[发明专利]一种用于地球物理地震勘探试验的自动化装置及方法

权利要求书

1.一种用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，其特征在于，包括底座、摆动球体、设置在摆动球体与所述底座之间的伸缩油缸，还包括均匀分布在摆动球体表面的若干震动单元，其中，

所述震动单元沿摆动球体表面按照经纬度周向布置；伸缩油缸的末端设置一滚动球，其在伸缩油缸的驱动下作上下运动；伸缩油缸末端与摆动球体的弧形表面滚动接触，通过伸缩油缸驱动摆动球体在竖直方向运动；当周围环境振动时，滚动球产生一定角度的摆动，使得摆动球体能够做曲线运动，模拟地球的曲线运动；

所述摆动球体的下端侧壁上开设有一凹槽，所述凹槽的底端为球面，所述滚动球与所述凹槽的底端接触并沿其滚动，两者产生相对运动；

所述震动单元包括设置在下端的弧形导轨、沿导轨往复移动的驱动单元，以及设置在所述驱动单元上方、并在驱动单元的驱动下作旋转运动的旋转环，在所述旋转环的上方设置有一反应块，所述反应块上设置速度传感器，其实时检测震动单元末端的速度信息，并传输至控制器中进行处理；同时，对所述反应块的速度进行检测；所述反应块沿所述旋转环的表面滑动；

在所述摆动球体的每一个经度或者纬度圈上设置至少三个震动单元；所述控制器设定速度差值阈值为M，第一速度传感器的速度值Φ,第二速度传感器的速度值Φ₂，第三速度传感器的速度值Φ₃，并按照公式(1)计算第一速度传感器和第二速度传感器的速度差值：

式中，M₂₁表示第一速度传感器和第二速度传感器的速度差值，T表示均方差运算，I表示基于二次函数的任意积分运算；

按照公式(2)计算第一速度传感器和第三速度传感器的速度差值：

式中，M₃₁表示第一速度传感器和第三速度传感器的速度差值；

按照公式(3)计算第二速度传感器和第三速度传感器的速度差值：

式中，M₂₃表示第二速度传感器和第三速度传感器的速度差值。

2.根据权利要求1所述的用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，其特征在于，所述驱动单元包括电机及减速器，两者结合在电机箱中，电机箱的底部为外凸的弧形面；在弧形导轨上设置一开口，且开口的底部为弧形内表面；将电机箱插入弧形导轨上的开口，外凸的弧形面与弧形内表面接触，并沿其滑动；

所述电机的输出轴通过一转轴与旋转环连接，并带动旋转环旋转，旋转环的侧壁上开孔，在转轴与旋转环之间设置一轴承，支撑转轴，在转轴的末端设置端盖，在转轴上设置套筒，套筒的一端与旋转环支撑，一端与电机箱接触。

3.根据权利要求2所述的用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，其特征在于，所述凹槽的四周设置挡板；所述挡板安装在凹槽口内四周或与所述摆动球体一体成型。

4.根据权利要求2所述的用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，其特征在于，所述摆动球体为空心球体，并且，摆动球体下部的厚度大于上部的厚度。

5.根据权利要求2所述的用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，其特征在于，所述驱动单元覆盖在开口的上端面上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，其特征在于，包括：滚动球在凹槽的中间时，驱动伸缩油缸伸长预设的第一高度；在摆动球体摆动时，滚动球相对于凹槽运动，驱动伸缩油缸伸长预设的第二高度，使摆动球体做类似地球运动的相对曲线运动；

在预设的第一高度和第二高度，震动单元通过其弧形导轨沿摆动球体滑动；同时，震动单元上的电机驱动旋转环旋转；反应块套设在旋转环的表面，并在旋转环旋转时沿旋转环滑动；

各个经纬度的各个速度传感器分别采集实时速度数据，经过控制器运算后输出。