CN202929049U - 基于渠道断面的有轨自动测流小车 - Google Patents

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栗克国
倪文军
刘锟
刘瑞恒
李志飞
孟祥杰
刘培杰
彭刚
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Abstract

本实用新型公开了一种基于渠道断面的有轨自动测流小车，包括自动行走小车及装载在自动行走小车上的水文测量装置、升降装置、控制系统和无线通讯设备；水文测量装置通过升降装置装载在自动行走小车上；控制系统控制自动行走小车的运行和升降装置的动作；无线通讯设备在控制系统和远程接收终端之间进行数据传输。本实用新型为渠道断面测流提供了一种新型的全程无人值守的自动测量装置，解决了渠道断面利用人工测量的方式进行测量的传统方式导致的精度低、效率低、受环境因素影响大的难题。提高了测量的精度，提高了测量流速的效率，在测量过程中还可以精确测量断面淤积深度，对精确计算断面流量提供了可靠性依据。具有较好的推广前景。

Description

基于渠道断面的有轨自动测流小车
技术领域
本实用新型属于输水渠道自动测量流速流量技术领域，特别涉及一种基于渠道断面的有轨自动测流小车。
背景技术
选取适宜的量水措施，对输水渠道用水量进行精确计量是促进各地输水渠道节水，提高渠道科学管理水平的重要手段和重要措施。对实现水资源的高效可持续利用具有重要而深远的意义。而且，为运行中的渠道配备流量测量系统，常遇到在不停水、不改渠的条件下安装固定流量仪表的要求，针对这种情况，诸如堰、槽、潜水电磁等形式的流量仪表因需改动渠道，无法满足要求。在大型渠道、河道的流量测量中，流速面积法应用比较广泛，而且业已形成ISO国际标准和有关的国家标准。
为了实现输水渠道的水资源控制，流量计量，各地输水渠道以往大多采用人工测量方法。在特定的地点或测桥上，人工放置测量仪器定点进行测量，记录测量数据后，进行相应的数据处理。这种测量方法具有种种弊端，测量结果也不尽如人意。从主观因素来看，人工测量会因测量人员不同、测量地点、测量方式的差异而导致测量结果与真实结果具有很大出入。从客观因素上讲，渠道水流会导致渠底带有大量泥沙杂质，导致水面到渠道渠底并不是真正水深，而人工测量往往无法测得真实渠底淤积高度，这就导致计算渠道流量的准确性大大的降低。在大量人力物力投入测量的同时，人工测量在恶劣天气无法正常进行测量，这给渠道流量计量带来了很大的不便。
国家如今大力开展水利信息化建设，自动化的测量方式代替传统人工测量成为了信息化发展的必然趋势，研究一种可以全程自动的输水渠道测流装置代替人工测量，增加渠道水文数据计量的准确性便显得尤为重要。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于渠道断面的有轨自动测流小车，该小车能够实现输水渠道流量准确、安全、稳定的自动测量，并可以将测量数据远程发送至接收终端。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于渠道断面的有轨自动测流小车，包括自动行走小车及装载在所述自动行走小车上的水文测量装置、升降装置、控制系统和无线通讯设备；
所述水文测量装置通过所述升降装置装载在所述自动行走小车上；
所述控制系统控制所述自动行走小车的运行和所述升降装置的动作；
所述无线通讯设备在所述控制系统和远程接收终端之间进行数据传输。
所述升降装置包括升降驱动电机和升降卷轴，所述升降卷轴上缠绕有钢丝，所述钢丝绕过定滑轮并与所述水文测量装置连接，所述定滑轮安装在支架上，所述支架固定在所述自动行走小车的底盘上。
在所述支架的内部两侧设有对称的竖直轨道和滑动横梁，所述滑动横梁通过滚轮与所述竖直轨道连接，所述钢丝与所述水文测量装置连接的端部穿过所述滑动横梁，所述滑动横梁空套在所述钢丝上。
所述水文测量装置包括从上至下依次串接的流速仪、重物和泥位计。
所述自动行走小车采用后轮驱动结构。
所述自动行走小车设有防水外壳，所述水文测量装置、所述升降装置、控制系统和无线通讯设备设置在所述防水外壳内，所述防水外壳上设有后盖。
所述自动行走小车上安装有定点测量限位器、结束限位器和初始限位器。
所述控制系统采用工控可编程控制器PLC。
所述支架上安装有上升限位器和下降限位器。
所述自动行走小车的底盘是由金属铝材制成的。
本实用新型具有的优点和积极效果是：采用运行稳定的工控PLC进行数据存储、数据处理、逻辑运算，可以根据不同需求，在渠道断面准确测量一点或多点的流速、流量等水文数据，并可本地显示数据结果或将运算结果通过无线信号传送至远程接收终端，从启动至测量返回，实现真正的全程无人值守自动测量。
综上所述，本实用新型为渠道断面测流提供了一种新型的全程无人值守的自动测量装置，解决了渠道断面利用人工测量的方式进行测量的传统方式导致的精度低、效率低、受环境因素影响大的难题。提高了测量的精度，提高了测量流速的效率，在测量过程中还可以精确测量断面淤积深度，对精确计算断面流量提供了可靠性依据。具有较好的推广前景。
附图说明
图1是本实用新型的外观示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型外观的侧视图；
图4是本实用新型前部支架部分的立体结构图；
图5是本实用新型水文测量装置的结构示意图；
图6是本实用新型控制系统的框图。
图中：1、防水外壳，2、后盖，3、驱动后轮，4、前轮，5、结束限位器，6、初始限位器，7、升降驱动电机，8、升降卷轴，9、驱动电机，10、驱动轴，11、钢丝，12、支架，14、上升限位器，15、滑动横梁，16、下降限位器，17、底盘，18、定点测量限位器，19、定滑轮，20、滚轮，21、流速仪，22、重物，23、泥位计。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1～图6，一种基于渠道断面的有轨自动测流小车，包括自动行走小车及装载在自动行走小车上的水文测量装置、升降装置、控制系统和无线通讯设备。
在自动行走小车底盘17下方安装有前轮4和驱动后轮3，底盘17上方固定有防水外壳1，水文测量装置、升降装置、控制系统和无线通讯设备设置在防水外壳内，防水外壳用于保护设备在各种天气条件下均可正常运行，防水外壳1后方的后盖2可以向上掀起，便于设备维护与维修。在底盘17的后下方安装驱动电机9，通过适当的传动比控制驱动后轮3的驱动轴10，从而带动驱动后轮3转动来控制装置的前进后退。采用后轮驱动，底盘中后部为驱动控制装置箱，中前部为测量装置回收箱。以测流车后轮为驱动轮，在后轮前部的底盘上固定驱动电机控制驱动轮运转，控制小车在轨道上前进、后退。测流车中前部安装升降装置，升降驱动电机及升降卷轴安装至测流车中部的底盘上，在测流车前轮上部安装支架12和定滑轮19，可使水文测量装置自由下放。
在本实施例中，底盘17采用金属铝材制作，既能保证整体结构刚性，又能大幅减轻重量。
升降装置包括安装于底盘17的中后部的左右中心点上升降驱动电机7及升降卷轴8，升降驱动电机7带动升降卷轴8转动，从而使缠绕在升降卷轴8上的钢丝11释放或者回收。
在底盘17的前部，前轮4的上方固定有支架12，可以良好地分散垂吊重物对底盘17的压力，使压力分散至两个前轮4上，支架12上方的左右中心点上安装有定滑轮19，钢丝11绕过定滑轮19，并与水文测量装置连接。为防止测量装置回收至初始位附近时强烈摆动，影响平衡性，在本实施例中，在支架12的内部两侧设有对称的竖直轨道和滑动横梁15，滑动横梁15通过滚轮20与竖直轨道连接，钢丝11与水文测量装置连接的端部穿过滑动横梁15，滑动横梁15空套在钢丝11上。钢丝11穿过滑动横梁15下放测量装置，在支架12上安装有上升限位器14和下降限位器16，用于保护水文测量装置，防止它上升或下降过限。当水文测量装置下放时，在重力的作用下，滑动横梁15整体向下滑落至底盘17上，保证在测量装置由于天气原因发生的摇摆重心在底盘17以下，保护测流车的稳定性，当水文测量装置回收时，滑动横梁15受水文测量装置向上的推力上升至初始位置。
在底盘17的中后部下方安装有定点测量限位器18，在现场有轨测桥上的测量点安装测量限位杆，当定点测量限位器18触碰至测量限位杆，则停止前进并进行断面定点测量。底盘17前部安装有结束限位器5，在装置前行过程中触碰至结束限位杆或人为接触则停止前行结束测量并返程。在底盘17的后方安装有初始限位器6，当初始限位器触碰至初始点的限位杆后，测流小车停止运转。
水文测量装置固定在钢丝11上，随着钢丝下放或回收。水文测量装置包括位于最上方的流速仪21，流速仪21下方固定有重物22，保持测量流速时的稳定性。重物下方固定有利用位移测量淤积深度的泥位计23。
控制系统采用工控可编程控制器PLC为核心的控制系统，利用电池供电，具有状态检测、采集数据、控制功能，状态检测包括电池电量监测、报警信息监测、限位监测，数据采集包括水位、泥位、流速、电池电压的采集，控制包括测量装置升降驱动电机和测流车驱动电机的控制。控制系统实时对采集控制信息进行监测功能，并可通过无线数据通讯设备和远程终端进行数据交换。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于：包括自动行走小车及装载在所述自动行走小车上的水文测量装置、升降装置、控制系统和无线通讯设备；
所述水文测量装置通过所述升降装置装载在所述自动行走小车上；
所述控制系统控制所述自动行走小车的运行和所述升降装置的动作；
所述无线通讯设备在所述控制系统和远程接收终端之间进行数据传输。
2.根据权利要求1所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述升降装置包括升降驱动电机和升降卷轴，所述升降卷轴上缠绕有钢丝，所述钢丝绕过定滑轮并与所述水文测量装置连接，所述定滑轮安装在支架上，所述支架固定在所述自动行走小车的底盘上。
3.根据权利要求2所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，在所述支架的内部两侧设有对称的竖直轨道和滑动横梁，所述滑动横梁通过滚轮与所述竖直轨道连接，所述钢丝与所述水文测量装置连接的端部穿过所述滑动横梁，所述滑动横梁空套在所述钢丝上。
4.根据权利要求1所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述水文测量装置包括从上至下依次串接的流速仪、重物和泥位计。
5.根据权利要求1所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述自动行走小车采用后轮驱动结构。
6.根据权利要求1所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述自动行走小车设有防水外壳，所述水文测量装置、所述升降装置、控制系统和无线通讯设备设置在所述防水外壳内，所述防水外壳上设有后盖。
7.根据权利要求1所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述自动行走小车上安装有定点测量限位器、结束限位器和初始限位器。
8.根据权利要求1所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述控制系统采用工控可编程控制器PLC。
9.根据权利要求2所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述支架上安装有上升限位器和下降限位器。
10.根据权利要求2所述基于渠道断面的有轨自动测流小车，其特征在于，所述自动行走小车的底盘是由金属铝材制成的。
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