振动器

技术领域

本申请涉及地球物理技术领域，具体涉及一种振动器。

背景技术

利用可控震源来人工激发地震波是进行地震勘探的一种重要方法。振动器是可控震源的主要工作机构，在较深的目的层作业时，常规振动器会由于振动性能的限制而导致无法获得较为清晰的震动资料。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的振动器。

本申请的实施例提供一种振动器，包括：基座；导向件，与基座连接并沿着与基座垂直的方向延伸；质量体，与导向件滑动连接；驱动件，被设置成能够驱动质量体沿导向件滑动，以带动基座发生振动；弹性支撑件，设置在基座和质量体之间，以平衡质量体的质量，其中，质量体的底部向内凹陷形成容纳腔，弹性支撑件至少部分地位于容纳腔中。

本申请实施例提供的振动器的质量体工作重心较低，能够有效提升振动器的振动性能。

附图说明

图1为根据本申请实施例的振动器的示意图；

图2为根据本申请实施例的质量体和弹性支撑件的位置关系示意图；

图3为根据本申请实施例的振动器的剖面示意图；

图4为图3中A部分的放大示意图；

图5为根据本申请另一实施例的振动器的剖面示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的实施例提供一种振动器，参照图1，其包括：基座1、导向件2、质量体3、驱动件4和弹性支撑件5。

基座1为平板状结构，在实际实用过程中，基座1可以被抵持在地面上，从而，基座1的振动能够被传递给地面来激发地震波，可以根据实际需求来选择基座1的具体材料和尺寸。

导向件2与基座1连接并沿着与基座1垂直的方向进行延伸，质量体3与导向件2滑动连接，驱动件4设置成能够驱动质量体3沿着导向件2进行滑动，从而，质量体3在滑动的过程中所产生的振动将会带动基座1发生振动。

导向件2可以是任何具有导向功能的结构，例如，导向件2可以包括一个或者多个导向杆，其可以从质量体3的内部穿过，从而起到导向的作用，优选地，导向件2可以包括至少两个导向杆，以避免质量体3在滑动过程中发生转动。又例如，导向件2可以是滑轨结构，其可以与质量体3的侧壁外表面滑动连接，从而起到导向的作用。

质量体3是具有一定质量的物体，其能够通过自身在滑动过程中产生的反作用力来带动基座1发生振动，本领域技术人员可以根据实际的振动需求来合理的选择质量体3的具体结构、尺寸、材料等，对此不作限制。

驱动件4可以是例如液压驱动装置、电磁驱动装置等具有驱动功能的装置。在实际使用过程中，可以通过控制驱动件4来使得质量体3以预定频率和幅度来沿着导向件2进行滑动，从而使得基座1发生预定频率和振幅的振动。

弹性支撑件5设置在基座1和质量体3之间，以平衡质量体3的质量，使得质量体3滑动过程中的质量和支撑力相平衡。弹性支撑件5可以是例如弹簧、气囊等装置，只需能够有效地平衡质量体3的质量即可。可以根据实际使用需求来设置合理数量的弹性支撑件5，以保证安全性。

图2示出了本申请实施例中质量体3和弹性支撑件5的位置关系示意图，在相关技术中所提供的振动器中，质量体3通常被设置成整体上处于弹性支撑件5的上方，而本实施例中，参照图2，质量体3的底部向内凹陷形成容纳腔31，弹性支撑件5至少部分地位于容纳腔31中，从而，本实施例中质量体3的部分结构可以延伸到弹性支撑件5的顶面的下方，而不必完全地处于弹性支撑件5顶面的上方(例如图2中质量体3底部的部分结构呈凸起状并延伸到两个弹性支撑件5顶面的下方)，有效地降低了质量体3的工作重心，使其能够更加平稳地带动基座1进行振动，避免振动作业时的偏振，并且能够从一定程度上提高振动强度，使得本实施例提供的振动器被应用在较深的目的层进行作业时仍然具有较好的振动性能，能够获得清晰的震动资料。

可以理解地，在实际使用过程中，本领域技术人员可以根据基座1和质量体3的具体结构和尺寸来选择的弹性支撑件5的数量以及设置的位置，并可以根据弹性支撑件5的数量、尺寸和位置来确定质量体3上的容纳腔31所在的位置、尺寸等。

在一些实施例中，仍可参照图2，质量体3底部可以向内凹陷而形成多个容纳腔31，从而，可以在这些容纳腔31所在的位置设置多个弹性支撑件5，进一步的保证使用过程中的安全性。进一步的，这些容纳腔31可以呈中心对称分布，从而，使得质量体3的工作重心得到降低的同时，保证质量体3的工作重心处于质量体3的中心位置，以进一步的避免发生偏振。

在一些实施例中，质量体3底部相对的两个边缘部分向内凹陷形成两个容纳腔31，振动器包括两个弹性支撑件5，两个弹性支撑件5分别设置在与两个容纳腔31对应的位置。本实施例中，将两个容纳腔31设置在了质量体3底部相对的两个边缘处，一方面，这能够进一步的提高降低工作重心的效果，另一方面，如图1所示，这使得弹性支撑件5以半开放的形式被设置在容纳腔31中，在实际使用过程中，如果弹性支撑件5发生损坏，可以直接进行弹性支撑件5的更换而无需先将质量体3拆除，简化了操作。

图3示出了根据本申请实施例的振动器的剖面示意图，图4示出了图3中A部分的放大示意图。在一些实施例中，参照图3，质量体3的内部可以形成有工作腔32。驱动件4可以具体包括：杆状件41、分隔件42、泵送件43。

本实施例中的驱动件4采用液压的方式来驱动质量体3进行滑动，因此，在质量体3的内部设置了工作腔32以作为容纳液体的腔室，该工作腔32的具体尺寸以及设置的位置可以由本领域技术人员根据实际情况来选择，对此不作限制，优选地，工作腔32应当设置在靠近质量体3中心的位置，以保证驱动的稳定性。

杆状件41与基座1连接并沿着与导向件2平行的方向延伸，该杆状件41与质量体3滑动连接，并且穿过上述工作腔32，在实际使用过程中，杆状件41的顶部可以被固定在一个外部装置上，例如可以借助螺母来将杆状件41的顶端固定在用于携带振动器的车身的底板上，以保证其工作过程中的稳定性。

参照图4，分隔件42与杆状件41连接，其将工作腔32分隔为彼此封闭的两个腔室(图中的321和322)，这两个腔室沿杆状件41的延伸方向排列，泵送件43用于向两个腔室中泵入液体，以使质量体3在两个腔室之间的压力差的作用下沿导向件2滑动。

分隔件42可以具有与工作腔32内壁相适应的形状，使其能够与工作腔32的内表面相贴合，以将工作腔32分隔为彼此密封的两个腔室。泵送件43可以配置有伺服控制装置，通过交替地向两个腔室中泵入液体来驱动质量体3的滑动，具体地，当泵送件43向上方的腔室中泵入液体时，由于上方腔室中的液体压力高于下方腔室中的液体压力，将会挤压下方腔室的空间，使得质量体3向下滑动，同样地，当泵送件43向下方的腔室泵入液体时，质量体3将会向上滑动。本领域技术人员可以根据实际需求来选择泵送件43所泵送的液体，并设置合理的输送结构来使得泵送件43能够将液体泵入上下两个腔室中，对此不作限制。

在一些实施例中，参照图1，杆状件41可以设置在质量体3的中心部位，导向件2包括多个导向柱21，多个导向柱21环绕杆状件41设置。这样的设置方式有助于提高质量体3滑动过程中的稳定性，避免发生偏振。在一些实施例中，这些导向柱21的顶端以及杆状件41的顶端可以被共同地固定于一个外部装置，例如被固定在图1中示出的顶板10上，该顶板10可以在实际使用过程中被固定在用于搭载振动器的车辆上。

参照图3和图4，杆状件41的内部形成有两个入液孔道411，两个入液孔道411的一端与泵送件43连接，另一端分别与两个腔室连接。本实施例中，通过集成在杆状件41内部的入液孔道411来完成液体的泵送，从而避免了使用额外的输送结构，同时也保证了使用的寿命。

在一些实施例中，参照图5，质量体3的内部还形成有两个出液孔道33，其用于将腔室中的液体引出，振动器还可以包括两个控制阀6，分别与两个出液孔道33连接，其用于开启或封闭出液孔道33。可以理解地，为了保证两个腔室中形成压力差并避免腔室内的压力过大，在向一个腔室中注入液体时，需要将该腔室封闭，并将另一腔室开放。为此，本实施例中设置了出液孔道33和控制阀6来实现这一功能。在其他的实施例中，也可以采用其他合适的结构来实现腔室的开启和封闭。

在一些实施例中，具体地，出液孔道33可以设置在靠近工作腔两端的位置，即，上方腔室的出液孔道33设置在顶部，下方腔室的出液孔道33设置在底部，以保证质量体3拥有最大的滑动行程，避免由于出液孔道33被分隔件42所遮挡而导致无法顺利滑动。

以理解地，在向一个腔室中注入液体时，将会产生液压波峰冲击，长期的液压冲击将会影响到质量体3的滑动精度，进而导致振动器的振动精度下降，为此，可以在出液孔道33处设置一个阻尼结构来限制腔室中的液体流出腔室的速率，从而，腔室中的液体在流出时将会受到一定的阻力，该阻力能够从一定程度上抵消掉液压的波峰冲击，从而保证振动器在持续使用过程中的振动精度。

具体地，在一些实施例中，每个出液孔道33内可以形成有一个或多个狭窄部331，以限制腔室中的液体流出腔室的速率。在一些其他的实施例中，出液孔道33内也可以设置其他的阻尼结构，例如单向节流装置等。在一些其他的实施例中，阻尼结构也可以设置在出液孔道33的外部，对此不作限制。

在一些实施例中，上述控制阀6可以被配置成能够在腔室内的液体压力高于预设值时自动地开启出液孔道。可以理解地，腔室内的液体压力过大同样会影响到振动精度，为此，本实施例中为控制阀6配置了自动泄压功能，来确保腔室内的液压不会超过预设值，该预设值可以由本领域技术人员根据具体需要达到的相关振动参数来合理的设置，对此不作限制。

在一些实施例中，振动器还可以包括回流管7，回流管7将出液孔道33与泵送件43连通，以使得腔室内流出的液体能够被重新利用。可以理解地，在质量体3的滑动过程中，出液孔道33的位置将会发生改变，因此，回流管7需要选用柔性管路，以适应出液孔道33的位置改变，同时，也要注意回流管7的存在不要对质量体3的滑动造成阻力。

在一些实施中，振动器还包括承压件8，承压件8的一端固定连接于一个外部装置，另一端与基座1连接，其能够避免基座1在振动时发生反跳。可以理解地，如果基座1在振动过程中发生反跳，则可能会离开地面，导致振动效果下降，为此，本实施例中设置了承压件8来吸收基座1振动时的压力，避免其发生反跳。

需要注意的是，承压件8需要被设置成不对基座1的振动产生限制，仅会被动地吸收基座1振动产生的力，作为示例地，承压件8可以包括一个或多个弹性结构。

在一些实施例中，承压件8可以包括环绕质量体3对称设置的多个气囊81。对称设置的多个气囊81在防止基座1发生反跳的同时还能够防止基座1发生偏振。

在一些实施例中，多个气囊81设置的密度可以由靠近质量体3的一侧到远离质量体3的一侧逐渐降低，即，在靠近质量体3的位置处设置相对较多的气囊81，在远离质量体3的位置设置相对较少的气囊81。可以理解地，基座1的受力情况是以质量体3所在的位置为中心向外辐射状，越靠近质量体3的位置应力越大，而本实施例中在这些应力相对较大的位置布置了相对较多的承压件8，在应力相对较小的位置布置了相对较少的承压件8，使得基座1承受的应力均匀，有效提高了基座1的相对刚性，进而提高了振动精度。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。