一种便捷式水文水资源勘测装置及勘测方法与流程

1.本发明涉及水文水资源勘测领域，更具体地说，涉及一种便捷式水文水资源勘测装置及勘测方法。


背景技术：

2.水文地质勘察亦称“水文地质勘测”，指为查明一个地区的水文地质条件而进行的水文地质调查研究工作。水文地质勘探是在已用普查方式探明水资源分布后对特定区域水文资源的深入调查，服务于专门目的，如从居民健康考虑，对区域内供水水文的调查，采矿时对矿床水文地质的勘探等。
3.水文地质勘测包括地下、地上水文勘察两个方面。针对地上水文勘察，其勘察范围包括水的成因、分布、运动特征、水质等，而针对地表水资源水质勘察手段通常是直接于水面进行取水，而后使用设备进行相应的分析得出该水域的水质情况。
4.在一些道路交通条件较好的地表水水文勘测区域，勘测人员可以驾驶船只进行取水，但是在野外水文勘测时，附近交通环境通常较差，大型水面设备难以携带，此时只能通过一些便携式的小型设备进行取水，如中国专利申请号202021518460.0，一种便捷式水文水资源勘测装置，其解决了便携的问题，同时，利用设置的反光镜能让工作人员实时获得设备的位置。
5.但是，在实际水文勘测过程中，水面由于无阻挡物，常年风力较大，这些小型勘测设备由于质量较轻，在水上漂浮时容易受到风力及波浪影响产生摇摆晃动，造成取水以及勘测困难，严重情况下更会发生侧翻，导致装置无法工作。
6.为此，提出一种便捷式水文水资源勘测装置及勘测方法。


技术实现要素：

7.1.要解决的技术问题
8.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种便捷式水文水资源勘测装置及勘测方法，通过设置稳定机构，在监控单元检测到水面风力较大时，会自动控制稳定机构打开，稳定机构对勘测设备整体进行稳定，提高其抗风浪能力，防止勘测设备的侧翻，同时，本发明的稳定机构在不使用时，可以将其折叠并收纳于收纳槽中，减小勘测设备的体积，进而方便携带，给野外的水文勘测带来便利。
9.2.技术方案
10.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
11.一种便捷式水文水资源勘测装置，包括上壳体，上壳体的上表面一侧固连监控单元；上壳体的外表面两侧堆成开设两个收纳槽；两个收纳槽内共同设置有稳定机构，且稳定机构延伸至上壳体内部，以使得在水面风力较大时保持设备整体稳定性；上壳体下表面一侧设有螺旋推进器；
12.上壳体下表面另一侧固连下壳体；下壳体内部设置有取水采样机构，可以对不同
深度水层进行取样；下壳体下表面一侧从左至右依次设有压力式水位计、雷达流速仪以及表层水温计，实现同时对该水域其他水文数据的检测。
13.进一步的，监控单元包括固连于上壳体上表面的安装壳；安装壳上表面设有风力风速传感器；安装壳内部中间位置设有数据分析模块；安装壳内部底端依次设有单片机及数据收发模块；上壳体上表面靠近安装壳的位置设有收发天线。
14.进一步的，稳定机构包括固连于上壳体内部中间位置的安装槽体；安装槽体内部一端固连伸缩杆；伸缩杆的一端固连安装块；安装块的一侧外表面两端对称固连两根一号杆；两根一号杆的一端均通过铰链转动连接三号杆；两根三号杆的一端均固连转轴，且两根转轴均与上壳体侧壁转动连接；两根转轴的外圆面一侧均固连二号杆，且二号杆与转轴呈垂直设置；两根二号杆的一端均固连漂浮块。
15.进一步的，上壳体内部一侧设有气泵；气泵的输气端固连两根输气管，且两根输气管分别贯穿对应的三号杆、二号杆并延伸至漂浮块内部；漂浮块为气囊，且气囊表面设置有泄气阀。
16.进一步的，安装块的一侧外表面中间位置固连触发杆；触发杆的一端固连连接片；气泵的一侧外表面中间位置设置有电极片，其中，连接片与电极片相互配合可接通气泵工作电路。
17.进一步的，二号杆由与收纳槽呈平行状态转动至与收纳槽呈垂直状态时，触发杆刚好带动连接片与电极片相贴合。
18.进一步的，取水采样机构包括设置于下壳体内部一侧的卷扬机；卷扬机的输出端固连卷筒；卷筒外圆面缠绕设置有连接绳；连接绳的下端贯穿下壳体延伸至外部并固连取水盒体；取水盒体的内部上端设置有配重块；取水盒体的内部中间位置设置有水样室；水样室的下表面一侧开设有一号进水口；取水盒体的下表面一侧位置开设有二号进水口；取水盒体的内部下端设有进水口启闭机构。
19.进一步的，进水口启闭机构包括固连于取水盒体内部底端的潜水电机；潜水电机的输出端固连l型杆；l型杆上端固连盖板；盖板的上表面粘接设有密封垫。
20.进一步的，一号进水口突出水样室下表面设置，以使得进水口启闭机构在打开时不会受到水样室下表面带来的摩擦，进而方便开启。
21.一种便捷式水文水资源勘测方法，包括以下步骤：
22.s1:在对测量水域进行检测之前，将勘测装置携带至预测地点，并将之放置在水面；
23.s2:通过遥控设备控制勘测装置的监控单元，进行数据传输，开启勘测设备，打开螺旋推进器，将勘测装置推送至检测位置；
24.s3:在s2的基础上，利用压力式水位计、雷达流速仪以及表层水温计对该水域的水位、流速及水温等水文数据进行检测，并通过监控单元的收发天线将所测数据传送至岸边数据接收处理终端；
25.s4:对水质进行相关取样时，通过监控单元控制取水采样机构工作，对所需深度的水层进行取样，取样后，取水采样机构密封，对所取得的水样进行暂存；
26.s5:当监控单元检测到水面风力达到或超过设定风力，勘测装置不稳定或存在侧翻风险时，监控单元会自动控制稳定机构打开，对勘测装置进行稳定，同时向岸边工作人员
报警，工作人员控制勘测设备返回；
27.s6:完成相关水文数据检测以及水体采样后，工作人员通过监控单元控制勘测设备返回，完成水文勘测。
28.相比于现有技术，本发明的优点在于：
29.(1)本发明通过设置稳定机构，在监控单元检测到水面风力较大时，会自动控制稳定机构打开，稳定机构对勘测设备整体进行稳定，提高其抗风浪能力，防止勘测设备的侧翻，同时，本发明的稳定机构在不使用时，可以将其折叠并收纳于收纳槽中，减小勘测设备的体积，进而方便携带，给野外的水文勘测带来便利；
30.(2)本发明设置的取水采样机构，可以对不同水深水层的水体进行取样，能够对不同水层水体进行水质检测，提高水质检测结果的精确性，本发明还能同时对该水域的水位、流速以及水温进行测量，功能较为全面，能够提高水文勘测效率。
附图说明
31.图1为本发明的整体正面二轴测结构示意图；
32.图2为本发明的仰视二轴测结构示意图；
33.图3为本发明的监控单元结构示意图；
34.图4为本发明的稳定机构结构示意图；
35.图5为本发明的整体剖面结构示意图；
36.图6为本发明图5中a处的放大结构示意图；
37.图7为本发明的水样室及一号进水口连接结构示意图。图8为本发明的方法及流程示意框图。
38.图中标号说明：
39.1、上壳体；2、监控单元；21、安装壳；22、数据分析模块；23、单片机；24、数据收发模块；25、风力风速传感器；26、收发天线；3、收纳槽； 4、稳定机构；41、安装槽体；42、伸缩杆；43、安装块；44、一号杆；45、转轴；46、二号杆；47、漂浮块；48、输气管；49、气泵；410、触发杆；411、电极片；412、连接片；413、三号杆；5、下壳体；6、取水采样机构；61、卷扬机；62、卷筒；63、连接绳；64、取水盒体；65、配重块；66、水样室； 67、一号进水口；68、二号进水口；69、潜水电机；610、l型杆；611、密封垫；612、盖板；7、螺旋推进器；8、压力式水位计；9、雷达流速仪；10、表层水温计。
具体实施方式
40.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。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解
为指示或暗示相对重要性。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.实施例1：
44.请参阅图1至图8，一种便捷式水文水资源勘测装置，包括上壳体1，上壳体1的上表面一侧固连监控单元2；上壳体1的外表面两侧堆成开设两个收纳槽3；两个收纳槽3内共同设置有稳定机构4，且稳定机构4延伸至上壳体 1内部，以使得在水面风力较大时保持设备整体稳定性；上壳体1下表面一侧设有螺旋推进器7；
45.上壳体1下表面另一侧固连下壳体5；下壳体5内部设置有取水采样机构 6，可以对不同深度水层进行取样；下壳体5下表面一侧从左至右依次设有压力式水位计8、雷达流速仪9以及表层水温计10，实现同时对该水域其他水文数据的检测。
46.在实际水文勘测过程中，水面由于无阻挡物，常年风力较大，这些小型勘测设备由于质量较轻，在水上漂浮时容易受到风力及波浪影响产生摇摆晃动，造成取水以及勘测困难，严重情况下更会发生侧翻，导致装置无法工作，对此，本发明通过设置稳定机构4，在监控单元2检测到水面风力较大时，会控制稳定机构4打开，稳定机构4对勘测设备整体进行稳定，提高其抗风浪能力，防止勘测设备的侧翻，同时，本发明的稳定机构4在不使用时，可以将其折叠并收纳于收纳槽3中，减小勘测设备的体积，进而方便携带，给野外的水文勘测带来便利，另外，本发明设置的取水采样机构6，可以对不同水深水层的水体进行取样，能够对不同水层水体进行水质检测，提高水质检测结果的精确性，本发明还能同时对该水域的水位、流速以及水温进行测量，功能较为全面，能够提高水文勘测效率。
47.如图3所示，监控单元2包括固连于上壳体1上表面的安装壳21；安装壳21上表面设有风力风速传感器25；安装壳21内部中间位置设有数据分析模块22；安装壳21内部底端依次设有单片机23及数据收发模块24；上壳体 1上表面靠近安装壳21的位置设有收发天线26。
48.监控单元2能够将勘测设备与岸边工作人员操作的终端设备进行连接，利用单片机23及数据收发模块24、数据分析模块22实时将检测到的水位、流速、水温等水文数据传输至终端数设备进行分析保存，同时，还能对水面风力风向进行监测，在达到或超过预设值时，能够及时控制勘测设备上的稳定机构4打开，提高勘测设备整体的稳定性，通过设置收发天线26可以提高监控单元2的信号接收及传输能力。
49.如图4所示，稳定机构4包括固连于上壳体1内部中间位置的安装槽体 41；安装槽体41内部一端固连伸缩杆42；伸缩杆42的一端固连安装块43；安装块43的一侧外表面两端对称固连两根一号杆44；两根一号杆44的一端均通过铰链转动连接三号杆413；两根三号杆413的一端均固连转轴45，且两根转轴45均与上壳体1侧壁转动连接；两根转轴45的外圆面一侧均固连二号杆46，且二号杆46与转轴45呈垂直设置；两根二号杆46的一端均固连漂浮块47。
50.如图4所示，上壳体1内部一侧设有气泵49；气泵49的输气端固连两根输气管48，且
两根输气管48分别贯穿对应的三号杆413、二号杆46并延伸至漂浮块47内部；漂浮块47为气囊，且气囊表面设置有泄气阀。
51.如图4所示，安装块43的一侧外表面中间位置固连触发杆410；触发杆 410的一端固连连接片412；气泵49的一侧外表面中间位置设置有电极片411，其中，连接片412与电极片411相互配合可接通气泵49工作电路。
52.如图4所示，二号杆46由与收纳槽3呈平行状态转动至与收纳槽3呈垂直状态时，触发杆410刚好带动连接片412与电极片411相贴合。
53.稳定机构4在进行工作时，首先监控单元2控制伸缩杆42伸长，伸缩杆 42的伸长会推动安装块43进行移动，由于安装槽体41的限制，此阶段下，两根一号杆44会在安装槽体41内直线运动，一号杆44的一端通过铰链的作用，推动三号杆413围绕转轴45轴心进行偏转，同时，由于两根转轴45与上壳体1转动连接，在三号杆413的作用下，转轴45发生自转，而转轴45 另一侧固连的二号杆46在转轴45自转作用下，被带动围绕转轴45轴心进行偏转，最终带动漂浮块47偏转至与收纳槽3呈一定角度，但，此时，漂浮块 47并非完全打开状态，待一号杆44完全伸出安装槽体41后，伸缩杆42继续伸长时，两根一号杆44不再以直线运动，而是在铰链的作用下打开，两根一号杆44之间的夹角逐渐变大，最终两根一号杆44之间夹角变为180度，此时，两根三号杆413均与安装槽体41长轴平行，使得二号杆46带动漂浮块 47与收纳槽3垂直，稳定机构4完全打开，对勘测设备整体进行稳定；
54.其中，本发明的漂浮块47为气囊，在稳定机构4完全打开后，触发杆410 刚好带动连接片412与电极片411相贴合，接通气泵49工作电路，使得气泵 49工作，利用输气管48向漂浮块47内进行充气，漂浮块47膨胀，进一步提高装置的稳定性，在本发明中，设置漂浮块47为气囊是为了在不使用时，可以利用泄气阀门进行泄气收缩，缩小漂浮块47的体积，方便稳定机构4可以较好地收纳于收纳槽3内，减小勘测设备体积，同时漂浮块47在稳定机构4 打开后会自动利用触发杆410、电极片411及连接片412打开气泵49电路，进行充气膨胀，无需人工进行控制，通过两者的配合，还能进一步提高装置稳定性，且自动化程度较高。
55.如图5所示，取水采样机构6包括设置于下壳体5内部一侧的卷扬机61；卷扬机61的输出端固连卷筒62；卷筒62外圆面缠绕设置有连接绳63；连接绳63的下端贯穿下壳体5延伸至外部并固连取水盒体64；取水盒体64的内部上端设置有配重块65；取水盒体64的内部中间位置设置有水样室66；水样室66的下表面一侧开设有一号进水口67；取水盒体64的下表面一侧位置开设有二号进水口68；取水盒体64的内部下端设有进水口启闭机构。
56.如图6所示，进水口启闭机构包括固连于取水盒体64内部底端的潜水电机69；潜水电机69的输出端固连l型杆610；l型杆610上端固连盖板612；盖板612的上表面粘接设有密封垫611。
57.如图7所示，一号进水口67突出水样室66下表面设置，以使得进水口启闭机构在打开时不会受到水样室66下表面带来的摩擦，进而方便开启。
58.取水采样机构6在进行采样时，首先，监控单元2控制卷扬机61工作，带动卷筒62旋转，对连接绳63进行放线，取水盒体64逐渐在配重块65的作用下逐渐下沉，待下降至取水深度后，卷扬机61停止工作，监控单元2控制潜水电机69工作，潜水电机69输出端的旋转带动l型杆610、盖板612旋转，漏出一号进水口67，使得水样在水压作用下，从二号进水口68经一号进水口67流入水样室66内部，在水样取完后，潜水电机69反转，带动l型杆 610、盖板612
反向旋转，盖住一号进水口67，对水样室66进行密封，通过设置的密封垫611，能够进一步去提高密封强度，保证水样的洁净，取水完毕后，通过卷扬机61带动取水盒体64收回即可完成取样。
59.一种便捷式水文水资源勘测方法，如图8所示，包括以下步骤：
60.s1:在对测量水域进行检测之前，将勘测装置携带至预测地点，并将之放置在水面；
61.s2:通过遥控设备控制勘测装置的监控单元2，进行数据传输，开启勘测设备，打开螺旋推进器7，将勘测装置推送至检测位置；
62.s3:在s2的基础上，利用压力式水位计8、雷达流速仪9以及表层水温计 10对该水域的水位、流速及水温等水文数据进行检测，并通过监控单元2的收发天线26将所测数据传送至岸边数据接收处理终端；
63.s4:对水质进行相关取样时，通过监控单元2控制取水采样机构6工作，对所需深度的水层进行取样，取样后，取水采样机构6密封，对所取得的水样进行暂存；
64.s5:当监控单元2检测到水面风力达到或超过设定风力，勘测装置不稳定或存在侧翻风险时，监控单元2会自动控制稳定机构4打开，对勘测装置进行稳定，同时向岸边工作人员报警，工作人员控制勘测设备返回；
65.s6:完成相关水文数据检测以及水体采样后，工作人员通过监控单元2控制勘测设备返回，完成水文勘测。
66.使用方法：本发明在对测量水域进行检测之前，将勘测装置携带至预测地点，并将之放置在水面；通过遥控设备控制勘测装置的监控单元2，进行数据传输，开启勘测设备，打开螺旋推进器7，将勘测装置推送至检测位置；利用压力式水位计8、雷达流速仪9以及表层水温计10对该水域的水位、流速及水温等水文数据进行检测，并通过监控单元2的收发天线26将所测数据传送至岸边数据接收处理终端；对水质进行相关取样时，通过监控单元2控制取水采样机构6工作，对所需深度的水层进行取样，取样后，取水采样机构6 密封，对所取得的水样进行暂存；当监控单元2检测到水面风力达到或超过设定风力，勘测装置不稳定或存在侧翻风险时，监控单元2会自动控制稳定机构4打开，对勘测装置进行稳定，同时向岸边工作人员报警，工作人员控制勘测设备返回，稳定机构4在进行工作时，首先监控单元2控制伸缩杆42 伸长，伸缩杆42的伸长会推动安装块43进行移动，由于安装槽体41的限制，此阶段下，两根一号杆44会在安装槽体41内直线运动，一号杆44的一端通过铰链的作用，推动三号杆413围绕转轴45轴心进行偏转，同时，由于两根转轴45与上壳体1转动连接，在三号杆413的作用下，转轴45发生自转，而转轴45另一侧固连的二号杆46在转轴45自转作用下，被带动围绕转轴45 轴心进行偏转，最终带动漂浮块47偏转至与收纳槽3呈一定角度，但，此时，漂浮块47并非完全打开状态，待一号杆44完全伸出安装槽体41后，伸缩杆 42继续伸长时，两根一号杆44不再以直线运动，而是在铰链的作用下打开，两根一号杆44之间的夹角逐渐变大，最终两根一号杆44之间夹角变为180 度，此时，两根三号杆413均与安装槽体41长轴平行，使得二号杆46带动漂浮块47与收纳槽3垂直，稳定机构4完全打开，对勘测设备整体进行稳定；完成相关水文数据检测以及水体采样后，工作人员通过监控单元2控制勘测设备返回，完成水文勘测。
67.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。