CN116858216B - 一种河湖管控界桩定位器及其监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河湖管控界桩定位器及其监测系统，包括定位器本体和用于支撑定位器的桩体，所述定位器本体上设置有监测装置，所述桩体包括桩柱、缓冲浮套、防护罩和流体触发机构，所述缓冲浮套间隙套设在桩柱的顶部，缓冲浮套具有上下浮动和横向缓冲的作用，还具有相对桩柱自由旋转的作用，所述定位器本体固定设置在缓冲浮套的顶部。本发明中，通过设置缓冲浮套、防护罩和流体触发机构，可以实时保护定位器本体，避免其受到水体或者水面漂浮物的冲击，还能提高桩柱和河床安装的紧固性，提高使用寿命。设置的监测系统中包含触发模块，能对本定位器本身的正常运行进行实时监控，使得本定位器能更加可靠持续地进行监测作业。

Description

一种河湖管控界桩定位器及其监测系统

技术领域

本发明涉及河湖边界管理技术领域，尤其涉及一种河湖管控界桩定位器及其监测系统。

背景技术

依法依规开展河湖与水利工程管理范围划定工作，明确管理界线，设立界桩等保护标志，对河湖等自然生态空间进行统一确权登记，形成归属清晰、权责明确、监管有效的自然资源资产产权制度，是深化水利改革、加强水利工程管理的重要内容。

界桩携带定位器通常安装在河湖的河床处，定位器通常安装在水面处，河湖的水体出现流动时，河湖边沿的位置容易出现水流湍急的情况，而且水中的漂浮物容易跟随水流靠近边界处。由此，现有的用于河湖管控的界桩定位器还存在以下不足：1、边界处的水体的冲击力较大，容易冲击损坏位于水面处的定位器；2、用于支撑定位其的桩体在水体的冲击下容易出现松动的问题，也就是说桩体和河床紧固连接的可靠度低；3、市面上存在一些界桩定位器具有保护定位器的功能，但是其是简单的通过安装防护罩的方式来保护，该种保护不具有根据水流情况进行实时开启和关闭的功能，影响对河湖边界正常的监测；另外，现有的界桩定位器在使用的过程中，容易被流水中的杂物遮挡；4、现有的用于界桩定位器的监测系统缺少具有控制清理定位器周围遮挡物的监测系统，从而影响定位器的正常运行。

为此，本发明提供一种河湖管控界桩定位器及其监测系统。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决背景技术中提到的问题，而提出的一种河湖管控界桩定位器及其监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种河湖管控界桩定位器及其监测系统，包括定位器本体和用于支撑定位器的桩体，所述定位器本体上设置有监测装置，所述桩体包括桩柱、缓冲浮套、防护罩和流体触发机构，所述缓冲浮套间隙套设在桩柱的顶部，缓冲浮套具有上下浮动和横向缓冲的作用，还具有相对桩柱自由旋转的作用，所述定位器本体固定设置在缓冲浮套的顶部，所述防护罩套设在缓冲浮套的外部且为上下滑动连接，所述定位器本体容置于防护罩内，所述防护罩分割成至少三个独立的瓣罩，至少三个独立的瓣罩向下运动至极限位置后形成一个完整的防护罩，反之，则相邻的所述瓣罩之间形成监测缺口，所述流体触发机构包括牵引架和冲击触发杆，所述牵引架套设在缓冲浮套的外部且位于防护罩的下方，所述冲击触发杆的一端和缓冲浮套铰接且另一端固定连接有冲击板，当所述冲击板受到冲击时，牵引架带动至少三个独立的瓣罩同步下降，当冲击降低或者消除时，至少三个独立的瓣罩同步复位，所述监测装置包括冲洗部、风洗部和触发部，所述冲洗部的作用是用水冲洗定位器本体，所述风洗部的作用是用风吹干定位器本体，触发部的作用是控制冲洗部和风洗部启动和关闭。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述缓冲浮套包括内套、外套和柱状气囊，所述内套套设在桩柱的顶部且其顶部为盲端，所述外套间隙套设在内套的外部，所述柱状气囊设置在内套和外套之间，该柱状气囊顶部的高度高于定位器本体的高度。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述柱状气囊的数量为三个且沿着内套为周向均匀分布，所述内套的外周壁固定连接有内圆弧板，所述外套的内周壁固定连接有和内圆弧板相对的外圆弧板，所述柱状气囊与内圆弧板和外圆弧板的内周壁粘接连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外套的外周壁固定连接有楔形导向块，所述瓣罩的内侧壁固定连接有和沿着楔形导向块上的斜面滑动的滑块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述牵引架包括连接环和连杆，所述连接环套设在内套的外部且为上下滑动连接，所述连接环通过连杆和瓣罩的底部铰接连接，所述冲击触发杆的一端和内套的外周壁铰接连接，该冲击触发杆为L型，所述连接环的外周壁固定连接有和冲击触发杆的拐点配合的托杆。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外圆弧板的顶部固定连接有套设在柱状气囊顶部的稳定套。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述冲洗部包括设置在定位器本体顶部的喷嘴和向喷嘴供水的水泵，所述风洗部包括设置在定位器本体顶部的气嘴和向气嘴通气的气泵，所述触发部包括设置相邻的两个瓣罩相对的行程开关。

一种监测系统，应用于对上述定位器的监测，包括水流速度监测模块、水位高度监测模块、摄像监控模块、定位模块、远程通讯模块和触发模块，所述触发模块的作用是当监测缺口持续闭合时，冲洗部周期性启动，当监测缺口持续开启时，风洗部周期性启动。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述触发模块包括用于控制水泵和气泵启停的中央处理器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置缓冲浮套和可以分割成至少三个瓣罩的防护罩，方便对管控和监测河湖边界情况的定位器本体进行保护，避免水体和水体漂浮物冲击损坏定位器本体，提高本定位器使用的可靠度。

2、本发明中，通过设置缓冲浮套和桩柱，缓冲浮套可以有效减缓水体对桩柱冲击力，起到桩柱和河床连接紧固性的作用，大大延长了桩柱的使用寿命。

3、本发明中，设置流体触发机构、冲洗部、风洗部和触发部，流体触发机构具有根据水流情况来控制防护罩的启闭，具有根据水体情况实时保护定位器本体的功能，不会影响本定位器对河湖正常的监测功能，冲洗部、风洗部和触发部具有清理防护罩内堵塞物的优点，不会出现遮挡监测装置现象。

4、本发明中，通过设置水流速度监测模块、水位高度监测模块、摄像监控模块、定位模块、远程通讯模块和触发模块构成的监测系统，能够对河湖边界水体状况进行实时监控，而且还能对本定位器本身的正常运行进行实时监控，使得本定位器能更加可靠持续地进行监测作业。

附图说明

图1为本发明提出的一种河湖管控界桩定位器的桩体的结构示意图；

图2为本发明提出的一种河湖管控界桩定位器的缓冲浮套、防护罩、流体触发机构、定位器本体和监测装置配合的结构示意图；

图3为本发明提出的一种河湖管控界桩定位器的内套、外套和柱状气囊连接的结构示意图；

图4为本发明提出的一种河湖管控界桩定位器的防护罩后的结构示意图；

图5为本发明提出一种界桩定位器的冲洗部、风洗部和触发部的结构示意图。

图例说明：

1、定位器本体；2、桩体；21、桩柱；22、缓冲浮套；221、内套；2211、内圆弧板；222、外套；2221、外圆弧板；22211、稳定套；2222、楔形导向块；223、柱状气囊；23、防护罩；231、瓣罩；2311、滑块；24、流体触发机构；241、牵引架；2411、连接环；24111、托杆；2412、连杆；242、冲击触发杆；2421、冲击板；3、监测装置；31、冲洗部；311、喷嘴；32、风洗部；321、气嘴；33、触发部；331、行程开关。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-5，一种河湖管控界桩定位器，包括定位器本体1和用于支撑定位器的桩体2，桩体2安装在河湖边沿的位置，定位器本体1上设置有监测装置3，监测装置3位于定位器本体1顶部的位置，监测装置3用来监测河湖和陆地边界水流的变化状态，实现对河湖边界的管控，其中桩体2安装在水中，故而现有的桩体2会承受水流的冲击，定位器本体1处于裸露状态，缺少有效的保护，进而影响定位器的正常运行。

在本技术方案中，桩体2包括桩柱21、缓冲浮套22、防护罩23和流体触发机构24，桩柱21底部通过锚杆埋设在河湖的床下，缓冲浮套22间隙套设在桩柱21的顶部，缓冲浮套22具有上下浮动和横向缓冲的作用，还具有相对桩柱21自由旋转的作用，使用时缓冲浮套22浮在水中，定位器本体1固定设置在缓冲浮套22的顶部，定位器本体1位于水面之上，水位变化时缓冲浮套22的高度变化。具体的是缓冲浮套22包括内套221、外套222和柱状气囊223，内套221套设在桩柱21的顶部且其顶部为盲端，外套222间隙套设在内套221的外部，柱状气囊223设置在内套221和外套222之间，柱状气囊223向缓冲浮套22提供浮力，该柱状气囊223顶部的高度高于定位器本体1的高度，该柱状气囊223的作用是缓冲水流或者水中漂流物冲击的作用，可有效保护桩柱21，提高桩柱21和河湖床连接的稳固性。

优选的是，柱状气囊223的数量为三个且沿着内套221为周向均匀分布，内套221的外周壁固定连接有内圆弧板2211，外套222的内周壁固定连接有和内圆弧板2211相对的外圆弧板2221，柱状气囊223与内圆弧板2211和外圆弧板2221的内周壁粘接连接，实现内套221和外套222的连接。其中内圆弧板2211和外圆弧板2221起到对柱状气囊223塑型的作用，进一步的，外圆弧板2221的顶部固定连接有套设在柱状气囊223顶部的稳定套22211，稳定套22211具有保护柱状气囊223的作用。

防护罩23套设在缓冲浮套22的外部且为上下滑动连接，具体的是外套222的外周壁固定连接有楔形导向块2222，瓣罩231的内侧壁固定连接有和沿着楔形导向块2222上的斜面滑动的滑块2311。定位器本体1容置于防护罩23内，防护罩23起到保护定位器本体1的作用，防止流动的水体或者水中的大体积漂浮物冲击定位器本体1，防护罩23分割成至少三个独立的瓣罩231，至少三个独立的瓣罩231向下运动至极限位置后形成一个完整的防护罩23，反之，则相邻的瓣罩231之间形成监测缺口，此监测缺口形成时，水流会通过此缺口穿过防护罩23，且流经监测装置3，方便对水流和水位监控，摄像监控模块通过监测缺口获取外部的影像，上述监测缺口的启闭由流体触发机构24控制，具体的是流体触发机构24具有控制防护罩23上下运动的功能。

流体触发机构24包括牵引架241和冲击触发杆242，牵引架241套设在缓冲浮套22的外部且位于防护罩23的下方，具体的是牵引架241包括连接环2411和连杆2412，连接环2411套设在内套221的外部且为上下滑动连接，连接环2411通过连杆2412和瓣罩231的底部铰接连接。冲击触发杆242的一端和缓冲浮套22铰接且另一端固定连接有冲击板2421，具体的是冲击触发杆242的一端和内套221的外周壁铰接连接，该冲击触发杆242为L型，连接环2411的外周壁固定连接有和冲击触发杆242的拐点配合的托杆24111。冲击板2421覆盖水面上下的位置，当冲击板2421受到水流的冲击时，冲击触发杆242会倾斜，倾斜过程中的冲击触发杆242会通过拐点挤压托杆24111，进而会向下推动牵引架241，牵引架241带动至少三个独立的瓣罩231同步下降，下降至极限位置时，监测缺口闭合，定位器本体1被保护，当冲击降低或者消除时，至少三个独立的瓣罩231同步复位，此时监测缺口重新被开启。

其中，瓣罩231可以选用具有浮力的材质或者内部为中空结构，其利用自身的浮力向上运动实现监测缺口的开启，需要注意的是，由于缓冲浮套22具有相对桩柱21自由旋转的作用，故而水流冲击的方向可以是任意方向，也就是说任意方向的水流冲击力都会触发冲击触发杆242摆动。

监测装置3包括冲洗部31、风洗部32和触发部33，冲洗部31的作用是用水冲洗定位器本体1，利用水体冲洗掉定位器本体1本体上的杂草和结块等遮挡物，风洗部32的作用是用风吹干定位器本体1，利用气流将杂草等堵塞物吹离防护罩23，确保定位器本体1自身的清洁且无遮挡物。

具体地来说，冲洗部31包括设置在定位器本体1顶部的喷嘴311和向喷嘴311供水的水泵，风洗部32包括设置在定位器本体1顶部的气嘴321和向气嘴321通气的气泵，触发部33包括设置相邻的两个瓣罩231相对的行程开关331，水泵和气泵为隐藏安装，故而图中没有显示，行程开关331是触发水泵和气泵启动和停止的控制元件，当防护罩23闭合时，行程开关331控制水泵启动向喷嘴311供水，喷嘴311向防护罩23内的顶部喷水，当防护罩23开启10时，气嘴321向上喷气，气体会通过防护罩23的顶部和周边的缺口向外排出，气流会冲击定位器本体1。

请参阅图5，一种监测系统，应用于上述定位器的监控，包括水流速度监测模块、水位高度监测模块、摄像监控模块、定位模块、远程通讯模块和触发模块，上述模块构成一个监测系统，其中水流速度监测模块、水位高度监测模块、摄像监控模块、定位模块、远程通讯模块将监测的水流、水位和位置信息通过远程通讯上传至云端，实现对河湖边界的管控，触发模块的作用是当监测缺口持续闭合时，冲洗部31周期性开启，当监测缺口持续开启时，风洗部32周期性开启，也就是说触发模块通过触发部31来监测防护罩23的启闭情况，根据启闭情况来分别单独控制冲洗部31和风洗部32的启停，其中触发模块包括用于控制水泵和气泵启停的中央处理器，行程开关331电性连接中央处理器，该中央处理器内设置有单片机，通过编程可以对水泵和气泵的启停进行设定，设定如下。

当防护罩23持续闭合10分钟以上时，水泵启动向喷嘴311供水，喷嘴311向防护罩23内的顶部喷水，防护罩23会出现上下的水流，下流的水体会将杂草等遮挡物带入至河湖中，其中水泵的启动周期可以是隔30分钟启动一次，启动时长为10分钟。

当防护罩23持续开启10分钟以上时，气嘴321向上喷气，气体会通过防护罩23的顶部和周边的缺口向外排出，该种设置能有效避免杂草遮挡物掉落在定位器本体1上，不会遮挡定位器本体1，气泵的启动周期可以是每隔8小时启动一次，启动时长为30分钟。

水泵和气泵的延时启动控制，当防护罩23关闭，行程开关331被触发，然后延时至少10分钟，即可触发水泵启动，反之当防护罩23开启，行程开关331复位，然后延时至少10分钟，触发气泵启动。

本监测系统能有效防止水流中的杂物和空中掉落杂物填充防护罩23并遮挡定位器本体1。

工作原理：

安装，将桩体2底部通过锚杆安装在河流的河床上，然后向柱状气囊223内注入气体，使得缓冲浮套22处于漂浮状态，定位器本体1处于高于水面的状态。

水面处于静止或者低流速状态时，此时瓣罩231在水体浮力的作用下上浮，滑块2311沿着楔形导向块2222向上滑动，此时若干个瓣罩231提升高度且分离形成监测缺口，此时定位器本体1上的水流速度检测模块会检测水流情况，水位高度监测模块会检测水位，摄像监控模块会提取边界影像，然后通过远程通讯模块上传。

水面处于湍流冲击状态时，此时水体瞬间流动的方向会冲击触发杆242上的冲击板2421，冲击板2421通过冲击触发杆242带动内套221相对桩柱21旋转，来使用水流的方向，冲击板2421被冲击后会倾斜，进而带动冲击触发杆242向下倾斜，冲击触发杆242的拐角处会接触并向下推动托杆24111，此时连接环2411向下运动，在连杆2412的牵引下，瓣罩231会向下运动，监测缺口关闭，若干个瓣罩231会形成一个外周和顶部封闭的防护罩23，冲击的水体不会进入防护罩23内，进而不会损坏定位器本体1，由于水流处于湍流不稳定的状态，故而，监测缺口会出现频繁开启的状态，在保护定位器本体1的同时不会影响河湖边界状态的管控。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种河湖管控界桩定位器，包括定位器本体（1）和用于支撑定位器本体（1）的桩体（2），其特征在于，所述定位器本体（1）上设置有监测装置（3），所述桩体（2）包括桩柱（21）、缓冲浮套（22）、防护罩（23）和流体触发机构（24），所述缓冲浮套（22）间隙套设在桩柱（21）的顶部，缓冲浮套（22）具有上下浮动和横向缓冲的作用，还具有相对桩柱（21）自由旋转的作用，所述定位器本体（1）固定设置在缓冲浮套（22）的顶部，所述防护罩（23）套设在缓冲浮套（22）的外部且为上下滑动连接，所述定位器本体（1）容置于防护罩（23）内，所述防护罩（23）分割成至少三个独立的瓣罩（231），至少三个独立的瓣罩（231）向下运动至极限位置后形成一个完整的防护罩（23），反之，则相邻的所述瓣罩（231）之间形成监测缺口，所述流体触发机构（24）包括牵引架（241）和冲击触发杆（242），所述牵引架（241）套设在缓冲浮套（22）的外部且位于防护罩（23）的下方，所述冲击触发杆（242）的一端和缓冲浮套（22）铰接且另一端固定连接有冲击板（2421），当所述冲击板（2421）受到冲击时，牵引架（241）带动至少三个独立的瓣罩（231）同步下降，当冲击降低或者消除时，至少三个独立的瓣罩（231）同步复位，所述监测装置（3）包括冲洗部（31）、风洗部（32）和触发部（33），所述冲洗部（31）的作用是用水冲洗定位器本体（1），所述风洗部（32）的作用是用风吹干定位器本体（1），触发部（33）的作用是控制冲洗部（31）和风洗部（32）启动和关闭，所述缓冲浮套（22）包括内套（221）、外套（222）和柱状气囊（223），所述牵引架（241）包括连接环（2411）和连杆（2412），所述连接环（2411）套设在内套（221）的外部且为上下滑动连接，所述连接环（2411）通过连杆（2412）和瓣罩（231）的底部铰接连接，所述冲击触发杆（242）的一端和内套（221）的外周壁铰接连接，该冲击触发杆（242）为L型，所述连接环（2411）的外周壁固定连接有和冲击触发杆（242）的拐点配合的托杆（24111）。

2.根据权利要求1所述的一种河湖管控界桩定位器，其特征在于，所述内套（221）套设在桩柱（21）的顶部且其顶部为盲端，所述外套（222）间隙套设在内套（221）的外部，所述柱状气囊（223）设置在内套（221）和外套（222）之间，该柱状气囊（223）顶部的高度高于定位器本体（1）的高度。

3.根据权利要求2所述的一种河湖管控界桩定位器，其特征在于，所述柱状气囊（223）的数量为三个且沿着内套（221）为周向均匀分布，所述内套（221）的外周壁固定连接有内圆弧板（2211），所述外套（222）的内周壁固定连接有和内圆弧板（2211）相对的外圆弧板（2221），所述柱状气囊（223）与内圆弧板（2211）和外圆弧板（2221）的内周壁粘接连接。

4.根据权利要求3所述的一种河湖管控界桩定位器，其特征在于，所述外套（222）的外周壁固定连接有楔形导向块（2222），所述瓣罩（231）的内侧壁固定连接有和沿着楔形导向块（2222）上的斜面滑动的滑块（2311）。

5.根据权利要求3所述的一种河湖管控界桩定位器，其特征在于，所述外圆弧板（2221）的顶部固定连接有套设在柱状气囊（223）顶部的稳定套（22211）。

6.根据权利要求1所述的一种河湖管控界桩定位器，其特征在于，所述冲洗部（31）包括设置在定位器本体（1）顶部的喷嘴（311）和向喷嘴（311）供水的水泵，所述风洗部（32）包括设置在定位器本体（1）顶部的气嘴（321）和向气嘴（321）通气的气泵，所述触发部（33）包括设置相邻的两个瓣罩（231）相对的行程开关（331）。

7.一种监测系统，应用于权利要求1-6任一项所述定位器的监测，其特征在于，包括水流速度监测模块、水位高度监测模块、摄像监控模块、定位模块、远程通讯模块和触发模块，所述触发模块的作用是当监测缺口持续闭合时，冲洗部（31）周期性启动，当监测缺口持续开启时，风洗部（32）周期性启动。

8.根据权利要求7所述的一种监测系统，其特征在于，所述触发模块包括用于控制水泵和气泵启停的中央处理器。