CN110388893A - 基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置 - Google Patents

基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及边坡安全监测技术领域，尤其是基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，包括基座、穿线筒、沉降监测箱、采集支架、存储箱和坡面监测箱，基座的中部设有放置槽，基座的边缘设有若干定位口，基座的上方设有穿线筒，穿线筒的下端开口固定连接有一号法兰盘，本发明结构紧凑，具有远程监测的特点，具体使用时，雨量计实时检测监测区域内的降水量，摄像头实时监控监测区域，太阳能电池板和锂电池提供电能，沉降监测箱用于观测土体深层形变，坡面监测箱用于观测坡面表层形变，信号发射器与控制器将数据信息通过北斗数据通信网络远程传输至数据终端，避免人员现场监测的危险性，且检测数据精确有效。

Description

基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置
技术领域
本发明涉及边坡安全监测技术领域，尤其涉及基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置。
背景技术
边坡稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响,一直是岩土工程界关注的焦点问题，随着国民经济的快速发展,人类的工程活动必然越来越频繁,规模也越来越大，同时,由于工程场地的可选余地正在减少,工程设计在一定程度上将面临更加复杂的地质条件，因此,在进行边坡设计时需要更多的考虑边坡的地质条件对其稳定性的影响及其变化趋势。
边坡监测是指为掌握边坡岩石移动状况，发现边坡破坏预兆，对边坡位移的速度、方向等进行的监测，我国矿山一般采用长期观测法，在裂隙两侧设置观测桩，先测量桩距的变化，再计算边坡的位移。
但现有边坡安全监测数据采集装置均为现场预警设备，工作人员长期在边坡进行记录工作，危险系数大，且现有边坡安全监测数据采集装置仅对边坡区域内的天气信息和坡面表层进行监测，无法检测到灾害发生前土体内部的松动，从而造成了预警困难的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，包括基座、穿线筒、沉降监测箱、采集支架、存储箱和坡面监测箱，所述基座的中部设有放置槽，所述基座的边缘设有若干定位口，所述基座的上方设有穿线筒，所述穿线筒的下端开口固定连接有一号法兰盘，所述穿线筒的上端开口固定连接有二号法兰盘，所述一号法兰盘与基座螺丝固定，所述二号法兰盘与沉降监测箱螺丝固定，所述沉降监测箱的上侧固定连接有采集支架和存储箱，所述沉降监测箱的四个侧面均固定连接有坡面监测箱，所述存储箱的开口侧螺丝固定有二号检修板，所述存储箱内安装有锂电池和控制器，所述采集支架的一侧设有摄像头、警报灯和雨量计，所述采集支架的上方设有信号发射器，所述摄像头、警报灯、雨量计和信号发射器均通过延伸杆与采集支架固定连接，所述采集支架的外侧设有三个太阳能电池板，所述太阳能电池板均通过固定杆与采集支架固定连接。
作为优选，所述沉降监测箱的开口侧螺丝固定有一号检修板，所述沉降监测箱的内底壁上螺丝固定有两个支撑架，两个所述支撑架之间设有转轴，所述转轴的中部外侧固定套设有绕线辊，所述绕线辊的外侧缠绕有一号绳索，所述转轴的两端均通过轴承与支撑架转动连接，所述沉降监测箱的内顶壁上螺丝固定有安装架，所述安装架底端安装有转数计数器，两个所述支撑架之间且位于沉降监测箱的内底壁上螺丝固定有两个夹座，所述夹座上均安装有夹辊，所述夹辊的外侧均设有凹环，所述一号绳索远离绕线辊的一端穿过凹环和放置槽与沉降板连接。
作为优选，所述坡面监测箱内部设有滑块，所述滑块内嵌设有拉力计，所述拉力计的检测端与坡面监测箱的一侧内壁固定连接，所述滑块的一侧固定连接有两个延伸板，所述延伸板内均设滑腔，所述滑腔内均设有压紧弹簧和夹持板，所述夹持板远离压紧弹簧的一侧均穿过延伸板，两个所述夹持板的相对侧均设有夹线槽，两个所述夹线槽之间均设有二号绳索，所述二号绳索的两端均连接有着力球，所述坡面监测箱的两个相对内侧面上均嵌设有永磁铁。
作为优选，所述摄像头、雨量计、信号发射器、转数计数器和拉力计均与控制器电性连接，三个所述太阳能电池板均通过导线与锂电池电性连接。
作为优选，所述雨量计、警报灯和摄像头从上至下依次设置，所述雨量计、警报灯、摄像头和信号发射器均与延伸杆螺丝固定。
作为优选，所述沉降板位于放置槽下方的基槽坑内，所述转轴的其中一端穿过支撑架与转数计数器的检测端固定连接。
作为优选，所述滑块与坡面监测箱内壁滑动连接，两个所述永磁铁分别与两个滑腔对应。
作为优选，两个所述夹持板对称设置，两个所述夹线槽共同围成圆形结构，所述夹持板为导磁性材料制成。
本发明提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，有益效果在于：本发明结构紧凑，具有远程监测的特点，具体使用时，雨量计实时检测监测区域内的降水量，摄像头实时监控监测区域，太阳能电池板和锂电池提供电能，沉降监测箱用于观测土体深层形变，坡面监测箱用于观测坡面表层形变，信号发射器与控制器将数据信息通过北斗数据通信网络远程传输至数据终端，避免人员现场监测的危险性，且检测数据精确有效，可对边坡的安全情况具体了解，在灾害即要发生前，及时通知有关人员疏散人员。
附图说明
图1为本发明提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置结构剖视图；
图2为本发明提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置沉降监测箱的剖面图；
图3为本发明提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置图1中的A处放大图；
图4为本发明提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置坡面监测箱的正面剖视图；
图5为本发明提出的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置夹辊的安装示意图。
图中：1、基座；11、放置槽；12、定位口；2、穿线筒；21、一号法兰盘；22、二号法兰盘；3、沉降监测箱；31、一号检修板；32、安装架；33、转数计数器；34、支撑架；35、轴承；36、转轴；37、绕线辊；38、一号绳索；39、夹座；310、夹辊；311、凹环；312、沉降板；4、采集支架；41、延伸杆；42、摄像头；43、警报灯；44、雨量计；45、信号发射器；46、固定杆；47、太阳能电池板；5、存储箱；51、二号检修板；52、锂电池；53、控制器；6、坡面监测箱；61、滑块；62、拉力计；63、延伸板；64、滑腔；65、压紧弹簧；66、夹持板；67、二号绳索；68、着力球；69、永磁铁；610、夹线槽。
具体实施方式
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。
参照图1-5，本发明基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，包括基座1、穿线筒2、沉降监测箱3、采集支架4、存储箱5和坡面监测箱6，基座1的中部设有放置槽11，基座1的边缘设有若干定位口12，基座1的上方设有穿线筒2，穿线筒2的下端开口固定连接有一号法兰盘21，穿线筒2的上端开口固定连接有二号法兰盘22，一号法兰盘21与基座1螺丝固定，二号法兰盘22与沉降监测箱3螺丝固定，沉降监测箱3的上侧固定连接有采集支架4和存储箱5，沉降监测箱3的四个侧面均固定连接有坡面监测箱6，存储箱5的开口侧螺丝固定有二号检修板51，存储箱5内安装有锂电池52和控制器53，采集支架4的一侧设有摄像头42、警报灯43和雨量计44，采集支架4的上方设有信号发射器45，摄像头42、警报灯43、雨量计44和信号发射器45均通过延伸杆41与采集支架4固定连接，采集支架4的外侧设有三个太阳能电池板47，太阳能电池板47均通过固定杆46与采集支架4固定连接。
其中，沉降监测箱3的开口侧螺丝固定有一号检修板31，沉降监测箱3的内底壁上螺丝固定有两个支撑架34，两个支撑架34之间设有转轴36，转轴36的中部外侧固定套设有绕线辊37，绕线辊37的外侧缠绕有一号绳索38，转轴36的两端均通过轴承35与支撑架34转动连接，沉降监测箱3的内顶壁上螺丝固定有安装架32，安装架32底端安装有转数计数器33，两个支撑架34之间且位于沉降监测箱3的内底壁上螺丝固定有两个夹座39，夹座39上均安装有夹辊310，夹辊310的外侧均设有凹环311，一号绳索38远离绕线辊37的一端穿过凹环311和放置槽11与沉降板312连接。
其中，坡面监测箱6内部设有滑块61，滑块61内嵌设有拉力计62，拉力计62的检测端与坡面监测箱6的一侧内壁固定连接，滑块61的一侧固定连接有两个延伸板63，延伸板63内均设滑腔64，滑腔64内均设有压紧弹簧65和夹持板66，夹持板66远离压紧弹簧65的一侧均穿过延伸板63，两个夹持板66的相对侧均设有夹线槽610，两个夹线槽610之间均设有二号绳索67，二号绳索67的两端均连接有着力球68，坡面监测箱6的两个相对内侧面上均嵌设有永磁铁69。
其中，摄像头42、雨量计44、信号发射器45、转数计数器33和拉力计62均与控制器53电性连接，三个太阳能电池板47均通过导线与锂电池52电性连接。
其中，雨量计44、警报灯43和摄像头42从上至下依次设置，雨量计44、警报灯43、摄像头42和信号发射器45均与延伸杆41螺丝固定。
其中，沉降板312位于放置槽11下方的基槽坑内，转轴36的其中一端穿过支撑架34与转数计数器33的检测端固定连接。
其中，滑块61与坡面监测箱6内壁滑动连接，两个永磁铁69分别与两个滑腔64对应。
其中，两个夹持板66对称设置，两个夹线槽610共同围成圆形结构，夹持板66为导磁性材料制成。
工作原理：在坡面上正矩阵状设置多个采集设备，以便整体了解坡面情况，避免灾害误判，先将基座1垂直立在坡面上，放置槽11与预先开槽的基坑正对，随后将销杆穿过定位口12，并利用工具将销杆深嵌入坡面内，再将沉降板312穿过放置槽11置入基坑内，直至到达预设深度，将基坑填埋，随后再依次安装穿线筒2和沉降监测箱3，采集支架4上的太阳能电池板47将光能转化为电能，而电能存储在锂电池52内，可为整个采集设备供电，确保采集设备可长久作业，雨量计44实时检测监测区域内的降水量，并将监测数据实时传输给控制器53，警报灯43能够提示过往车辆该监测区域为危险区域，也能在夜间为摄像头42提供照明，使得摄像头42可在夜间拍摄，拍摄信息实时传输至控制器53，相邻采集设备之间采用二号绳索67连接，连接时，二号绳索67处于张紧状态，两个夹持板66将着力球68封堵在坡面监测箱6内，当其中一个采集设备发生位移时，二号绳索67将被拉伸，从而拖动滑块61在坡面监测箱6内滑动，拉力计62实时检测拉力，并将拉力值传输至控制器53，拉力持续增大，即要到达拉力计62最大限度时，延伸板63滑至两个永磁铁69之间，在磁力作用下，夹持板66回缩至滑腔64内，着力球68失去支撑力，二号绳索67将与采集设备分离，从而避免区部滑坡现象造成的连锁反应，沉降板312埋设在坡面以下，可检测土体是否深层形变，土体深层形变,拉动沉降板312移位，从而拉拽绕线辊37转动，而转数计数器33则实时检测转数数据变化，并将监测数据实时传输至控制器53，控制器53指令信号发射器45将接收到的视频信息、雨量数值、沉降板312移位数值和拉力计62数值传输至远程终端，使得远程人员可对边坡的安全情况具体了解，在灾害即要发生前，及时通知有关人员疏散人员。
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。

Claims (8)

1.基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，包括基座(1)、穿线筒(2)、沉降监测箱(3)、采集支架(4)、存储箱(5)和坡面监测箱(6)，所述基座(1)的中部设有放置槽(11)，所述基座(1)的边缘设有若干定位口(12)，所述基座(1)的上方设有穿线筒(2)，所述穿线筒(2)的下端开口固定连接有一号法兰盘(21)，所述穿线筒(2)的上端开口固定连接有二号法兰盘(22)，所述一号法兰盘(21)与基座(1)螺丝固定，所述二号法兰盘(22)与沉降监测箱(3)螺丝固定，所述沉降监测箱(3)的上侧固定连接有采集支架(4)和存储箱(5)，所述沉降监测箱(3)的四个侧面均固定连接有坡面监测箱(6)，所述存储箱(5)的开口侧螺丝固定有二号检修板(51)，所述存储箱(5)内安装有锂电池(52)和控制器(53)，所述采集支架(4)的一侧设有摄像头(42)、警报灯(43)和雨量计(44)，所述采集支架(4)的上方设有信号发射器(45)，所述摄像头(42)、警报灯(43)、雨量计(44)和信号发射器(45)均通过延伸杆(41)与采集支架(4)固定连接，所述采集支架(4)的外侧设有三个太阳能电池板(47)，所述太阳能电池板(47)均通过固定杆(46)与采集支架(4)固定连接。
2.根据权利要求1所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，所述沉降监测箱(3)的开口侧螺丝固定有一号检修板(31)，所述沉降监测箱(3)的内底壁上螺丝固定有两个支撑架(34)，两个所述支撑架(34)之间设有转轴(36)，所述转轴(36)的中部外侧固定套设有绕线辊(37)，所述绕线辊(37)的外侧缠绕有一号绳索(38)，所述转轴(36)的两端均通过轴承(35)与支撑架(34)转动连接，所述沉降监测箱(3)的内顶壁上螺丝固定有安装架(32)，所述安装架(32)底端安装有转数计数器(33)，两个所述支撑架(34)之间且位于沉降监测箱(3)的内底壁上螺丝固定有两个夹座(39)，所述夹座(39)上均安装有夹辊(310)，所述夹辊(310)的外侧均设有凹环(311)，所述一号绳索(38)远离绕线辊(37)的一端穿过凹环(311)和放置槽(11)与沉降板(312)连接。
3.根据权利要求1所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，所述坡面监测箱(6)内部设有滑块(61)，所述滑块(61)内嵌设有拉力计(62)，所述拉力计(62)的检测端与坡面监测箱(6)的一侧内壁固定连接，所述滑块(61)的一侧固定连接有两个延伸板(63)，所述延伸板(63)内均设滑腔(64)，所述滑腔(64)内均设有压紧弹簧(65)和夹持板(66)，所述夹持板(66)远离压紧弹簧(65)的一侧均穿过延伸板(63)，两个所述夹持板(66)的相对侧均设有夹线槽(610)，两个所述夹线槽(610)之间均设有二号绳索(67)，所述二号绳索(67)的两端均连接有着力球(68)，所述坡面监测箱(6)的两个相对内侧面上均嵌设有永磁铁(69)。
4.根据权利要求1所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，所述摄像头(42)、雨量计(44)、信号发射器(45)、转数计数器(33)和拉力计(62)均与控制器(53)电性连接，三个所述太阳能电池板(47)均通过导线与锂电池(52)电性连接。
5.根据权利要求1所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，所述雨量计(44)、警报灯(43)和摄像头(42)从上至下依次设置，所述雨量计(44)、警报灯(43)、摄像头(42)和信号发射器(45)均与延伸杆(41)螺丝固定。
6.根据权利要求2所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，所述沉降板(312)位于放置槽(11)下方的基槽坑内，所述转轴(36)的其中一端穿过支撑架(34)与转数计数器(33)的检测端固定连接。
7.根据权利要求3所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，所述滑块(61)与坡面监测箱(6)内壁滑动连接，两个所述永磁铁(69)分别与两个滑腔(64)对应。
8.根据权利要求3所述的基于北斗数据通信的远程边坡安全监测数据采集装置，其特征在于，两个所述夹持板(66)对称设置，两个所述夹线槽(610)共同围成圆形结构，所述夹持板(66)为导磁性材料制成。
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