一种大坝变形监测用无人机雷达及其监测方法

技术领域

本发明涉及大坝稳定性监测技术领域，具体是一种大坝变形监测用无人机雷达及其监测方法。

背景技术

大坝作为水利工程枢纽的重要组成部分，在调节水资源时空分布中发挥着巨大的工程效益，在国民经济和社会发展起到了十分重要的作用。大坝作为水工建筑物，在长期运行过程中不仅承受来自于外荷载的长期作用，且受到周围地质结构的影响，其运行过程中存在一定的风险。大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段，也是保证大坝安全运行重要的非工程措施。为及时掌握大坝运行状况，及时了解存在的安全隐患，通常采用多种方法对大坝不同部位进行多方位监测，以获得大坝不同空间测点的变形值。

因此会用到无人机雷达进行监测，但现有的无人机雷达在使用时监测角度固定，在监测过程中，容易出现监测遗漏的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大坝变形监测用无人机雷达及其监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大坝变形监测用无人机雷达，所述大坝变形监测用无人机雷达包括承接梁及安装在所述承接梁上的多个飞行器，所述承接梁上还安装有起落支架，所述承接梁朝向所述起落支架的一侧设置有承接板，所述承接板朝向所述承接梁的一侧固定有驱动套筒，所述驱动套筒与安装在所述承接梁上的驱动机构连接，所述驱动套筒还通过升降调节机构与所述承接梁连接；

所述承接板远离所述承接梁的一侧通过转轴铰接有雷达，且所述转轴的端部还固定有齿轮，所述齿轮与安装在所述承接板上的角度调节机构连接；

所述雷达上安装有与之进行信息通讯的天线。

作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括固定在所述承接梁上的电机，所述电机的输出轴上固定有贯穿所述承接梁的驱动轴，所述驱动轴插放于所述驱动套筒内且通过限位组件与所述驱动套筒滑动配合。

作为本发明再进一步的方案：所述限位组件包括固定在所述驱动轴上的至少一个条形限位块及设置在所述驱动套筒内壁上且与所述条形限位块滑动配合的条形限位槽。

作为本发明再进一步的方案：所述升降调节机构包括与所述驱动套筒转动连接的安装板，所述安装板朝向所述承接梁的一侧通过弹性伸缩组件与所述承接梁连接，还通过第一电动伸缩杆与所述承接梁连接。

作为本发明再进一步的方案：所述角度调节机构包括与所述齿轮啮合的齿条板，所述齿条板上固定有滑套，所述滑套与固定在所述承接板上的导向杆滑动配合，且所述滑套还与固定在所述承接板上的第二电动伸缩杆的活动端连接。

一种大坝变形监测方法，采用所述的大坝变形监测用无人机雷达，包括以下步骤：

无人机携带雷达对大坝区域进行全天时监测，雷达朝向大坝区域发送电磁波，并接收反馈的电磁波信号，并将电磁波信号进行数据转化；

转化后的数据形成多段大坝倾斜度数据，并将多段大坝倾斜度数据与预设大坝安全范围值进行对比；

若多段大坝倾斜度数据均未超出预设大坝安全范围值，多段大坝倾斜度数据被转化成数字信息，并将数字信息进行显示；

若多段大坝倾斜度数据其中一段或多段超出预设大坝安全范围值，则发出红色预警信号，并将超出预设大坝安全范围值的大坝倾斜度数据转化成数字信息，并将数字信息进行显示，同时显示坐标位置。

作为本发明再进一步的方案：多段所述大坝倾斜度数据中相邻两段大坝倾斜度数据首尾相同。

作为本发明再进一步的方案：在所述雷达对大坝区域进行监测时，还通过采集模块获取大坝区域各位置的坐标值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，通过设置的飞行器驱动承接梁及安装在承接梁上的整体飞行，以带动雷达在大坝区域进行位置改变，实现检测，设置的驱动机构可驱动承接板及安装在承接板上的雷达转动，以提高监测范围，设置的角度调节机构可调节雷达的放置角度，从而满足不同的检测需求，设置的升降调节机构可使得雷达在监测时伸出起落支架的范围，防止起落支架影响监测效果，实用性强。

附图说明

图1为大坝变形监测用无人机雷达的结构示意图。

图2为图1中A处的结构放大图。

图3为大坝变形监测用无人机雷达中驱动轴与驱动套筒的连接状态示意图。

图4为大坝变形监测方法的流程图。

图中：1-飞行器、2-起落支架、3-承接梁、4-电机、5-弹性伸缩组件、6-第一电动伸缩杆、7-驱动轴、8-驱动套筒、9-安装板、10-天线、11-承接板、12-第二电动伸缩杆、13-滑套、14-导向杆、15-齿条板、16-齿轮、17-雷达。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1~3，本发明实施例中，一种大坝变形监测用无人机雷达，所述大坝变形监测用无人机雷达包括承接梁3及安装在所述承接梁3上的多个飞行器1，所述承接梁3上还安装有起落支架2，所述承接梁3朝向所述起落支架2的一侧设置有承接板11，所述承接板11朝向所述承接梁3的一侧固定有驱动套筒8，所述驱动套筒8与安装在所述承接梁3上的驱动机构连接，所述驱动套筒8还通过升降调节机构与所述承接梁3连接；所述承接板11远离所述承接梁3的一侧通过转轴铰接有雷达17，且所述转轴的端部还固定有齿轮16，所述齿轮16与安装在所述承接板11上的角度调节机构连接；所述雷达17上安装有与之进行信息通讯的天线10。

在本发明实施例中，通过设置的飞行器1驱动承接梁3及安装在承接梁3上的整体飞行，以带动雷达17在大坝区域进行位置改变，实现检测，设置的驱动机构可驱动承接板11及安装在承接板11上的雷达17转动，以提高监测范围，设置的角度调节机构可调节雷达17的放置角度，从而满足不同的检测需求，设置的升降调节机构可使得雷达17在监测时伸出起落支架2的范围，防止起落支架2影响监测效果，实用性强。

在本发明实施例中，需要说明的是，所述飞行器1包括安装在所述承接梁3上的步进电机及安装在步进电机输出轴上的扇叶1，当步进电机运动时驱动扇叶1转动，从而产生推动力，以将承接梁3及安装在其上的整体进行飞行。

作为本发明的又一实施例，所述驱动机构包括固定在所述承接梁3上的电机4，所述电机4的输出轴上固定有贯穿所述承接梁3的驱动轴7，所述驱动轴7插放于所述驱动套筒8内且通过限位组件与所述驱动套筒8滑动配合。

在本发明实施例中，设置的电机4运动时带动驱动轴7转动，当驱动轴7转动时通过限位组件带动驱动套筒8转动，从而带动承接板11及安装在承接板11上的雷达17转动，以实现驱动需求，所述电机4为正反转电机，可实现雷达17的任意方向调节转动。

作为本发明的又一实施例，所述限位组件包括固定在所述驱动轴7上的至少一个条形限位块及设置在所述驱动套筒8内壁上且与所述条形限位块滑动配合的条形限位槽。

在本发明实施例中，可以理解的是，通过设置的条形限位块与条形限位槽滑动配合，使得驱动轴7带动驱动套筒8转动的同时，不影响驱动套筒8相对驱动轴7的轴向进行位置改变。

作为本发明的又一实施例，所述升降调节机构包括与所述驱动套筒8转动连接的安装板9，所述安装板9朝向所述承接梁3的一侧通过弹性伸缩组件5与所述承接梁3连接，还通过第一电动伸缩杆6与所述承接梁3连接。

在本发明实施例中，设置的第一电动伸缩杆6伸缩运动时可带动安装板9相对承接梁3进行位置改变，以实现承接板11及安装在承接板11上的雷达17进行垂直高度改变。

在本发明实施例中，还需要说明的是，所述第一电动伸缩杆6还可采用气缸替换，只要满足伸缩需求即可，本申请对此不作具体限定。

作为本发明的又一实施例，所述角度调节机构包括与所述齿轮16啮合的齿条板15，所述齿条板15上固定有滑套13，所述滑套13与固定在所述承接板11上的导向杆14滑动配合，且所述滑套13还与固定在所述承接板11上的第二电动伸缩杆12的活动端连接。

在本发明实施例中，设置的第二电动伸缩杆12伸缩运动时，带动滑套13在导向杆14上进行滑动，从而带动齿条板15进行移动，当齿条板15移动时驱动齿轮16转动，进而带动雷达17进行转动，以实现雷达17的角度调节。

在本发明实施例中，还需要说明的是，所述第二电动伸缩杆12还可采用气缸替换，只要满足伸缩需求即可，本申请对此不作具体限定。

作为本发明的又一实施例，请参阅图4，还提出了一种大坝变形监测方法，采用所述的大坝变形监测用无人机雷达，包括以下步骤：

无人机携带雷达17对大坝区域进行全天时监测，雷达17朝向大坝区域发送电磁波，并接收反馈的电磁波信号，并将电磁波信号进行数据转化；

转化后的数据形成多段大坝倾斜度数据，并将多段大坝倾斜度数据与预设大坝安全范围值进行对比；

若多段大坝倾斜度数据均未超出预设大坝安全范围值，多段大坝倾斜度数据被转化成数字信息，并将数字信息进行显示；

若多段大坝倾斜度数据其中一段或多段超出预设大坝安全范围值，则发出红色预警信号，并将超出预设大坝安全范围值的大坝倾斜度数据转化成数字信息，并将数字信息进行显示，同时显示坐标位置。

在本发明实施例中，可以理解的是，雷达17对大坝监测时将监测数据分段发送，方便后续对大坝倾斜度超出安全范围值的位置进行确定，方便操作人员后续进行处理。

作为本发明的又一实施例，多段所述大坝倾斜度数据中相邻两段大坝倾斜度数据首尾相同。

作为本发明的又一实施例，在所述雷达17对大坝区域进行监测时，还通过采集模块获取大坝区域各位置的坐标值。

在本发明实施例中，需要说明的是，实现坐标值采集的采集模块可采用GPS定位模块，当然也可采用其他采集模块，只要满足需求即可，本申请对此不作具体限定。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。