一种灾害监测装置的制作方法

1.本技术涉及监测技术领域，具体而言，涉及一种灾害监测装置。


背景技术：

2.坡是人工或自然形成的明显侧向临空面的一种地面地质体，随着水利工程以及公路工程的不断发展，边坡稳定性问题也成为了工程建设人员关注的焦点，滑坡体的出现会大大降低工程的质量与安全性，若出现严重的滑坡现象，则会直接破坏整个工程。因此需要在边坡区域设置多种监测传感器以实时记录边坡土层内部的温湿度以及其他信息。
3.为了实现边坡信息的采集，通常需要将监测探头插入土层内，现有设备的监测探头向土层内伸入过程中与土层直接接触，处于暴露状态，当土层较硬或石头较多时，在监测探头伸入过程中极易产生损坏，影响后续监测以及设备寿命。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种灾害监测装置，以解决现有监测探头在伸入土层的过程中直接与土层接触导致易损坏的问题。
5.为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
6.本技术实施例的一方面，提供一种灾害监测装置，包括：钻杆以及设置于钻杆的护筒、传感器和动作机构，护筒包括可相互围合形成内腔的至少两个瓣片，至少两个瓣片分别与钻杆铰接，传感器设置于内腔，动作机构与至少两个瓣片传动连接，动作机构用于受驱带动至少两个瓣片相互靠近处于围合状态或相互远离处于张开状态。
7.可选的，动作机构包括操作件和连接组件，操作件滑动套设于钻杆，连接组件的一端与至少两个瓣片铰接、另一端与操作件铰接，以在操作件受驱沿钻杆轴向滑动时，经连接组件驱动至少两个瓣片相互靠近或远离。
8.可选的，连接组件包括至少两个连杆，至少两个连杆与至少两个瓣片一一对应，每个连杆的一端与对应的瓣片铰接、另一端与操作件铰接。
9.可选的，灾害监测装置还包括驱动器，驱动器的驱动端与钻杆连接，用于在至少两个瓣片处于围合状态时，驱动钻杆以带动护筒伸入土层。
10.可选的，钻杆包括端部连接的主杆和副杆，驱动器的驱动端与副杆连接，至少两个瓣片分别与主杆铰接，操作件滑动套设于副杆的外周，在副杆的外侧壁上还设置有传动部，用于在驱动器驱动副杆转动时，经传动部带动操作件同向转动。
11.可选的，灾害监测装置还包括弹性件，弹性件的一端与副杆连接、另一端与操作件连接，用于向操作件提供复位力。
12.可选的，灾害监测装置还包括安装座和转动件，转动件滑动套设于钻杆，安装座经转动件与钻杆转动连接，驱动器设置于安装座。
13.可选的，在转动件上开设有通孔和约束孔，转动件经通孔滑动套设于钻杆外周、经约束孔滑动套设于连接组件外周，约束孔的孔径大于或等于连接组件沿垂直钻杆轴向的运
动距离。
14.可选的，灾害监测装置还包括锁定件，锁定件可拆卸设置于钻杆，以在操作件受驱时与锁定件抵接以使护筒处于围合状态。
15.可选的，在至少一个瓣片的外壁上设置有叶片，叶片用于引导护筒伸入土层；在至少两个瓣片处于围合状态时，护筒远离钻杆的一端呈锥形。
16.本技术的有益效果包括：
17.本技术提供了一种灾害监测装置，包括：钻杆以及设置于钻杆的护筒、传感器和动作机构，护筒包括可相互围合形成内腔的至少两个瓣片，将传感器设置于内腔中，便可以通过处于围合状态下的护筒(至少两个瓣片)对内部的传感器进行保护。将至少两个瓣片分别与钻杆铰接，动作机构与至少两个瓣片传动连接，如此，便可以控制护筒处于张开状态或围合状态，实现传感器在护筒的保护下插入边坡土层以及在插入边坡土层后张开便于传感器进行边坡土层信息的采集。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本技术实施例提供的一种灾害监测装置处于围合状态的示意图；
20.图2为本技术实施例提供的一种灾害监测装置处于张开状态的示意图；
21.图3为本技术实施例提供的一种灾害监测装置的结构示意图；
22.图4为图3中区域a的局部放大图；
23.图5为图3中区域b的局部放大图；
24.图6为本技术实施例提供的一种安装座和转动件的结构示意图。
25.图标：100-钻杆；110-主杆；111-瓣片的铰接轴；112-钻杆的铰接座；113-连杆的铰接轴；114-瓣片的铰接座；120-副杆；130-锁定件；131-锁定孔；210-操作件；220-连接组件；310-瓣片；320-叶片；410-驱动器；420-安装座；430-转动件；431-通孔；432-约束孔；440-弹性件；500-传感器。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本技术的保护范围内。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，因此不能理解为对本技术的限制。
30.为了研究和监测边坡土层的信息，预防边坡可能发生的滑坡现象，通常需要将传感器埋入边坡的土层中，以记录边坡土层内的温度、湿度等信息，根据温度、湿度等信息反映出边坡的稳定性，从而实现预警的作用。在将传感器埋入边坡的土层中时，为了提高埋入的效率，减少埋入时对传感器造成的损坏，本技术实施例的一方面，提供一种灾害监测装置，其能够通过钻杆提高传感器埋入边坡土层的效率，同时，在传感器埋入边坡土层的过程中，既能够通过处于围合状态的护筒破开边坡土层对传感器进行保护，又能够在埋入边坡土层后，使得护筒处于张开状态，使得传感器能够准确监测边坡土层的各种信息。
31.如图1所示，灾害监测装置包括：钻杆100以及设置于钻杆100的护筒、传感器500和动作机构，其中，护筒包括至少两个瓣片310(图1中示出了护筒包括两个相互对合设置的瓣片310)，至少两个瓣片310可以相互围合从而从而使得护筒具有中空的内腔，即在围合状态下，至少两个瓣片310相互靠拢围合，如图1所示，远离钻杆100的一端的瓣片310在处于围合状态时，不仅侧壁围合，远离钻杆100的端部(即护筒用于破开边坡土层的一端，如图1、图3中护筒的下端)也闭合，如此，将传感器500设置于内腔中，便可以通过处于围合状态下的护筒(至少两个瓣片310)对内部的传感器500进行保护。将至少两个瓣片310分别与钻杆100铰接，动作机构与至少两个瓣片310传动连接，如此，便可以控制护筒处于张开状态或围合状态，实现传感器500在护筒的保护下插入边坡土层以及在插入边坡土层后张开便于传感器500进行边坡土层信息的采集。
32.如图1所示，在需要将传感器500伸入边坡土层时，便可以向动作机构施加外力，使得动作机构受驱后，带动至少两个瓣片310相互靠近处于围合状态，从而把处于护筒的内腔中的传感器500进行围合，对其提供保护，在伸入边坡土层的过程中，由瓣片310直接接触边坡土层，避免传感器500处于暴露状态下与边坡土层直接接触导致的损坏，尤其适合一些土质较硬的边坡土层；如图2所示，在钻杆100带动护筒伸入边坡土层到位后，便可以向动作机构施加外力，使得动作机构受驱后，带动至少两个瓣片310相互远离处于张开状态，此时，露出护筒内的传感器500，从而便可以传感器500对边坡土层中的信息进行采集，如此，便可以在传感器500埋入边坡土层的过程中，既能够通过处于围合状态的护筒对传感器500进行保护，又能够在埋入边坡土层后，使得护筒处于张开状态，使得传感器500能够准确监测边坡土层的各种信息。
33.请参照图1，给出了护筒包括两个瓣片310的实施例，其中，两个瓣片310分别与钻杆100铰接，并且，两个瓣片310可相互对合，从而形成一个较为封闭的内腔，如此，在插入边坡土层的过程中，便可以通过瓣片310来直接接触并破开土层，对内部的传感器500进行保护。请参照图2，在伸入边坡土层到位后，由动作机构带动两个瓣片310相互远离，从而露出护筒内的传感器500。当然，在其它实施例中，也可以是护筒包括三个瓣片310、四个瓣片310、五个瓣片310等，无论护筒包括几个瓣片310，其均应当在动作机构受驱时具有围合或张开两个状态，且均应当在围合状态下，形成侧壁围合、破开土层的端部围合的结构。
34.为了便于对护筒的围合和张开状态的控制，还可以使得传感器500设置于钻杆100
的一端(例如图3中的下端)，动作机构的受驱端在传感器500伸入边坡土层后，位于边坡土层外(例如图3中的上端)。传感器500可以是湿度传感器500、温度传感器500、多功能传感器500等，以此，实现对边坡土层的多种信息的采集，准确反映出边坡土层的稳定性。
35.传感器500的供电方式可以是自供电，也可以是外接外部电源，例如，在自供电时，可以在钻杆100的另一端安装太阳能板，在钻杆100内安装蓄电池，从而通过太阳能板的光电转换，将能量存储至蓄电池，蓄电池与传感器500电连接，实现传感器500自供电；外接外部电源时，可以是直接将传感器500与外部的电源接通，实现供电。
36.为了进一步的完善边坡信息的采集、分析、判断、预警等功能，还可以是在钻杆100或外部设置有控制器、预警器，控制器分别与传感器500和预警器信号连接(可以是有线连接，也可以是无线连接)，在传感器500采集到边坡土层信息后，将边坡土层信息传输至控制器，由控制器对该信息按照预设程序进行处于分析，得出边坡土层的稳定值，当边坡土层稳定值大于或等于阈值时，表示安全；当边坡土层稳定值小于阈值时，控制器控制预警器报警。预警器可以是声音提示器、灯光提示器等中的一种或多种。
37.在钻杆100带动护筒伸入边坡土层时，伸入的方式可以是直接插入，还可以是旋转钻杆100插入，本实施例对其不做限定。
38.可选的，如图3所示，动作机构包括操作件210和连接组件220，操作件210滑动套设于钻杆100，即操作件210可以沿着钻杆100的轴向滑动。将连接组件220的一端与至少两个瓣片310铰接，将连接组件220的另一端与操作件210铰接，例如图3所示，连接组件220的上端与操作件210铰接，连接组件220的下端与瓣片310铰接，如此，在操作时，可以是操作件210受驱后，沿着钻杆100的轴向向下滑动，带动连接组件220驱动至少两个瓣片310相互靠近，从而使得护筒处于围合状态；可以是操作件210受驱后，沿着钻杆100的轴向向上滑动，带动连接组件220驱动至少两个瓣片310相互远离，从而使得护筒处于张开状态。当然，在另一种实施例中，还可以是操作件210受驱后，沿着钻杆100的轴向向下滑动，带动连接组件220驱动至少两个瓣片310相互远离，从而使得护筒处于围合状态；可以是操作件210受驱后，沿着钻杆100的轴向向上滑动，带动连接组件220驱动至少两个瓣片310相互靠近，从而使得护筒处于张开状态。
39.在设置连接组件220与至少两个瓣片310的铰接位置(为便于描述称为第一铰接点)、至少两个瓣片310与钻杆100的铰接位置(为便于描述称为第二铰接点)时，应当使得在围合状态至张开状态的过程中，避免第一铰接点和第二铰接点出现死点位置。例如图3所示，第一铰接点位于瓣片310的外壁，第二铰接点位于瓣片310的内壁，两者之间间隔有瓣片310，从而形成错位，便于第一铰接点绕第二铰接点运动的过程中出现死点位置影响运动的顺畅性。
40.可选的，如图5所示，连接组件220包括至少两个连杆，至少两个连杆与至少两个瓣片310一一对应，即瓣片310与连杆数量相同，从而便于对每一个瓣片310均进行有效的控制，进而使得护筒处于围合状态和张开状态。在连接时，将每个连杆的一端与对应的瓣片310铰接、另一端与操作件210铰接。例如图3所示，操作件210可以是操作盘、操作块等等，如图4和图5所示，瓣片310有两个，连杆有两个，两个连杆的一端分别铰接至操作盘，两个连杆的铰接轴113分别铰接至两个瓣片的铰接座114；两个瓣片的铰接轴111分别铰接至钻杆的铰接座112，第一铰接点位于第二铰接点下方，如此，在操作时，驱动操作盘沿着钻杆100向
下滑动，由两个连杆推动两个瓣片310绕第二铰接点转动并相互靠拢，处于围合状态；驱动操作盘沿着钻杆100向上滑动，由两个连杆推动两个瓣片310绕第二铰接点转动并相互远离，处于张开状态。
41.可选的，如图3所示，灾害监测装置还包括驱动器410，驱动器410的驱动端与钻杆100连接，在需要将传感器500伸入边坡土层时，先控制至少两个瓣片310处于围合状态，然后启动驱动器410，由驱动器410驱动钻杆100从而带动护筒伸入土层中，伸入的方式可以是上下直接插入，也可以是类似于钻头旋转插入。驱动器410可以是电机、液压马达等等。
42.可选的，如图2、图4所示，钻杆100包括端部连接的主杆110和副杆120，驱动器410的驱动端与副杆120连接，传感器500设置于主杆110的另一端，至少两个瓣片310分别与主杆110铰接，操作件210滑动套设于副杆120的外周，在副杆120的外侧壁上还设置有传动部，即在驱动器410驱动副杆120转动时，副杆120不仅能够带动主杆110、铰接在主杆110上的护筒一起转动，以旋转插入的方式伸入边坡土层，同时，还可以由副杆120上设置的传动部带动操作件210同向转动，使得操作件210、连接组件220与整个钻杆100一起转动，提高灾害监测装置的整体性，同时，也提高操作件210、连接组件220的强度。传动部可以是设置在副杆120上的棱凸，在操作件210上的通孔则是与之相匹配的形状，如此，副杆120可以通过棱凸与操作件210上的通孔抵接带动的方式，即不影响操作件210在副杆120上的滑动，同时，还能够建立转动时的传动，例如将副杆120设置为三棱柱、四棱柱等等，其中位于棱柱上的棱便可以作为传动部，对应的操作件210上的通孔431为三角形、棱形等等。
43.此外，还可以使得副杆120的尺寸小于主杆110，使得在副杆120和主杆110的连接处产生台阶，由此，便可以通过台阶对套设于副杆120外周的操作件210形成限位，避免其过度运动导致部件受损。
44.可选的，如图4所示，灾害监测装置还包括弹性件440，弹性件440的一端与副杆120连接、另一端与操作件210连接，如此，在操作件210沿着副杆120的轴向滑动时，向操作件210提供复位力，以便于能够对操作件210起到缓冲作用。
45.可选的，如图6所示，灾害监测装置还包括安装座420和转动件430，转动件430可以是转动盘，转动盘滑动套设于钻杆100，例如套设于主杆110的外周。安装座420经转动盘与钻杆100转动连接，例如可以在安装座420上设置有通孔，在转动盘的外周壁上设置有环形槽，转动盘设置于通孔431内，且环形槽将安装座420上的通孔的侧壁容置，通过环形槽的上下槽壁与安装座420的卡接形成上下的限位，同时两者还具有可相对转动的关系，驱动器410的外壳固定或可拆卸的设置于安装座420，驱动器410的驱动轴与副杆120连接。安装座420可以是包括具有通孔的安装盘和u型件，u型件的开口朝向安装盘并与安装盘固定设置，驱动器410的外壳可以是固定设置在u型件且位于副杆120的上方，驱动器410的驱动轴与副杆120转动连接，此外，转动件430还可以是转动轴承。
46.可选的，如图6所示，在转动件430上开设有通孔431和约束孔432，转动件430经通孔431滑动套设于钻杆100外周、转动件430经约束孔432滑动套设于连接组件220外周。由于连杆铰接至瓣片310，且瓣片310铰接至主杆110，因此，在连杆推动瓣片310在围合状态和张开状态来回切换时，瓣片310回绕第二铰接点转动，连杆也会绕第二铰接点转动，使得连杆除了在竖直方向发生位移，同时也会产生水平方向的位移，故，可以将约束孔432的孔径(在连接组件220水平方向的位移距离的直径)大于或等于连接组件220沿垂直钻杆100轴向的
运动距离(连接组件220在水平方向的位移距离)。
47.可选的，如图4所示，灾害监测装置还包括锁定件130，锁定件130可拆卸设置于钻杆100，例如在钻杆100上设置有与锁定件130配合的锁定孔131，锁定件130和锁定孔131可以是配合的螺钉和螺纹孔，还可以是卡接块和卡接孔等等。在钻杆100带动护筒伸入边坡土层的过程中，由于护筒直接与土层接触，因此，为避免护筒可能意外由围合状态向张开状态运动导致在伸入过程中传感器500暴露，故，还可以在将护筒设置为围合状态时，将锁定件130锁定在副杆120上，此时操作件210与锁定件130抵接，限制操作件210向使护筒张开的方向运动，从而使护筒保持围合状态，保证了在护筒伸入边坡土层时对传感器500的保护能力。此外，还可以在护筒已经伸入至边坡土层的预定位置后，操作操作件210带动护筒处于张开状态，此时，将锁定件130设置于副杆120，此时，锁定件130便可以通过抵接的形式限制操作件210向使护筒围合的方向运动，由此，使得护筒保持张开状态，进而确保传感器500能够实时采集边坡土层数据。
48.可选的，如图5所示，还可以在至少一个瓣片310的外壁上设置有叶片320，例如在两个瓣片310上均设置有叶片320，叶片320可以使螺旋叶片320，如此，在驱动器410经钻杆100带动护筒转动时，便可以通过螺旋叶片320引导护筒伸入土层，从而提高伸入时的顺畅性。在至少两个瓣片310处于围合状态时，护筒远离钻杆100的一端呈锥形，如此，在锥形的尖端向边坡土层伸入时，更加顺畅和高效。
49.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。