一种断面流量自动测流小车的制作方法

1.本实用新型涉及一种水文测量技术，特别涉及一种断面流量自动测流小车。


背景技术：

2.在河流水文测验工作中，流速和流量的测量是两项很重要的工作，传统的流量测验方法主要有流速仪法、浮标法等，测验手段有人工船测、缆道测量等，目前市面上也出现了用于测量渠道流量的测流小车，但是这些测流小车的动力装置和测量装置是安装在测流小车内部的整体空间中，动力装置会产生噪音、振动或者电磁辐射，对测量装置造成影响，进而影响流量测量准确度。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就在于提供一种断面流量自动测流小车，可将动力装置和测量装置隔开，避免动力装置对测量装置的干扰。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种断面流量自动测流小车，包括内部箱体，还包括远程测控终端、小车行走单元、数据采集单元、供电装置，所述数据采集单元由采集动力组件和数据采集装置组成；内部箱体分为动力部和采集部，所述动力部及采集部之间通过隔板设置进行功能分区；远程测控终端、小车行走单元、采集动力组件、供电装置设置在动力部，数据采集装置设置在采集部。
5.进一步的，小车行走单元、数据采集单元分别与远程测控终端电性连接；小车行走单元、数据采集单元、远程测控终端分别与供电装置电性连接。
6.进一步的，所述小车行走单元包括移动驱动电机、驱动轮、行程编码器；所述采集动力组件包括升降驱动电机、牵引轮、位移编码器，牵引轮上缠绕有拉绳，拉绳另一端与数据采集装置连接，数据采集装置的下端安装有触底传感器；移动驱动电机、升降驱动电机分别与供电装置电性连接。
7.进一步的，所述小车行走单元中，驱动轮与行程编码器固定安装在同一根驱动轮轴上；所述数据采集单元中，牵引轮与位移编码器固定安装在同一根牵引轮轴上。
8.进一步的，还设置有紧急制动开关。在紧急情况下，可以通过紧急制动开关对测流小车的水平运动进行控制，以起到紧急避险的作用。
9.进一步的，所述动力部通过层板划分为上下两层。上层用于放置远程测控终端及线路的布置，下层空间用于放置小车行走单元、采集动力组件、供电装置。通过层板的设置，使得会产生噪音、振动或者电磁辐射的动力部件与远程测控终端隔开，避免了测流小车在长期工作中对远程测控终端造成影响。
10.进一步的，还包括外壳主体，外壳主体置于内部箱体外，外壳主体中与采集部对应的底部为开口状。外壳主体对内部的功能部件起到保护和美观左右，防护门方便了后期对测流小车的维修，拉盖主要用于方便在远程测控终端上设置原始数据和查看测量数据。
11.进一步的，所述外壳主体上设置有防护门、拉盖，防护门设置在外壳主体侧面，拉
盖设置在外壳主体上与远程测控终端相对应的位置。
12.进一步的，还包括测流限位器和移动限位器，所述移动限位器包括前进限位器、返回限位器；测流限位器和前进限位器、返回限位器分别与远程测控终端电性连接。测流限位器及移动限位器能有效的保护数据采集装置和测量小车不会因为发生碰撞而损坏。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
14.1、本实用新型的测流小车分为动力部和采集部，动力部及采集部之间通过设置隔板进行功能分区；动力部件和测量装置分别安装在动力部、采集部，使得会产生噪音、振动或者电磁辐射的动力部件与测量装置隔开，避免了动力部件对测量装置造成影响，进而避免影响流量测量准确度；同时有利于测流小车的运行及后期维护。
15.2、本实用新型采用轨道式测流小车搭配水位计、触点式泥位计、铅鱼、转子流速仪等传感器测量水深、水速和淤泥，再利用渠道断面法计算瞬时流量和累计流量。可全程自动完成河道断面的全自动测量工作，测量数据符合水文规范，可根据实时水深自动计算水深测量高度，分层流速测量，达到全程无人值守自动测量。
16.2、附图说明
17.图1为本实用新型的结构图图示一；
18.图2为本实用新型的结构图图示二；
19.图3为本实用新型的结构图图示三；
20.图4为本实用新型的结构图图示四。
21.图中：外壳1、外壳主体11、拉盖12、防护门13、隔板14、层板15、卡槽16、支架组件17、采集部2、动力部3、上层31、下层32、牵引轮411、升降驱动电机412、位移编码器413、拉绳414、定滑轮415、旋杯式流速仪421、铅鱼422、触底传感器423、固定架424、驱动轮611、移动驱动电机612、行程编码器613、远程测控终端7、返回限位器81、前进限位器82、测流限位器83、导向滑轨91、限位导杆92、限位块93。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面将结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。
24.参见图1至图4，断面流量自动测流小车的外壳1由内部箱体及外壳主体11组成，内部箱体由支架组件17搭接而成，形成用于容纳远程测控终端7、小车行走单元、数据采集单
元、供电装置的内部空间，并通过支架组件17将程测控终端7、小车行走单元、数据采集单元、供电装置进行固定。外壳主体11外包于支架组件17，对测流小车内部的结构部件起予以保护。内部箱体内设置有一隔板14，隔板14上设置有方孔，隔板14将内部箱体分成了动力部3和采集部2，通过隔板14实现动力部3及采集部2之间的功能分区。外壳主体11与采集部2对应的底部为开口状，便于数据采集单元的移动。数据采集单元由采集动力组件和数据采集装置组成，远程测控终端7、小车行走单元、采集动力组件、供电装置设置在动力部3内，数据采集装置设置在采集部2内。小车行走单元包括移动驱动电机612、驱动轮611、行程编码器613；采集动力组件包括升降驱动电机412、牵引轮411、位移编码器413，牵引轮411上缠绕有拉绳414，拉绳414另一端与数据采集装置连接。移动驱动电机612、行程编码器613、升降驱动电机412、位移编码器413、数据采集装置分别与远程测控终端7电性连接；同时，远程测控终端7、移动驱动电机612、升降驱动电机412分别与供电装置电性连接，以获得电能供应。本实用新型中外壳主体11的设计构思不限于外壳主体11仅与采集部2对应的底部为开口状，对应于动力部3的位置也可以为开口状，为了更好的保护设置在动力部3的结构部件，可以将内置于动力部3的结构部件安装好后，在外壳主体11的下部对应于动力部3的位置安装底板。
25.动力部3通过层板15划分为上下两层空间，上层31用于放置远程测控终端7及排布线路；上层31四周边缘设置有卡槽16，可以将线路固定在卡槽16中。下层32用于放置小车行走单元、数据采集动力组件、供电装置。使得会产生噪音、振动或者电磁辐射的动力部件与远程测控终端7隔开，避免了测流小车在长期工作中对远程测控终端7造成影响。本实施例中，供电装置采用锂电池，放置在动力部3的下层32，锂电池一次充电后，可满足测流小车不少于15次测流工作。
26.远程测控终端7是集水位采集、流量计算、图片视频采集、远程通讯、远程控制、本地控制于一体的自动化、信息化控制器。具备多种电机控制接口，支持多类型的水位计、闸位计、行程开关等传感器。集成了多种流量模型和计量协议，有配套的手机app和web端，提供第三方接口，能实现各种平台的数据接入功能。远程测控终端7对渠道的采集定位、渠面的截面参数进行了原始设置，同时实现对数据采集单元的采集工作进行控制。
27.在小车行走单元中，驱动轮611及行程编码器613固定安装在同一根驱动轮轴上，启动移动驱动电机612，驱动轮轴的转动带动驱动轮611、行程编码器613同轴转动，行程编码器613开始对旋转圈数进行计数，驱动轮611的周长与转动圈数的乘积为小车行程，并将该行程数值传输给远程测控终端7，当行程数值达到采集定位的设定值时，则小车停止前行，远程测控终端7控制数据采集单元进行数据采集工作。
28.数据采集单元中，牵引轮411与位移编码器413固定安装在同一根牵引轮轴上，升降驱动电机驱动轮轴转动，以带动牵引轮411及位移编码器413实现同轴转动。拉绳414缠绕在牵引轮411后，拉绳414穿过方孔并绕过定滑轮415与数据采集装置连接；数据采集装置的下端安装有触底传感器423，触底传感器423用于发出触底感应。数据采集装置可以是铅鱼422、液位计、流速仪、泥位计中的一种或者组合。以数据采集单元为铅鱼422及流速仪的组合为例，其中流速仪采用旋杯式流速仪421。参见图2、图3，铅鱼422安装在固定架424上，固定架424的下端安装有触底传感器423，铅鱼422的上方安装有旋杯式流速仪421、角度传感器，旋杯式流速仪421的旋杯在水流的带动下转动，旋杯式流速仪421即可测出水流速度。具
体实施中，启动升降驱动电机412，牵引轮轴转动带动牵引轮411及位移编码器413转动，缠绕在牵引轮411上的拉绳414连带铅鱼422、旋杯式流速仪421以及触底传感器423向下移动，当触底传感器423接触到水面时，位移编码器413开始对转动圈数进行计数，在触底传感器423触底后终止计数，通过牵引轮411的周长与转动圈数的成乘积即是该测点的水深。将数据采集单元采集的数个水流速度及水深数据传输给远程测控终端7，远程测控终端7根据其原始设置的渠道截面数据、流量计算公式，即可得出渠道中的截面流量。
29.数据采集装置在进行数据采集时，仅通过一根细小的拉绳414牵引，会受到风力或者水流的影响而导致数据采集装置偏离垂直方向，回程中，数据采集装置在水平方向会产生晃动，容易发生碰撞。因此为了解决数据采集装置在回程碰撞问题，进一步的，在采集部2的支架组件17上设置了导向滑轨91，并安装了与导轨相配合的限位导杆92，以及限位块93，限位块93上开设有腰型孔，限位块93还设置有两根可以旋转的牵引滚轮，牵引滚轮之间的有间隙；拉绳414穿过限位导杆92、腰型孔，以及牵引滚轮的间隙后再连接数据采集装置。这样限定了拉绳的摆动角度，一定程度的限制了数据采集装置回程中产生晃动，避免了数据采集装置与外界环境或者测流小车其他结构部件发生碰撞。
30.更进一步的，在动力部3外还设置有紧急制动，出现紧急情况时，可以拉动紧急制动，对测流小车的工作状态进行手动的强制控制。
31.本实施例中，远程测控终端7采用防水级操作显示屏，可在显示屏上设置小车运行及测量的相关参数，具体可设置的参数根据测量要求及系统功能要求确定；如设置每天测流次数、设置测流点数、流速测量方式，测流点数设定后小车根据渠道宽度除以用户设定的测流点数，小车运行到该点后自动进入测流模式，选择流速测量方式可以是一点法、二点法、三点法、五点法，根据当前点位的水深自动按照设定的流速测量方式测量对应点位的流速。远程测控终端7上设置有网络指示灯、运行状态指示灯，同时还设置有运行开关，网络指示灯、运行状态指示灯采用不同的颜色显示；其中：网络指示灯中，绿色代表网络正常、黄色代表未通过wifi连接上远程监控平台；运行状态指示灯中，绿色代表正常运行；黄色代表运行电压低；红色代表测流小车出现了故障。
32.工作方式：以数据采集单元为铅鱼422及流速仪的组合为例，根据水深和设定的流速测量方式，预先在远程测控终端7进行相关的参数设置。打开测流小车的运行开关，移动驱动电机612启动，驱动轮611沿着横跨渠道铺设的轨道上运行，当行至预先设定的测流点时，首先将铅鱼422下放到水里，所测出水深及流速值传输给远程测控终端7，即可在显示屏上以表格形式显示测量时间、各测流点对应的水深、各垂线点流速、转子转动次数等测流信息。
33.在另一种优选方案中，在外壳主体11上还设置有防护门13及拉盖12。打开第一防护门13，可对动力部3内的设备进行检修。拉盖12设置在外壳主体11上与远程测控终端7相对应的位置，打开拉盖12，可对远程测控终端7进行调试或者参数设置。
34.作为其他优选方案，还包括测流限位器83和移动限位器，移动限位器分为前进限位器82和返回限位器81，测流限位器83、前进限位器82以及返回限位器81分别与远程测控终端电性连接。前进限位器82安装在测流小车的前部，返回限位器81安装在测流小车的后部，测流小车在前进和返回过程中，前进限位器82和返回限位器81可以防止测流小车因超出行程而与外界发生碰撞。同样的原理，测流限位器83安装在采集部2的上端，用于防止测
流工作完成后，避免在回拉的过程中由于超出回收行程而导致数据采集装置因碰撞受到损坏。具体的，测流限位器83的作用在于，采集装置在回拉过程中，限位导杆92沿着导向滑轨91向上滑动，当限位导杆92触碰到测流限位器83时，牵引轮411则停止转动，避免了采集装置与支架组件17发生碰撞。