CN111982768B - 一种水土保持监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水土保持监测装置，基座前端通过铰接部连接测试箱，测试箱上端设有与其相通的围板机构，测试箱侧部和地面之间设有伸缩气缸，围板机构中心竖向设置有分隔板，分隔板下部开设有过孔，过孔内穿设有泥沙传感器，测试箱内顶部设有滑道，滑道内设有滑块，滑块传动连接泥沙传感器，围板机构上端中心设有驱动电机，分隔板上端设有孔板机构，驱动电机传动连接孔板机构，孔板机构通过传动机构传动连接滑块，孔板机构两侧分别设有第一雨量传感器和第二雨量传感器。本发明结构设计巧妙，使用方便高效，水土保持监测数据准确，可实现多雨量数据条件下的水土保持监测。

Description

一种水土保持监测装置

技术领域

本发明实施例涉及水土保持监测技术领域，具体涉及一种水土保持监测装置。

背景技术

水土保持监测是指对水土流失发生、发展、危害及水土保持效益进行长期的调查、观测和分析工作。通过水土保持监测，摸清水土流失类型、强度与分布特征、危害及其影响情况、发生发展规律、动态变化趋势，对水土流失综合治理和生态环境建设宏观决策以及科学、合理、系统地布设水土保持各项措施具有重要意义。

现有技术中，对水土保持监测的主要监测数据包括降雨量、流失量等，通常是采用人工携带相关的检测仪器到达指定的地点进行检测，并将检测数据进行汇总后分析，难以实时获得水土流失量的监测数据，导致数据测量不准确。并当对某一地进行水土流失趋势进行分析时，降雨量的大小完全由天气决定，因此，无法测量在各种雨量条件下的水土流失趋势。

因此，如何提供一种水土保持监测装置，能够实现水土保持进行自动监测，同时可测定不同雨量条件下的水土流失趋势，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种水土保持监测装置，以解决现有技术中存在的相关技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种水土保持监测装置，包括基座、铰接部、伸缩气缸、泥沙传感器、测试箱、传动机构、滑道、滑块、驱动电机、分隔板、过孔、围板机构、孔板机构、第一雨量传感器和第二雨量传感器，所述基座前端通过铰接部连接测试箱，所述测试箱上端设有与其相通的围板机构，所述测试箱侧部和地面之间设有伸缩气缸，所述围板机构中心竖向设置有分隔板，所述分隔板下部开设有过孔，所述过孔内穿设有泥沙传感器，所述测试箱内顶部设有滑道，所述滑道内设有滑块，所述滑块传动连接所述泥沙传感器，所述围板机构上端中心设有驱动电机，所述分隔板上端设有孔板机构，所述驱动电机传动连接所述孔板机构，所述孔板机构通过传动机构传动连接所述滑块，所述孔板机构两侧分别设有第一雨量传感器和第二雨量传感器。

进一步地，所述孔板机构包括第一孔板、第二孔板、转轴、套管、拨杆、铰接点和扭簧，所述分隔板上端固定有套管，所述套管沿所述分隔板长度方向设置，所述套管上端设有相互叠加的第一孔板和第二孔板，所述第一孔板和第二孔板均通过铰接点铰接在所述套管外壁上，所述铰接点上设有扭簧，所述套管内穿设有转轴，所述转轴一端与驱动电机传动连接，所述转轴另一端传动连接传动机构，所述转轴上设有两个对称设置的拨杆，两个所述拨杆分别与所述第一孔板和第二孔板相抵。

进一步地，所述第一孔板和第二孔板的形状与所述分隔板任意一侧的所述围板机构的形状相同，且所述第一孔板和第二孔板的面积大于所述分隔板任意一侧的所述围板机构的面积。

进一步地，所述第一孔板和第二孔板紧密叠加形成叠加孔，并当所述第一孔板和第二孔板从所述围板机构一侧转向另一侧时，叠加孔的大小从大变小。

进一步地，所述传动机构包括驱动齿轮、支杆、支撑件和齿条，所述驱动齿轮设于所述转轴端部，所述泥沙传感器两端对称固定有支撑件，所述支撑件通过支杆与滑块固定连接，所述滑块下端设有与所述驱动齿轮配合的齿条。

进一步地，还包括支撑杆、风速传感器、风向传感器、摄像头、温湿度传感器和尘土传感器，所述支撑杆设于所述围板机构上端，且所述支撑杆垂直于所述分隔板，所述支撑杆上设有风速传感器、风向传感器、摄像头、温湿度传感器和尘土传感器。

进一步地，所述围板机构包括主围板和缩口板，所述主围板下端设有缩口板，所述缩口板与所述测试箱相接，所述分隔板设于所述主围板中心，且所述分隔板伸入所述测试箱内。

进一步地，还包括橡胶围垫，所述橡胶围垫固定在所述过孔内缘上，且所述橡胶围垫与泥沙传感器相接触。

进一步地，还包括照明灯，所述照明灯设于所述支撑杆上。

进一步地，还包括太阳能发电装置，所述太阳能发电装置设于所述基座上端。

本发明实施例具有如下优点：

本申请通过设置围板机构、测试箱和泥沙传感器，可在下雨时，冲刷的围板机构内的土层产生混合水体，并向下流入到测试箱内，经过泥沙传感器，从而能够实时监测水土保持情况，同时还设置了第一雨量传感器和第二雨量传感器，从而可监测到多个水土保持相关的数据，方便对水土保持情况进行综合的评价；同时在围板机构内设置了分隔板和孔板机构，可通过孔板机构的动作，实现对分隔板两侧的区域进行遮挡，且第一孔板和第二孔板叠加产生的叠加孔能够实现漏雨的大小调节，并结合第一雨量传感器和第二雨量传感器对雨量的监测，从而可获得多个雨量大小情况下的水土流失状况，提高了监测数据的多样性和设备使用的方便性，同时通过传动机构实现泥沙传感器在分隔板两侧的传送，使得泥沙传感器与孔板机构配合使用。本发明结构设计巧妙，使用方便高效，水土保持监测数据准确，可实现多雨量数据条件下的水土保持监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种水土保持监测装置主视图；

图2为本发明实施例提供的一种水土保持监测装置后视图；

图3为本发明实施例提供的图1中A处局部放大图；

图4为本发明实施例提供的围板机构的俯视图；

图5为本发明实施例提供的图4中转轴和分隔板交接处结构示意图；

图6为本发明实施例提供的测试箱的剖视图；

图7为本发明实施例提供的分隔板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的围板机构和测试箱直立状态图；

图中：

1基座；2铰接部；3伸缩气缸；4泥沙传感器；5测试箱；6传动机构；601驱动齿轮；602支杆；603支撑件；604齿条；7滑道；8滑块；9驱动电机；10分隔板；11过孔；12围板机构；121主围板；122缩口板；13孔板机构；131第一孔板；132第二孔板；133转轴；134套管；135拨杆；136铰接点；14第一雨量传感器；15第二雨量传感器；16支撑杆；17风速传感器；18风向传感器；19摄像头；20温湿度传感器；21尘土传感器；22橡胶围垫；23照明灯；24太阳能发电装置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种水土保持监测装置，旨在实现对某一地方的实时水土保持监测，同时实现多雨量条件下的水土保持数据的监测。如图1-8，具体包括基座1、铰接部2、伸缩气缸3、泥沙传感器4、测试箱5、传动机构6、滑道7、滑块8、驱动电机9、分隔板10、过孔11、围板机构12、孔板机构13、第一雨量传感器14和第二雨量传感器15。如图1-2所示，基座1为中空的支撑结构，用于当围板机构12和测试箱5支起时，对围板机构12和测试箱5进行支撑。所述基座1前端通过铰接部2连接测试箱5，所述测试箱5上端设有与其相通的围板机构12，在下雨时，围板机构12内水土流失会集中到测试箱5内进行检测，所述测试箱5侧部和地面之间设有伸缩气缸3，因此，测试箱5和围板机构12存在两种状态，一种是测试箱5和围板机构12铺设在地面上，另一种是在伸缩气缸3的带动下，测试箱5绕铰接部2翻转到基座1上端。所述围板机构12中心竖向设置有分隔板10，分隔板10将围板机构12分隔成两个左右对称的区域，因此在下雨时，可同时检测两个区域的水土保持情况，所述分隔板10下部开设有过孔11，所述过孔11内穿设有泥沙传感器4，泥沙传感器4能够穿过过孔11，实现泥沙传感器4在两个区域之间的切换。具体的，所述测试箱5内顶部设有滑道7，所述滑道7内设有滑块8，所述滑块8传动连接所述泥沙传感器4，因此，通过滑块8在滑道7内的滑动，带动泥沙传感器4在分隔板10上的穿过。所述围板机构12上端中心设有驱动电机9，所述分隔板10上端设有孔板机构13，孔板机构13用于对分隔板10两侧的区域进行遮挡，实现对降雨量大小的干扰，从而进行不同降雨量条件下的水土保持监测。所述驱动电机9传动连接所述孔板机构13，因此，孔板机构13可在驱动电机9的带动下，在分隔板10两侧的区域内切换，所述孔板机构13通过传动机构6传动连接所述滑块8，因此，传动机构6可带动滑块8在滑道7内滑动，所述孔板机构13两侧分别设有第一雨量传感器14和第二雨量传感器15，第一雨量传感器14和第二雨量传感器15能够监测雨量的大小，而当孔板机构13遮盖其中一个区域时，第一雨量传感器14可进行真实雨量的测定，而第二雨量传感器15能够监测被遮挡后的雨量数据，而当孔板机构13翻转到另一区域时，第一雨量传感器14和第二雨量传感器15的测量数据相反。

基于以上结构和使用方式，为了实现孔板机构13在左右两侧的围板机构12区域内切换，进一步地，所述孔板机构13包括第一孔板131、第二孔板132、转轴133、套管134、拨杆135、铰接点136和扭簧(图中未示出)。所述分隔板10上端固定有套管134，所述套管134沿所述分隔板10长度方向设置，具体的，套管134和分隔板10可通过焊接固定。所述套管134上端设有相互叠加的第一孔板131和第二孔板132，所述第一孔板131和第二孔板132均通过铰接点136铰接在所述套管134外壁上，并通过所述铰接点136上设有扭簧，给第一孔板131和第二孔板132施加一个力，使得第一孔板131和第二孔板132之间相互贴近叠加，由于第一孔板131和第二孔板132上均设置漏雨孔，从而在两个孔板叠加后，会有叠加孔产生，落在两个叠加孔板上的雨滴会从叠加孔向下漏出，通过第一孔板131和第二孔板132之间叠加孔的大小，实现对雨水下落的控制。所述套管134内穿设有转轴133，所述转轴133一端与驱动电机9传动连接，所述转轴133另一端传动连接传动机构6，所述转轴133上设有两个对称设置的拨杆135，两个所述拨杆135分别与所述第一孔板131和第二孔板132相抵。因此，在使用时，通过驱动电机9输出轴的转动，能够带动转轴133的转动，转轴133带动其上设置的拨杆135同样绕转轴133转动，拨杆135的正向或反向转动，能够拨动相互叠加的第一孔板131和第二孔板132翻转到分隔板10的任意一侧，第一孔板131和第二孔板132形成的叠加结构能够对围板机构12一侧和分隔板10形成的区域进行遮挡，具体的，所述第一孔板131和第二孔板132的形状与所述分隔板10任意一侧的所述围板机构12的形状相同，且所述第一孔板131和第二孔板132的面积大于所述分隔板10任意一侧的所述围板机构12的面积。因此，在使用时，通过第一孔板131和第二孔板132形成的叠加结构，对分隔板10任意一侧的围板机构12进行遮挡，从而能够通过第一孔板131和第二孔板132之间叠加形成的叠加孔来控制雨量。具体的，在实际使用时，需要对第一孔板131和第二孔板132的开孔位置和重叠位置进行设计，并能够实现所述第一孔板131和第二孔板132紧密叠加形成叠加孔，并当所述第一孔板131和第二孔板132从所述围板机构12一侧转向另一侧时，叠加孔的大小从大变小，从而通过上述过程能够模拟各不同雨量条件下的水土保持情况，能够在多个雨量条件下进行准确测量水土保持数据。

为了减少驱动部件的设置，本申请通过设置传动机构6，实现驱动电机9带动滑块8在滑道7内的滑动，从而实现泥沙传感器4在分隔板10两侧的切换。具体地，所述传动机构6包括驱动齿轮601、支杆602、支撑件603和齿条604。所述驱动齿轮601设于所述转轴133端部，通过转轴133的转动带动驱动齿轮601转动，所述泥沙传感器4两端对称固定有支撑件603，从而将泥沙传感器4夹持在两个支撑件603之间，所述支撑件603通过支杆602与滑块8固定连接，两个支杆602分别设置在分隔板10两侧，所述滑块8下端设有与所述驱动齿轮601配合的齿条604，驱动齿轮601转动带动齿条604横向移动，齿条604与滑块8固定连接，从而使得滑块8在滑道7内滑动，进而使得滑块8下端固定连接的支撑件603和泥沙传感器4穿过分隔板10。

为了实现对此待监测区域更多参数的监控，进一步地，还包括支撑杆16、风速传感器17、风向传感器18、摄像头19、温湿度传感器20和尘土传感器21，所述支撑杆16设于所述围板机构12上端，且所述支撑杆16垂直于所述分隔板10，所述支撑杆16上设有风速传感器17、风向传感器18、摄像头19、温湿度传感器20和尘土传感器21。在此实施例中，应用的风速传感器17、风向传感器18、摄像头19、温湿度传感器20和尘土传感器21均属于现有技术中常用部件，在此不再赘述。

为了实现对围板机构12和测试箱5之间的连通，进一步地，所述围板机构12包括主围板121和缩口板122。主围板121结构为三面围挡的板体，主围板121下端设置开口，所述主围板121下端设有缩口板122，且缩口板122朝向测试箱5方向逐渐缩小，所述缩口板122与所述测试箱5相接，所述分隔板10设于所述主围板121中心，且所述分隔板10伸入所述测试箱5内。因此，在使用时，通过分隔板10将主围板121分为对称的两个区域，在雨水的冲刷下，泥水会从缩口板122和分隔板10之间区域流入到测试箱5内，泥沙传感器4则对应的布置在测试箱5内，方便对泥水中的泥沙含量进行监测。

基于以上结构和使用过程，泥沙传感器4穿设在过孔11上，为了防止泥沙传感器4从分隔板10的一侧到另一侧时，泥沙传感器4表面的泥沙会互相影响，进一步地，还包括橡胶围垫22，所述橡胶围垫22固定在所述过孔11内缘上，且所述橡胶围垫22与泥沙传感器4相接触。因此，在泥沙传感器4穿过过孔11时，通过橡胶围垫22能够将泥沙传感器4表面的黏附泥沙刮除。

进一步地，还包括照明灯23，所述照明灯23设于所述支撑杆16上。方便在气象条件较差时，能够进行补光，满足摄像头19的拍摄要求，方便后台人员对现场状况进行监控。照明灯23采用普通灯具就可以，在此不再赘述。

进一步地，还包括太阳能发电装置24，所述太阳能发电装置24设于所述基座1上端。太阳能发电装置24能够在天气较好时，进行太阳能发电，供应此设备上的用电部件。太阳能发电装置24属于现有技术中常用设备，在此不再赘述。

基于以上结构，本发明实施例的使用过程如下：

在未下雨时，通过伸缩气缸3将测试箱5和围板机构12支撑起来，测试箱5绕铰接部2转动，最终使围板机构12和测试箱5处于竖直状态，支撑杆16上的各传感器能够实时监测待监测地方的参数特征，如温湿度情况、风速情况、风向情况等。

在下雨时，通过第一雨量传感器14和第二雨量传感器15能够监测雨量大小，并将相关信息传送给后台监测人员，而且摄像头19也能够拍摄现场状况，后台监测人员能够根据视频监测到是否下雨。伸缩气缸3带动测试箱5绕铰接部2转动，使得测试箱5和围板机构12到达地面，围板机构12与地面之间形成围设区域，通过驱动电机9带动转轴133转动，转轴133上的拨杆135对第一孔板131和第二孔板132进行挤压翻转，第一孔板131和第二孔板132形成的叠加结构对分隔板10一侧区域进行遮挡，通过转动转轴133调整第一孔板131和第二孔板132之间形成叠加孔的大小，从而调整漏雨量的大小。同时，转轴133转动过程中，其连接的传动机构6带动滑块8在滑道7内滑动，滑块8进一步带动支撑件603和泥沙传感器4横向移动，泥沙传感器4穿过过孔11进入到待监测的区域，泥沙传感器4对泥水中泥沙含量进行监测。而由于第一雨量传感器14和第二雨量传感器15分别设置在第一孔板131上和第二孔板132上，第一雨量传感器14监测到实际雨量，而第二雨量传感器15监测到叠加孔漏雨量，进而通过调整转轴133实现对第一孔板131和第二孔板132之间叠加孔大小的调节，从而可改变雨水从叠加孔向下漏出的雨量大小，实现多个雨量条件下的水土保持的数据监测。

本申请通过设置围板机构12、测试箱5和泥沙传感器4，可在下雨时，冲刷的围板机构12内的土层产生混合水体，并向下流入到测试箱5内，经过泥沙传感器4，从而能够实时监测水土保持情况，同时还设置了第一雨量传感器14和第二雨量传感器15，从而可监测到多个水土保持相关的数据，方便对水土保持情况进行综合的评价；同时在围板机构12内设置了分隔板10和孔板机构13，可通过孔11板机构的动作，实现对分隔板10两侧的区域进行遮挡，且第一孔板131和第二孔板132叠加产生的叠加孔能够实现漏雨的大小调节，并结合第一雨量传感器14和第二雨量传感器15对雨量的监测，从而可获得多个雨量大小情况下的水土流失状况，提高了监测数据的多样性和设备使用的方便性，同时通过传动机构6实现泥沙传感器4在分隔板10两侧的传送，使得泥沙传感器4与孔板机构13配合使用。本发明结构设计巧妙，使用方便高效，水土保持监测数据准确，可实现多雨量数据条件下的水土保持监测。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种水土保持监测装置，其特征在于，包括基座、铰接部、伸缩气缸、泥沙传感器、测试箱、传动机构、滑道、滑块、驱动电机、分隔板、过孔、围板机构、孔板机构、第一雨量传感器和第二雨量传感器，所述基座前端通过铰接部连接测试箱，所述测试箱与围板机构相通，所述测试箱侧部和地面之间设有伸缩气缸，所述测试箱和围板机构存在两种状态，一种是测试箱和围板机构铺设在地面上，另一种是在伸缩气缸的带动下，测试箱绕铰接部翻转到基座上端，当测试箱和围板机构铺设在地面上时，测试箱在围板机构的侧面，所述围板机构中心竖向设置有分隔板，所述分隔板下部开设有过孔，所述过孔内穿设有泥沙传感器，所述测试箱内顶部设有滑道，所述滑道内设有滑块，所述滑块传动连接所述泥沙传感器，所述围板机构上端中心设有驱动电机，所述分隔板上端设有孔板机构，所述驱动电机传动连接所述孔板机构，所述孔板机构通过传动机构传动连接所述滑块，所述孔板机构两侧分别设有第一雨量传感器和第二雨量传感器；

所述孔板机构包括第一孔板、第二孔板、转轴、套管、拨杆、铰接点和扭簧，所述分隔板上端固定有套管，所述套管沿所述分隔板长度方向设置，所述套管上端设有相互叠加的第一孔板和第二孔板，所述第一孔板和第二孔板均通过铰接点铰接在所述套管外壁上，所述铰接点上设有扭簧，所述套管内穿设有转轴，所述转轴一端与驱动电机传动连接，所述转轴另一端传动连接传动机构，所述转轴上设有两个对称设置的拨杆，两个所述拨杆分别与所述第一孔板和第二孔板相抵，通过所述驱动电机输出轴的转动，带动转轴的转动，所述转轴带动其上设置的拨杆同样绕转轴转动；

所述第一孔板和第二孔板的形状与所述分隔板任意一侧的所述围板机构的形状相同，且所述第一孔板和第二孔板的面积大于所述分隔板任意一侧的所述围板机构的面积；

所述传动机构包括驱动齿轮、支杆、支撑件和齿条，所述驱动齿轮设于所述转轴端部，通过转轴的转动带动驱动齿轮转动，所述泥沙传感器两端对称固定有支撑件，所述支撑件通过支杆与滑块固定连接，所述滑块下端固定连接有与所述驱动齿轮配合的齿条，驱动齿轮转动带动齿条横向移动，从而使得滑块在滑道内滑动；

所述围板机构包括主围板和缩口板，所述主围板侧端设有缩口板，所述缩口板与所述测试箱相接，所述分隔板设于所述主围板中心，且所述分隔板伸入所述测试箱内；

在下雨时，伸缩气缸带动测试箱绕铰接部转动，使得测试箱和围板机构到达地面，围板机构与地面之间形成围设区域，通过驱动电机带动转轴转动，转轴上的拨杆对第一孔板和第二孔板进行挤压翻转，第一孔板和第二孔板形成的叠加结构对分隔板一侧区域进行遮挡，通过转动转轴调整第一孔板和第二孔板之间形成叠加孔的大小，从而调整漏雨量的大小；同时，转轴转动过程中，其连接的传动机构带动滑块在滑道内滑动，滑块进一步带动支撑件和泥沙传感器横向移动，泥沙传感器穿过过孔进入到待监测的区域；

在下雨时，冲刷的围板机构内的土层产生混合水体并向下流入到测试箱内，经过泥沙传感器；泥沙传感器对泥水中的泥沙含量进行监测。

2.如权利要求1所述的水土保持监测装置，其特征在于，所述第一孔板和第二孔板紧密叠加形成叠加孔，并当所述第一孔板和第二孔板从所述围板机构一侧转向另一侧时，叠加孔的大小从大变小。

3.如权利要求1所述的水土保持监测装置，其特征在于，还包括支撑杆、风速传感器、风向传感器、摄像头、温湿度传感器和尘土传感器，所述支撑杆设于所述围板机构上端，且所述支撑杆垂直于所述分隔板，所述支撑杆上设有风速传感器、风向传感器、摄像头、温湿度传感器和尘土传感器。

4.如权利要求1所述的水土保持监测装置，其特征在于，还包括橡胶围垫，所述橡胶围垫固定在所述过孔内缘上，且所述橡胶围垫与泥沙传感器相接触。

5.如权利要求3所述的水土保持监测装置，其特征在于，还包括照明灯，所述照明灯设于所述支撑杆上。

6.如权利要求1所述的水土保持监测装置，其特征在于，还包括太阳能发电装置，所述太阳能发电装置设于所述基座上端。