CN115540840B - 一种地下水流动方位勘测的陀螺仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及陀螺仪领域，尤其涉及一种地下水流动方位勘测的陀螺仪。其包括升降筒；升降筒的上端设置牵引绳，下端设置升降驱动件，中端设置移动组件；升降驱动件连接陀螺勘测组件。陀螺勘测组件包括筒体；筒体上设置有数据采集器，上端与升降驱动件连接，内部设置有转子，底部设置有与转子配合的帆板。升降筒上还设置有连接数据采集器的信号传输器。本发明通过帆板接触地下水的水面，一方面采集水压数据，另一方采集偏转角度数据。再利用地下水水流推动测速叶片，采集水流速度数据。数据全面，准确性较高，操作简单，提高了勘测的效率。通过调节移动件位，使得装置与管道匹配，实现在不同规格管道内移动，方便对地下水的勘测。

Description

一种地下水流动方位勘测的陀螺仪
技术领域
本发明涉及陀螺仪领域，尤其涉及一种地下水流动方位勘测的陀螺仪。
背景技术
地下水的流动方位是含水层渗流场重要的影响因素。不仅在影响地下水的开发方面具有重要的作用，而且在预防和对抗环境污染，污染物的运输和建筑施工等方面也发挥着重要作用。但地下水含水层的空间结构复杂，造成地下环境以及地下水运动的复杂，使得地下水难以直接进行测量。一般水流动方向勘测是通过在地下水中投放同位素等，然后沿线打洞，以是否在洞内水体中检测到所述同位素来确定。上述方法操作麻烦，准确性有限。如何在未进入地下环境的情况下，对地下水的流动方向进行高效、精准勘测，成为亟需解决的问题。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，提出一种地下水流动方位勘测的陀螺仪。本发明通过帆板接触地下水的水面，一方面采集水压数据，另一方采集偏转角度数据。再利用地下水水流推动测速叶片，采集水流速度数据。数据全面，准确性较高，操作简单，提高了勘测的效率。通过调节移动件位，使得装置与管道匹配，实现在不同规格管道内移动，方便对地下水的勘测。
本发明提出一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，包括升降筒；升降筒的上端设置牵引绳，下端设置升降驱动件，中端设置移动组件；升降驱动件的驱动端朝下，连接陀螺勘测组件。陀螺勘测组件包括筒体；筒体上设置有数据采集器，上端与升降驱动件连接，内部设置有转子，底部设置有与转子配合的帆板。升降筒上还设置有连接数据采集器的信号传输器，将采集输出输送至客户端。
优选的，转子包括外转动环；外转动环的上下端均设置外转轴；下端的外转轴转动连接筒体，同时连接帆板，上端的外转轴连接角度检测器；角度检测器与数据采集器信号连接。
优选的，筒体的两侧设置有位置相对的开口；外转动环上设置内转动环，外转动环和内转动环的圆心位置相同，平衡状态下位置互相垂直；内转动环的上下端设置内转轴，并通过内转轴与外转动环转动连接，内转动环上设置有测速件。
优选的，测速件包括安装杆；安装杆的一端转动连接内转动环的侧壁，另一端连接转速检测器，侧壁设置有测速叶片；转速检测器与数据采集器信号连接。
优选的，帆板侧视为直角梯形结构，直角边朝上，俯视为楔性结构，帆板的小头端上设置有水压感应器，大头端设置有平衡件。
优选的，平衡件包括平衡绳；平衡绳的尾部设置浮球。
优选的，筒体上设置有水位检测器；水位检测器与数据采集器信号连接。
优选的，移动组件包括丝杠；丝杠的上下端设置有反向的螺纹，下端转动连接筒体的底部，上端连接把手，上下端上分别螺纹连接有升降座；两组升降座反向移动，两者之间设置有一圈移动件。
优选的，移动件包括安装架、转动杆、安装座、转动驱动件和移动轮；安装架设置在升降座上；安装座设置在两组升降座之间；转动杆设置在安装座的两侧，一端转动连接对应侧的安装架，另一端转动连接安装座；转动驱动件设置在安装座上；移动轮通过转动驱动件传动，转动设置在安装座上。
优选的，勘测方法如下：
S1、对地下水上方管道进行测量，得到其内径数据；
S2、根据管道大小，转动移动组件上的把手；丝杠转动带动上下端的安装架同步的、反向的移动；转动杆同步旋转，推动安装座水平移动，完成移动件的位置调节，使其与管道匹配；
S3、将装置送入管道，牵引绳连接外部牵引设备，同时通过转动驱动件带动移动轮转动，装置下移至地下水上方；
S4、通过升降驱动件带动陀螺勘测组件下移，整个过程中装置竖直，角度检测器的数值为0；帆板接触地下水的水面，水压感应器采集水压数据，将数值传输至数据采集器；
S5、帆板受水流方向影响，发生偏转，平衡件加快帆板的稳定，进而带动外转动环同步转动；角度检测器收集角度值，将数值传输至数据采集器；
S6、接着继续下移筒体，地下水顺着开口进入筒体，根据水位检测器检测得到水位数据；
S7、水流推动测速叶片，安装杆转动，转速检测器收集转速值，将数值传输至数据采集器；
S8、数据采集器将采集的数据传输至后台，经过计算得到地下水流动方向、速度。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
一、本发明设置陀螺勘测组件，通过帆板接触地下水的水面，一方面采集水压数据，另一方面通过帆板随水流方向发生偏转，带动外转动环同步转动，采集偏转角度数据。再利用地下水进入筒体，水流推动测速叶片，安装杆转动，采集水流速度数据。此外设置平衡件，在水流带动下浮球随水流漂动，经过平衡绳拉扯，对帆板进行校正，使其偏转角度与水流方向更加吻合。采集数据全面，准确性较高，操作简单，提高了勘测的效率。
二、本发明设置移动组件，通过丝杠转动带动上下端的安装架移动。转动杆推动安装座水平移动，完成移动件的位置调节。再通过转动驱动件带动移动轮转动，装置行走。装置与不同管道均可匹配，实现在不同规格管道内移动的目的，方便对地下水的勘测。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图（视角一）；
图2为本发明一种实施例的结构示意图（视角二）；
图3为本发明一种实施例中筒体的剖视图；
图4为本发明一种实施例中移动组件的结构示意图。
附图标记：1、升降筒；2、移动组件；3、牵引绳；4、升降驱动件；5、陀螺勘测组件；6、帆板；7、平衡绳；8、浮球；9、水压感应器；10、数据采集器；11、筒体；12、开口；13、外转动环；14、内转动环；15、外转轴；16、安装杆；17、内转轴；18、水位检测器；19、转动驱动件；20、丝杠；21、把手；22、升降座；23、安装架；24、转动杆；25、安装座；26、移动轮；28、测速叶片。
具体实施方式
实施例一
如图1-2所示，本发明提出的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，包括升降筒1；升降筒1的上端设置牵引绳3，下端设置升降驱动件4，中端设置移动组件2；升降驱动件4的驱动端朝下，连接陀螺勘测组件5。陀螺勘测组件5包括筒体11；筒体11上设置有数据采集器10，上端与升降驱动件4连接，内部设置有转子，底部设置有与转子配合的帆板6。升降筒1上还设置有连接数据采集器10的信号传输器，将采集输出输送至客户端。
如图3所示，转子包括外转动环13；外转动环13的上下端均设置外转轴15；下端的外转轴15转动连接筒体11，同时连接帆板6，上端的外转轴15连接角度检测器；角度检测器与数据采集器10信号连接。
本实施例中首先通过移动组件2带动装置移动至地下水上方，再通过外转动环13随帆板6同步偏转，实现对水流方向的勘测的目的。
实施例二
如图1-2所示，本发明提出的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，包括升降筒1；升降筒1的上端设置牵引绳3，下端设置升降驱动件4，中端设置移动组件2；升降驱动件4的驱动端朝下，连接陀螺勘测组件5。陀螺勘测组件5包括筒体11；筒体11上设置有数据采集器10，上端与升降驱动件4连接，内部设置有转子，底部设置有与转子配合的帆板6。升降筒1上还设置有连接数据采集器10的信号传输器，将采集输出输送至客户端。
如图3所示，转子包括外转动环13；外转动环13的上下端均设置外转轴15；下端的外转轴15转动连接筒体11，同时连接帆板6，上端的外转轴15连接角度检测器；角度检测器与数据采集器10信号连接。
进一步的，筒体11的两侧设置有位置相对的开口12；外转动环13上设置内转动环14，外转动环13和内转动环14的圆心位置相同，平衡状态下位置互相垂直；内转动环14的上下端设置内转轴17，并通过内转轴17与外转动环13转动连接，内转动环14上设置有测速件。
进一步的，测速件包括安装杆16；安装杆16的一端转动连接内转动环14的侧壁，另一端连接转速检测器，侧壁设置有测速叶片28；转速检测器与数据采集器10信号连接。
进一步的，帆板6侧视为直角梯形结构，直角边朝上，俯视为楔性结构，帆板6的小头端上设置有水压感应器9，大头端设置有平衡件。
进一步的，平衡件包括平衡绳7；平衡绳7的尾部设置浮球8。
进一步的，筒体11上设置有水位检测器18；水位检测器18与数据采集器10信号连接。
本实施例中设置陀螺勘测组件5的具体结构，通过帆板6接触地下水的水面，水压感应器9采集水压数据，同时帆板6受水流方向影响，发生偏转，带动外转动环13同步转动。此外设置平衡件，在水流带动下浮球8随水流漂动，经过平衡绳7拉扯，对帆板6进行校正，使其偏转角度与水流方向更加吻合。再通过角度检测器收集角度值。得到水流方向情况。接着继续下移筒体11，地下水顺着开口12进入筒体11，根据水位检测器18检测得到水位数据。同时水流推动测速叶片28，安装杆16转动，转速检测器收集转速值。的到水流速度、水压大小情况。
实施例三
如图1-2所示，本发明提出的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，包括升降筒1；升降筒1的上端设置牵引绳3，下端设置升降驱动件4，中端设置移动组件2；升降驱动件4的驱动端朝下，连接陀螺勘测组件5。陀螺勘测组件5包括筒体11；筒体11上设置有数据采集器10，上端与升降驱动件4连接，内部设置有转子，底部设置有与转子配合的帆板6。升降筒1上还设置有连接数据采集器10的信号传输器，将采集输出输送至客户端。
如图3所示，转子包括外转动环13；外转动环13的上下端均设置外转轴15；下端的外转轴15转动连接筒体11，同时连接帆板6，上端的外转轴15连接角度检测器；角度检测器与数据采集器10信号连接。
进一步的，筒体11的两侧设置有位置相对的开口12；外转动环13上设置内转动环14，外转动环13和内转动环14的圆心位置相同，平衡状态下位置互相垂直；内转动环14的上下端设置内转轴17，并通过内转轴17与外转动环13转动连接，内转动环14上设置有测速件。
进一步的，测速件包括安装杆16；安装杆16的一端转动连接内转动环14的侧壁，另一端连接转速检测器，侧壁设置有测速叶片28；转速检测器与数据采集器10信号连接。
进一步的，帆板6侧视为直角梯形结构，直角边朝上，俯视为楔性结构，帆板6的小头端上设置有水压感应器9，大头端设置有平衡件。
进一步的，平衡件包括平衡绳7；平衡绳7的尾部设置浮球8。
进一步的，筒体11上设置有水位检测器18；水位检测器18与数据采集器10信号连接。
如图4所示，移动组件2包括丝杠20；丝杠20的上下端设置有反向的螺纹，下端转动连接筒体11的底部，上端连接把手21，上下端上分别螺纹连接有升降座22；两组升降座22反向移动，两者之间设置有一圈移动件。
进一步的，移动件包括安装架23、转动杆24、安装座25、转动驱动件19和移动轮26；安装架23设置在升降座22上；安装座25设置在两组升降座22之间；转动杆设置在安装座25的两侧，一端转动连接对应侧的安装架23，另一端转动连接安装座25；转动驱动件19设置在安装座25上；移动轮26通过转动驱动件19传动，转动设置在安装座25上。
本实施例中提出移动组件2的具体结构，可以根据管道大小，转动移动组件2上的把手21。丝杠20转动带动上下端的安装架23同步的、反向的移动。转动杆24同步旋转，推动安装座25水平移动，完成移动件的位置调节。将装置送入管道，牵引绳3连接外部牵引设备，同时通过转动驱动件19带动移动轮26转动，装置下移至地下水上方。实现了装置与不同管道的匹配，并在不同规格管道内移动。
实施例四
上述的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，勘测方法如下：
S1、对地下水上方管道进行测量，得到其内径数据；
S2、根据管道大小，转动移动组件2上的把手21；丝杠20转动带动上下端的安装架23同步的、反向的移动；转动杆24同步旋转，推动安装座25水平移动，完成移动件的位置调节，使其与管道匹配；
S3、将装置送入管道，牵引绳3连接外部牵引设备，同时通过转动驱动件19带动移动轮26转动，装置下移至地下水上方；
S4、通过升降驱动件4带动陀螺勘测组件5下移，整个过程中装置竖直，角度检测器的数值为0；帆板6接触地下水的水面，水压感应器9采集水压数据，将数值传输至数据采集器10；
S5、帆板6受水流方向影响，发生偏转，平衡件加快帆板6的稳定，进而带动外转动环13同步转动；角度检测器收集角度值，将数值传输至数据采集器10；
S6、接着继续下移筒体11，地下水顺着开口12进入筒体11，根据水位检测器18检测得到水位数据；
S7、水流推动测速叶片28，安装杆16转动，转速检测器收集转速值，将数值传输至数据采集器10；
S8、数据采集器10将采集的数据传输至后台，经过计算得到地下水流动方向、速度。
本实施例中的陀螺仪，勘测方法操作简单，自动性、智能性强，可以获取地下水的流向、水速、水压等数据，提高了地下水水情勘测的便捷性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (7)

1.一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，其特征在于，包括升降筒（1）；升降筒（1）的上端设置牵引绳（3），下端设置升降驱动件（4），中端设置移动组件（2）；升降驱动件（4）的驱动端朝下，连接陀螺勘测组件（5）；
陀螺勘测组件（5）包括筒体（11）；筒体（11）上设置有数据采集器（10），上端与升降驱动件（4）连接，内部设置有转子，底部设置有与转子配合的帆板（6）；
升降筒（1）上还设置有连接数据采集器（10）的信号传输器，将采集输出输送至客户端；
转子包括外转动环（13）；外转动环（13）的上下端均设置外转轴（15）；下端的外转轴（15）转动连接筒体（11），同时连接帆板（6），上端的外转轴（15）连接角度检测器；角度检测器与数据采集器（10）信号连接；筒体（11）的两侧设置有位置相对的开口（12）；外转动环（13）上设置内转动环（14），外转动环（13）和内转动环（14）的圆心位置相同，平衡状态下位置互相垂直；内转动环（14）的上下端设置内转轴（17），并通过内转轴（17）与外转动环（13）转动连接，内转动环（14）上设置有测速件；
测速件包括安装杆（16）；安装杆（16）的一端转动连接内转动环（14）的侧壁，另一端连接转速检测器，侧壁设置有测速叶片（28）；转速检测器与数据采集器（10）信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，其特征在于，帆板（6）侧视为直角梯形结构，直角边朝上，俯视为楔性结构，帆板（6）的小头端上设置有水压感应器（9），大头端设置有平衡件。
3.根据权利要求2所述的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，其特征在于，平衡件包括平衡绳（7）；平衡绳（7）的尾部设置浮球（8）。
4.根据权利要求1所述的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，其特征在于，筒体（11）上设置有水位检测器（18）；水位检测器（18）与数据采集器（10）信号连接。
5.根据权利要求1所述的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，其特征在于，移动组件（2）包括丝杠（20）；丝杠（20）的上下端设置有反向的螺纹，下端转动连接筒体（11）的底部，上端连接把手（21），上下端上分别螺纹连接有升降座（22）；两组升降座（22）反向移动，两者之间设置有一圈移动件。
6.根据权利要求5所述的一种地下水流动方位勘测的陀螺仪，其特征在于，移动件包括安装架（23）、转动杆（24）、安装座（25）、转动驱动件（19）和移动轮（26）；安装架（23）设置在升降座（22）上；安装座（25）设置在两组升降座（22）之间；转动杆设置在安装座（25）的两侧，一端转动连接对应侧的安装架（23），另一端转动连接安装座（25）；转动驱动件（19）设置在安装座（25）上；移动轮（26）通过转动驱动件（19）传动，转动设置在安装座（25）上。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的地下水流动方位勘测的陀螺仪的勘测方法，其特征在于，步骤如下：
S1、对地下水上方管道进行测量，得到其内径数据；
S2、根据管道大小，转动移动组件（2）上的把手（21）；丝杠（20）转动带动上下端的安装架（23）同步的、反向的移动；转动杆（24）同步旋转，推动安装座（25）水平移动，完成移动件的位置调节，使其与管道匹配；
S3、将装置送入管道，牵引绳（3）连接外部牵引设备，同时通过转动驱动件（19）带动移动轮（26）转动，装置下移至地下水上方；
S4、通过升降驱动件（4）带动陀螺勘测组件（5）下移，整个过程中装置竖直，角度检测器的数值为0；帆板（6）接触地下水的水面，水压感应器（9）采集水压数据，将数值传输至数据采集器（10）；
S5、帆板（6）受水流方向影响，发生偏转，平衡件加快帆板（6）的稳定，进而带动外转动环（13）同步转动；角度检测器收集角度值，将数值传输至数据采集器（10）；
S6、接着继续下移筒体（11），地下水顺着开口（12）进入筒体（11），根据水位检测器（18）检测得到水位数据；
S7、水流推动测速叶片（28），安装杆（16）转动，转速检测器收集转速值，将数值传输至数据采集器（10）；
S8、数据采集器（10）将采集的数据传输至后台，经过计算得到地下水流动方向、速度。
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