一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置的制作方法

1.本发明涉及地质灾害监测装置技术领域，具体涉及一种用于无人区内复杂地形中地质灾害环境监测的空中投放装置。


背景技术：

2.地质灾害是危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。地质灾害具有分布范围广、活动频繁、危害严重、发送时间随机等特点，其类型主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、沉降、地裂缝等，这些地灾体在外界因素的影响下，每年都有大量崩滑流灾害单体或链式灾害频繁发生，给人类的生命及财产安全带来极大的威胁。因此安装地质灾害监测设备，对地表的活动进行再次监测是预防地质灾害破坏的必然措施和有效手段。
3.常规的地质灾害监测设备，需要提前在灾害地点进行安装。包括基建部分，比如浇筑水泥墩、立杆等工作。部分的大功率在线监测设备，需要铺设线缆，安装建设成本太高。部分安装地点可能是悬崖边上，需要专业技术人员配备安全设施才能进行安装。如果发生隐情前期，比如梅雨频发季节，在进行在应急预案时，需要在可能滑坡地点投放传感器节点，这些位置一般比较危险，难以人为上去。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置，具有安装简单、安全方便、成本低等优点，具体的，本发明装置采用无人机空投安装方式，安装简单。不需要基建以及实体固定安装。方便快捷，应对应急遇险项目，效率高，可实施性好，即投即用。无人机投放，安全可靠。不依赖人工爬山，不惧地势险要。相比传统的安装方式，不需要水泥立杆，不需要配件辅材。一投即可，成本可控。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置，其包括抛投器、传感器和空投支架；所述传感器设置在所述空投装置上，所述抛投器位于所述空投支架上方，且所述抛投器与所述空投支架的上端连接固定；
6.所述空投支架包括主轴、安装平台、地锥、以及若干翼片和连杆，所述翼片通过连杆环绕安装平台设置，且所述翼片通过所述连杆与所述安装平台连接，所述安装平台包括上安装平台和下安装平台，所述主轴设置在所述上安装平台和下安装平台之间用于连接上安装平台和下安装平台，所述连杆包括上连杆和下连杆，所述上连杆连接翼片与上安装平台，所述下连杆连接翼片与下安装平台；所述地锥固定在所述下安装平台的正下方。
7.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
8.可选的，所述主轴包括内轴和外轴，所述外轴套设在所述内轴上，所述外轴的下端固定在所述下安装平台上，所述内轴的上端固定在所述上按抓个平台下端，所述内轴上套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧位于所述上安装平台与外轴上端之间。
9.可选的，所述下连杆和/或上连杆与安装平台或翼片的连接处设有复位弹簧。
10.可选的，还包括保护罩，所述保护罩将主轴和安装平台包裹在内，所述保护罩侧面设有若干扣件，所述连杆通过所述扣件与保护罩连接。
11.可选的，还包括挂钩，所述挂钩的一端固定在外轴上，连杆的一端设有销孔，挂钩的另一端与连杆的销孔连接，用于将翼片收拢固定。
12.可选的，所述上安装平台上设有若干扣环，所述扣环与抛投器通过拉绳连接。
13.可选的，所述翼片与所述连杆活动连接，使得所述翼片在连杆的支撑作用下收缩和展开。
14.可选的，所述翼片为弧形，且所述翼片下端部具有尖刺。
15.可选的，所述地锥设有螺纹槽。
16.可选的，所述传感器包括加速度传感器、定位传感器和环境参数检测传感器，所述传感器连接控制器，通过控制器将数据反馈上报给远程终端。
17.本发明提供的一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置，利用无人机将本发明装置空投到监测点。当地灾发生时，地表位移，带动本发明装置产生异动，被内置的传感器感应，触发联动报警，将传感器内置的无线信号发送到监控中心。监控中心根据本发明中的定位信息，可以判断产生滑坡位置，根据加速度传感器位移量，可以判断滑坡的危险程度，以便做出准确、迅速的决策方案。具有安装简单、安全方便、成本低等优点，具体的，本发明装置采用无人机空投安装方式，安装简单。不需要基建以及实体固定安装。方便快捷，应对应急遇险项目，效率高，可实施性好，即投即用。无人机投放，安全可靠。不依赖人工爬山，不惧地势险要。相比传统的安装方式，不需要水泥立杆，不需要配件辅材。一投即可，成本可控。
附图说明
18.图1为本发明提供的一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置的结构示意图1。
19.图2为本发明提供的一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置的结构示意图2。
20.图3为本发明提供的一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置的结构示意图3。
21.图4为本发明提供的一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置的结构示意图4。
22.其中，抛投器1、传感器2、空投支架3、上连杆4、翼片5、下连杆6、地锥7、缓冲弹簧8、挂钩9、扣环10、螺纹槽11、扣件12、保护罩13、销孔14、上安装平台15、内轴16、外轴17、下安装平台18。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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。
25.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。
26.如图1-图4所示，提供以下实施例对本发明具体技术方案进行如下解释说明：
27.实施例一
28.本实施例提供了一种用于无人区复杂地质灾害环境监测的投放装置，其包括抛投器1、传感器2和空投支架3；所述传感器2设置在所述空投装置上，所述抛投器1位于所述空投支架3上方，且所述抛投器1与所述空投支架3的上端连接固定；抛投器1向上与无人机固定，电器连接无人机控制单元，由无人机输出开关信号，控制机械舌头伸出/缩回；向下，通过柔性的绳索，悬挂传感器2与空投支架3。本技术中未对抛投器1进行改进，故不对抛投器1的结构进行详细描述。传感器2内置倾角加速度计，供电电池，无线发送单元等部件。空投支架3与传感器2相连，有两种状态：张开状态，合拢状态。同时也提供其他附着部件的安装支撑作用。
29.所述空投支架3包括主轴、安装平台、地锥7、以及若干翼片5 和连杆，所述翼片5通过连杆环绕安装平台设置，且所述翼片5通过所述连杆与所述安装平台连接，所述安装平台包括上安装平台15和下安装平台18，所述主轴设置在所述上安装平台15和下安装平台18 之间用于连接上安装平台15和下安装平台18，所述连杆包括上连杆 4和下连杆6，所述上连杆4连接翼片5与上安装平台15，所述下连杆6连接翼片5与下安装平台18；所述地锥7固定在所述下安装平台18的正下方。
30.在本实施例中，空投支架3包括主轴、安装平台、地锥7、以及若干翼片5和连杆，翼片5具体可以设置为4片以上，每个翼片5通过连杆与安装平台或者主轴连接，具体可以连接至主轴的外轴17，具体为活动连接，在本技术中，通过销钉固定，地锥7下端可伸入地表一定深度，起定位支撑作用。
31.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
32.在一种可能的实施例方式中，所述主轴包括内轴16和外轴17，所述外轴17套设在所述内轴16上，所述外轴17的下端固定在所述下安装平台18上，所述内轴16的上端固定在所述上按抓个平台下端，所述内轴16上套设有缓冲弹簧8，所述缓冲弹簧8位于所述上安装平台15与外轴17上端之间。
33.可以理解的是，在本实施例中，主轴可以设置为活塞杆，也可以设置缓冲弹簧8以及包括内轴16和外轴17，外轴17上端可以有一个支撑结构，该支撑结构可以容纳缓冲弹簧8的下端，提供给缓冲弹簧8限位及固定的作用。在工作状态下，上安装平台15受重力向下压缩缓冲弹簧8，使得内轴16向下运动，在缓冲弹簧8作用下，使得其达到卸力的作用，防止传感器2等设备因冲击力过大受损。
34.在一种可能的实施例方式中，所述下连杆6和/或上连杆4与安装平台或翼片5的连
接处设有复位弹簧。
35.可以理解的是，在本实施例中，可以仅上连杆4或仅下连杆6设置复位弹簧，具体设置位置，可以设置在其销钉上，当设置在销钉上时，采用扭簧，也可以设置在翼片5与扣件12之间，扭簧处于自然状态时，翼片5为张开状态；当翼片5合拢时，扭簧压缩。同时，合拢状态时，挂钩9扣住连杆上的销钉，实现限位。
36.在一种可能的实施例方式中，还包括保护罩13，所述保护罩13 将主轴和安装平台包裹在内，所述保护罩13侧面以及翼片5内侧设有若干扣件12，所述连杆通过所述扣件12与保护罩13连接。
37.在本实施例中，所述保护罩13将除抛投器1、翼片5以及地锥7 以外的其余部位进行包裹，其保护作用。扣件12用于提供保护罩13 与其他部件之间的安装支撑，且翼片5以及保护罩13喷涂成显目颜色或设置夜视反光层。
38.在一种可能的实施例方式中，还包括挂钩9，所述挂钩9的一端固定在外轴17上，连杆的一端设有销孔14，挂钩9的另一端与连杆的销孔14连接，用于将翼片5收拢固定。
39.可以理解的是，在本实施例中，挂钩9的作用在于与连杆的挂钩 9进行固定，在翼片5收拢时，其限位作用，而在撞击后或者电控状态下松开以打开翼片5。因此，在实施例中，挂钩9端部可以通过电机连接进行控制。
40.在一种可能的实施例方式中，所述上安装平台15上设有若干扣环10，所述扣环10与抛投器1通过拉绳连接。
41.可以理解的是，扣环10用于连接拉绳后与抛投器1连接，方便无人机进行抛投作业。
42.在一种可能的实施例方式中，所述翼片5与所述连杆活动连接，使得所述翼片5在连杆的支撑作用下收缩和展开。
43.可以理解的是，在本实施例中，所述的活动连接，可以是销接、铰接等方式。目的在于，使得所述翼片5能够向外展开并向上打开一定角度，一方面用于下落过程中的缓冲作用，另一方面，在落地后展开可以更便于寻找以及对设备上端起遮护作用。在该情况下，其中一个实施例中，所述翼片5的上端在翼片5打开状态下，能够合拢形成封闭的平面，以进一步起防水防尘或者缓降作用。而翼片5的材质可以采用高强度塑料、金属或碳纤维等材质。而其中的上连杆4和下连杆6的长度不同，上连杆4长度短于下连杆6长度，且所述下连杆6 或上连杆4可以是多段式结构，以便于更大范围的收缩和展开。
44.在一种可能的实施例方式中，所述翼片5为弧形，且所述翼片5 下端部具有尖刺。
45.翼片5下端为尖刺，在地锥7完全伸入地面后，还可以起到固定的作用，而翼片5为弧形可以更好与空气接触形成缓冲的作用。
46.在一种可能的实施例方式中，所述地锥7设有螺纹槽11。
47.地锥7下端表面设置螺纹槽11起到更加稳固的作用。
48.在一种可能的实施例方式中，所述传感器2包括加速度传感器2、定位传感器2和环境参数检测传感器2，所述传感器2连接控制器，通过控制器将数据反馈上报给远程终端。
49.所述环境参数检测传感器2包括但不限于温湿度传感器2、倾角传感器2、振动传感器2、位移传感器2等。
50.实施例二
51.本实施例的工作原理还可以是：当翼片5处于压缩状态时，缓冲弹簧8压缩在挂钩9盘与上安装平台15之间，挂钩9盘用于专门安装挂钩9，此时因挂钩9扣住连杆上的销钉，使得缓冲弹簧8保持压缩状态。一旦地锥7配重受力，例如接触到地面，撞击了挂钩9盘，使挂钩9脱离了销钉的束缚。压缩缓冲弹簧8迅速向上下两侧撑开，于此同时，连杆上的扭簧撑开翼片5。此时翼片5向四周展开。
52.地锥7配重采用密度较大的金属材料，而面积较大的翼片5采用碳纤维的轻材料制成。地锥7配重的影响下，空投支架3整体重心集中在地锥7配重一侧。若干个翼片5设计成为上大下小的形态，上端迎风面积大，下端迎风面积小。在空投下坠时，受风力影响，能够及时校准下落的姿态，使得空投支架3保持地锥7配重向下落下，并且接触地面。地锥7配重呈锥形设计，是能够准确的插入泥土之中。
53.一旦空投支架3接触地面，激发翼片5张开。张开的翼片5，增加了支架能与地面的接触点，翼片5下端设计成叶尖形态，能够进一步插入地面。避免后期过程中，空投支架3连同传感器2受风力等轻外力因素，离开了监测点，带来数据误报的问题。
54.本实施例在投入使用时，将传感器2固定在空投支架3托盘上。并将支架的翼片5，同时向中心收拢挤压，利用中心的挂钩9，勾住支架销钉，让翼片5保持闭合状态。将带有传感器2的空投支架3通过绳索，穿过抛投器1机械舌头下。无人机将整个装置带到监测地点离地5～10m高度，控制抛投器1弹开机械舌头弹开。受重力影响空投支架3与传感器2自动下落，接触到地面，插入泥土，自动张开翼片5。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
57.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。