一种适用于地质钻孔的振动传感器固定装置的制作方法

1.本实用新型涉及地质钻孔技术领域，尤其涉及一种适用于地质钻孔的振动传感器固定装置。


背景技术：

2.港口改扩建、航道疏浚以及沉管隧道基槽开挖等工程常涉及破岩清礁施工，一般采用水下钻孔爆破技术和水下机械凿岩技术。钻孔爆破和机械凿岩施工引起的岩土层振动将波及临近建(构)筑物，比如地铁隧道、码头堤岸和桥梁等，对结构的安全性产生不利影响。因此，需在距离爆破或凿岩点一定范围岩土层中布置振动传感器，监测岩土层振动，明确振动传播范围。为了准确拾取岩土层振动，振动传感器必须与土层紧密接触，传统的做法是先在岩土层中钻取一定深度钻孔，然后将振动传感器下放至孔底，最后通过向孔内注浆将传感器固定在土层中。传统固定方法中，传感器将被永久埋置在岩土层中而不能重复利用，同时对于同一钻孔位置不同深度岩土层进行监测需要布置多个传感器，增加监测成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种适用于地质钻孔的振动传感器固定装置，解决了现有技术中振动传感器被永久埋置在岩土层中不能重复利用以及对于同一钻孔位置不同深度岩土层不能实行定位固定振动传感器进行监测的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种适用于地质钻孔的振动传感器固定装置，包括上下两端各设有外螺纹的中心螺杆、围绕中心螺杆外周圆周阵列分布的若干个支撑面板、以及自下而上活动套装在中心螺杆上的锁定螺母、下支撑架、第一弹簧、上支撑架和限位螺母，支撑面板的上下两端内侧面分别连接所述上支撑架的外周边沿和所述下支撑架的外周边沿，所述中心螺杆的顶部可拆卸连接有内轴转杆，所述内轴转杆的外侧套装有中空的外轴转杆，所述外轴转杆的下端设有外轴卡座，所述外轴卡座设有与限位螺母卡接适配的调节卡槽，所述上支撑架和所述下支撑架在受到轴向挤压力时可沿径向形变扩张顶推支撑面板，任意一个支撑面板的内侧面设有振动传感器。
6.进一步，所述上支撑架和所述下支撑架为由若干个v字形的支撑臂组成的花瓣型结构，支撑臂的两端设有可供中心螺杆穿过的第一安装孔。
7.进一步，支撑面板的内侧面设有铆钉，支撑臂的中部设有与铆钉连接的第二安装孔。如此，支撑臂可通过铆钉与支撑面板进行连接，从而形成一个整体。
8.进一步，支撑臂为具有一定弹性的钢片。如此，在受到轴向挤压力时，可以利用其自身的弹性沿径向形变扩张，从而带动支撑面板与地质钻孔的内壁保持紧密接触；当反向拧动限位螺母撤消轴向挤压力时，可利用自身的弹性以及第一弹簧的恢复力使得上支撑架和下支撑架均能恢复初始的形状，以便带动支撑面板与地质钻孔的内壁保持分离，以便取出整个装置。
9.进一步，所述支撑面板为外表面与地质钻孔的内壁适配的弧形板。如此，可以具有更为牢固的固定效果。
10.进一步，所述中心螺杆的顶部可拆卸设有销钉，所述内轴转杆的底部通过螺纹连接有内轴卡座，所述内轴卡座的底部设有可供所述中心螺杆插入的插孔以及与插孔连通用于卡接销钉的锁定卡槽。如此，通过拧动内轴转杆，即可利用销钉与锁定卡槽的配合，从而将中心螺杆与内轴转杆连为一体，且便于拆卸。
11.进一步，所述锁定卡槽包括沿中心螺杆的轴向方向分布的第一槽体和第二槽体以及沿中心螺杆的径向方向分布的第三槽体，第三槽体连通第一槽体和第二槽体。如此设置锁定卡槽，只需将中心螺杆插入并旋转，即可将销钉卡在锁定卡槽中，从而快速完成中心螺杆与内轴转杆的连接。
12.进一步，所述插孔中设有第二弹簧和垫片，所述第二弹簧的一端与所述插孔的顶壁连接，所述第二弹簧的另一端与所述垫片连接。如此，当中心螺杆插入插孔后，可利用第二弹簧来提供锁合的力，加固连接的效果，可防止中心螺杆上的销钉容易从锁定卡槽中脱离。
13.进一步，所述外轴卡座为空心圆柱结构，所述外轴卡座的上端通过螺纹与所述外轴转杆的下端连接。
14.进一步，适用于地质钻孔的振动传感器固定装置还包括至少一个套设在各所述支撑面板的外周的弹力带。如此，可利用弹力带套在各个支撑面板上，从而形成一个整体，并且，当反向拧动限位螺母撤消轴向挤压力时，可利用弹力带自身的弹性使得上支撑架和下支撑架更容易恢复初始的形状，并使支撑面板与地质钻孔的内壁分离。
15.与现有技术相比，本实用新型提供了一种适用于地质钻孔的振动传感器固定装置，具备以下有益效果：
16.本实用新型通过外轴转杆拧动限位螺母向下运动，压缩上支撑架和下支撑架沿径向形变扩张，带动支撑面板向外扩张并与地质钻孔的内壁紧贴，从而起到固定振动传感器的作用，该结构可固定于地质钻孔的任意深度位置，仅用一个振动传感器便可实现对同一钻孔位置不同深度岩土层的振动进行监测，且监测完成后可自由取出重复利用。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型的立体结构示意图；
19.图2为本实用新型的半剖面结构示意图；
20.图3为图2中a处细节放大示意图；
21.图4为本实用新型的整体组装示意图；
22.图5为内轴转杆与中心螺杆锁定后的示意图；
23.图6为内轴转杆与中心螺杆的安装或拆卸示意图；
24.图7为上支撑架、下支撑架与中心螺杆的组装示意图。
25.附图标记：1、中心螺杆；11、锁定螺母；12、限位螺母；13、销钉；2、支撑面板；21、铆钉；3、下支撑架；31、支撑臂；32、第一安装孔；33、第二安装孔；4、第一弹簧；5、上支撑架；6、内轴转杆；7、内轴卡座；71、插孔；72、锁定卡槽；721、第一槽体；722、第二槽体；723、第三槽体；73、第二弹簧；74、垫片；8、外轴转杆；81、外轴卡座；811、调节卡槽；9、振动传感器；10、弹力带。
具体实施方式
26.下面将通过详细的实施例并结合附图对本实用新型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。
27.请参考图1～图7，本实施例提供了一种适用于地质钻孔的振动传感器固定装置，包括上下两端各设有外螺纹的中心螺杆1、围绕中心螺杆1外周圆周阵列分布的四个支撑面板2、以及自下而上活动套装在中心螺杆1上的锁定螺母11、下支撑架3、第一弹簧4、上支撑架5和限位螺母12，支撑面板2的上下两端内侧面分别连接所述上支撑架5的外周边沿和所述下支撑架3的外周边沿，所述中心螺杆1的顶部可拆卸连接有内轴转杆6，所述内轴转杆6的外侧套装有中空的外轴转杆8，所述外轴转杆8的下端设有外轴卡座81，所述外轴卡座81设有与限位螺母12卡接适配的调节卡槽811，所述上支撑架5和所述下支撑架3在受到轴向挤压力时可沿径向形变扩张顶推支撑面板2，任意一个支撑面板2的内侧面设有振动传感器9。通过外轴转杆拧动限位螺母向下运动，压缩上支撑架和下支撑架沿径向形变扩张，带动支撑面板向外扩张并与地质钻孔的内壁紧贴，从而起到固定振动传感器的作用，该结构可固定于地质钻孔的任意深度位置，仅用一个振动传感器便可实现对同一钻孔位置不同深度岩土层的振动进行监测，且监测完成后可自由取出重复利用。
28.在一些具体的实施方式中，参考图1～图7，所述上支撑架5和所述下支撑架3为由八个v字形的支撑臂31组成的花瓣型结构，支撑臂31的两端设有可供中心螺杆1穿过的第一安装孔32。优选的，支撑臂31为具有一定弹性的钢片。如此，在受到轴向挤压力时，可以利用其自身的弹性沿径向形变扩张，从而带动支撑面板与地质钻孔的内壁保持紧密接触；当反向拧动限位螺母撤消轴向挤压力时，可利用自身的弹性以及第一弹簧的恢复力使得上支撑架和下支撑架均能恢复初始的形状，以便带动支撑面板与地质钻孔的内壁保持分离，以便取出整个装置。
29.在一些具体的实施方式中，如图2、图4～图7所示，支撑面板2的内侧面四个角落处各设有一个铆钉21，支撑臂31的中部设有与铆钉21连接的第二安装孔33。如此，支撑臂可通过铆钉与支撑面板进行连接，从而形成一个整体。
30.在一些具体的实施方式中，所述支撑面板2为外表面与地质钻孔的内壁适配的弧形板。如此，可以具有更为牢固的固定效果。
31.在一些具体的实施方式中，参考图1～图7，所述中心螺杆1的顶部可拆卸设有销钉13，所述内轴转杆6的底部通过螺纹连接有内轴卡座7，所述内轴卡座7的底部设有可供所述中心螺杆1插入的插孔71以及与插孔71连通用于卡接销钉13的锁定卡槽72。如此，通过拧动内轴转杆，即可利用销钉与锁定卡槽的配合，从而将中心螺杆与内轴转杆连为一体，且便于
拆卸。
32.更具体的，如图3所示，销钉13设有两个，且其表面设有外螺纹，中心螺杆1的顶部开设有两个螺纹孔，以便螺纹安装销钉。
33.参考图6，锁定卡槽72包括沿中心螺杆1的轴向方向分布的第一槽体721和第二槽体722以及沿中心螺杆1的径向方向分布的第三槽体723，第三槽体723连通第一槽体721和第二槽体722。如此设置锁定卡槽，只需将中心螺杆插入并旋转，即可将销钉卡在锁定卡槽中，从而快速完成中心螺杆与内轴转杆的连接。
34.作为改进的实施方式，参考图3和图6，所述插孔71中设有第二弹簧73和垫片74，所述第二弹簧73的一端与所述插孔71的顶壁连接，所述第二弹簧73的另一端与所述垫片74连接。如此，当中心螺杆插入插孔后，可利用第二弹簧来提供锁合的力，加固连接的效果，可防止中心螺杆上的销钉容易从锁定卡槽中脱离。
35.在一些具体的实施方式中，参考图2和图3，所述外轴卡座81为空心圆柱结构，所述外轴卡座81的上端通过螺纹与所述外轴转杆8的下端连接。
36.在一些具体的实施方式中，由于外轴转杆8和内轴转杆6的两端均设有螺纹，如此，可采取多个杆件进行螺纹连接拼接，即可适配不同深度的地质钻孔。
37.进一步，参考图1、图2和图4，适用于地质钻孔的振动传感器固定装置还包括至少一个套设在各所述支撑面板2的外周的弹力带10。如此，可利用弹力带套在各个支撑面板上，从而形成一个整体，并且，当反向拧动限位螺母撤消轴向挤压力时，也可利用弹力带自身的弹性进一步使得上支撑架和下支撑架更容易恢复初始的形状，并使支撑面板与地质钻孔的内壁分离。优选的，在本实施例中，弹力带设有两个，分别套设在四个支撑面板的上部和下部。
38.参考图1～图7，在地质钻孔中固定振动传感器的过程说明：
①
将振动传感器9通过螺栓或者胶黏剂固定在其中一个支撑面板2的内表面中心位置。
②
首先，通过支撑面板2内表面上的铆钉21将支撑臂31与支撑面板2拼接，其中，铆钉21穿过支撑臂31上的第二安装孔33，并将两条弹力带10套在四个围合后的支撑面板2的上下两端，使得上支撑架5、下支撑架3与各个支撑面板2构成一个整体；其次，将套有第一弹簧4的中心螺杆1穿过上支撑架5和下支撑架3的第一安装孔32，拧紧固定底部的锁定螺母11，旋转顶部的限位螺母12至与上支撑架5紧密接触，并在中心螺杆1顶部预留的螺纹孔中旋入销钉13；然后，连接内轴卡座7和内轴转杆6，将中心螺杆1与销钉13压入并旋转至内轴卡座7上的的锁定卡槽72，使得中心螺杆1与内轴转杆6连接在一起而不能相互转动；最后，连接外轴卡座81与外轴转杆8并外套在内轴转杆6外。
③
将该振动传感器固定装置沿着地质钻孔下放至预定深度。
④
固定内轴转杆6，旋转外轴转杆8使得外轴卡座81拧动顶部的限位螺母12向下运动，压缩上支撑架5和下支撑架3，使其v字形的支撑臂31向外扩展，带动支撑面板2向外扩张并与地质钻孔的内壁紧贴。
⑤
先将外轴卡座81和外轴转杆8移出地质钻孔，然后下压、旋转、上提内轴转杆6，将中心螺杆1和销钉13旋出内轴卡座7，从而将内轴卡座7、内轴转杆6移出地质钻孔。
39.参考图1～图7，在地质钻孔中移出振动传感器的过程说明：
①
将连接好的内轴卡座7和内轴转杆6、以及外轴卡座81和外轴转杆8分别沿着地质钻孔下放至振动传感器安装的位置处。
②
将内轴卡座7位于底部的锁定卡槽72对准中心螺杆1上的销钉13，下压、旋转、上提内轴转杆6，从而使得中心螺杆1与内轴转杆6连接在一起而不能相互转动。
③
将外轴卡
座81上的调节卡槽811与限位螺母12贴合卡接，固定内轴转杆6，旋转外轴转杆8使得外轴卡座81拧动限位螺母12向上运动，放松上支撑架5和下支撑架3，使其支撑臂31向内收缩，在弹力带10作用下使得支撑面板2向内收缩并与地质钻孔的内壁分离。
④
上提内轴转杆6，将该振动传感器固定装置移出地质钻孔，从而带出振动传感器9。
⑤
拆解该振动传感器固定装置，分离振动传感器9与支撑面板2，以便收纳下一次使用。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
41.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。