专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN202411245102.X | 申请日 | 2024-09-06 |
公开(公告)号 | CN118762478B | 公开(公告)日 | 2024-11-22 |
申请人 | 汇民工程咨询(河南)有限公司; 中远融通工程咨询有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 周经纬; 赵棣; 孟醒; 曾鸽; 杨周; 周路遥; 孙敏; 郭振; 路泽昂; 邱爱萍; 徐周; 周举; 杨庆龙; 汪昊; 周敬阳; 马丹亚; | 第一发明人 | 周经纬 |
权利人 | 汇民工程咨询(河南)有限公司,中远融通工程咨询有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 汇民工程咨询(河南)有限公司,中远融通工程咨询有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:河南省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:河南省洛阳市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:河南省洛阳市中国(河南)自由贸易试验区洛阳片区(高新)自贸大厦5楼东区5-5365号(集群注册) | 邮编 | 当前专利权人邮编:471000 |
主IPC国际分类 | G08B21/10 | 所有IPC国际分类 | G08B21/10 ; G01F23/296 ; F16F15/023 |
专利引用数量 | 2 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 6 | 专利文献类型 | B |
专利代理机构 | 河南企睿专利代理有限公司 | 专利代理人 | 刘登科; |
摘要 | 本 发明 涉及地质灾害监控技术领域,并公开了一种 水 利工程地质灾害智能监控预警设备,包括支杆;安装杆,固定在所述支杆的顶部;防水罩,固定在所述安装杆远离支杆的一端,其内安装有 超 声波 探头 ,所述防水罩的底端呈开口状;环形气囊,套设在所述安装杆上;牵引结构,置于所述支杆的一侧;移动结构,置于所述牵引结构上。本发明通过牵引索与绕线轮系统的机械联动,自动触发应急机制,无需人工干预即可迅速响应,有效减缓支杆倾倒速度甚至在一定程度上实现自稳,利用充气囊的往复拉伸与压缩,配合单向 阀 实现气体的吸入与排出,便于工作人员快速 定位 并回收,减少了因设备丢失或损坏造成的经济损失。 | ||
权利要求 | 1.一种水利工程地质灾害智能监控预警设备,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 一种水利工程地质灾害智能监控预警设备技术领域[0001] 本发明涉及地质灾害监控技术领域,尤其涉及一种水利工程地质灾害智能监控预警设备。 背景技术[0003] 水利工程用超声波液位监测装置,作为一种重要的非接触式液位测量设备,在水利工程中发挥着关键作用,超声波液位监测装置利用超声波原理进行液位测量,通过换能器发出超声波脉冲,当这些脉冲遇到被测介质表面时会被反射回来,反射回波被换能器接收并转换成系统可处理的电信号,根据超声波脉冲的往返时间,可以计算出换能器到被测介质表面的距离,从而实现对液位的监测,经检索,公告号为CN220120022U的中国专利公开了一种地质灾害监测装置。所述地质灾害监测装置包括:底座;竖杆,所述竖杆固定安装在所述底座的顶部;箱体,所述箱体固定安装在所述竖杆的一侧;地质灾害监测仪主体,所述地质灾害监测仪主体设置在所述箱体的内壁上;蝶形天线,所述蝶形天线设置在所述竖杆的顶端,所述蝶形天线与所述地质灾害监测仪主体电性连接;供电机构,所述供电机构设置在所述竖杆上,所述供电机构用于对地质灾害监测仪主体进行供电;雨水收集机构,所述雨水收集机构设置在所述竖杆上,上述方案提供的地质灾害监测装置具有对太阳能电池板的清洁功能、具有雨水收集功能、实用性较强的优点,但是,上述方案在实际使用时,仍存在以下不足: [0004] 超声波液位监测装置设置在河道上,河道中的水流,尤其是洪水期间,流速快、流量大,对安装在河岸或水中的超声波液位监测装置产生强烈的冲刷和冲击,这种持续的物理作用可能导致设备固定结构松动、损坏,甚至直接冲走设备,当设备因上述原因发生倾斜、倾倒或损坏时,其测量精度将受到严重影响,错误的液位数据可能导致水利工程调度失误、防洪决策错误等严重后果,另外,超声波液位监测装置作为水利工程中的重要监测设备,其损坏或丢失将直接导致经济损失。 [0005] 所以,需要设计一种水利工程地质灾害智能监控预警设备来解决上述问题。 发明内容[0006] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种水利工程地质灾害智能监控预警设备。 [0007] 为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案: [0008] 一种水利工程地质灾害智能监控预警设备,包括: [0009] 支杆; [0010] 安装杆,固定在所述支杆的顶部; [0011] 防水罩,固定在所述安装杆远离支杆的一端,其内安装有超声波探头,所述防水罩的底端呈开口状; [0012] 环形气囊,套设在所述安装杆上; [0013] 牵引结构,置于所述支杆的一侧; [0014] 移动结构,置于所述牵引结构上; [0015] 充气结构,置于所述牵引结构上,所述充气结构与移动结构配合使用,用于向所述环形气囊中充气。 [0016] 作为本发明的一种优选技术方案,所述牵引结构包括: [0018] 固定架,固定在所述底板的顶面; [0019] 转轴,转动安装在所述固定架上; [0020] 绕线轮,固定套设在所述转轴上; [0021] 牵引索,一端与所述绕线轮相连接,另一端与所述支杆的顶部相连接,所述牵引索缠绕在绕线轮上。 [0022] 作为本发明的一种优选技术方案,所述移动结构包括: [0023] 往复丝杆,转动安装在所述固定架上; [0024] 导向杆,固定在所述固定架上; [0025] 传动杆,固定在所述往复丝杆的一端; [0026] 传动件,所述转轴与传动杆之间通过传动件传动连接; [0028] 作为本发明的一种优选技术方案,所述充气结构包括: [0029] 安装筒,固定在所述固定架上; [0030] 滑块,滑动设置在所述安装筒的内部; [0031] 充气囊,一端与所述安装筒的内面相连接,另一端与所述滑块相连接; [0032] 滑道,开设在所述安装筒的外周面上,沿所述安装筒的长度方向设置; [0034] 两个气管,一端均与所述充气囊相连通,其中一个所述气管的另一端与环形气囊相连通; [0035] 两个单向阀,分别安装在两个所述气管上。 [0036] 作为本发明的一种优选技术方案,所述防水罩上设置有遮挡结构,所述支杆上设置有触发结构,所述遮挡结构包括: [0037] 连接架,固定在所述防水罩上; [0038] 导向架,固定在所述连接架远离防水罩的一端; [0039] 滑动挡板,滑动设置在所述导向架中。 [0040] 作为本发明的一种优选技术方案,所述触发结构包括: [0041] 装配板,固定套设在所述支杆上; [0042] 两个外筒,均固定在所述装配板的顶面,顶端均呈开口状; [0043] 两个内杆,分别滑动设置在两个所述外筒中,顶端均延伸至外筒的外部; [0044] 两个弹簧,一端分别与两个外筒的内面相连接,另一端分别与两个内杆相连接; [0045] 升降块,固定在两个所述内杆的顶端; [0046] 压杆,固定在所述升降块的侧面; [0047] 压板,固定在所述滑动挡板的侧面,其上设置有倾斜面。 [0048] 作为本发明的一种优选技术方案,所述支杆的顶端设置有倾斜监测结构,所述倾斜监测结构包括: [0049] 机罩,固定在所述支杆的顶端; [0050] 自动报警装置,安装在所述机罩的内底面; [0051] 隔板,固定在所述机罩的内部,并位于所述自动报警装置的上方; [0052] 第一导电环,固定在所述隔板的顶面; [0053] 第二导电环,滑动设置在所述隔板的顶面,并置于所述第一导电环内; [0054] 球体,置于所述第二导电环内; [0055] 凹槽,开设在所述隔板的顶面,所述球体落于凹槽中。 [0056] 作为本发明的一种优选技术方案,两个所述单向阀的限流方向相反。 [0057] 作为本发明的一种优选技术方案,所述滑块的外周面与安装筒的内面之间相互贴合。 [0058] 作为本发明的一种优选技术方案,所述滑动挡板的顶面与防水罩的底面之间相贴合。 [0059] 本发明具有以下有益效果: [0060] 1、当支杆发生倾倒时,通过牵引索与绕线轮系统的机械联动,自动触发应急机制,无需人工干预即可迅速响应,有效减缓支杆倾倒速度甚至在一定程度上实现自稳,利用充气囊的往复拉伸与压缩,配合单向阀实现气体的吸入与排出,巧妙地将机械能转换为气体压力能,为环形气囊提供持续的充气动力,确保其在水面快速展开并保持浮力,环形气囊在支杆倾倒落入水中时迅速充气膨胀,有效防止支杆完全没入水中,保护了监控设备的核心部件免受水损,延长了设备使用寿命,另外,支杆通过牵引索与绕线轮相连,即便落入水中,其位置也易于通过牵引索追踪,而环形气囊的漂浮作用更是显著提高了可见性,便于工作人员快速定位并回收,减少了因设备丢失或损坏造成的经济损失; [0061] 2、当环形气囊充气膨胀时,通过机械联动机构,自动将滑动挡板移动到防水罩底部开口处,形成密闭空间,有效隔绝水流,保护超声波探头免受水流的直接冲击和浸泡,从而延长超声波探头的使用寿命,减少因水损导致的维修和更换成本,通过自动密封机制,确保在支杆倾斜或落入水中时,超声波监测设备能够迅速且可靠地关闭其暴露部分,防止因进水导致的设备故障或数据误差; [0062] 3、当支杆因受到水流冲击或其他地质原因出现倾斜时,内置的球体沿着倾斜方向滚动,推动第二导电环移动,使得原本分离的第一导电环和第二导电环接触,从而触发闭合电路并激活自动报警装置,这一设计能够迅速检测到支杆的倾斜状态,并即时向相关人员发送报警信号,为及时采取措施防止支杆进一步倾倒争取了时间,自动报警机制能够使支杆的倾斜及时得到处理,避免支杆长期倾斜而出现倾倒的情况,使恢复支杆的竖直状态也有利于保证对于液位数据监测的准确性。附图说明 [0063] 图1为本发明提出的一种水利工程地质灾害智能监控预警设备的结构示意图; [0064] 图2为本发明提出的一种水利工程地质灾害智能监控预警设备另一视角的结构示意图; [0065] 图3为本发明提出的一种水利工程地质灾害智能监控预警设备滑动挡板挡住防水罩时的结构示意图; [0066] 图4为牵引结构、移动结构与充气结构的结构示意图; [0067] 图5为牵引结构、移动结构与充气结构的剖视结构示意图; [0068] 图6为牵引结构、移动结构与充气结构另一视角的结构示意图; [0069] 图7为图1的A处结构放大图; [0070] 图8为图2的B处结构放大图; [0071] 图9为倾斜监测结构的结构示意图; [0072] 图10为倾斜监测结构另一视角的结构示意图; [0073] 图11为倾斜监测结构的剖视结构示意图; [0074] 图12为图3的C处结构放大图; [0075] 图13为外筒、内杆与弹簧的结构示意图。 [0076] 图中:1支杆、2安装杆、3防水罩、4环形气囊、51底板、52固定架、53转轴、54绕线轮、55牵引索、61往复丝杆、62导向杆、63传动杆、64传动件、65移动座、71安装筒、72滑块、73充气囊、74滑道、75连接杆、76气管、77单向阀、81连接架、82导向架、83滑动挡板、90装配板、91外筒、92内杆、93弹簧、94升降块、95压杆、96压板、101机罩、102自动报警装置、103隔板、104第一导电环、105第二导电环、106球体、107凹槽。 具体实施方式[0077] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。 [0078] 参照图1‑13,一种水利工程地质灾害智能监控预警设备,包括支杆1;安装杆2,固定在支杆1的顶部;防水罩3,固定在安装杆2远离支杆1的一端,其内安装有超声波探头,防水罩3的底端呈开口状;环形气囊4,套设在安装杆2上; [0079] 该监控预警设备还包括牵引结构,置于支杆1的一侧,牵引结构包括:底板51;固定架52,固定在底板51的顶面;转轴53,转动安装在固定架52上;绕线轮54,固定套设在转轴53上;牵引索55,一端与绕线轮54相连接,另一端与支杆1的顶部相连接,牵引索55缠绕在绕线轮54上; [0080] 该监控预警设备还包括移动结构,置于牵引结构上,移动结构包括:往复丝杆61,转动安装在固定架52上;导向杆62,固定在固定架52上;传动杆63,固定在往复丝杆61的一端;传动件64,转轴53与传动杆63之间通过传动件64传动连接;移动座65,螺纹套接在往复丝杆61上,并滑动套设在导向杆62上,当支杆1出现倾倒的情况时,支杆1能够拉动牵引索55,使牵引索55从绕线轮54上延展开,在这个过程中,牵引索55能够驱动绕线轮54转动,转轴53也会随之转动,转轴53转动时能够通过传动件64驱动传动杆63转动,传动杆63转动时又能够带动往复丝杆61转动,在导向杆62的限位作用下,往复丝杆61转动时能够驱动移动座65沿着导向杆62做往复移动; [0081] 该监控预警设备还包括充气结构,置于牵引结构上,充气结构与移动结构配合使用,用于向环形气囊4中充气,充气结构包括:安装筒71,固定在固定架52上;滑块72,滑动设置在安装筒71的内部,滑块72的外周面与安装筒71的内面之间相互贴合;充气囊73,一端与安装筒71的内面相连接,另一端与滑块72相连接;滑道74,开设在安装筒71的外周面上,沿安装筒71的长度方向设置;连接杆75,滑动设置在滑道74中,一端与滑块72固定连接,另一端与移动座65固定连接;两个气管76,一端均与充气囊73相连通,其中一个气管76的另一端与环形气囊4相连通;两个单向阀77,分别安装在两个气管76上,两个单向阀77的限流方向相反,移动座65移动时又能够通过连接杆75带动滑块72移动,滑块72在往复移动的过程中能够交替式的对充气囊73进行拉伸与压缩,充气囊73上连接有两个气管76,两个气管76上均安装有单向阀77,且两个单向阀77的限流方向相反,具体的,其中一个单向阀77限制气体只能够进入充气囊73的内部,另外一个单向阀77限制气体只能够从充气囊73内流出,因此当充气囊73被拉伸时,充气囊73能够通过对应的气管76进行抽气动作,当充气囊73被压缩时,充气囊73内的气体会通过对应的气管76被压入环形气囊4的内部; [0082] 防水罩3上设置有遮挡结构,支杆1上设置有触发结构,遮挡结构包括:连接架81,固定在防水罩3上;导向架82,固定在连接架81远离防水罩3的一端;滑动挡板83,滑动设置在导向架82中,滑动挡板83的顶面与防水罩3的底面之间相贴合,触发结构包括:装配板90,固定套设在支杆1上;两个外筒91,均固定在装配板90的顶面,顶端均呈开口状;两个内杆92,分别滑动设置在两个外筒91中,顶端均延伸至外筒91的外部;两个弹簧93,一端分别与两个外筒91的内面相连接,另一端分别与两个内杆92相连接;升降块94,固定在两个内杆92的顶端;压杆95,固定在升降块94的侧面;压板96,固定在滑动挡板83的侧面,其上设置有倾斜面,当环形气囊4充气膨胀时,膨胀的环形气囊4能够下压升降块94,使得升降块94向下移动,升降块94下移时能够带动压杆95向下移动,压杆95下移时能够对压板96的斜面进行挤压,当压板96的斜面受到挤压时,压板96能够发生移动,并带动滑动挡板83移动,使得滑动挡板83挡住防水罩3底部的开口,此时滑动挡板83能够对防水罩3底部的开口起到遮挡作用,滑动挡板83与防水罩3能够共同形成一密闭空间,这种设计能够对防水罩3内部的超声波探头起到防水保护的作用,避免水流对超声波探头造成损坏; [0083] 支杆1的顶端设置有倾斜监测结构,倾斜监测结构包括:机罩101,固定在支杆1的顶端;自动报警装置102,安装在机罩101的内底面;隔板103,固定在机罩101的内部,并位于自动报警装置102的上方;第一导电环104,固定在隔板103的顶面;第二导电环105,滑动设置在隔板103的顶面,并置于第一导电环104内;球体106,置于第二导电环105内;凹槽107,开设在隔板103的顶面,球体106落于凹槽107中,当支杆1所处的河道受到水流的冲击出现松塌的情况时,支杆1会倾斜,此时球体106受到重力作用会沿着支杆1的倾斜方向滚动,并推动第二导电环105移动,使得第一导电环104与第二导电环105相互接触,当第一导电环104与第二导电环105相接触时,第一导电环104、第二导电环105与自动报警装置102共同形成的闭合电路处于导通状态,使自动报警装置102向相关人员发送报警信号,使相关人员及时处理支杆1的倾斜状况。 [0084] 本发明的具体工作原理如下: [0085] 本发明所提出的水利工程地质灾害智能监控预警设备在使用时,当支杆1出现倾倒的情况时,支杆1能够拉动牵引索55,使牵引索55从绕线轮54上延展开,在这个过程中,牵引索55能够驱动绕线轮54转动,转轴53也会随之转动,转轴53转动时能够通过传动件64驱动传动杆63转动,传动杆63转动时又能够带动往复丝杆61转动,在导向杆62的限位作用下,往复丝杆61转动时能够驱动移动座65沿着导向杆62做往复移动,移动座65移动时又能够通过连接杆75带动滑块72移动,滑块72在往复移动的过程中能够交替式的对充气囊73进行拉伸与压缩,充气囊73上连接有两个气管76,两个气管76上均安装有单向阀77,且两个单向阀77的限流方向相反,具体的,其中一个单向阀77限制气体只能够进入充气囊73的内部,另外一个单向阀77限制气体只能够从充气囊73内流出,因此当充气囊73被拉伸时,充气囊73能够通过对应的气管76进行抽气动作,当充气囊73被压缩时,充气囊73内的气体会通过对应的气管76被压入环形气囊4的内部,综上,伴随移动座65的往复移动,充气囊73能够不断向环形气囊4内部供气,使环形气囊4充气膨胀,当支杆1落入水中时,环形气囊4能够漂浮在水面上,这种设计能够避免支杆1没入水中,另外,支杆1通过牵引索55与绕线轮54相连接,牵引索55的牵引作用能够对支杆1起到限制作用,牵引索55的连接作用与环形浮囊4的漂浮作用便于工作人员找到落入水中的支杆1,避免产生较大的经济损失; [0086] 初始状态下,滑动挡板83与防水罩3错位设置,此时滑动挡板83不会挡住防水罩3底部的开口,防水罩3内的超声波探头能够通过防水罩3底部的开口发送超声波,使装置正常进行液位监测功能,当环形气囊4充气膨胀时,膨胀的环形气囊4能够下压升降块94,使得升降块94向下移动,升降块94下移时能够带动压杆95向下移动,压杆95下移时能够对压板96的斜面进行挤压,当压板96的斜面受到挤压时,压板96能够发生移动,并带动滑动挡板83移动,使得滑动挡板83挡住防水罩3底部的开口,此时滑动挡板83能够对防水罩3底部的开口起到遮挡作用,滑动挡板83与防水罩3能够共同形成一密闭空间,这种设计能够对防水罩 3内部的超声波探头起到防水保护的作用,避免水流对超声波探头造成损坏,另外,当滑动挡板83挡住防水罩3底部的开口时,滑动挡板83与防水罩3之间相互贴合,以此保证滑动挡板83与防水罩3之间密封性能,进一步的,防水罩3底部的开口位置可设置密封圈,进一步提高滑动挡板83与防水罩3之间密封性能; [0087] 该水利工程地质灾害智能监控预警设备还具有倾倒检测的功能,当支杆1处于竖直状态时,球体106恰好位于隔板103的中部位置,隔板103的顶面开设有凹槽107,球体106落在凹槽107内,且第一导电环104与第二导电环105之间互不接触,当支杆1所处的河道受到水流的冲击出现松塌的情况时,支杆1会倾斜,此时球体106受到重力作用会沿着支杆1的倾斜方向滚动,并推动第二导电环105移动,使得第一导电环104与第二导电环105相互接触,当第一导电环104与第二导电环105相接触时,第一导电环104、第二导电环105与自动报警装置102共同形成的闭合电路处于导通状态,使自动报警装置102向相关人员发送报警信号,使相关人员及时处理支杆1的倾斜状况,自动报警机制能够使支杆1的倾斜及时得到处理,避免支杆1长期倾斜而出现倾倒的情况,使恢复支杆1的竖直状态也有利于保证对于液位数据监测的准确性。 [0088] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |