CN112762887A - 一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统 - Google Patents
一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及大坝测量领域，具体的说是一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，包括大坝本体、收纳机构、测量机构以及调节机构，大坝本体的顶部固定设置有用于收纳测量机构以及调节机构的收纳机构，收纳机构的一侧设置有测量机构以及调节机构，收纳机构包括固定设置于大坝本体顶部的支撑柱。通过设置收纳机构、测量机构以及调节机构，通过风速测量仪检测风速以及风量，当风速较大时，启动第二电机收卷连接绳，使得测量机构得到收纳，再启动第一电机带动测量机构以及调节机构收纳至收纳箱的内部进行防护，减少了测量机构收到风力的损坏，该装置对风力检测的同时可进行收纳和延伸，便于及时进行测量，保证了测量效率。
Description
技术领域
本发明涉及大坝测量领域，具体说是一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统。
背景技术
大坝作为重大水利工程的关键枢纽工程，其稳定安全与否直接关系到整个水利工程其它辅助工程正常运行，并直接影响和决定着重大水利工程整体的安全性与设计效益的发挥，更重要的是其稳定性和安全直接关系下游区域人民群众的生命财产安全、社会经济建设和生态环境安全等，混凝土坝和砌石坝建成蓄水水库运用后，在水压力、泥沙压力、浪压力、扬压力以及温度变化等作用下，坝体必然发生变形。坝体的变形与各种荷载作用和影响因素的变化具有相应的规律性变化，并在允许的范围之内，这是正常的现象，然而，坝体的异常变形则往往是大坝破坏事故的先兆。
常规坝体表面监测设备大多是固定架设于坝体表面，无需工作人员现场测量，通过工作人员远程控制进行测量，便于使用，但由于水面风速较大，设置于坝体表面的监测设备容易的被外界因素的影响，导致监测设备被风吹至倾斜或直接吹断的情况出现，导致测量数据出现偏差，经常需要工作人员现场检修，其使用性大大降低。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，包括大坝本体、收纳机构、测量机构以及调节机构，所述大坝本体的顶部固定设置有用于收纳测量机构以及调节机构的收纳机构，所述收纳机构的一侧设置有测量机构以及调节机构，所述收纳机构包括固定设置于大坝本体顶部的支撑柱，所述支撑柱的顶部固定设置有第一电机，所述第一电机的一侧固定设置有收纳箱，所述收纳箱的内部活动连接有表面活动设置有螺母筒的丝杆，所述丝杆的一端与第一电机的输出端固定连接，所述螺母筒的顶部固定安装有内部固定设置有第二电机的电机箱，所述第二电机的输出端固定设置有连接绳，所述第一电机的顶部设置有风速测量仪；
所述测量机构包括活动设置于螺母筒一侧的连接座，所述连接座的一侧开设有滑槽且滑槽内壁的两侧均开设有稳定槽，所述连接座的另一侧固定设置有支撑筒，所述支撑筒的内部活动设置有第一测量筒且第一测量筒的内部活动设置有第二测量筒，所述第二测量筒的内部活动设置有第三测量筒且第三测量筒的内部活动设置有配重块，所述连接绳远离第二电机的一端依次贯穿支撑筒、第一测量筒、第二测量筒以及第三测量筒的内部并与配重块的顶部固定连接，所述第一测量筒、第二测量筒、第三测量筒以及配重块的一侧均固定设置有距离传感器以及光谱传感器。
具体的，所述支撑筒内壁的一侧开设有活动槽，所述第一测量筒的一侧固定设置有端边延伸至活动槽的内部的第一限位柱，所述第一测量筒内壁的一侧开设有第一连接槽，所述第二测量筒的一侧固定设置有端边延伸至第一连接槽内部的第二限位柱。
具体的，所述第二测量筒内壁的一侧开设有第二连接槽，所述第三测量筒的一侧固定设置于端边延伸至第二连接槽内部的第三定位柱，所述第三测量筒内壁的一侧开设有第三连接槽，所述配重块的一侧固定设置有端边延伸至第三连接槽内部的第四定位柱。
具体的，所述支撑柱的右侧面固定嵌设有控制器，所述控制器与距离传感器、光谱传感器以及风速测量仪双向电连接，所述第一电机以及第二电机的输入端均与控制器的输出端电连接。
具体的，所述支撑柱底部固定设置有稳定座，所述稳定座的底部固定设置于大坝本体的顶部，所述稳定座的一侧固定设置有斜撑，所述斜撑远离稳定座的一端与收纳箱的底部固定连接。
具体的，所述收纳箱内壁的顶面开设有限位槽，所述螺母筒的顶部固定设置有顶端延伸至限位槽内部的限位杆，所述第一测量筒、第二测量筒、第三测量筒以及配重块的顶部均设置有弹簧，所述电机箱的左侧面固定设置有内部与连接绳表面活动套接的防护管，所述防护管的左端与支撑筒顶部固定连接。
具体的，所述收纳箱内壁的底面开设有支撑槽，所述螺母筒的底部固定设置有底部延伸至支撑槽内部的支撑板，所述丝杆的表面开设有螺纹，所述螺母筒的内部开设有与丝杆表面相啮合的内螺纹。
具体的，所述调节机构包括固定设置于支撑板左侧面的固定杆，所述固定杆的表面螺纹套接有调节筒，所述调节筒的一端固定安装有表面活动套接有活动筒的连接块，所述活动筒的一端铰接有滑杆。
具体的，所述滑杆远离活动筒的一端延伸至滑槽的内部，所述滑杆的正面以及背面均固定设置有连接板，两个所述连接板的相背端分别延伸至两个稳定槽的内部。
具体的，所述电机箱的左侧面开设有第一连接孔，所述支撑筒的顶部开设有第二连接孔，所述第一连接孔以及第二连接孔内壁的顶面和底面均活动设置有导向轮，导向轮的表面与连接绳的表面活动连接。
本发明的有益效果：
(1)、本发明所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，通过设置收纳机构、测量机构以及调节机构，通过风速测量仪检测风速以及风量，当风速较大时，启动第二电机收卷连接绳，使得测量机构得到收纳，再启动第一电机带动测量机构以及调节机构收纳至收纳箱的内部进行防护，减少了测量机构收到风力的损坏，该装置对风力检测的同时可进行收纳和延伸，便于及时进行测量，保证了测量效率。
(2)、本发明所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，通过设置测量机构，弹簧的设置，使得连接绳放卷时，弹簧回弹助推使得第一测量筒、第二测量筒、第三测量筒以及配重块之间快速脱离进行延伸，配合配重块，避免了卡住的情况出现。
(3)、本发明所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，通过设置收纳机构，连接绳放卷与收卷时均带动导向轮转动，导向轮的设置，避免了连接绳与第一连接孔和第二连接孔产生直接磨损的情况出现，保证了连接绳的使用寿命。
(4)、本发明所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，通过设置测量机构以及调节机构，转动调节筒带动连接块抵触活动筒，使得活动筒通过滑杆抵触连接座进行翻转，同时连接座带动滑杆进行翻转，从而对连接座的角度进行调节，可适配不同倾斜角度的大坝进行使用，保证了适用性和测量精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统的结构示意图；
图2为图1中A处的结构放大图；
图3为本发明提供的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统的结构剖面图；
图4为图3中A处的结构放大图；
图5为图3中B处的结构放大图；
图6为图3中C处的结构放大图；
图7为本发明提供的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统的收纳箱结构剖面图。
图8为本发明提供的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统的系统控制框图。
图中：1、大坝本体；2、收纳机构；21、支撑柱；211、控制器；212、稳定座；213、斜撑；22、第一电机；23、收纳箱；231、限位槽；232、支撑槽；24、丝杆；25、螺母筒；26、电机箱；261、第二电机；262、连接绳；263、第一连接孔；264、防护管；27、限位杆；28、支撑板；29、风速测量仪；3、测量机构；31、连接座；311、滑槽；312、稳定槽；32、支撑筒；321、第二连接孔；322、活动槽；33、第一测量筒；331、第一连接槽；34、第二测量筒；341、第二连接槽；35、第三测量筒；351、第三连接槽；36、配重块；37、距离传感器；38、光谱传感器；39、弹簧；4、调节机构；41、固定杆；42、调节筒；43、连接块；44、活动筒；45、滑杆；46、连接板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图8所示，本发明所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，包括大坝本体1、收纳机构2、测量机构3以及调节机构4，所述大坝本体1的顶部固定设置有用于收纳测量机构3以及调节机构4的收纳机构2，所述收纳机构2的一侧设置有测量机构3以及调节机构4，所述收纳机构2包括固定设置于大坝本体1顶部的支撑柱21，所述支撑柱21的顶部固定设置有第一电机22，所述第一电机22的一侧固定设置有收纳箱23，所述收纳箱23的内部活动连接有表面活动设置有螺母筒25的丝杆24，所述丝杆24的一端与第一电机22的输出端固定连接，所述螺母筒25的顶部固定安装有内部固定设置有第二电机261的电机箱26，所述第二电机261的输出端固定设置有连接绳262，所述第一电机22的顶部设置有风速测量仪29。
所述测量机构3包括活动设置于螺母筒25一侧的连接座31，所述连接座31的一侧开设有滑槽311且滑槽311内壁的两侧均开设有稳定槽312，所述连接座31的另一侧固定设置有支撑筒32，所述支撑筒32的内部活动设置有第一测量筒33且第一测量筒33的内部活动设置有第二测量筒34，所述第二测量筒34的内部活动设置有第三测量筒35且第三测量筒35的内部活动设置有配重块36，所述连接绳262远离第二电机261的一端依次贯穿支撑筒32、第一测量筒33、第二测量筒34以及第三测量筒35的内部并与配重块36的顶部固定连接，所述第一测量筒33、第二测量筒34、第三测量筒35以及配重块36的一侧均固定设置有距离传感器37以及光谱传感器38。
具体的，所述支撑筒32内壁的一侧开设有活动槽322，所述第一测量筒33的一侧固定设置有端边延伸至活动槽322的内部的第一限位柱，所述第一测量筒33内壁的一侧开设有第一连接槽331，所述第二测量筒34的一侧固定设置有端边延伸至第一连接槽331内部的第二限位柱，所述第二测量筒34内壁的一侧开设有第二连接槽341，所述第三测量筒35的一侧固定设置于端边延伸至第二连接槽341内部的第三定位柱，所述第三测量筒35内壁的一侧开设有第三连接槽351，所述配重块36的一侧固定设置有端边延伸至第三连接槽351内部的第四定位柱，第一定位柱、第二定位、第三定位柱以及第四定位柱配合活动槽322、第一连接槽331、第二连接槽341以及第三连接槽351，避免了支撑筒32、第一测量筒33、第二测量筒34、第三测量筒35以及配重块36相互脱离，通过设置收纳机构2、测量机构3以及调节机构4，通过风速测量仪29检测风速以及风量，当风速较大时，启动第二电机261收卷连接绳262，使得测量机构3得到收纳，再启动第一电机22带动测量机构3以及调节机构4收纳至收纳箱23的内部进行防护，减少了测量机构3收到风力的损坏，该装置对风力检测的同时可进行收纳和延伸，便于及时进行测量，保证了测量效率。
具体的，所述支撑柱21的右侧面固定嵌设有控制器211，第一电机22、第二电机261、距离传感器37、光谱传感器38、风速测量仪29以及控制器211均为常规结构，所述控制器211与距离传感器37、光谱传感器38以及风速测量仪29双向电连接，所述第一电机22以及第二电机261的输入端均与控制器211的输出端电连接，风速测量仪29可以检测风速以及风量，便于工作人员及时将测量机构3以及调节机构4收纳至收纳箱23的内部，距离传感器37检测大坝本体1表面水平和竖直方向的位移变化可以得出大坝本体1的沉降数据，光谱传感器38检测大坝本体1表面风力侵蚀和大坝本体1表面的水分含量可以得出大坝本体1表面的抗渗性能数据，控制器211的内部包括有用于传输数据的无线信号收发模块，便于工作人员远程控制。
具体的，所述支撑柱21底部固定设置有稳定座212，所述稳定座212的底部固定设置于大坝本体1的顶部，所述稳定座212的一侧固定设置有斜撑213，所述斜撑213远离稳定座212的一端与收纳箱23的底部固定连接，稳定座212用于对支撑柱21进行支撑，保证了支撑柱21的稳定性，斜撑213用于对收纳箱23进行支撑，保证了收纳箱23的稳定性。
具体的，所述收纳箱23内壁的顶面开设有限位槽231，所述螺母筒25的顶部固定设置有顶端延伸至限位槽231内部的限位杆27，所述第一测量筒33、第二测量筒34、第三测量筒35以及配重块36的顶部均设置有弹簧39，所述电机箱26的左侧面固定设置有内部与连接绳262表面活动套接的防护管264，所述防护管264的左端与支撑筒32顶部固定连接，防护管264采用常规可拉伸橡胶管，防护管264用于对连接绳262进行防护，保证了外观性，弹簧39的设置，使得第一测量筒33、第二测量筒34、第三测量筒35以及配重块36收纳后压缩弹簧39，连接绳262放卷时，弹簧39回弹助推使得第一测量筒33、第二测量筒34、第三测量筒35以及配重块36之间快速脱离进行延伸，减少了卡住的情况，限位槽231配合限位杆27，避免了螺母筒25脱离丝杆24的表面，保证了稳定性。
具体的，所述收纳箱23内壁的底面开设有支撑槽232，所述螺母筒25的底部固定设置有底部延伸至支撑槽232内部的支撑板28，所述丝杆24的表面开设有螺纹，所述螺母筒25的内部开设有与丝杆24表面相啮合的内螺纹，启动第一电机22带动丝杆24转动，使得丝杆24带动螺母筒25进行移动，螺母筒25移动时带动支撑板28在支撑槽232的内部滑动，支撑板28配合支撑槽232对螺母筒25进行支撑，保证了螺母筒25的稳定性。
具体的，所述调节机构4包括固定设置于支撑板28左侧面的固定杆41，所述固定杆41的表面螺纹套接有调节筒42，所述调节筒42的一端固定安装有表面活动套接有活动筒44的连接块43，所述活动筒44的一端铰接有滑杆45，所述滑杆45远离活动筒44的一端延伸至滑槽311的内部，所述滑杆45的正面以及背面均固定设置有连接板46，两个所述连接板46的相背端分别延伸至两个稳定槽312的内部，通过调节机构4可根据大坝本体1表面的倾斜度对测量机构3进行调整，转动调节筒42，调节筒42带动连接块43在活动筒44的内部滑动的同时抵触活动筒44，使得活动筒44通过滑杆45抵触连接座31进行翻转，同时连接座31带动滑杆45进行翻转，从而对连接座31的角度进行调节，进一步保证了测量精度。
具体的，所述电机箱26的左侧面开设有第一连接孔263，所述支撑筒32的顶部开设有第二连接孔321，所述第一连接孔263以及第二连接孔321内壁的顶面和底面均活动设置有导向轮，导向轮的表面与连接绳262的表面活动连接，连接绳262放卷与收卷时均带动导向轮转动，导向轮的设置，避免了连接绳262与第一连接孔263和第二连接孔321产生磨损的情况出现，保证了连接绳262的使用寿命。
在使用时，距离传感器37检测大坝本体1表面水平和竖直方向的位移变化可以得出大坝本体1的沉降数据，光谱传感器38检测大坝本体1表面风力侵蚀和大坝本体1表面的水分含量可以得出大坝本体1表面的抗渗性能数据，风速测量仪29可以检测风速以及风量，便于工作人员及时将测量机构3以及调节机构4收纳至收纳箱23的内部，需要对测量机构3的角度进行调节时，转动调节筒42，调节筒42带动连接块43在活动筒44的内部滑动的同时抵触活动筒44，使得活动筒44通过滑杆45抵触连接座31进行翻转，同时连接座31带动滑杆45进行翻转，从而对连接座31的角度进行调节，需要对测量机构3进行收纳时，启动第二电机261收卷连接绳262，使得连接绳262依次拉动配重块36、第三测量筒35、第二测量筒34以及第一测量筒33收纳至支撑筒32的内部，再启动第一电机22带动丝杆24转动，使得丝杆24表面的螺母筒25向右移动，使得螺母筒25带动收纳后的测量机构3向收纳箱23的内部移动，通过上述完成对该装置的操作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，包括大坝本体(1)、收纳机构(2)、测量机构(3)以及调节机构(4)，其特征在于：所述大坝本体(1)的顶部固定设置有用于收纳测量机构(3)以及调节机构(4)的收纳机构(2)，所述收纳机构(2)的一侧设置有测量机构(3)以及调节机构(4)，所述收纳机构(2)包括固定设置于大坝本体(1)顶部的支撑柱(21)，所述支撑柱(21)的顶部固定设置有第一电机(22)，所述第一电机(22)的一侧固定设置有收纳箱(23)，所述收纳箱(23)的内部活动连接有表面活动设置有螺母筒(25)的丝杆(24)，所述丝杆(24)的一端与第一电机(22)的输出端固定连接，所述螺母筒(25)的顶部固定安装有内部固定设置有第二电机(261)的电机箱(26)，所述第二电机(261)的输出端固定设置有连接绳(262)，所述第一电机(22)的顶部设置有风速测量仪(29)；
所述测量机构(3)包括活动设置于螺母筒(25)一侧的连接座(31)，所述连接座(31)的一侧开设有滑槽(311)且滑槽(311)内壁的两侧均开设有稳定槽(312)，所述连接座(31)的另一侧固定设置有支撑筒(32)，所述支撑筒(32)的内部活动设置有第一测量筒(33)且第一测量筒(33)的内部活动设置有第二测量筒(34)，所述第二测量筒(34)的内部活动设置有第三测量筒(35)且第三测量筒(35)的内部活动设置有配重块(36)，所述连接绳(262)远离第二电机(261)的一端依次贯穿支撑筒(32)、第一测量筒(33)、第二测量筒(34)以及第三测量筒(35)的内部并与配重块(36)的顶部固定连接，所述第一测量筒(33)、第二测量筒(34)、第三测量筒(35)以及配重块(36)的一侧均固定设置有距离传感器(37)以及光谱传感器(38)。
2.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述支撑筒(32)内壁的一侧开设有活动槽(322)，所述第一测量筒(33)的一侧固定设置有端边延伸至活动槽(322)的内部的第一限位柱，所述第一测量筒(33)内壁的一侧开设有第一连接槽(331)，所述第二测量筒(34)的一侧固定设置有端边延伸至第一连接槽(331)内部的第二限位柱。
3.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述第二测量筒(34)内壁的一侧开设有第二连接槽(341)，所述第三测量筒(35)的一侧固定设置于端边延伸至第二连接槽(341)内部的第三定位柱，所述第三测量筒(35)内壁的一侧开设有第三连接槽(351)，所述配重块(36)的一侧固定设置有端边延伸至第三连接槽(351)内部的第四定位柱。
4.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述支撑柱(21)的右侧面固定嵌设有控制器(211)，所述控制器(211)与距离传感器(37)、光谱传感器(38)以及风速测量仪(29)双向电连接，所述第一电机(22)以及第二电机(261)的输入端均与控制器(211)的输出端电连接。
5.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述支撑柱(21)底部固定设置有稳定座(212)，所述稳定座(212)的底部固定设置于大坝本体(1)的顶部，所述稳定座(212)的一侧固定设置有斜撑(213)，所述斜撑(213)远离稳定座(212)的一端与收纳箱(23)的底部固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述收纳箱(23)内壁的顶面开设有限位槽(231)，所述螺母筒(25)的顶部固定设置有顶端延伸至限位槽(231)内部的限位杆(27)，所述第一测量筒(33)、第二测量筒(34)、第三测量筒(35)以及配重块(36)的顶部均设置有弹簧(39)，所述电机箱(26)的左侧面固定设置有内部与连接绳(262)表面活动套接的防护管(264)，所述防护管(264)的左端与支撑筒(32)顶部固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述收纳箱(23)内壁的底面开设有支撑槽(232)，所述螺母筒(25)的底部固定设置有底部延伸至支撑槽(232)内部的支撑板(28)，所述丝杆(24)的表面开设有螺纹，所述螺母筒(25)的内部开设有与丝杆(24)表面相啮合的内螺纹。
8.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述调节机构(4)包括固定设置于支撑板(28)左侧面的固定杆(41)，所述固定杆(41)的表面螺纹套接有调节筒(42)，所述调节筒(42)的一端固定安装有表面活动套接有活动筒(44)的连接块(43)，所述活动筒(44)的一端铰接有滑杆(45)。
9.根据权利要求8所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述滑杆(45)远离活动筒(44)的一端延伸至滑槽(311)的内部，所述滑杆(45)的正面以及背面均固定设置有连接板(46)，两个所述连接板(46)的相背端分别延伸至两个稳定槽(312)的内部。
10.根据权利要求1所述的一种大坝坝体表面变形监测自动化测量控制系统，其特征在于：所述电机箱(26)的左侧面开设有第一连接孔(263)，所述支撑筒(32)的顶部开设有第二连接孔(321)，所述第一连接孔(263)以及第二连接孔(321)内壁的顶面和底面均活动设置有导向轮，导向轮的表面与连接绳(262)的表面活动连接。
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