一种河流运维泥沙测量装置

技术领域

本发明涉及河流泥沙监测技术领域，尤其涉及一种河流运维泥沙测量装置。

背景技术

我国是一个多沙河流的国家，泥沙问题较为突出，水体泥沙含量的测量，在水利水电工程建设、水文观测预报、土壤侵蚀研究、水土流失治理等方面是一个十分重要的问题，因此非常必要和值得进行深入研究和重点推广。

传统上含沙量测量是采用取样称重的方法，取一定体积的具有代表性的样品，经过预处理，然后烘干、称重，即可求知含沙量。这种方法在很大程度上取决于所取样品的代表性，而且测量周期长、操作过程烦琐、劳动强度大，不能很好地进行实时监测水流的动态过程。

现有技术中采用泥沙测量传感设备，如泥沙监测仪，通过将其布置在河流内，水库边或湖泊内，接近河流床的底部，设备基于组合红外吸收散射光线法，通过逆投影成像技术，连续精确测定水体中的悬移质泥沙含量。但是当前对于泥沙检测仪在水中的布置，没有良好的收放布置装置，导致收放的拉绳过水后，被水中的漂浮物或者杂质所附着，且泥沙监测设备无法被防护，敞露在外界，导致泥沙监测设备的使用寿命大幅缩短。因而为提高现有泥沙监测仪的使用操作性及防护效果，急需提出一种用于辅助泥沙监测设备使用的装置。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有河流运维泥沙测量装置使用存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种河流运维泥沙测量装置，其目的在于通过将现有的泥沙监测设备进行有效防护，对收放的绳索进行清洁，进而提高泥沙监测设备的使用操作性，解决操作难，防护效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种河流运维泥沙测量装置，此装置包括收放单元和测量单元，其中，收放单元，包括支撑组件和设置于所述支撑组件上的收卷组件和清洁组件，所述收卷组件包括收卷绳，所述收卷绳贯穿于所述清洁组件中；测量单元，设置于所述收卷绳的自由端，其包括测量传感设备和通过导线与所述测量传感设备相连的控制箱。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述支撑组件包括底板、成对设置于所述底板顶部侧壁上的支撑架，以及设置于所述支撑架上端侧壁上调节架；所述调节架包括套板、连接于所述套板侧壁上的支撑板和转动设置于所述套板侧壁上的紧固螺栓。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述收卷组件包括收卷组件包括驱动件、设置于所述驱动件输出端的收卷件，以及设置于所述调节架上的束线件；所述收卷件设置于所述支撑架之间。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述驱动件包括驱动电机、连接于所述驱动电机输出轴上的驱动轴，以及通过皮带相连驱动的从动轴；所述驱动电机通过固定座连接于所述底板上；所述驱动轴和从动轴上设置有差速器。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述收卷件包括设置于所述驱动轴上的收卷辊和设置于所述从动轴上的调节辊，以及套设于所述调节辊侧壁上的同步轮；所述收卷绳收卷在所述收卷辊上；所述调节辊的周向侧壁上开设有循环相通的限位凹槽；所述同步轮的周向侧壁上开设有对所述收卷绳限位的凹腔，其内环侧壁上设置有凸块，所述凸块配合滑动于所述限位凹槽内。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述束线件包括趋向辊和导向辊，所述趋向辊的辊体直径大小由两端向中部逐渐减小；所述导向辊的中部设置有导向轮，且其中部开设有导向槽。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述清洁组件包括清洁箱和设置于所述清洁箱内的限位件；所述清洁箱的内腔上部侧壁中开设有安装槽，下部侧壁中开设有放置槽，所述限位件设置于所述安装槽内，所述测量传感设备能够放置于所述放置槽内；所述安装槽的侧壁中设置有限位滑槽和导向轨槽，所述限位滑槽和导向轨槽相互垂直。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述限位件包括对称设置的接触轮板，与所述接触轮板侧壁相连的连接杆，与所述连接杆一端相连的偏转杆，以及与所述偏转杆自由端交接的清洁滑块；所述接触轮板能够配合轮动于所述收卷绳的外部侧壁上，其包括成对设置的滚动轮和连接两滚动轮的连接板，所述连接板的两侧侧壁上具有滑块，所述滑块能够配合滑动于所述限位滑槽内；所述清洁滑块配合滑动于所述导向轨槽内。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述收卷绳远离所述收卷辊的一端依次穿过趋向辊、导向辊和限位件之间的安装槽，延伸于所述放置槽内，并连接于所述测量传感设备的顶部侧壁上。

作为本发明所述河流运维泥沙测量装置的一种优选方案，其中：所述控制箱包括控制模块、与所述控制模块相连的输入模块和通讯模块，所述通讯模块通过有线和/或无线网络与监测云平台保持网络相连；所述控制箱还包括电源模块，所述电源模块为各模块进行供电。

本发明的有益效果：

本发明中泥沙测量设备安装在收卷绳的一端，收卷绳通过收卷组件稳定释放和收纳，收卷组件中的束线件能够帮助收卷绳整洁而连续的收卷，清洁组件能够对收放的收卷绳的外表进行清洁，使得从水中收回后不缠绕有杂质；收回还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明河流运维泥沙测量装置的整体结构示意图。

图2为本发明河流运维泥沙测量装置的另一视角整体结构示意图。

图3为本发明河流运维泥沙测量装置的调节辊和同步轮具体结构示意图。

图4为本发明河流运维泥沙测量装置的整体B-B面剖视结构示意图。

图5为本发明河流运维泥沙测量装置的局部放大结构示意图。

图6为本发明河流运维泥沙测量装置的控制箱控制过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1、2和6，为本发明第一个实施例，提供了一种河流运维泥沙测量装置，此装置包括收放单元100和测量单元200。其中，收纳单元100用于对测量单元200中的泥沙测量设备进行释放和收纳；而测量单元200则通过控制箱202对泥沙测量设备进行电气控制。

收放单元100，包括支撑组件101和设置于支撑组件101上的收卷组件102和清洁组件103，收卷组件102包括收卷绳102a，收卷绳102a贯穿于清洁组件103中；其中，支撑组件101为装置的支撑主体部分，用于收卷组件102和清洁组件103的安装；收卷组件102用于收卷绳102a的释放和收纳，进而控制泥沙监测设备的释放和收纳。清洁组件103则配合安装在收卷组件102的尾端，用于对收卷过程中的收卷绳102a进行清洁，以保持收回的收卷绳102a整洁，减少水中杂质漂浮物的附着。

进一步的，测量单元200，设置于收卷绳102a的自由端，其包括测量传感设备201和通过导线与测量传感设备201相连的控制箱202；其中，控制箱202通过导线连接测量传感设备201，控制测量传感设备201的数据测量过程，控制箱202安装在底板101a上。

需要说明的是，由于河流河道长度大，范围广，因而泥沙监测设备需要多处布置，且沿河道分布，以及在河流内流动布置。

更进一步的，支撑组件101包括底板101a、成对设置于底板101a顶部侧壁上的支撑架101b，以及设置于支撑架101b上端侧壁上调节架101c；调节架101c包括套板101c-1、连接于套板101c-1侧壁上的支撑板101c-2和转动设置于套板101c-1侧壁上的紧固螺栓101c-3。底板101a及支撑架101b构成了主体的框架，且在底板101a上开设有定位孔，可将此装置固定在河岸边，或随船体或浮漂等随波流动在河流内。调节架101c用于束线件102d的安装，对收卷绳102a的换向引导。

实施例2

参照图1～5，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：收卷组件102包括收卷组件102包括驱动件102b、设置于驱动件102b输出端的收卷件102c，以及设置于调节架101c上的束线件102d；收卷件102c设置于支撑架101b之间。

驱动件102b包括驱动电机102b-1、连接于驱动电机102b-1输出轴上的驱动轴102b-2，以及通过皮带P相连驱动的从动轴102b-3；驱动电机102b-1通过固定座G连接于底板101a上；驱动轴102b-2和从动轴102b-3上设置有差速器C。

收卷件102c包括设置于驱动轴102b-2上的收卷辊102c-1和设置于从动轴102b-3上的调节辊102c-2，以及套设于调节辊102c-2侧壁上的同步轮102c-3；收卷绳102a收卷在收卷辊102c-1上；调节辊102c-2的周向侧壁上开设有循环相通的限位凹槽102c-21；同步轮102c-3的周向侧壁上开设有对收卷绳102a限位的凹腔A，其内环侧壁上设置有凸块T，凸块T配合滑动于限位凹槽102c-21内。

束线件102d包括趋向辊102d-1和导向辊102d-2，趋向辊102d-1的辊体直径大小由两端向中部逐渐减小；导向辊102d-2的中部设置有导向轮102d-21，且其中部开设有导向槽D。

清洁组件103包括清洁箱103a和设置于清洁箱103a内的限位件103b；清洁箱103a的内腔上部侧壁中开设有安装槽103a-1，下部侧壁中开设有放置槽103a-2，限位件103b设置于安装槽103a-1内，测量传感设备201能够放置于放置槽103a-2内；安装槽103a-1的侧壁中设置有限位滑槽103a-11和导向轨槽103a-12，限位滑槽103a-11和导向轨槽103a-12相互垂直。

限位件103b包括对称设置的接触轮板103b-1，与接触轮板103b-1侧壁相连的连接杆103b-2，与连接杆103b-2一端相连的偏转杆103b-3，以及与偏转杆103b-3自由端交接的清洁滑块103b-4；接触轮板103b-1能够配合轮动于收卷绳102a的外部侧壁上，其包括成对设置的滚动轮103b-11和连接两滚动轮103b-11的连接板103b-12，连接板103b-12的两侧侧壁上具有滑块H，滑块H能够配合滑动于限位滑槽103a-11内；清洁滑块103b-4配合滑动于导向轨槽103a-12内。

收卷绳102a远离收卷辊102c-1的一端依次穿过趋向辊102d-1、导向辊102d-2和限位件103b之间的安装槽103a-1，延伸于放置槽103a-2内，并连接于测量传感设备201的顶部侧壁上。

相较于实施例1，进一步的，收卷组件102中驱动件102b用于提供驱动力，包括收卷件102c中收卷辊102c-1和调节辊102c-2的转动，同步轮102c-3通过内环中的凸块T滑动在限位凹槽102c-21内，且调节辊102c-2被驱动转动，因而同步轮102c-3能够被动在调节辊102c-2上横向位移，且在循环的限位凹槽102c-21作用下，往复运动，进而对应了收卷绳102a在收卷辊102c-1上的收线及放线过程，使得收卷绳102a被整齐绕接在收卷辊102c-1的表面。需要说明的是，收卷辊102c-1和调节辊102c-2的转速差异可通过调节差速器C的输出来平衡。

束线件102d用于将从调节辊102c-2上绕出的收卷绳102a向中部驱赶，进而统一收卷绳102a的出线或收线方向。趋向辊102d-1为对称式的喇叭状辊面，在绳索拉动的转动过程中，使得收卷绳102a具有向趋向辊102d-1中部运动的趋势，并进一步导向辊102d-2的作用下，收卷绳102a被从中部一处输入或者输出。

清洁组件103用于收卷绳102a的外部清洁，收卷绳102a穿过清洁箱103a上部的箱体，并从限位件103b之间穿过，与限位件103b中接触轮板103b-1的滚动轮103b-11转动接触，即成对设置的两滚动轮103b-11能够贴附在收卷绳102a的表面移动，通过收卷绳102a的释放和收回过程，来改变限位件103b的状态。

其余结构与实施例1的结构相同。

实施例3

参照图1，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：控制箱202包括控制模块202a、与控制模块202a相连的输入模块202b和通讯模块202c，通讯模块202c通过有线和/或无线网络与监测云平台保持网络相连；控制箱202还包括电源模块202d，电源模块202d为各模块进行供电。

相较于实施例2，进一步的，控制箱202用于控制泥沙测量设备的运行，其箱内具有控制电路，区分为用于数据处理控制的控制模块202a、用于信号输入接入和信号转换的输入模块202b、与外部进行数据通讯的通讯模块202c，以及用于供电的电源模块202d。

输入模块202b通过导线与泥沙监测设备中的传感器相连，再控制模块202a将数据处理后经由通讯模块202c向监测云平台通讯。由于河流各处设置的监测装置众多，可构成了庞大的泥沙监测系统。

其余结构与实施例2的结构相同。

结合附图1～6中所示，以在河流岸边的环境为例进行说明，在本装置的使用过程中，将装置安装在预定的监测区域，在下放测量传感设备101前，将设备的各项数据进行调节，以达到预期的要求，而后，在测量设备的下放过程中，启动驱动电机102b-1，在皮带P的作用下，同步带动驱动轴102b-2和从动轴102b-3进行转动，同步轮102c-3在凸块T的作用下滑动于限位凹槽102c-21内，并在从动轴102b-3的转动下，同步轮102c-3在调节辊102c-2上横向移动，从而平衡收卷绳102a在释放过程中的变换位置的问题，收卷绳102a在趋向辊102d-1和导向辊102d-2的作用下，向中部偏移，最终从导向辊102d-2的输出端输出，进入清洁箱103a内。

在收卷绳102a的释放过程中，收卷绳102a驱动两侧的接触轮板103b-1向限位滑槽103a-11的下端移动，并通过连接杆103b-2推动偏转杆103b-3偏转，由于偏转杆103b-3的一端铰接，因而偏转杆103b-3的另一端带动清洁滑块103b-4逐渐远离收卷绳102a，从而与收卷绳102a不产生接触，即收卷绳102a的释放过程顺畅，泥沙监测设备从清洁箱103a中被释放，进入水中。

待完成泥沙测量任务后，需将泥沙监测设备收回，启动驱动电机102b-1反向转动，收卷绳102a在收卷辊102c-1的作用下收回，由于收卷绳102a始终与接触轮板103b-1中的滚动轮103b-11转动接触，因而当收卷绳102a反向收回时，将带动接触轮板103b-1向限位滑槽103a-11的上端移动，将通过连接杆103b-2推动偏转杆103b-3偏转，由于偏转杆103b-3的一端铰接，偏转杆103b-3的另一端将推动清洁滑块103b-4靠近收卷绳102a，从而与收卷绳102a产生接触，即清洁滑块103b-4对收卷绳102a的绳体侧壁进行清洁，至最终泥沙监测设备被收回清洁箱103a内，过程中，无需人工干预，即可将收卷绳102a整齐绕在收卷辊102c-1的辊面上，以便于下一次使用。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。