CN114755380A - 一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置 - Google Patents

一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，包括安装杆和监测组件，安装杆包括伸缩内杆、外定位杆，所述伸缩内杆底端套设于外定位杆内部，所述外定位杆底端安装于水底；监测组件包括套设于伸缩内杆外部的浮标式信号箱，活动套设于外定位杆外部的配重测量头，安装于浮标式信号箱外部并驱动配重测量头进行上下移动监测的升降机构，以及驱动所述浮标式信号箱、升降机构和配重测量头进行旋转监测的旋转机构。本发明整个装置各结构巧妙配合，不仅能够实现上下移动监测、旋转检测，还能够适应不同水位的水面，整个装置可方便快速的实现对湿地生态系统水质、水生生物等的实时监测，降低了工作人员的工作量。

Description

一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置
技术领域
本发明属于生态系统监测领域，具体涉及一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置。
背景技术
随着山水林田湖草生态保护修复工程的持续推进，生态修复成效如何引起极大的关注，生态修复成效评估需要监测数据的支撑。目前，生态修复成效监测大多采用人工取样的方式进行监测，工作量巨大。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，包括：
安装杆，其包括伸缩内杆、外定位杆，所述伸缩内杆底端套设于外定位杆内部，所述外定位杆底端安装于水底；
监测组件，其包括套设于伸缩内杆外部的浮标式信号箱，活动套设于外定位杆外部的配重测量头，安装于浮标式信号箱外部并驱动配重测量头进行上下移动监测的升降机构，以及驱动所述浮标式信号箱、升降机构和配重测量头进行旋转监测的旋转机构；
所述监测组件在水浮力和自身重力的相互作用下，带动伸缩内杆于外定位杆内腔上下移动。
作为本发明的进一步优化方案，所述伸缩内杆顶端固定设有遮阳板，所述遮阳板上安装有太阳能板。
作为本发明的进一步优化方案，所述浮标式信号箱包括箱体，安装于箱体内的单片机、数据采集模块和信号发射器，以及嵌设于箱体外壁的浮标，所述数据采集模块接收由配重测量头采集的监测数据并经信号发射器传输至远程终端。
作为本发明的进一步优化方案，所述升降机构包括固定设置于浮标式信号箱一侧的外壳、安装于外壳内部的卷线器、缠绕设置于卷线器的卷线轴上的水下通信线缆，所述水下通信线缆一端与数据采集模块连接，另一端贯穿外壳与配重测量头连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述外壳底部固定设置有外套管，所述配重块顶部固定设有内套管，所述水下通信线缆贯穿外套管和内套管与配重测量头固定连接，所述内套管与外套管活动套接。
作为本发明的进一步优化方案，所述配重测量头包括配重块，安装于配重块一侧壁上的套环、安装于配重块另一侧壁的水下摄像头，安装于配重块内的陀螺仪、定位器，安装于配重块底部的水质传感器以及罩设于水质传感器外部并与配重块连接的网罩，所述水下通信线缆底端延伸至配重块内与水下摄像头、陀螺仪、定位器和水质传感器连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述套环套设于外定位杆外部，且套环内壁嵌设有若干滚珠，所述滚珠与外定位杆外壁贴合。
作为本发明的进一步优化方案，所述旋转机构包括旋转电机、齿轮、齿环，所述齿环固定设置于浮标式信号箱顶部，所述齿轮与齿环啮合并由旋转电机驱动，所述旋转电机固定设置于伸缩内杆外壁。
作为本发明的进一步优化方案，所述浮标式信号箱底部以及伸缩内杆顶端外壁均固定设置有切割刀片，所述切割刀片远离升降机构设置。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过将安装杆设置为伸缩式，监测组件设置为浮标式并旋转安装在安装杆的伸缩内杆上，整个装置各结构巧妙配合，稳定性高，不仅能够实现上下移动监测、旋转检测，还能够适应不同水位的水面，整个装置可方便快速的实现对湿地生态系统水质、水生生物等的实时监测，降低了工作人员的工作量；
2)本发明通过将旋转机构与陀螺仪配合使用，能够对监测组件角度进行调节，避免水下通信电缆受水流影响发生缠绕，也方便旋转摆脱水草等；
3)本发明通过将旋转机构、升降机构与切割刀片配合使用，在有水草缠绕时，升降机构能够带动水下通信电缆收卷，水下通信线缆和外定位杆上缠绕的水草会在上方聚集，在旋转机构启动后能够将聚集的水草切割散落，结构简单，清理方便。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的整体剖面结构示意图。
图3是本发明的配重测量头剖面结构示意图。
图4是本发明的浮标式信号箱剖面结构示意图。
图中：1、安装杆；11、伸缩内杆；12、外定位杆；2、监测组件；21、浮标式信号箱；211、箱体；212、单片机；213、数据采集模块；214、信号发射器；215、浮标；22、配重测量头；221、配重块；222、套环；223、水下摄像头；224、陀螺仪；225、定位器；226、水质传感器；227、网罩；23、升降机构；231、外壳；232、卷线器；233、水下通信线缆；24、旋转机构；241、旋转电机；242、齿轮；243、齿环；3、遮阳板；4、外套管；5、内套管；6、滚珠；7、切割刀片。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
实施例1
如图1-4所示，一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，包括：
安装杆1，其包括伸缩内杆11、外定位杆12，所述伸缩内杆11底端套设于外定位杆12内部，所述外定位杆12底端安装于水底，所述伸缩内杆11顶端固定设有遮阳板3，所述遮阳板3上安装有太阳能板，太阳能板收集太阳能并通过太阳能控制器转换成电能存储在蓄电池内，可以供整个装置使用，节能环保；
监测组件2，其在水浮力和自身重力的相互作用下，带动伸缩内杆11于外定位杆12内腔上下移动，能够保证监测组件2适应水位，避免其被水淹没导致内部元件受损，外定位杆12外壁上可以设置泄压孔，方便监测组件2带动伸缩内杆11上下移动顺畅。
所述监测组件2包括套设于伸缩内杆11外部的浮标式信号箱21，活动套设于外定位杆12外部的配重测量头22，安装于浮标式信号箱21外部并驱动配重测量头22进行上下移动监测的升降机构23，以及驱动所述浮标式信号箱21、升降机构23和配重测量头22进行旋转监测的旋转机构24；其中，
所述浮标式信号箱21包括箱体211，安装于箱体211内的单片机212、数据采集模块213和信号发射器214，以及嵌设于箱体211外壁的浮标215，所述数据采集模块213接收由配重测量头22采集的监测数据并经信号发射器214传输至远程终端，管理员从远程终端可以对监测数据进行观察，判断生态修复成效如何。
所述升降机构23包括固定设置于浮标式信号箱21一侧的外壳231、安装于外壳231内部的卷线器232、缠绕设置于卷线器232的卷线轴上的水下通信线缆233，所述水下通信线缆233一端与数据采集模块213连接，另一端贯穿外壳231与配重测量头22连接；对于不同的水深深度，可以通过驱动卷线器232的电机正反向转动，而对水下通信线缆233进行收卷或放卷，即实现配重测量头22的上下移动，上下移动监测灵活性较高，测量数据更全面。
所述配重测量头22包括配重块221，安装于配重块221一侧壁上的套环222、安装于配重块221另一侧壁的水下摄像头223，安装于配重块221内的陀螺仪224、定位器225，安装于配重块221底部的水质传感器226以及罩设于水质传感器226外部并与配重块221连接的网罩227，所述水下通信线缆233底端延伸至配重块221内与水下摄像头223、陀螺仪224、定位器225和水质传感器226连接。水下通信电缆不仅作为配重测量头22的升降结构使用，还用于给水下摄像头223、陀螺仪224、定位器225和水质传感器226通电并将其测量数据传输至数据采集模块213；其中，水下摄像头223可以实现对湿地中水生生物和周边生态环境的拍摄记录，水质传感器226可以对湿地中水质进行监测，定位器225是用于定位整个装置的位置信息，方便监测信息发送至远程终端时，管理员能够准确判断监测位置，陀螺仪224的设置是为了监测配重测量头22的位置信息，当配重测量头22被水流冲击带动水下通信电缆旋转缠绕外定位杆12时，单片机212能够依据配重测量头22的旋转角度控制旋转机构24，使其带动整个监测组件2旋转，以保证水下通信电缆竖直不缠绕外定位杆12；另外还可以利用监测组件2旋转来摆脱附着在外定位杆12和水下通信电缆上的水草等。
所述套环222套设于外定位杆12外部，且套环222内壁嵌设有若干滚珠6，所述滚珠6与外定位杆12外壁贴合，配重测量头22转动时，能够带动套环222和其内壁的滚珠6于外定位杆12外壁滑动旋转，保证配重测量头22转动顺畅。
所述旋转机构24包括旋转电机241、齿轮242、齿环243，所述齿环243固定设置于浮标式信号箱21顶部，所述齿轮242与齿环243啮合并由旋转电机241驱动，所述旋转电机241固定设置于伸缩内杆11外壁，在旋转电机241启动时，其带动齿轮242转动，齿轮242带动齿环243转动，齿环243能够带动浮标式信号箱21转动，浮标式信号箱21的箱体211内壁可以通过滚珠6轴承与伸缩内杆11连接，浮标式信号箱21转动即可带动升降机构23和配重测量头22沿伸缩内杆11公转转动，实现水下摄像头223对周围环境和生物的全面监测。
所述外壳231底部固定设置有外套管4，所述配重块221顶部固定设有内套管5，所述水下通信线缆233贯穿外套管4和内套管5与配重测量头22固定连接，所述内套管5与外套管4活动套接；当配重测量头22上移至内套管5插入外套管4内时，再启动旋转机构24，浮标式信号箱21能够通过外套管4和内套管5带动配重测量头22有力旋转，旋转至合适角度后再放卷水下通信线缆233，以此方式也可以对配重测量头22的测量方向进行调节。
如图1-2所示，所述浮标式信号箱21底部以及伸缩内杆11顶端外壁均固定设置有切割刀片7，所述切割刀片7远离升降机构23设置；通过切割刀片7的设置，在进行水草切割时，启动卷线器232，配重测量头22上移并带动内套管5插入外套管4内，水下通信线缆233被缠绕收卷并被完全遮罩，而配重测量头22带动套环222上移，套环222将外定位杆12上的水草向上聚集，配重测量头22将水下通信电缆外部的水草向上聚集，此时再启动旋转机构24，浮标式信号箱21能够通过外套管4和内套管5带动配重测量头22有力旋转，此时配合切割刀片7，即可将水下通信线缆233和外定位杆12上缠绕聚集的水草切割散落，该切割操作可由单片机212控制进行定期启动。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于，包括：
安装杆(1)，其包括伸缩内杆(11)、外定位杆(12)，所述伸缩内杆(11)底端套设于外定位杆(12)内部，所述外定位杆(12)底端安装于水底；
监测组件(2)，其包括套设于伸缩内杆(11)外部的浮标式信号箱(21)，活动套设于外定位杆(12)外部的配重测量头(22)，安装于浮标式信号箱(21)外部并驱动配重测量头(22)进行上下移动监测的升降机构(23)，以及驱动所述浮标式信号箱(21)、升降机构(23)和配重测量头(22)进行旋转监测的旋转机构(24)；
所述监测组件(2)在水浮力和自身重力的相互作用下，带动伸缩内杆(11)于外定位杆(12)内腔上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述伸缩内杆(11)顶端固定设有遮阳板(3)，所述遮阳板(3)上安装有太阳能板。
3.根据权利要求1所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述浮标式信号箱(21)包括箱体(211)，安装于箱体(211)内的单片机(212)、数据采集模块(213)和信号发射器(214)，以及嵌设于箱体(211)外壁的浮标(215)，所述数据采集模块(213)接收由配重测量头(22)采集的监测数据并经信号发射器(214)传输至远程终端。
4.根据权利要求1所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述升降机构(23)包括固定设置于浮标式信号箱(21)一侧的外壳(231)、安装于外壳(231)内部的卷线器(232)、缠绕设置于卷线器(232)的卷线轴上的水下通信线缆(233)，所述水下通信线缆(233)一端与数据采集模块(213)连接，另一端贯穿外壳(231)与配重测量头(22)连接。
5.根据权利要求4所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述外壳(231)底部固定设置有外套管(4)，所述配重块(221)顶部固定设有内套管(5)，所述水下通信线缆(233)贯穿外套管(4)和内套管(5)与配重测量头(22)固定连接，所述内套管(5)与外套管(4)活动套接。
6.根据权利要求5所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述配重测量头(22)包括配重块(221)，安装于配重块(221)一侧壁上的套环(222)、安装于配重块(221)另一侧壁的水下摄像头(223)，安装于配重块(221)内的陀螺仪(224)、定位器(225)，安装于配重块(221)底部的水质传感器(226)以及罩设于水质传感器(226)外部并与配重块(221)连接的网罩(227)，所述水下通信线缆(233)底端延伸至配重块(221)内与水下摄像头(223)、陀螺仪(224)、定位器(225)和水质传感器(226)连接。
7.根据权利要求6所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述套环(222)套设于外定位杆(12)外部，且套环(222)内壁嵌设有若干滚珠(6)，所述滚珠(6)与外定位杆(12)外壁贴合。
8.根据权利要求1所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述旋转机构(24)包括旋转电机(241)、齿轮(242)、齿环(243)，所述齿环(243)固定设置于浮标式信号箱(21)顶部，所述齿轮(242)与齿环(243)啮合并由旋转电机(241)驱动，所述旋转电机(241)固定设置于伸缩内杆(11)外壁。
9.根据权利要求1所述的一种一体化湿地生态系统生态修复成效监测装置，其特征在于：所述浮标式信号箱(21)底部以及伸缩内杆(11)顶端外壁均固定设置有切割刀片(7)，所述切割刀片(7)远离升降机构(23)设置。
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