CN113671584A - 一种岩溶地质环境智能化监测装置 - Google Patents

一种岩溶地质环境智能化监测装置 Download PDF

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CN113671584A CN202110926291.7A CN202110926291A CN113671584A CN 113671584 A CN113671584 A CN 113671584A CN 202110926291 A CN202110926291 A CN 202110926291A CN 113671584 A CN113671584 A CN 113671584A
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王春光
刘杰勋
孙振明
刘昕悦
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Abstract

本发明涉及岩溶地质设备技术领域，公开了一种岩溶地质环境智能化监测装置，包括地质雷达和用于安装地质雷达的安装箱；安装箱的两侧均安装有调节机构，调节机构包括固定在安装箱上的支撑板，支撑板上的一侧设置有第一伸缩组，支撑板上的另一侧设置有第二伸缩组；安装箱上沿其长度方向的一侧设置有第一检测系统，安装箱上沿其宽度方向的另一侧设置有第二检测系统；安装箱上安装有控制器，第一检测系统和第二检测系统检测安装箱是否水平，基于控制器的判断，控制器以控制第一伸缩组件和第二伸缩组件调节安装箱的位置。本发明结构简单，以使得地质雷达处于水平状态，降低监测误差。

Description

一种岩溶地质环境智能化监测装置
技术领域
本发明涉及岩溶地质设备技术领域，具体公开了一种岩溶地质环境智能化监测装置。
背景技术
岩溶地质学(karstology)又称喀斯特地质学，地质学与自然地理学之间的一门边缘科学。研究岩石溶解的机理和过程，主要研究内容有岩溶地貌景观，包括地表形态及地下溶洞、天坑以及岩溶水文地质与工程地质、岩溶生态环境等。
近年来，随着岩溶区土地资源、水资源和矿产资源开发以及工程建设等人类活动作用的不断增强，由此引发的岩溶塌陷灾害频繁发生，造成的损失越来越大，已成为岩溶区城市的主要地质灾害，严重妨碍城市经济建设与发展，由于岩溶塌陷的产生在时间上具突发性，在空间上具隐蔽性，采取地面常规监测手段来监测预报岩溶塌陷的产生非常困难。
中国专利公告号为CN109188539A公开了一种用于岩溶地质环境监测的装置，包括地质雷达，地质雷达的底端螺钉连接有支撑部件，支撑部件的左右两侧均卡接有收紧机构的一侧，且收紧机构的另一侧焊接有横板，横板的顶端插接有锥形柱，本发明可以保证地质雷达即使要安装在凹凸不平的地面上或者地面沉降后产生凹凸不平的现象，也可以保持地质雷达水平的状态，可以随着岩溶区地面的沉降对支撑地质雷达的支撑部件进行收紧，避免地质雷达发生偏移的现象，整体的稳定性较好，使用灵活，提高了在监测时的稳定以及安全性。
但是，在岩溶环境下，难以找到较为平缓的位置用于安装检测装置，因此提出一种溶地质环境智能化监测装置。
发明内容
本发明意在提供一种岩溶地质环境智能化监测装置，以解决在非平缓位置难以水平安装监测装置的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种岩溶地质环境智能化监测装置，包括地质雷达和用于安装地质雷达的安装箱；安装箱的两侧均安装有调节机构，调节机构包括固定在安装箱上的支撑板，支撑板上的一侧设置有第一伸缩组，支撑板上的另一侧设置有第二伸缩组；安装箱上沿其长度方向的一侧设置有第一检测系统，安装箱上沿其宽度方向的另一侧设置有第二检测系统；安装箱上安装有控制器，第一检测系统和第二检测系统检测安装箱是否水平，基于控制器的判断，控制器以控制第一伸缩组件和第二伸缩组件调节安装箱的位置。
进一步，第一伸缩组和第二伸缩组之间设置有支撑轴，支撑轴包括上支撑轴和下支撑轴，上支撑轴固定在支撑板上，上支撑轴与下支撑轴竖向滑动连接。
有益效果：由于上支撑轴和下支撑轴滑动，可以利用下支撑轴插入地面进行预定位，进行初步安装，然后再将第一伸缩组合第二伸缩组伸入地面进行再次安装，通过两次安装，提高安装的稳定性。
进一步，第一伸缩组包括若干中空的下轴和若干固定在支撑板上的上轴，下轴内固定有第一动力件，第一动力件的输出轴与上轴固定连接，第一动力件与控制器电连接。
有益效果：第一检测系统或第二检测系统检测到安装箱的一侧未水平时，第一动力件向上推动上轴和安装箱，以使得安装箱处于水平状态，进而即使遇到斜坡或有凹陷的位置，均可以将地质雷达水平安装，提高检测的精准性。
进一步，第二伸缩组包括若干中空的外轴和若干固定在支撑板上的内轴，外轴内固定有第二动力件，第二动力件的输出轴与内轴固定，第二动力件与控制器电连接。
进一步，第一检测系统包括第一空腔，第一空腔的两侧均水平滑动连接有第一检测板，第一检测板与安装箱之间设置有第一弹性件，第一检测板与安装箱之间构成第一检测腔，第一检测腔内安装有与控制器电连接的第一传感器。
有益效果：本方案中，若安装箱倾斜，则检测液会朝向第一检测板运动，第一检测板受到挤压，进而第一检测腔内的压力增大，第一传感器会向控制器发送压力信号，控制基于压力信号，控制器会控制第一动力件工作。
进一步，第二检测系统包括装有检测液的第二空腔，第二空腔的两侧均水平滑动连接有第二检测板，第二检测板与安装箱之间设置有第二弹性件，第一检测板与安装箱之间构成第二检测腔，第二检测腔内安装有与控制器电连接的第二传感器。
进一步，安装箱的底部开有散热孔。
有益效果：安装箱底部的散热孔以对地质雷达进行散热。
进一步，安装箱内设置有位于地质雷达下方的弹性支撑件。
有益效果：弹性支撑件对地质雷达进行支撑，避免地质雷达与安装箱发生撞击，降低地质雷达安装损坏的几率。
进一步，安装箱的两侧均竖向滑动连接有呈倒置L形的压紧板，压紧板的两侧均螺纹连接有导向轴，导向轴与安装箱转动连接。
有益效果：当转动导向轴，导向轴会向下带动压紧板，压紧板对地质雷达进行压紧，提高地质雷达安装的稳定性。
进一步，压紧板的下方设置有垫层。
有益效果：垫层壳以避免压紧板与地质雷达直接挤压，避免压紧板将地质雷达压坏。
本发明的原理以及有益效果：(1)本方案中，利用第一检测系统和第二检测系统对安装箱进行水平检测，若安装箱未水平，则控制器以控制第一伸缩组和第二伸缩组工作，以将安装箱调节水平，与现有技术相比，可以自动调节安装箱的水平，当然，若遇到沉降，第一检测系统和第二检测系统以及第一伸缩组和第二伸缩组保持工作，保证安装箱和地质雷达始终水平。
(2)本方案中，第一检测系统安装在安装箱的长度方向的一侧，则第一检测系统可以检测安装箱长度方向的两侧，第二检测系统安装在安装箱的宽度方向的一侧，则第二检测系统可以检测安装箱宽度方向的两侧，即本方案可以进行四侧检测，充分保证了安装箱的水平。
当然，实施申请的方案并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例中岩溶地质环境智能化监测装置的轴测图；
图2为本发明实施例中岩溶地质环境智能化监测装置的剖视图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为本发明实施例中第一伸缩组和第二伸缩组的结构示意图；
图5为本发明实施例中岩溶地质环境智能化监测装置的电路示意图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
说明书附图中的附图标记包括：安装箱11、弹性支撑件111、散热孔112、第一空腔113、第二空腔114、压紧板12、垫片121、导向轴13、支撑板14、第一伸缩组15、上轴151、第一电控缸152、下轴153、支撑轴16、上支撑轴161、下支撑轴162、第二伸缩组17、内轴171、第二电控缸172、外轴173、地质雷达21、第二检测板31、第二检测腔32、第二弹簧33、第二传感器34、第一检测腔41、第一弹簧42、第一传感器43、第一检测板44、限位块45。
实施例：
基本如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5所示：一种岩溶地质环境智能化监测装置，包括地质雷达21和用于安装地质雷达21的安装箱11。
安装箱11的底部开有散热孔112，安装箱11内螺钉固定有位于地质雷达21下方的弹性支撑件111，弹性支撑件111由橡胶材料制成，弹性支撑件111的厚度为3～5cm，本实施例中为4cm，使得地质雷达21的底部与安装箱11的底部具有一定的距离，以便于空气通过散热孔112进行流动，安装箱11的两侧均设置有压紧板12，压紧板12呈倒置的L形，压紧板12的竖直段与安装箱11竖向滑动连接，压紧板12的底部粘接固定有由弹性材料制成的垫片121；压紧板12水平段的两侧均螺纹连接有导向轴13，导向轴13与安装箱11转动连接。本实施例中，地质雷达21的安装方式如下：将地质雷达21放置于弹性支撑件111上，然后再同时转动压紧板12两侧的导向轴13，在导向轴13的作用下向下带动压紧板12将地质雷达21压紧。
如附图2和附图3所示，安装箱11上沿其长度方向的一侧设置有第一检测系统，本实施例中第一检测系统包括位于安装箱11上的第一空腔113，第一空腔113的两侧均水平滑动连接有第一检测板44，第一检测板44的一侧设置有固定在安装箱11上的限位块45，第一检测板44的另一侧固定有第一弹簧42，第一检测板44与安装箱11之间构成第一检测腔41，第一检测腔41内固定有第一传感器43，第一空腔113内装有检测液。安装箱11上沿其宽度方向的一侧设置有第二检测系统，第二检测系统包括位于安装箱11上的第二空腔114，第二空腔114的两侧均水平滑动连接有第二检测板31，第二检测板31的一侧也设置有固定在安装箱上的限位块45，第二检测板31的另一侧固定有第二弹簧33，第二检测板31与安装箱11之间构成第二检测腔32，第二检测腔32内固定有第二传感器34，第二空腔114内装有检测液，本实施例中检测液为水。第一传感器43和第二传感器34均为压力传感器。
如附图1和附图4所示，安装箱11的两侧均设置有调节机构，本实施例中调节机构包括支撑板14，支撑板14的一侧设置有第一伸缩组15，支撑板14的另一侧设置有第二伸缩组17，第一伸缩组15和第二伸缩组17之间设置有支撑轴16。
本实施例中，支撑轴16包括上支撑轴161和位于上支撑轴161下方的下支撑轴162，上支撑轴161固定在支撑板14上，下支撑轴162与上支撑轴161竖向滑动连接，下支撑轴162远离上支撑轴161的一端呈锥形。
第一伸缩组15包括若干上轴151和若干中空的下轴153，下轴153内螺钉个固定有第一动力件，第一动力件为第一电控缸152，第一电控缸152的输出轴与上轴151固定连接，上轴151与支撑板14固定连接。
第二伸缩组17包括若干内轴171和若干中空的外轴173，内轴171固定在支撑板14上，外轴173内螺钉固定有第二动力件，第二动力件为第二电控缸172，第二电控缸172的输出轴与内轴171固定连接。
本实施例中，还包括控制器，控制器与第一传感器43、第二传感器34、第一电控缸152和第二电控缸172均电连接。
具体实施过程如下：
如附图4所示，进行安装时，预先将下支撑轴162插入至地面进行预定位，然后再将外轴173和下轴153插入至地面，以达到将安装箱11安装的目的，通过安装定位提高安装的稳定性。
如附图3所示，若安装箱11朝向左侧倾斜(左高右低)，检测液会流向左侧的第二检测板31，第二检测板31会挤压第二弹簧33且挤压第二检测腔32内的气体，使得第二检测腔32内的气压增大，第二传感器34会向控制器发送压力信号，基于压力信号，控制器会控制左侧的第一电控缸152和第二电控缸172工作，以带动支撑板14和安装箱11的左侧向下运动，直至第二空腔114内的检测液不再挤压第二检测板31，第二检测腔32内的压力恢复，控制器以控制第一电控缸152和第二电控缸172工作，当然也可以控制右侧的第一电控缸152和第二电控缸172带着右侧的支撑板14向下运动。
若安装箱11朝向上侧倾斜时(上高下低)，检测液会流向下方的第一检测板44，第一检测板44会挤压第一弹簧42且挤压第一检测腔41内的气体，第一检测腔41内的气压增大，第一传感器43会向控制器发送压力信号，基于压力信号控制器判断安装箱11朝向那一侧倾斜，控制器会控制两侧的第一电控缸152向下运动，以使得安装箱11水平，直至检测液不再挤压第一测板，第一传感器43向控制器发送初始压力信息，控制器以控制第一电控缸152停止工作。当然，控制器也可以控制两侧第二电控缸172带动支撑板14和安装箱11向上移动。
综上所述，通过本实施例的第一检测系统和第二检测系统对安装箱11的多个方向进行检测，充分保证安装箱11的水平。现有技术中，安装均采用人为安装，也难免导致地质雷达21倾斜，通过本实施例的自动调节，降低了地质雷达21倾斜的几率。本实施例中，即使遇到沉降通也可以将安装箱11进行水平调节，保证了地质雷达21的监测精度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：包括地质雷达和用于安装地质雷达的安装箱；
安装箱的两侧均安装有调节机构，调节机构包括固定在安装箱上的支撑板，支撑板上的一侧设置有第一伸缩组，支撑板上的另一侧设置有第二伸缩组；
安装箱上沿其长度方向的一侧设置有第一检测系统，安装箱上沿其宽度方向的另一侧设置有第二检测系统；
安装箱上安装有控制器，第一检测系统和第二检测系统检测安装箱是否水平，基于控制器的判断，控制器以控制第一伸缩组件和第二伸缩组件调节安装箱的位置。
2.根据权利要求1所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：第一伸缩组和第二伸缩组之间设置有支撑轴，支撑轴包括上支撑轴和下支撑轴，上支撑轴固定在支撑板上，上支撑轴与下支撑轴竖向滑动连接。
3.根据权利要求2所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：第一伸缩组包括若干中空的下轴和若干固定在支撑板上的上轴，下轴内固定有第一动力件，第一动力件的输出轴与上轴固定连接，第一动力件与控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：第二伸缩组包括若干中空的外轴和若干固定在支撑板上的内轴，外轴内固定有第二动力件，第二动力件的输出轴与内轴固定，第二动力件与控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：第一检测系统包括装有检测液的第一空腔，第一空腔的两侧均水平滑动连接有第一检测板，第一检测板与安装箱之间设置有第一弹性件，第一检测板与安装箱之间构成第一检测腔，第一检测腔内安装有与控制器电连接的第一传感器。
6.根据权利要求5所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：第二检测系统包括装有检测液的第二空腔，第二空腔的两侧均水平滑动连接有第二检测板，第二检测板与安装箱之间设置有第二弹性件，第一检测板与安装箱之间构成第二检测腔，第二检测腔内安装有与控制器电连接的第二传感器。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：安装箱的底部开有散热孔。
8.根据权利要求7所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：安装箱内设置有位于地质雷达下方的弹性支撑件。
9.根据权利要求8所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：安装箱的两侧均竖向滑动连接有呈倒置L形的压紧板，压紧板的两侧均螺纹连接有导向轴，导向轴与安装箱转动连接。
10.根据权利要求9所述的岩溶地质环境智能化监测装置，其特征在于：压紧板的下方设置有垫层。
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