一种带有弹簧缓冲支撑腿的无人化部署滑坡监测设备

本发明涉及自然灾害监测，具体涉及一种带有弹簧缓冲支撑腿的无人化部署滑坡监测设备。

背景技术：

1、滑坡是世界范围内最严重的地质灾害灾害之一，它严重威胁着人类的生命和财产安全，每年因此造成数千人员伤亡和大量设施的严重损坏，通过监测地表位移来研究滑坡所处的运动状态并发布预警信息是避免这些人员伤亡与减少财产损失最直接有效的方法之一。

2、无人化部署的滑坡灾害监测装备利用无人机等手段，将监测设备以无人化的方式部署安装至滑坡体上并实现监测功能，可以实现大范围、快速、安全、低成本的设备部署，可适用于各类高危滑坡场景的设备部署监测，成为目前新兴发展的一种监测装备。

3、目前现有的一些无人化部署的滑坡灾害监测装备(专利申请cn202011192252.0、cn202210541292.4、cn202210541292.4)，通过设计不同类型的脚钉初步实现了监测装备的无人化部署；但目前这类设备均未考虑装备抛投着地瞬间，地面给予其的反作用力，使得监测装备落地时会发生弹起甚至侧翻，这限制了目前无人化部署滑坡监测装备的推广应用。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种带有弹簧缓冲支撑腿的无人化部署滑坡监测设备。

2、本发明的技术方案为：一种带有弹簧缓冲支撑腿的无人化部署滑坡监测设备，包括监测箱体、设置在监测箱体内部的监测模块和供电模块、设置在监测箱体上的支撑组件、设置在支撑组件底端的第一缓冲组件和套设在在监测箱体外部且与支撑组件连接的第二缓冲组件；

3、支撑组件包括数个等距分布在监测箱体上端周向的连接板、分别活动交接在各个连接板端部的活动支腿和设置在监测箱体顶端且通过螺栓分别与连接板、监测箱体连接的压盖；

4、第一缓冲组件包括滑动卡接在各个活动支腿底端且通过螺栓与活动支腿固定连接的连接座和活动插接在连接座上的缓冲杆；缓冲杆远离活动支腿的一端设置有橡胶帽；缓冲杆上套设有分别与连接座、橡胶帽抵接的第一缓冲弹簧；

5、第二缓冲组件包括套设在监测箱体外部的连接盘和数个等距分布在连接盘上，且与对应位置处的活动支腿滑动卡接的缓冲座；连接盘上等距分布有数个缓冲槽，缓冲座通过滑杆与各个缓冲槽一一对应滑动卡接；滑杆远离监测箱体的一端套设有与缓冲座抵接的第二缓冲弹簧；活动支腿贯穿缓冲槽且与缓冲座滑动卡接。

6、进一步地，压盖下底面周向设置有与各个连接板活动卡接的卡槽，压盖下底面中心位置设置有与监测箱体活动插接的定位柱；

7、说明：通过设置在压盖上设置卡槽和定位柱，有利于提高压盖对于连接板的固定效果，避免设备着地瞬间支撑组件移位而影响设备的稳定性。

8、进一步地，监测箱体顶端设置有缓冲拉盘，压盖与缓冲拉盘连接，监测箱体侧壁靠下位置等距分布有数个u型架，各个u型架内部均通过立杆滑动卡接有升降块，各个升降块上均设置有与缓冲拉盘固定连接的拉杆；各个立杆上均套设有位于升降块上端的第三缓冲弹簧；

9、说明：监测箱体落地时在重力作用下继续向下移动，此时升降块在立杆的牵拉作用下挤压第三缓冲弹簧，对监测箱体的下降作用力进行缓冲。

10、进一步地，监测箱体上端面设置有与缓冲拉盘活动插接的行程控制杆；

11、说明：利用行程控制杆限制监测箱体的最大下移距离，从而避免监测箱体触地碰撞而造成其内部元件损坏，提高了本发明的使用安全性。

12、进一步地，活动支腿包括与连接板连接的第一支腿和与连接座连接的第二支腿；第二支腿与缓冲座滑动卡接；第二支腿顶端设置有弧形导槽，弧形导槽内部设置有导轨，第一支腿底端与导轨滑动卡接，导轨上套设有位于第一支腿两侧的第四缓冲弹簧；

13、说明：当设备落地时，由于底面非水平状态，因此会受到一定的扭转作用力，此时第一支腿在导轨上摆动，利用第四缓冲弹簧对设备的扭转作用力进行缓冲。

14、进一步地，第一支腿底端通过插接杆转动卡接有与弧形导槽抵接的滚轮，插接杆上套设有与第一支腿下底面抵接的压缩弹簧；

15、说明：通过在第一支腿底端设置滚轮，有利于提高第一支腿在弧形导槽上移动的流畅度，从而提高设备缓冲动作的灵敏度。

16、进一步地，监测箱体内部设置有水平仪和与水平仪电性连接的plc控制器；连接盘上设置有用于锁止各个缓冲座在滑杆上移动的锁止组件，锁止组件与plc控制器电性连接；

17、说明：利用水平仪感测监测箱体落地时与水平面的夹角，并通过plc控制器控制监测箱体较低一侧的锁止组件开启，并锁止对应位置处的缓冲座，从而使得对应的活动支腿停止在连接盘上移动，为测监测箱体提供更加可靠的支撑力。

18、进一步地，滑杆内部中空，锁止组件包括设置在连接盘外壁上的电动缸、贯穿滑杆且与电动缸连接的伸缩杆和数个滑动卡接在滑杆侧壁上的锁止推板；伸缩杆上套设有两个锥形压盘，锁止推板设置有数个，各个锁止推板分别贯穿滑杆且与滑杆滑动卡接，各个锁止推板上均设置有与锥形压盘滑动卡接的楔形槽；

19、说明：使用时，利用电动缸带动伸缩杆收缩，利用锥形压盘与锁止推板上楔形槽的配合作用，使得各个锁止推板同时伸出滑杆后与缓冲座卡接固定。

20、进一步地，连接盘由数个弧形板首尾拼接而成；缓冲槽设置在弧形板上；

21、说明：通过设置有数个弧形板首尾拼接而成的连接盘，便于对连接盘进行拆卸和组装，从而提高设备在野外环境下使用时的便利性。

22、进一步地，锁止推板远离伸缩杆的一侧设置有防滑齿；

23、说明：通过在锁止推板上设置防滑齿，有利于提高锁止组件的使用可靠性。

24、本发明的工作原理为：

25、将设备利用无人机进行抛投部署，在设备抛投着地瞬间，首先利用缓冲杆顶端的橡胶帽实现地面反作用力的初步缓解，而后监测箱体因为惯性作用，会沿着缓冲杆往下移动压缩第一缓冲弹簧，利用第一缓冲弹簧承载剩余的地面作用力；

26、若监测箱体的反作用力完全缓解则成功部署，若不能完全缓解反作用力，发生侧翻趋势，此时活动支腿沿连接板旋转，并带动缓冲座在滑杆上移动，缓冲座压缩第二缓冲弹簧，利用第二缓冲弹簧缓冲地面的作用力；

27、利用水平仪感测监测箱体落地时与水平面的夹角，并通过plc控制器控制监测箱体较低一侧的锁止组件开启，并锁止对应位置处的缓冲座，从而使得对应的活动支腿停止在连接盘上移动，为测监测箱体提供更加可靠的支撑力。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

29、第一、本发明的设备结构设计合理，利用缓冲杆缓解了岩质滑坡面对于设备的反作用力，同时本发明的支撑组件向外支出使得监测箱体底盘较宽，增强了设备的横向稳定性；

30、第二、本发明通过在连接盘上设置弧形导槽，利用第四缓冲弹簧对监测箱体落地瞬间产生的水平扭转作用力进行缓冲，进一步增强了设备落地时的稳定性；

31、第三、本发明通过设置水平仪和plc控制器，利用水平仪感测监测箱体落地时与水平面的夹角，并通过plc控制器控制监测箱体较低一侧的锁止组件开启，并锁止对应位置处的缓冲座，从而使得对应的活动支腿停止在连接盘上移动，为监测箱体提供更加可靠的支撑力。