с упорами, укрепленными на жестком рычаге. Ось стопора снабжена средствами амортизации. Тормозная пластина выполнена из деформируемого материала, а каждый из упоров снабжен тормозным подъемом для пластины. Это позволяет удержать объект на весу после отскока от элементамишени и исключить повторный удар по ней, возбуждакндий волны-помехи. На фиг. 1 представлено устройство в момент, когда боек находится вблизи элемента-мишени; на фиг. 2 устройство в момент, когда боек находится в верхнем положении; на фиг. 3 - основание жесткого рычага с механизмом удержания бойка в отведенном положении; на. фиг. 4 - вид А на фиг. 3 (механизм удержания бойка в отведенном положении); на фиг. 5 - устройство в момент, когда жесткий рычаг находится в промежуточном положении при падении на элемент-мишень; на фиг. 6 - устройство в момент, когда жесткий рычаг находится в нижнем положении и боек контактирует с элементом-мишенью; на фиг. 7 - устройство в момент, когда жесткий рычаг в положении отскока после удара; на фиг. 8 - устройство в момент, когда жесткий рычаг блокирован и боек удерживается на расстоянии от элемента-мишени .после отскока. Устройство для создания поперечных акустических импульсов содержит (фиг. 1 и 2) элемент-мишень 1, связанный с почвой, на котором предусмотрена ударная пластина 2, боек 3, закрепленный на конце жесткого рычага 4, вращающегося на оси 5 под действием средств 6 управления. Сре ства управления закреплены на жесткой опоре 7, которая может быть уст новлена, например, на транспортном средстве. Жесткая опора 7 содержит радиальный удлинитель 8 с отверстие для оси 9 и изогнутую деталь 10, расположенную ниже под радиальным удлинителем 8 с отверстием для оси вращения жесткого рычага 4. Средства управления содержат подъемный рычаг. 11, состоящий из дв связанных коромысел равной длины. На конце длинного коромысла подъемного рычага 11 предусмотрена фиксация штока 12 домкрата 13. На против .положном конце подъемного рычага 11 закреплено средство прерывистого удержания посредством электромагнит 14. Жесткий рычаг 4 содержит металлическую деталь 15, которая находит ся в контакте с электромагнитом 14 вне зависимости от положения рычага что достигд ется перемещением штока домкрата 13 и, как следствие, поворотом подъемного рьтага 11 вокруг оси 5. Средства управления расположены таким образом, что плоскость, в которой перемещается боек 3, перпендикулярна ударной пластине 2, распо ложенной на боковой поверхности эле мента-мишени 1. Длина жесткого рыча га. 4 рассчитана таким образом, чтоб боек 3 входил в контакт с ударной пластиной 2 в нижнем положении. Обычно устройство для создания поперечных акустических импульсов содержит два бойка 3, удерживаемые двумя жесткими рычагами, вращающимися в плоскости, поперечной к эл менту-мишени и управляемьми одновре менно или последовательно для созда ния при необходимости ударов в двух противоположных направлениях. Устройство для создания поперечных акустических волн действует сле дующим образом. Когда элемент-мишень связан с поверхностью почвы в избранном мест и жесткий рычаг 4 находится в верхнем положении (фиг. 2), приводят в действие домкрат 13 для втягивания штока 12i Подъемньш рычаг 11 поворачивается вокруг оси-5 в нижнее положение 304 (фиг. 1), в котором.электромагнит 14приложен к металлической детали 15жесткого рычага 4 в нижнем положении. Затем возбуждают электромагнит 14 для соединенного жесткого рычага 4 с подъемным рычагом 11, приводят в действие домкрат 13 для перемещения штока 12 в вь(двинутое положение. Шток 12 поворачивает подъемньм рычаг 11, который увлекает жесткий рычаг 4, соединенный с ним электромагнитом 14, в верхнее положение (фиг. 2). В момент, выбранный для разъединения, отключают питание электромагнита 14. Жесткий рычаг 4 поворачивается вокруг оси 5 под действием собственного веса и наносит по ударной пластине 2 элементамишени, связанного с почвой, который возбуждает поперечные.волны. Для устранения повторного удара бойка по ударной пластине после отскока к управлякнцим средствам 6 добавляют устройство для удержания бойка в отведенном положении. Это устройство располагается на оси 5 вращения , общей для подъемного рычага 11, изогнутой детали 10, соединенной с жесткой опорой 7, и жесткого рычага 4, удерживающего боек 3.Между двумя коромыслами подъемного рычага 11 расположена изогнутая деталь 10 (фиг. 4), образованная двумя параллельньми пластинами, между которыми располагается головка жесткости рычага 4. В.головке предусмотрены два круглых фпанца 16 и 17. В каждом фланце предусмотрено гнездо 18 и 19, форма которых соответствует форме выступа 0, закрепленного на конце стопора 21 (фиг. 3), который может поворачиваться на оси 22, установленной на двух параллельных пластинах изогнутой детали 10. На стопоре 21 закреплена ось 23, на которой находится поворотный ролик 24. Ролик прижимается по контуру к круглому кулачку 25, свободно вращающемуся на общей оси 5. Диаметр, ролика 24 превышает высоту выступа 20. На кулачке 25 предусмотрены две лыски 26 и 27. На льюке 26 закреплена изогнутая тяга 28 (фиг. 3). К другой лыске 27 прикреплена Г-образная тормозная пластина 29 из упругого материала. На внешней стенке одной пластины изогнутой детали 10 зафиксированы два упора 30 и 31. Каждый из упоров снабжен тормозным подъемом 32 и 33. Расстояние между пластиной изогнутой детали 10 и кулачком 25 выбрано таким, что часть деформируемой тормозной пластины 29 опирается на тормозные подъемы 32 и 33 при двух различных положениях кулачка 25 относительно этой пластины изогнутой детали 10. Кроме того, во фланце 16 головки жесткого рычага закреплены два ведущих пальца 34 и 35. Их длина выбрана такой, что они опираются на изогнутую тягу 28, помещенную на лыске 26 кулачка при двух ее соответствующих положениях относительно опорного рычага 4, Кулачок обеспечивает проникание стопора в пазы 19 лишь посл удара бойка 3 по элементу-мишени 1. Между осью 22 и стопором 21 разм щены венец 36 из упругого материала (например, полиуретана), предохраняющий ось 22 от воздействия удара при блокировке и смягчающий реакцию жесткого рычага 4. Фланцы 16 и 17 соединены распоркой 37. Когда подъемный рычаг 11 опущен для контактирования электромагнита 14с металлической деталью 15 жесткого рычага 4, и электромагнит возбужден (фиг. 1), включают гидравлический домкрат 13. Жесткий рычаг 4 увлекается в верхнее положение (фиг. 2 и 3). В ходе подъема палец 34 (фиг. 3), зафиксированный во. фланце 16 головки жесткого рычага 4 упирается в изогнутую тягу 28 и пов рачивает кулачок 25 до его первого крайнего положения (фиг. 3). В этом положении тормозная пластина 29 упи рается в тормозной подъем 32 упора 30 и останавливает кулачок. Освобожденный жесткий рычаг 4 начинает пе ремещаться в нижнее положение. В за данном положении жесткого рычага (фиг. 5) палец 35 упирается в изогн тую тягу 28 и увлекает кулачок 25. Гибкая -тормозная пластина 29 вькоди из-под упора 30, и кулачок свободно поворачивается на оси 5 под действи ем импульса от пальца 35 (фиг. 6). Когда жесткий рычаг подходит к нижнему положению и боек 3 наносит удар по ударной пластине 2 (фиг, 6) выступ 0 находится против гнезд 18 и 19, во фланцах 16 и 17 головки жесткото; рычага, однако войти в зацепление он не может, так как ролик 24упирается в круглую часть кулачка 25и опорньй рычаг может свободно идти до своего нижнего положения. Под действием удара бойка 3 по ударной пластине 2 жесткий рычаг 4 отскакивает в обратном направлении (фиг. 7). В это же время кулачок продолжает поворачиваться в том же направлении, пока его лыска 27 не окажется против ролика 24. Высота (стрела) этой лыски выбрана больше высоты выступа 20, стопор 21 больше не опирается на ролик 24, а переходит на контур круглого фланца 16. Обратное перемещение жесткого рычага 4 подводит гнезда 18 и 19 против выступа 20, он входит в зацепление и блокирует жесткий рычаг, когда последний после отскока начинает опускаться на элемент-мишень (фиг. 8). Свободное перемещение кулачка 25 под действием начального импульса от пальца 35 прекращается (второе крайнее положение) когда лыска 27 находится со стороны гнезд 18 и 19, так как в этом положении гибкая тормозная пластина 25 упирается в подъем 33 упора 31. Когда жесткий рычаг поднимается в верхнее положение, он увлекает кулачок пальцем 34, и начинается новый цикл. При использовании предлагаемого устройства каждый жесткий рычаг 4 обеспечивает единичные поперечные импульсы, чем достигается получение качественных сейсмозаписей. В случае, когда устройство для создания в почве поперечных акустических волн содержит два жестких рычага, симметрично расположенных относительно опоры, устройство блокирования дает возможность удержания одного из рычагов вблизи его нижнего положения, когда другой рычаг используется для удара по элементу-мишени. Благодаря этому устраняют повторные удары бойка, которыэ могли бы возникнуть при отсутствии блокирования после первичного удара.

-:Т- ;:1------.-л;:к : ;а,.-v.v-.N; -«и-Л-.у

Фиг. 7

Фиг. 2

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ В ПОЧВЕ ПОПЕРЕЧНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащее элемент-мишень с поверхностью контакта с грунтом и жесткий рычаг, закрепленный на оси, размещенной на опоре, на одном конце которого установлен боек с возможностью удара по элементу-мишени, а другой конец связан со средством поворота жесткого рычага, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности за счет устранения повторных ударов, оно снабжено закрепленным на опоре с возможностью поворота относительно оси стопором, на свободном конце которого выполнен выступ и размещен ролик, опертый на второй конец жесткого рычага, в котором вьсполнено гнездо под выступ стопора, кулачком, закрепленным на оси вращения жесткого рычага с возможностью поворота между двумя крайними положениями, при этом на кулачке выполнена по крайней мере одна лыска, поверхность которой утоплена по отношению к поверхности основания пазов под ролик,который оперт на рабочую поверхность кулачка, жестко свяс. S занного с тягой, размещенной с возможностью взаимодействия попеременно (Л с двумя пальцами, закрепленньми на жестком рычаге. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что кулачок снабжен тормозной пластиной, размещенной на лыске кулачка с возможностью взаимодействия с упорами, 4 4ib укрепленными на жестком рычаге. 3.Устройство по П.1, отлиСУ чающееся тем, что ось стопооа ра снабжена средствами амортизации. 4.Устройство по п.2,отличающееся тем, что тормозная пластина вьшолнена из деформируемого материала, а каждый из ударов снабжен тормозным подъемом.

21

10

.. rt « i. .

SШ ч О О -С1-Дгч «0

а. .-./..-.

Фиг.З

Вид Л

Фиг. 4

f/

Фиг. 5

36

,