【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复杂环境地质勘测，特别涉及一种硬岩区无人机地震仪。
技术介绍
1、近年来基于地震台阵的地震类方法发展迅速，已广泛应用于全球和区域地球内部结构研究、地震地质灾害及油气田勘探开发。传统地震台阵布设方式均是采用人工地面布设，但是在荒漠戈壁、雪域高原等环境复杂恶劣地区，受人类生存条件和道路交通限制，地震台阵人工布设难度相当大，常常危及相关人员生命健康和安全。大地震发生后，由于道路损坏，通信中断，地面人员很难第一时间到达震中进行准确的地震余震和滑坡等地质灾害监测。为解决上述问题，近年来逐步开始采用高空投放式布设地震仪的方式布设地震仪，例如，申请号2014104063796的中国专利技术专利申请公开的一种航空母机型地震数据采集站布设和数据采集系统，专利号为2022210766981的中国技术专利公开的一种无人机航空地震仪等。
2、然而，现有航空母机型地震采集站布设和数据采集系统和伞降式地震仪及地震台阵布设方法，都是通过降落伞实现仪器落地，依然存在以下问题：一是地震仪设备下降过程不可控，容易受到环境(例如风)影响从而难以准确到达目标位置；二是地震仪落地后姿态不可控，特别是针对不平坦或存在异物的目标位置，地震仪可能会出现倾倒或着地不稳固等问题；三是针对硬岩区或其他类型的坚硬地表，地震仪的传感器难以与地面形成有效的物理接触从而导致难以准确接收地震波信号，这些问题都将影响地震仪探测数据的准确性；四是探测任务完成后设备回收困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种硬岩区无人机地震仪，包括：无人机本体；主机连接架，所述主机连接架转动连接在无人机本体的下部，且通过第一锁止器，将主机连接架与无人机本体锁止固定，当打开所述第一锁止器时，无人机本体能够在主机连接架上旋转；增扭器，其设置在所述无人机本体的下方，用于放大无人机本体旋转时提供的扭力；转换系统，所述转换系统包括连接盘、第二锁止器和转换器，所述连接盘连接在增扭器上，所述转换器转动连接在连接盘上，所述连接盘上安装有转向电机，所述连接盘上还安装有第二锁止器，其用于对转换器进行锁止，防止转换器转动；转换系统位于增扭器和钻掘系统以及地震仪装卸系统之间，用以调整增扭器与钻掘系统以及地震仪装卸系统之间的匹配关系，通过转换器连接、切换钻掘系统与地震仪装卸系统；地震仪装卸系统，所述地震仪装卸系统连接在转换器上，用于实现安装拆卸地震仪；钻掘系统，所述钻掘系统连接在转换器上，用于钻掘地面岩石。
4、作为优选的，所述增扭器包括无人机本体连接齿轮、助力电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮和输出齿轮，其中所述无人机本体连接齿轮连接无人机本体并与所述第二传动齿轮啮合连接，所述第二传动齿轮与输出齿轮啮合连接，所述助力电机通过第一传动齿轮与输出齿轮传动连接。通过助力电机和齿轮组的配合，能够更好地为钻掘提供动力。
5、作为优选的，所述无人机本体外壁上还固定有可调节机臂，所述可调节机臂为可伸缩结构，所述可调节机臂的远离无人机本体的一端上部安装有无人机旋翼，在使用时，通过旋转无人机本体，实现对无人机旋翼的角度进行调节，控制可调节机臂的长度，可对扭矩进行调节，在钻掘系统开始工作时，调节无人机旋翼转速和角度以及可调节机臂的长度，可确保无人机本体在钻孔过程中能够自适应调整以抵消反作用力，无人机本体通过调节无人机旋翼的转速和无人机旋翼的角度，主动产生一个反向力矩来平衡钻头旋转时的扭矩，同时通过增加无人机旋翼的整体推力，提供更大的向下的升力来抵消钻头钻入材料时产生的反作用力。
6、作为优选的，所述主机连接架上位于增扭器的外侧安装有可伸缩支腿，所述可伸缩支腿的底端设置有支腿钻进器，其中可伸缩支腿可根据无人机落姿态，伸缩调整使无人机本体保持水平状态，配合设置的支腿钻进器钻进坚硬地面，保证可伸缩支腿稳定性和无人机本体整体稳定。
7、作为优选的，所述主机连接架底部位于增扭器的外侧安装有松动剂灌注器，所述松动剂灌注器底部导通连接有可伸缩的输液管，且输液管内设置有电磁阀，用于控制输液管的导通或者关闭。具体的，松动剂灌注器内存储有松动剂(例如可以腐蚀岩石的酸性溶液)，在固定地震仪钻进时，可通过输液管喷射松动剂腐蚀岩石降低岩石强度，回收地震仪时，可通过输液管喷射松动剂溶解固结剂和周围岩石，使基座松动便于回收。
8、作为优选的，所述主机连接架底部位于增扭器的外侧安装有固结剂灌注器，所述固结剂灌注器底部也导通连接有可伸缩的输液管，且输液管内也设置有电磁阀，用于控制输液管的导通或者关闭。具体的，固结剂灌注器内存储有固结剂，用以灌注固结剂在挖掘后的孔洞内，增加基座的稳定性。
9、作为优选的，所述地震仪装卸系统包括伸缩传动轴和基座夹持器，所述伸缩传动轴连接在转换器上，所述伸缩传动轴的底端安装有基座夹持器。
10、作为优选的，所述地震仪装卸系统还包括基座、地震仪主机和方向调节器，所述地震仪主机通过方向调节器，安装在基座上，所述地震仪主机和基座之间还安装有地震仪紧固器，所述基座下表面安装有基座钻进尾椎，具体的，地震仪主机包含独立gps，姿态传感器、多分量检波器、数据记录传输装置，方向调节器用于连接地震仪主机和基座，同时根据姿态传感器数据，转动调整地震仪主机方位角，保证地震仪传感器位于水平、正东、正北等适当方位，其中方向调节器可以为旋转座或者云台，地震仪紧固器连接地震仪主机和基座，避免方向调节器松动使耦合效果变差，即在通过方向调节器对地震仪主机的方位角调整完成后，可通过地震仪紧固器将地震仪主机和基座进行相对限位，其中地震仪紧固器可为伸缩式销轴，通过在基座上设置销轴伸缩插接到地震仪主机内，完成地震仪主机和基座进行相对限位。
11、作为优选的，所述基座钻进尾椎其外壁具有螺旋纹路，为圆锥形。具体的，基座钻进尾椎通过钻孔连接地表岩体与基座，实现对基座的固定安装。
12、作为优选的，所述钻掘系统包括伸缩钻杆和钻头，所述伸缩钻杆连接在转换器上，所述钻头安装在伸缩钻杆的底端。具体的，通过控制伸缩传动轴传动动力带动伸缩钻杆和钻头运动，所述钻头为多点磨蚀钻头，研磨地表岩石。
13、与现有技术相比，本专利技术一种硬岩区无人机地震仪具有如下有益效果：一是通过无人机本体可以实现地震仪的精准布设，并确保地震仪的姿态稳定；二是通过钻掘系统等组件，可以实现传感器与目标检测地表的可靠接触，从而提高接收地震波信号的准确性；三是本装置完成采集工作后，可通过对无人机本体的控制实现本装置的回收。
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1.一种硬岩区无人机地震仪，一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述增扭器(4)包括无人机本体连接齿轮(41)、助力电机(42)、第一传动齿轮(43)、第二传动齿轮(44)和输出齿轮(45)，其中所述无人机本体连接齿轮(41)连接无人机本体(1)并与所述第二传动齿轮(44)啮合连接，所述第二传动齿轮(44)与输出齿轮(45)啮合连接，所述助力电机(42)通过第一传动齿轮(43)与输出齿轮(45)传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述无人机本体(1)外壁上还固定有可调节机臂(11)，所述可调节机臂(11)为可伸缩结构，所述可调节机臂(11)的远离无人机本体(1)的一端上部安装有无人机旋翼(12)。
4.根据权利要求2所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述主机连接架(2)上位于增扭器(4)的外侧安装有可伸缩支腿(13)，所述可伸缩支腿(13)的底端设置有支腿钻进器(14)。
5.根据权利要求4所述的一种硬岩区无人机地震仪，其
6.根据权利要求5所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述主机连接架(2)底部位于增扭器(4)的外侧安装有固结剂灌注器(6)，所述固结剂灌注器(6)底部也导通连接有可伸缩的输液管(51)，且输液管(51)内也设置有电磁阀，用于控制输液管(51)的导通或者关闭。
7.根据权利要求6所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述地震仪装卸系统(8)包括伸缩传动轴(81)和基座夹持器(82)，所述伸缩传动轴(81)连接在转换器(74)上，所述伸缩传动轴(81)的底端安装有基座夹持器(82)。
8.根据权利要求6所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述地震仪装卸系统(8)还包括基座(85)、地震仪主机(83)和方向调节器(84)，所述地震仪主机(83)通过方向调节器(84)，安装在基座(85)上，所述地震仪主机(83)和基座(85)之间还安装有地震仪紧固器(87)，所述基座(85)下表面安装有基座钻进尾椎(86)。
9.根据权利要求8所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述基座钻进尾椎(86)其外壁具有螺旋纹路，为圆锥形。
10.根据权利要求8所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述钻掘系统(9)包括伸缩钻杆(92)和钻头(93)，所述伸缩钻杆(92)连接在转换器(74)上，所述钻头(93)安装在伸缩钻杆(92)的底端。
...【技术特征摘要】
1.一种硬岩区无人机地震仪，一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述增扭器(4)包括无人机本体连接齿轮(41)、助力电机(42)、第一传动齿轮(43)、第二传动齿轮(44)和输出齿轮(45)，其中所述无人机本体连接齿轮(41)连接无人机本体(1)并与所述第二传动齿轮(44)啮合连接，所述第二传动齿轮(44)与输出齿轮(45)啮合连接，所述助力电机(42)通过第一传动齿轮(43)与输出齿轮(45)传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述无人机本体(1)外壁上还固定有可调节机臂(11)，所述可调节机臂(11)为可伸缩结构，所述可调节机臂(11)的远离无人机本体(1)的一端上部安装有无人机旋翼(12)。
4.根据权利要求2所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述主机连接架(2)上位于增扭器(4)的外侧安装有可伸缩支腿(13)，所述可伸缩支腿(13)的底端设置有支腿钻进器(14)。
5.根据权利要求4所述的一种硬岩区无人机地震仪，其特征在于：所述主机连接架(2)底部位于增扭器(4)的外侧安装有松动剂灌注器(5)，所述松动剂灌注器(5)底部导通连接有可伸缩的输液管(51)，且输液管(51)内设置有电磁阀，用于控制输液管(51)的导通或者关闭。
【专利技术属性】
技术研发人员：熊盛青，马振宁，钱荣毅，祁生文，王娇，杨易蓉，马振蓉，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：
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