[0001] 本实用新型属于地质勘探技术领域，尤其涉及一种弹性波地震锤及弹性波检测系统。

[0002] 为了土木建筑施工、市政交通施工更安全，施工计划安排的更合理，或者为了更好地开展地球物理的研究，更全面的了解地质情况，通常会进行超前地质预报。

[0003] 其中，TRT(TunnelReflectionTomography,隧道反射断层扫描)超前地质预报技术被广泛应用。TRT技术是根据锤击触发击震点产生地震波，当地震波遇到地质岩层界面或不连续岩体分界面等声学阻抗时，一部分地震波信号反射回来，被传感器接收，通过层析扫描成像技术判释地质体的性质和位置及规模。

[0004] 现有技术中的超前地质预报系统包括人工锤、基站、主机、传感器、接收检波器。其中，传感器与基站通过数据线连接，基站与主机同样通过数据线连接，传感器安装在人工锤锤头附近；在具体实施时，预先确定好击震点以及接收检波器，通过挥动人工锤击打击震点产生地震波，传感器将接收到能量通过数据线传输给基站，接收检波器将收集到的地震波传输给基站，以便基站再将接收到的数据传输给主机处理，判释出地质体的性质。

[0005] 上述现有技术中的超前地质预报系统存在如下的缺点：

[0006] 通过人工挥动人工锤击打震点产生地震波，释放的能量较大，且锤较重，会对手臂产生很大的震动，易使手臂受到伤害和产生不适感觉；每次击打的力量也是不同的，人工锤不能准确落到击震点处，影响击震效果；同时由于传感器与基站之间是通过数据线连接的，由于现场复杂通常会需要很长的数据线，造成施工不便；在锤击时，由于人工用力不均匀，易造成连接线接触不良或接线易断，而且数据线长容易降低触发信号的传输效率，易造成触发信号的不稳定，不能将良好的触发信号传输到基站，降低了操作效率，影响了现场工程的进度。实用新型内容

[0007] 本实用新型的目的是提供一种弹性波地震锤及弹性波检测系统，旨在解决现有技术中人工锤击打存在用力不均、人工挥锤费力且振动手臂产生不适，同时易造成连接线接触不良或断线的技术问题。

[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

[0009] 一种弹性波地震锤，包括锤头及用于驱动锤头上下升降的升降机构，所述锤头的下端设有用于记录锤击能量的传感器，所述升降机构设置于基座上；所述基座的上方设有与锤头滑动配合的轨道。

[0010] 优选的，所述升降机构包括驱动杆、连接杆及能够与驱动杆转动配合的支座，所述支座设置于基座上，所述驱动杆的连接端与连接杆的一端转动相连，所述驱动杆的施力端与支座的距离大于其连接端与支座的距离；所述连接杆的另一端与锤头的上部转动相连；所述轨道通过固定架与基座相连。

[0011] 优选的，所述驱动杆的施力端设有踏板。

[0012] 优选的，所述锤头的上端设有L形连接部，所述连接部的竖边下端与锤头固连，所述连接部的横边末端能够与轨道滑动配合，所述连接杆的上端与连接部的横边下边缘转动相连。

[0013] 优选的，所述轨道的下端与固定架转动相连，所述轨道的中部与用于调节轨道倾斜角度的调节杆端部铰接，所述固定架的顶部设有安装座，所述安装座通过可拆卸的销轴与调节杆转动相连，所述调节杆上设有若干个沿其长度方向间隔布置的定位孔，所述销轴设置于定位孔内。

[0014] 优选的，所述固定架为弧形槽朝下的弧形支架，所述固定架的右端固定于基座上，所述固定架的左端延伸至基座的左端外侧。

[0015] 优选的，所述基座的底部设有多个车轮。

[0016] 优选的，所述锤头为多个，且多个锤头的重量不同，用于与不同土层相匹配；所述轨道的侧面设有与锤头侧面滑动配合的导向槽。

[0017] 本实用新型还提供一种弹性波检测系统，包括基站、主机及上述弹性波地震锤，所述锤头上的传感器能够与安置在潜在塌陷区的检波器无线连接，所述检波器与基站无线连接，所述主机与基站通过数据线相连。

[0018] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过弹性波地震锤来代替人工挥锤，能大大提高锤击能量稳定性，操作方便快捷、省时省力、工作效率高；同时采用无线电的形式将数据传输给基站，既能避免由数据线损坏带来的数据传输失败的隐患，又能避免因线路繁多造成的安全隐患。本实用新型有效解决了人工挥锤无法固定能量问题，有效解决了人工挥锤费力问题，且能够根据不同土层调节锤击能量大小，以及根据不同角度锤击面调整锤头角度，同时提高了锤击精度。

[0025] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

[0026] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接.

[0027] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释[0028] 参见图1，本实用新型提供的一种弹性波地震锤包括锤头9及用于驱动锤头9上下升降的升降机构，所述锤头9的下端设有用于记录锤击能量的传感器10，所述升降机构设置于基座1上；所述基座1的上方设有与锤头9滑动配合的轨道11。其中，所述升降机构包括驱动杆4、连接杆7及能够与驱动杆4转动配合的支座5，所述支座5设置于基座1上，所述驱动杆4的连接端与连接杆7的一端转动相连，所述驱动杆4的施力端与支座5的距离大于其连接端与支座5的距离；所述连接杆7的另一端与锤头9的上部转动相连；所述轨道11通过固定架12与基座1相连。采用该结构的驱动杆4可利用杠杆原理，以支座5为支点驱动锤头9沿着轨道
11上下升降；传感器10采用力传感器，属于无线传感器，能够将力的量值转换为电信号，可将锤击力的大小记录下来，通过基站705将表示锤击能量的数据传递至主机706。采用无线传感器既能避免由数据线损坏带来的数据传输失败的隐患，又能避免因线路繁多造成的安全隐患。

[0029] 具体制作时，为了方便对驱动杆4施力，在驱动杆4的施力端安装踏板3，踏板与驱动杆的施力端刚性连接。同时，支座5通过第一转轴6与驱动杆4转动配合；驱动杆4与连接杆7通过第二转轴8转动相连。

[0030] 作为一种优选结构，如图1所示，所述锤头9的上端设有L形连接部17，所述连接部17的竖边下端与锤头9固连，所述连接部17的横边末端能够与轨道11滑动配合，所述连接杆
7的上端与连接部的横边下边缘转动相连。采用该结构方便安装连接杆7，同时也方便锤头9与轨道11的配合。

[0031] 作为一种优选结构，如图1所示，所述固定架12为弧形槽朝下的弧形支架，所述固定架12的右端固定于基座1上，所述固定架12的左端延伸至基座1的左端外侧。固定架可采用金属材料制作，还可以将固定架12的下端设计两个与基座1相连的支腿，安装时将驱动杆4的施力端穿过两个支腿，能够对驱动杆4起到限位作用。采用该结构可简化整体结构，满足轻量化设计要求。

[0032] 在本实用新型的有个具体实施例中，所述基座1的底部设有多个车轮2。借助车轮2可将该设备移至任意工作地点，使用灵活方便。

[0033] 另外，在实际使用时，将锤头9设计为多个，且多个锤头9的重量不同；所述轨道11的侧面设有与锤头9侧面滑动配合的导向槽。针对不同地层更换不同重量的锤头9，将锤头9与连接杆7处的第二转轴8取下，即可将锤头9从轨道11上方滑出。具体操作时，可以根据不同地层，选用合适的锤头9。

[0034] 进一步优化上述技术方案，如图1所示，所述轨道11的下端与固定架12转动相连，所述轨道11的中部与用于调节轨道11倾斜角度的调节杆16端部铰接，所述固定架12的顶部设有安装座18，所述安装座18通过可拆卸的销轴13与调节杆16转动相连，所述调节杆16上设有若干个沿其长度方向间隔布置的定位孔，所述销轴13设置于定位孔内。具体制作时，安装座18上设有与销轴13转动配合的导向筒19，所述调节杆16贯穿导向筒19设置；调节杆16通过第三转轴14与轨道11转动相连，轨道11下端通过第四转轴15与固定架12转动相连。通过将销轴13插入不同的定位孔内，即可调节轨道11的倾斜角度，进而调节锤头9的倾角。

[0035] 上述弹性波地震锤的具体应用过程如下：

[0036] 人工踩下踏板3，在杠杆原理作用下，驱动杆4在以支座5为支撑点推动连接杆7向上运动，而连接杆7推动锤头9沿着滑动轨道11向上运动，此时，松开踏板3，锤头9在重力的作用下向下运动，从而达到锤击目的。锤头9击中目标后，锤头9发出的能量信号被锤头9一侧的传感器10接收，并传输给基站705，基站705传输给主机706，进而得到想要的数据。

[0037] 与现有技术相比，本实用新型通过弹性波地震锤代替人工锤击方式，能大大提高锤击能量稳定性。而且针对不同地层，可以稳定的释放不同的能量；针对不同锤击面，也可以调整锤头角度，能够显著提升锤击效果。

[0038] 本领域技术人员应能理解上述弹性波地震锤的结构类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的锤头的结构类型如可适用于本实用新型实施例，也应包含在本实用新型保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

[0039] 本实用新型还提供一种弹性波检测系统，包括基站705、主机706及弹性波地震锤704，所述锤头9上的传感器10能够与安置在潜在塌陷区703的检波器707无线连接，所述检波器707与基站705无线连接，所述主机706与基站705通过数据线相连，如图2所示。凡是含有上述弹性波地震锤的弹性波检测系统均在本实用新型的保护范围之内。

[0040] 在具体触发和检测过程中，首先需要对现场进行布置，确定锤击点701以及无线接收检波器安置点702。之后，在无线接收检波器安置点702处安置好检波器707，如图3所示。控制弹性波地震锤704锤击锤击点701，此时，传感器10将接收到的锤击能量信息通过无线信号传递给基站705，检波器707将接收到的弹性波以及弹性波反射信息通过无线信号传递给基站705，而基站705将数据传送给主机706。主机706通过数据处理系统处理基站705传来的数据即可判断出潜在塌陷区703的地质情况。

[0041] 综上所述，本实施例通过弹性波地震锤进行弹性波触发，提高了锤击精度，同时由于检测系统中采用无线传输，不仅降低因数据线损坏等原因造成的数据丢失风险，也避免因现场线路繁多带来的安全隐患。

[0042] 在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受上面公开的具体实施例的限制。