基于地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测设备的制作方法

1.本发明涉及自然灾害防护设备技术领域，具体为基于地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测设备。


背景技术：

2.山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下，沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称"走山"、"垮山"、"地滑"、"土溜"等。是常见地质灾害之一，如中国专利公开了一种地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测装置（20202215 5270.3）涉及滑坡测量技术领域，包括安装筒，所述安装筒的内壁底端嵌设有加压筒，且加压筒的内侧滑动嵌设有密封套。该地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测装置，通过启动杆、贯穿箭头和辅助板，可以实现对该地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测装置进行快速的安装，避免因为滑坡的土壤过于松软，导致的贯穿箭头发生意外的晃动和掉落，进而提高了测量精确度，该地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测装置，通过发射管、集中室和密封套，可以实现对贯穿箭头的稳定发生安装，进一步提高该地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测装置的安装便捷性，避免使用水泥块安装的安装弊端。
3.但在实际使用过程中，尤其在山体滑坡时，坡度斜面角度实时发生位移，若不能很好的及时监测，容易导致监测数据不够准确，以至于不能很好的提前采取措施，来应对事故的发生。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测设备，该过程通过位移传感器测量第一活动框的伸缩位移量即可得到滑坡的位移量，从而使得相关人员能够对该处的坡度进行实时检测，并能够使得相关人员采取对应的措施，降低事故的发生。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：.基于地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测设备，包括：安装架结构；以及设置在所述安装架结构下部的坡度测量组件，用于测量滑坡的位移；所述坡度测量组件包括固定在安装架结构上的轴杆，以及分别转动连接在所述轴杆两端的轴套，两个所述轴套的侧壁固定有安装框，以及通过安装框相对侧设置的安装轴与安装框转动连接的传递箱，还包括设置在传递箱内部可伸缩移动的第一活动框；以及设置在所述传递箱内部的啮合驱动组件，用于带动传递箱的偏转以及第一活动框的伸缩移动；还包括设置在所述传递箱侧壁的位移传感器，用于测量第一活动框的伸缩长度；以及设置在所述传递箱远离安装框一端底部可转动的安装条，所述安装条的侧壁设置有第二压力传感器，用于感应传递箱与坡面的压力变化。
6.优选的，所述安装架结构包括支撑架，以及设置在所述支撑架底部的两组插板结构，用于将支撑架插接在斜坡上，并使得支撑架处于水平状态；每组所述插板结构包括插板本体，以及通过第一连接轴设置在所述插板本体上并可转动的支撑板，所述支撑板固定在
支撑架的底部，还包括设置在所述支撑板侧壁的第一电机，用于调节支撑板的转动方向；以及开设在所述支撑板侧壁的水平槽，所述水平槽的内部设置有滚珠，以及设置在所述水平槽中部的刻度条，当滚珠置于刻度条位置时，显示支撑板处于水平位置。
7.优选的，所述啮合驱动组件包括固定在安装轴上的齿轮，以及设置在所述传递箱内部并可伸缩移动的第二活动框，所述第二活动框的内底部线性分布有齿牙，且齿牙与齿轮啮合；还包括设置在所述第二活动框端部的连接件，所述连接件上固定安装有第三电机，且第三电机的输出端穿过连接件上开设的通孔并固定有传动齿，且传动齿与所述第一活动框内顶部设置的第一齿条啮合，当传动齿转动时，用于带动第一活动框的伸缩移动；还包括固定在所述传递箱内部的第二齿条，所述第二齿条与传动齿啮合。
8.优选的，所述支撑架的相对侧分别还设置有坡度姿态变化检测组件，用于测量斜坡塌陷的姿态变化；每组所述坡度姿态变化检测组件包括安装在支撑架侧壁上的固定架，以及固定在所述固定架端部的两个安装件，其中一个安装件上通过销轴转动连接有第一传动杆，以及转动连接在所述第一传动杆远离销轴端部的安装杆；还包括通过第二连接轴转动连接在所述安装件上部的连接杆，所述连接杆远离第二连接轴的一端穿过安装杆上开设的凹槽并固定有弧形条，且连接杆的中部通过转轴与安装杆所在的凹槽内壁转动连接；还包括转动连接在所述安装杆水平段端部的第二传动杆，所述第二连接轴上还设置有可转动的指针，所述指针的一端与第二传动杆远离安装杆的端部转动连接，其另一端指向弧形条上开设的刻度，用于显示斜坡的塌陷程度；还包括设置在所述安装杆垂直段顶部的安装盘，所述安装盘上还设置有塌陷感应组件。
9.优选的，所述塌陷感应组件包括设置在所述安装盘内底部的安装座，以及设置在所述安装座相对端可转动的收放辊，所述收放辊上设置有吊绳，还包括固定在所述吊绳底部的配重块，用于带动吊绳向下移动；所述安装座的侧壁还设置有第二电机，且第二电机的输出端穿过安装座侧壁的通槽并与收放辊的一端固定。
10.优选的，还包括固定在所述第一活动框远离安装框一端的激光发射器，用于发射激光；以及每组所述坡度姿态变化检测组件所在的两个安装件之间还设置有可转动的辊筒，还包括套设在两个所述辊筒上的连接带，且连接带上等距设置有不同颜色的区域，用于承接激光发射器产生的光斑；所述辊筒的一端穿过安装件侧壁开设的安装孔并与第一传动杆所在的销轴固定连接；以及设置在所述支撑架侧壁的横杆，所述横杆远离安装架的端部设置有第二摄像头，用于观察光斑所在连接带的位置。
11.优选的，所述弧形条与安装件之间还设置有警报触发组件，用于警示塌陷的已达到危险值；所述警报触发组件包括固定在所述弧形条远离连接杆端部的触发块，以及设置在所述安装件侧壁的连接条，还包括设置在所述连接条靠近弧形条侧壁的第一压力传感器。
12.优选的，所述支撑架的两侧还分别固定有延伸架，每个所述延伸架靠近坡度姿态变化检测组件的侧壁设置有第一摄像头，用于观察指针指向弧形条所在刻度的位置。
13.优选的，每个所述安装盘的底部还开设有若干排水槽。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过第一活动框伸缩位移量等价于传递箱的偏转量，并通过位移传感器的作用，即可得到第一活动框的具体伸缩位移量，进一步得到滑坡的位移量，即滑坡的下陷程
度值，该过程通过位移传感器测量第一活动框的伸缩位移量即可得到滑坡的位移量，从而使得相关人员能够对该处的坡度进行实时检测，并能够使得相关人员采取对应的措施，降低事故的发生。
15.作为本发明的另一种实施方式，当安装盘向下移动越多，即坡面下陷程度越大，则指针偏转角度越大，此过程通过观察指针的偏转角度，即指针指向弧形条所在刻度位置，即可了解该处坡面下陷的程度大小，从而采取相应的措施。
16.作为本发明的其他实施方式，通过观察光斑在不同颜色区域投射位置变化，若坡面发生滑移时，此时坡度测量组件所在激光发射器发射出的激光也相应发生偏移，因此使得光斑位于连接带不同颜色区域的不同位置，若未发生滑坡时，激光发射器也没有发生位置偏移时，即其投射的光斑显示在连接带不同颜色区域的同一直线位置，该过程通过连接带的位移量可判断坡度坍塌变化的剧烈程度，通过坡度测量组件所在激光发射器发射出的激光的偏移量，即可判断坡面滑移的程度，进一步通过光斑位于连接带不同颜色区域的不同位置来进一步判断地质滑坡的整体性能。
附图说明
17.图1为本发明的第一视角立体结构示意图；图2为图1的第二视角立体结构示意图；图3为图1的正视结构示意图；图4为图1的仰视结构示意图；图5为图1的侧视结构示意图；图6为坡度测量组件的拆解结构示意图；图7为图6的正视结构示意图；图8为图6的局部放大结构示意图。
18.图中：1、支撑架；2、延伸架；3、支撑板；4、水平槽；5、滚珠；6、第一电机；7、安装框；8、传递箱；9、第一活动框；10、激光发射器；11、安装盘；12、第二电机；13、安装座；14、收放辊；15、吊绳；16、排水槽；17、凹槽；18、连接杆；19、第二连接轴；20、指针；21、安装杆；22、第一传动杆；23、第二传动杆；24、弧形条；25、触发块；26、连接条；27、第一压力传感器；28、第一摄像头；29、配重块；30、插板本体；31、连接带；32、固定架；33、辊筒；34、横杆；35、第二摄像头；37、轴杆；38、轴套；39、安装轴；40、齿轮；41、第三电机；42、位移传感器；43、齿牙；44、传动齿；45、第一齿条；46、第二齿条；47、安装条；48、第二活动框；49、第二压力传感器；50、安装件。
具体实施方式
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下面结合附图详细介绍本发明各实施例。
20.实施例1
请参阅图1至图8，本发明优选提供技术方案：基于地质滑坡体位移和坡度姿态变化的监测设备，包括：安装架结构；以及设置在安装架结构下部的坡度测量组件，用于测量滑坡的位移；坡度测量组件包括固定在安装架结构上的轴杆37，以及分别转动连接在轴杆37两端的轴套38，两个轴套38的侧壁固定有安装框7，以及通过安装框7相对侧设置的安装轴39与安装框7转动连接的传递箱8，还包括设置在传递箱8内部可伸缩移动的第一活动框9；以及设置在传递箱8内部的啮合驱动组件，用于带动传递箱8的偏转以及第一活动框9的伸缩移动；还包括设置在传递箱8侧壁的位移传感器42，用于测量第一活动框9的伸缩长度；以及设置在传递箱8远离安装框7一端底部可转动的安装条47，安装条47的侧壁设置有第二压力传感器49，用于感应传递箱8与坡面的压力变化。
21.通过啮合驱动组件的作用，可带动传递箱8的偏转以及第一活动框9的伸缩移动，以及配合传递箱8侧壁设置的位移传感器42，可对第一活动框9的伸缩长度进行测量，又由安装条47与传递箱8的底部转动连接，从而可使得安装条47底部的第二压力传感器49能够与滑坡面保持接触，并通过第二压力传感器49的作用，得知传递箱8与坡面的压力变化，并将感应信息传导至安装架内部设置的单片机，单片机接收信号并进行分析，从而控制啮合驱动组件运行；当发生滑坡时，如图1和5所示，此时第二压力传感器49感应传递箱8与坡面的压力值变小，从而控制啮合驱动组件运行，即可使得传递箱8向下偏转并带动第一活动框9向远离传递箱8的方向伸缩移动，直至第二压力传感器49所感应到传递箱8与坡面的压力值达到初始值时，停止移动，在此过程中第一活动框9伸缩位移量等价于传递箱8的偏转量，并通过位移传感器42的作用，即可得到第一活动框9的具体伸缩位移量，进一步得到滑坡的位移量，即滑坡的下陷程度值，该过程通过位移传感器42测量第一活动框9的伸缩位移量即可得到滑坡的位移量，从而使得相关人员能够对该处的坡度进行实时检测，并能够使得相关人员采取对应的措施，降低事故的发生。
22.进一步地，安装架结构包括支撑架1，以及设置在支撑架1底部的两组插板结构，用于将支撑架1插接在斜坡上，并使得支撑架1处于水平状态；每组插板结构包括插板本体30，以及通过第一连接轴设置在插板本体30上并可转动的支撑板3，支撑板3固定在支撑架1的底部，还包括设置在支撑板3侧壁的第一电机6，用于调节支撑板3的转动方向；以及开设在支撑板3侧壁的水平槽4，水平槽4的内部设置有滚珠5，以及设置在水平槽4中部的刻度条，当滚珠5置于刻度条位置时，显示支撑板3处于水平位置。
23.通过插板本体30的结构特性，可将支撑架1插在斜坡上，并配合支撑板3内部开设的水平槽4，以及可在水平槽4内部移动的滚珠5，具体的，当插板本体30垂直插入斜坡时，通过调节第一电机6，配合水平槽4在滚珠5内部的位置，如图5所示，当滚珠5置于水平槽4的中部时，显示支撑板3处于水平位置，进一步使得支撑架1处于水平位置，此时调节坡度测量组件，使得所在的安装框7以及传递箱8与坡面保持接触，即第二压力传感器49有一个初始压力值，便于测量滑坡的位移量。
24.进一步地，啮合驱动组件包括固定在安装轴39上的齿轮40，以及设置在传递箱8内部并可伸缩移动的第二活动框48，第二活动框48的内底部线性分布有齿牙43，且齿牙43与齿轮40啮合；还包括设置在第二活动框48端部的连接件，连接件上固定安装有第三电机41，且第三电机41的输出端穿过连接件上开设的通孔并固定有传动齿44，且传动齿44与第一活
动框9内顶部设置的第一齿条45啮合，当传动齿44转动时，用于带动第一活动框9的伸缩移动；还包括固定在传递箱8内部的第二齿条46，第二齿条46与传动齿44啮合。
25.当发生山体滑坡时，此时第三电机41接收单片机发送的信号并运行，从而带动第三电机41输出端连接的传动齿44转动，如图6和7所示，由于固定在传递箱8侧壁的第二齿条46也与传动齿44啮合，而传递箱8通过安装轴39与安装框7连接，此时，当第三电机41带动传动齿44转动时，可实现传动齿44沿第二齿条46啮合传动，一方面，在连接件的连接作用下，可进一步带动第二活动框48伸缩移动，此时，第二活动框48内部设置的齿牙43与固定在安装轴39上的齿轮40啮合，因此可使得第二活动框48在伸缩移动的同时并带动第二活动框48发生偏转，即第二活动框48向第一活动框9的方向移动时，并向下发生偏转，从而带动传递箱8向下偏转，另一方面，在传动齿44自身转动时，由于传动齿44与第一活动框9内顶部设置的第一齿条45啮合，进一步使得第一活动框9伸出，当传递箱8向下偏转时，并使得第二压力传感器49重新达到初始压力值，即可停止第三电机41的转动，此时第一活动框9伸出距离等价于传递箱8向下偏转位移。
26.实施例2作为本发明的另一种实施方式，支撑架1的相对侧分别还设置有坡度姿态变化检测组件，用于测量斜坡塌陷的姿态变化；每组坡度姿态变化检测组件包括安装在支撑架1侧壁上的固定架32，以及固定在固定架32端部的两个安装件50，其中一个安装件50上通过销轴转动连接有第一传动杆22，以及转动连接在第一传动杆22远离销轴端部的安装杆21；还包括通过第二连接轴19转动连接在安装件50上部的连接杆18，连接杆18远离第二连接轴19的一端穿过安装杆21上开设的凹槽17并固定有弧形条24，且连接杆18的中部通过转轴与安装杆21所在的凹槽17内壁转动连接；还包括转动连接在安装杆21水平段端部的第二传动杆23，第二连接轴19上还设置有可转动的指针20，指针20的一端与第二传动杆23远离安装杆21的端部转动连接，其另一端指向弧形条24上开设的刻度，用于显示斜坡的塌陷程度；还包括设置在安装杆21垂直段顶部的安装盘11，安装盘11上还设置有塌陷感应组件。
27.如图1所示，通过塌陷感应组件的作用，可使得安装盘11向下移动，一方面，带动安装杆21水平段端部转动连接的第二传动杆23向下偏转，进一步使得指针20以第二连接轴19为轴心发生偏转，从而使得指针20可对应指向弧形条24上开设刻度的不同位置，另一方面，可使得连接杆18所在的弧形条24发生弧形移动，图3所示，在该实施例中，当安装盘11向下移动越多，即坡面下陷程度越大，则指针20偏转角度越大，此过程通过观察指针20的偏转角度，即指针20指向弧形条24所在刻度位置，即可了解该处坡面下陷的程度大小，从而采取相应的措施。
28.进一步地，塌陷感应组件包括设置在安装盘11内底部的安装座13，以及设置在安装座13相对端可转动的收放辊14，收放辊14上设置有吊绳15，还包括固定在吊绳15底部的配重块29，用于带动吊绳15向下移动；安装座13的侧壁还设置有第二电机12，且第二电机12的输出端穿过安装座13侧壁的通槽并与收放辊14的一端固定。
29.在该实施例中，此处配重块29初始状态与坡面接触，且并未对吊绳15产生向下的力，即通过第二电机12提供的动力，可带动收放辊14转动，从而调节吊绳15的下垂长度，进一步调节配重块29的高度，使得配重块29与坡面刚好接触，如图1所示，当该处发生滑坡或塌陷时，此时配重块29可带动吊绳15向下移动，直至与配重块29与坡面重新接触，当配重块
29向下时，通过吊绳15的连接作用，即可带动安装盘11向下移动，进一步使得坡度姿态变化检测组件所在的指针20发生偏转，并通过配重块29的下移程度，即塌方的下陷程度，从而使得安装盘11发生对应距离的下移，指针20对应发生偏转，从而完成塌陷的感应过程。
30.实施例3作为本发明的其他实施方式，还包括固定在第一活动框9远离安装框7一端的激光发射器10，用于发射激光；以及每组坡度姿态变化检测组件所在的两个安装件50之间还设置有可转动的辊筒33，还包括套设在两个辊筒33上的连接带31，且连接带31上等距设置有不同颜色的区域，用于承接激光发射器10产生的光斑；辊筒33的一端穿过安装件50侧壁开设的安装孔并与第一传动杆22所在的销轴固定连接；以及设置在支撑架1侧壁的横杆34，横杆34远离安装架的端部设置有第二摄像头35，用于观察光斑所在连接带31的位置。
31.由于激光发射器10设置在坡度测量组件所在第一活动框9的侧壁，如图6所示，带动连接带31转动的辊筒33与坡度姿态变化检测组件所在第一传动杆22的销轴固定，因此当发生滑坡时，则坡度测量组件运行时，即坡度测量组件所在传递箱8发生偏转以及第一活动框9伸缩移动时，此时激光发射器10可在不同位置发射激光，与此同时坡度姿态变化检测组件运行，所在的第一传动杆22发生偏转，即可带动辊筒33转动，从而带动连接带31转动，即可使得激光发射器10在不同位置发射激光并投射至移动的连接带31上，配合连接带31上等距设置有不同颜色的区域，通过观察光斑在不同颜色区域投射位置变化，若坡面发生滑移时，此时坡度测量组件所在激光发射器10发射出的激光也相应发生偏移，因此使得光斑位于连接带31不同颜色区域的不同位置，若未发生滑坡时，激光发射器10也没有发生位置偏移时，即其投射的光斑显示在连接带31不同颜色区域的同一直线位置，该过程通过连接带31的位移量可判断坡度坍塌变化的剧烈程度，通过坡度测量组件所在激光发射器10发射出的激光的偏移量，即可判断坡面滑移的程度，进一步通过光斑位于连接带31不同颜色区域的不同位置来进一步判断地质滑坡的整体性能。
32.进一步地，弧形条24与安装件50之间还设置有警报触发组件，用于警示塌陷的已达到危险值；警报触发组件包括固定在弧形条24远离连接杆18端部的触发块25，以及设置在安装件50侧壁的连接条26，还包括设置在连接条26靠近弧形条24侧壁的第一压力传感器27。
33.当塌陷感应组件运行，并带动坡度姿态变化检测组件移动时，如图1、图3所示，当坡度下陷达到极值时，即对应的配重块29下沉到最大深度，从而带动安装盘11所在的安装杆21向下移动，进一步使得连接杆18所在弧形条24发生偏转，进一步使得触发块25向靠近连接条26的方向移动，在极大值时，即触发块25与第一压力传感器27接触，此时第一压力传感器27受压，将信号传递至单片机，单片机接收信号并发出警报提示。
34.进一步地，支撑架1的两侧还分别固定有延伸架2，每个延伸架2靠近坡度姿态变化检测组件的侧壁设置有第一摄像头28，用于观察指针20指向弧形条24所在刻度的位置。
35.实施例4作为本发明的其他实施方式，每个安装盘11的底部还开设有若干排水槽16。
36.当发生暴雨的情况下，此时安装盘11上开设的排水槽16，如图1所示，在雨量集聚的情况下，此时安装盘11的排水量小于进水量，因此安装盘11内部积水，通过安装盘11积水重量的大小，进而带动安装杆21向下移动；并通过安装杆21向下的移动距离转换为连接带
31的输送距离，此时雨量大小等于连接带31的输送距离，若此时坡面发生滑动时，此时坡度测量组件所在激光发射器10发射出的激光也相应发生偏移，因此使得光斑位于连接带31不同颜色区域的不同位置，若未发生滑坡时，激光发射器10也没有发生位置偏移时，即其投射的光斑显示在连接带31不同颜色区域的同一直线位置，该过程通过连接带31的位移量可判断雨量的剧烈程度，通过坡度测量组件所在激光发射器10发射出的激光的偏移量，即可判断坡面滑移的程度，进一步通过光斑位于连接带31不同颜色区域的不同位置来判断在强降雨的情况下，是否发生山体滑坡等情况。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。其中，可拆卸安装的方式有多种，例如，可以通过插接与卡扣相配合的方式，又例如，通过螺栓连接的方式等。
38.以上结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
39.上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。