一种地质位移监测装置的制作方法

本发明属于地质灾害监控技术领域，更具体地说，是涉及一种地质位移监测装置。

背景技术：

地震、山洪、泥石流、暴雨、山体滑坡等自然灾害长久以来威胁着人们的生命健康。然而，对于这些地质灾害的预测和预防一直以来缺乏有效的手段和设施。监测地质位移的变化是地质灾害监测的一项重要工作，目前大部分地质位移监测工作还是通过人工进行实地监测，不仅费时费力，并且某些特殊的地理位置难以进行人工的长时间监测，并会对监测人员的人身安全造成较大的威胁。同时，某些地质参数的监测条件比较苛刻，条件变化快，数据采集苛刻，难以利用人工测量对其进行实时快速的监测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种地质位移监测装置，旨在解决人工监测地质位移变化费时费力的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种地质位移监测装置，包括箱体、传感监测单元、数据处理单元、供电单元和移动终端，箱体可固定在地质灾害地；传感监测单元设于所述箱体上，用于采集和监测灾害地的地质位移信息；数据处理单元设于所述箱体内，所述数据处理单元的输入端与所述传感监测单元的输出端连接，所述数据处理单元用于储存、分析和处理所述传感监测单元采集到的数据信息，所述数据处理单元还用于无线传输数据信息；供电单元设于所述箱体内，所述供电单元的输出端与所述数据处理单元的输入端连接，所述供电单元用于向所述数据处理单元供电；移动终端与所述数据处理单元无线连接，用于接收所述数据处理单元无线传输的地质数据信息。

作为本申请另一实施例，所述传感监测单元包括应力传感器、压力传感器和加速度传感器，所述应力传感器用于采集地质应力信息，所述压力传感器用于采集地质压力信息，所述加速度传感器用于采集地质位移信息；所述箱体内还设有gps定位模块，所述gps定位模块与所述数据处理单元电连接，所述gps定位模块用于向所述数据处理单元发送灾害地的位置信息。

作为本申请另一实施例，所述箱体上端设有开口，所述供电单元包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器，太阳能电池板为多个且依次串联，均设于所述箱体内，多个所述太阳能电池板均可沿所述箱体竖向升降，并可穿过所述开口至所述箱体上方，所述太阳能电池板用于采集太阳光能；所述控制器的输入端连接所述太阳能电池板的输出端，用于转化太阳能为电能和用于输出电能；所述蓄电池的输入端连接所述控制器的输出端，所述蓄电池的输出端连接所述控制器的输入端，所述蓄电池用于储存电能，所述蓄电池输出端连接所述数据处理单元；所述逆变器输入端连接所述控制器的输出端，所述逆变器用于转变直流电为交流电。

作为本申请另一实施例，位于所述开口下方的所述箱体内竖向相对设置有两条滑轨，两条所述滑轨之间滑动设有滑台，所述滑台的两端分别与两条所述滑轨滑动连接，多个所述太阳能电池板均置于所述滑台上，所述滑台底部设有推顶器，所述推顶器用于推顶所述滑台竖向滑行，所述推顶器与所述逆变器电连接，所述推顶器受控于所述控制器。

作为本申请另一实施例，所述箱体的顶部铰接有多块盖板，所述盖板用于封盖所述开口，当所述太阳能电池板上升时，所述盖板朝向竖直方向转动并打开所述开口；当所述太阳能电池板下降时，所述盖板朝向水平方向转动并关闭所述开口。

作为本申请另一实施例，所述盖板的侧部设有驱动器，所述驱动器用于驱动所述盖板转动，所述驱动器受控于所述控制器。

作为本申请另一实施例，所述供电单元还包括风力发电器，所述风力发电器设于所述箱体上端，所述箱体上端设有变压器，所述风力发电器的的输出端连接所述变压器的输入端，所述变压器的输出端连接所述蓄电池。

作为本申请另一实施例，所述地质位移监测装置还包括多组用于固定所述箱体的固定机构，所述箱体下端设有行走轮，所述固定机构包括电动推杆、固定板和弹性件，电动推杆设于所述箱体下端，一端与所述箱体可拆卸连接、另一端为自由端，所述电动推杆可在所述箱体竖直方向上伸缩，所述电动推杆的伸长后的长度大于行走轮的底端与所述箱体底端之间的距离，所述电动推杆与所述供电单元电性连接；固定板为多个，均铰接于所述电动推杆自由端的圆周向上，所述固定板的下端与所述电动推杆自由端铰接、上端为自由端，所述固定板借助于所述电动推杆的伸缩插入至地质灾害地的地层中；弹性件设于所述固定板与所述电动推杆自由端之间，用于推顶所述固定板向远离所述电动推杆的方向转动，所述固定板借助于所述弹性件锁紧在地层中。

作为本申请另一实施例，所述箱体的内壁上设有电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层用于屏蔽所述箱体外部的电磁场。

作为本申请另一实施例，所述箱体的外壁上设有绝缘保护层。

本发明提供的一种地质位移监测装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种地质位移监测装置，将箱体固定到灾害地，通过传感监测单元采集和监测地质位移信息，数据处理单元接收位移信息并储存、分析和处理，还能无线发送至移动终端上，供电单元为数据处理单元供电，不用人工去灾害地监测位移信息，解决了人工监测地质位移变化费时费力的技术问题，具有对灾害地的地质位移信息采集和监测省时省力，不用人工去监测，不会造成人身伤害，能够根据地质位移变化实时快速监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的一种地质位移监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种地质位移监测装置的电气控制框图。

图中：1、箱体；11、滑轨；12、滑台；13、推顶器；14、盖板；15、驱动器；16、电磁屏蔽层；17、绝缘保护层；2、传感监测单元；21、应力传感器；22、压力传感器；23、加速度传感器；24、收集器；3、数据处理单元；4、供电单元；41、太阳能电池板；42、控制器；43、蓄电池；44、逆变器；45、风力发电器；46、变压器；5、移动终端；6、夹持部；61、架体；62、锁紧螺栓；7、gps定位模块；8、固定机构；81、电动推杆；82、固定板；83、弹性件；84、卡槽；9、行走轮。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的一种地质位移监测装置进行说明。所述一种地质位移监测装置，包括箱体1、传感监测单元2、数据处理单元3、供电单元4和移动终端5，箱体1可固定在地质灾害地；传感监测单元2设于箱体1上，用于采集和监测灾害地的地质位移信息；数据处理单元3设于箱体1内，数据处理单元3的输入端与传感监测单元2的输出端连接，数据处理单元3用于储存、分析和处理传感监测单元2采集到的数据信息，数据处理单元3还用于无线传输数据信息；供电单元4设于箱体1内，供电单元4的输出端与数据处理单元3的输入端连接，供电单元4用于向数据处理单元3供电；移动终端5与数据处理单元3无线连接，用于接收数据处理单元3无线传输的地质数据信息。

本发明提供的一种地质位移监测装置，与现有技术相比，将箱体1固定到灾害地，通过传感监测单元2采集和监测地质位移信息，数据处理单元3接收位移信息并储存、分析和处理，还能无线发送至移动终端5上，供电单元4为数据处理单元3供电，不用人工去灾害地监测位移信息，解决了人工监测地质位移变化费时费力的技术问题，具有对灾害地的地质位移信息采集和监测省时省力，不用人工去监测，不会造成人身伤害，能够根据地质位移变化实时快速监测的技术效果。

在一个具体实施例中，箱体1为立方体结构，内部为中空腔体，当需要进行采集和监测灾害地的地质位移变化时，可将箱体1固定在监测地，传感监测单元2能够监测当前的地质位移信息，然后储存至数据处理单元3上，以便工作人员对地质位移信息进行分析和处理，因而灾害地的地质情况比较特殊，设置供电单元4，不借用市政电源就能向数据处理单元3供电，本发明不用人工去现场监测就可获得地质位移数据，监测省时省力。

数据处理单元3为现有技术中的数据处理中枢系统，其具有接收、储存、分析和处理数据的作用，传感监测单元2可以实时监测所在地方地质的应力、压力和加速度的变化，通过加速度的变化，可以测算出地质位移的变化。

数据处理单元3和移动终端5上均设有无线通讯模块，两者相互之间通过无线通讯模块，就可以实现相互无线通讯，对传感监测单元2采集监测到的位移数据能够传送至移动终端5上，在移动终端5上可以同步接收监测数据。无线通讯模块包括卫星天线和信息通讯天线，确保远距离和短距离的实时数据传输。

数据处理单元3上还设有数据储存介质，如大容量储存硬盘，可将监测到的地质位移数据全部储存起来，以便后期对其进行分析、整理和备份。

在一个具体实施例中，在箱体1的底部两端设有夹持部6，该夹持部6可以与箱体1外部的固定物实现连接，将夹持部6固定在固定物上，进而可将箱体1固定，夹持部6包括呈u型的架体61和穿过架体61的锁紧螺栓62，通过将固定物放置在架体61内，通过旋拧锁紧螺栓62，使锁紧螺栓62抵接在固定物上，进而可将箱体1固定。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，传感监测单元2包括应力传感器21、压力传感器22和加速度传感器23，应力传感器21用于采集地质应力信息，压力传感器22用于采集地质压力信息，加速度传感器23用于采集地质位移信息；箱体1内还设有gps定位模块7，gps定位模块7与数据处理单元3电连接，gps定位模块7用于向数据处理单元3发送灾害地的位置信息。gps定位模块7对地质位移监测的具体位置进行采集和监测，防止该监测装置丢失或遗落。gps定位模块7可以追踪当前的监测位置，以及历史监测位置。应力传感器21、压力传感器22和加速度传感器23所采集的数据信息会汇总到收集器24中，收集器24位于箱体1的内部，收集器24是现有技术中对数据参数信息进行收集和整理的一种数据接收器，然后再通过收集器24发送至数据处理单元3上。

在移动终端5上可以观察到当前的监测位置，gps定位模块7将位置信息会通过无线通讯模块发送至移动终端5上。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，箱体1上端设有开口，供电单元4包括太阳能电池板41、控制器42、蓄电池43和逆变器44，太阳能电池板41为多个且依次串联，均设于箱体1内，多个太阳能电池板41均可沿箱体1竖向升降，并可穿过开口至箱体1上方，太阳能电池板41用于采集太阳光能；控制器42的输入端连接太阳能电池板41的输出端，用于转化太阳能为电能和用于输出电能；蓄电池43的输入端连接控制器42的输出端，蓄电池43的输出端连接控制器42的输入端，蓄电池43用于储存电能，蓄电池43输出端连接数据处理单元3；逆变器44输入端连接控制器42的输出端，逆变器44用于转变直流电为交流电。

在本实施例中，蓄电池43为锂硫电池，太阳能电池板41为多晶硅材料，采用锂硫电池将多余的电源积存起来，可以供数据处理单元3使用，保证整个地质位移监测持续稳定的电力供应，使用时间较长，使用方便。多晶硅材料是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料，在太阳能发电领域具有很大的作用，可以提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本。控制器42为现有技术产品，可以将太阳能转化为电能，也可以向其他设备输出电能，控制器42上设有控制开关，控制开关可以控制电能的启动和停止。

具体的，开口为矩形，太阳能电池板41可穿过该开口，均可沿箱体1竖向升降，太阳能电池板41用于采集太阳光能。

控制器42连接数据处理单元3，由于数据处理单元3上设有无线通讯模块，通过无线通讯模块的相互通讯，从而可以在移动终端5上操作控制器42和控制开关，从而可以不用人工去现场操作控制开关，在移动终端5上就可以操作，实现了远程操控控制开关的作用。

具体的，在箱体1上还设有照明组件，照明组件与蓄电池43电性连接，照明组件可以为箱体1提供照明。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，位于开口下方的箱体1内竖向相对设置有两条滑轨11，两条滑轨11之间滑动设有滑台12，滑台12的两端分别与两条滑轨11滑动连接，多个太阳能电池板41均置于滑台12上，滑台12底部设有推顶器13，推顶器13用于推顶滑台12竖向滑行，推顶器13与逆变器44电连接，推顶器13受控于控制器42。控制器42上设有控制开关，可以控制推顶器13的动作，当需要向蓄电池43充电时，控制开关启动，控制推顶器13推顶滑台12，滑台12与滑轨11滑动连接，从而可推顶太阳能电池板41竖向移动，直至露出箱体1，从而太阳能电池板41可以采集太阳能，为蓄电池43供电。

滑轨11上设有滑槽，两条滑轨11相对设置，滑台12的两端设有滑块，滑块滑接在滑槽内，通过推顶器13的推顶动作，可以使滑台12保持水平状。推顶器13为电动伸缩杆，能够产生直线式的伸缩，从而推顶滑台12沿滑轨11滑动。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，箱体1的顶部铰接有多块盖板14，盖板14用于封盖开口，当太阳能电池板41上升时，盖板14朝向竖直方向转动并打开开口；当太阳能电池板41下降时，盖板14朝向水平方向转动并关闭开口。盖板14为多个，共同用于封盖开口，盖板14与箱体1之间转动连接，可以使箱体1上的开口打开或关闭，以便太阳能电池板41采集太阳能。

具体的，当在雨天工作时，可将太阳能电池板41置于箱体1内，使太阳能电池板41不被淋雨，延长其使用寿命；当在非雨天工作时，可将太阳能电池板41置于箱体1外，使其吸收太阳能，并为蓄电池43充电。太阳能电池板41的工作位置，可以通过人工去判断和控制，以便做到合理使用。盖板14起到了封盖开口的作用，使雨水不流向箱体1内部。盖板14的四周与开口之间为密封连接，密封性能较好。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，盖板14的侧部设有驱动器15，驱动器15用于驱动盖板14转动，驱动器15受控于控制器42。控制器42上设有控制开关，能够控制驱动器15的启动或停止，从而可以控制盖板14的转动角度或封盖开口的操作。

在本实施例中，驱动器15为电动伸缩杆，通电后，能够直线式的伸缩，从而控制盖板14的转动，当太阳能电池板41上升过程中，能够打开开口，供太阳能电池板41露出箱体1，从而可以吸收太阳能；当太阳能电池板41下降至箱体1内以后，驱动器15控制盖板14转动，盖板14封盖开口。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，供电单元4还包括风力发电器45，风力发电器45设于箱体1上端，箱体1上端设有变压器46，风力发电器45的输出端连接变压器46的输入端，变压器46的输出端连接蓄电池43。风力发电器45与太阳能电池板41可以同时作用，也可以人为控制两者交替使用，实现了为蓄电池43持续供电的目的。

风力发电器45和变压器46均为现有技术，将其设置在箱体1上端，能够与太阳能电池板41相互协同作用，即使在无光照的情况下，依然可以为蓄电池43充电，共同为蓄电池43充电，变压器46将风力发电器45所产生的电能转变为供蓄电池43储存的电能，这样，蓄电池43就能够持续的提供电源，从而为地质位移监测工作提供电源支持，供电性能稳定。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，地质位移监测装置还包括多组用于固定箱体1的固定机构8，箱体1下端设有行走轮9，固定机构8包括电动推杆81、固定板82和弹性件83，电动推杆81设于箱体1下端，一端与箱体1可拆卸连接、另一端为自由端，电动推杆81可在箱体1竖直方向上伸缩，电动推杆81的伸长后的长度大于行走轮9的底端与箱体1底端之间的距离，电动推杆81与供电单元4电性连接；固定板82为多个，均铰接于电动推杆81自由端的圆周向上，固定板82的下端与电动推杆81自由端铰接、上端为自由端，固定板82借助于电动推杆81的伸缩插入至地质灾害地的地层中；弹性件83设于固定板82与电动推杆81自由端之间，用于推顶固定板82向远离电动推杆81的方向转动，固定板82借助于弹性件83锁紧在地层中。为了将箱体1更好的固定在灾害地地层中，通过本发明的固定机构8就可实现，通过启动电动推杆81，则电动推杆81向地层内伸长，电动推杆81的自由端和固定板82同时插入至地层内，由于弹性件83的作用，就可限位固定板82的移动，将固定板82固定在地层内，进而将整个箱体1固定。固定板82只能向地层内单向移动，而不能回退，从而保证箱体1的稳定性。电动推杆81与箱体1之间为可拆卸连接，通常情况下，固定机构8是放置在箱体1内部的，当需要固定箱体1时，将固定机构8取出，安装至箱体1底部的卡槽84内，固定机构8就可以在箱体1竖直方向上伸缩，并能将箱体1固定。固定机构8伸长后的总长度大于行走轮9的底端与箱体1底端之间的距离，保证能将箱体1固定在地层内，减弱因人为或其他因素造成的监测装置移动。

具体的，箱体1通过行走轮9可以任意移动地点，当需要监测的地点确定后，则通过固定机构8可将箱体1固定，以便准确采集和监测当前位置的地质位移信息。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，箱体1的内壁上设有电磁屏蔽层16，电磁屏蔽层16用于屏蔽箱体1外部的电磁场，防止外界突发的电磁干扰破坏监测数据的真实性和可靠性。

作为本发明提供的一种地质位移监测装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，箱体1的外壁上设有绝缘保护层17，绝缘保护层17包裹在箱体1外壁上，具有超高强度，对箱体1内部的器件起到很好的保护，保证其不受外界剧烈环境变化的干扰。

本发明的工作原理是，首先选择好需要监测的地理位置，将地质位移监测装置的开关均打开，使供电单元4置于箱体1上端，太阳能电池板41吸收太阳能，以便为蓄电池43持续供电，检查风力发电器45是否正常，检查传感监测单元2和数据处理单元3，是否可以采集、储存、分析和处理地质位移数据和是否可以无线发送数据，并检查蓄电池43的电能储备情况，能否进行正常供电，在确保各个部分能正常运行之后，打开固定机构8，将箱体1固定在当前位置，最后检查移动终端5，是否可以进行正常的无线传输地质数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。