高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器及方法技术

本发明专利技术提供了一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器及方法，属于地质灾害监测设备技术领域。解决了滑坡形变监测器监测精度差和实时动态性差的技术问题。其技术方案为：监测器包括电池箱、固定槽、滑杆、滑套、若干个销杆、若干个太阳能板、若干个叶片、缓冲垫片、GPS芯片、若干个倒钩、以及钻头；监测方法包括以下步骤：S1、装备配置；S2、监测准备；S3、监测器布设；S4、监测器采样；S5、发布预警；S6、监测器回收。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术具有操作便捷，方便携带，节能环保，应用广泛，可以回收利用的特点。收利用的特点。收利用的特点。

【技术实现步骤摘要】
高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器及方法


[0001]本专利技术涉及地质灾害监测设备
，尤其涉及一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器及方法。

技术介绍

[0002]我国地质条件复杂，山体滑坡事故频发，给国家造成了巨大的经济损失和惨重的人员伤亡。据不完全统计，我国每年产生的危岩崩塌及滑坡灾害次数达7000次以上，直接经济损失达30亿元以上。我国地质环境复杂多变，受地质构造作用、库水位周期性波动、人类工程活动等因素影响，易发生滑坡地质灾害。传统应用滑坡形变监测器主要是依靠人工搬运仪器至灾害区，然后再排线、安装、调试，通过有线网络上传数据至上位机进行控制，再以人工的方式下传进行播报，由于山体滑坡监测区域位于地理条件复杂的偏远地区，使得线路架设困难、电源供给受限，使得传统的方式自动化程度不高，设备成本高，监测精度差，实时动态性差，且在一些十分陡峭和岩性松动的地区，人为安置监测器有较大的危险性，例如在陡峭的山体上布设监测器，不仅要花费较大的人力、物力和财力，还给实地勘查监测的人员带来一定的困难和危险。
[0003]另外，使用传统的监测器进行短期项目会造成较大的资源浪费。如：某项目需要监测某地区一个月的时间，但是该地区没有监测器，如果安置一套传统的监测器需要数十万元的费用，很有可能经费不足，或者安置了一套传统监测器，一个月后项目结束了，设备却无法带走(设备回收成本过高)，造成较大的资源浪费。
[0004]如何解决上述技术问题为本专利技术面临的课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器及方法，解决了山体滑坡监测区线路架设困难、电源供给受限、设备成本高、监测精度差、实时动态性差、人为布设监测器危险性较大等问题，具有操作便捷，方便携带，节能环保，应用广泛，可以回收利用的特点。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用技术方案具体为：一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其中，包括电池箱、固定槽、滑杆、滑套、若干个销杆、若干个太阳能板、若干个叶片、缓冲垫片、GPS芯片、若干个倒钩、以及钻头；
[0007]所述电池箱为中空状，内置于固定槽中，且与其底面相连接，所述滑杆顶部与固定槽相连接，其底部与钻头连接，在所述滑杆底部的上段周向设置若干个将滑杆分别与若干个叶片相连接的连接组件，所述滑套位于滑杆外部，若干个销杆顶部与滑套外侧的铰接耳活动连接，每个销杆的底部铰接在与其相应的叶片内表面，每个所述太阳能板设置于相应的叶片内表面，所述缓冲垫片设在钻头顶面，GPS芯片置于缓冲垫片内部，在所述钻头外部沿所述缓冲垫片圆周等间距布设若干个倒钩。
[0008]作为本专利技术提供的一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器进一步
优化方案，所述电池箱为内部中空柱状体结构，其顶部为外扩形开口设计；结构简单，使用时，打开电池箱盖，放入电池即可。
[0009]作为本专利技术提供的一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器进一步优化方案，所述固定槽包括表面内陷凹槽结构，与无人机底部外凸槽口配合；结构简单，使用时，无人机飞至投放地点上空，无人机底部凸槽与固定槽脱离，监测器自由落体至目的地。
[0010]作为本专利技术提供的一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器进一步优化方案，所述滑套为空心圆柱体，与所述滑杆相互滑动配合，使用时空心材料减轻了重量，减小无人机飞行负担，滑套与滑杆的配合实现滑套沿着滑杆移动的功能；使用时，滑杆具有较强的抗压和抗冲击性，始终保持稳定状态，从而保证监测器下落后能够正常运行各项功能。
[0011]所述销杆底端向下倾斜，其顶部为半圆形的空心凹槽状体结构，位于所述滑套与叶片之间的部分为实心柱状体结构；使用时，销杆保证了滑套与叶片的联动，保证监测器接触地面后，由于惯性的作用，销杆可以顺利推动叶片使其展开。
[0012]作为本专利技术提供的一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器进一步优化方案，所述叶片包括内凹曲面，且底部和顶部圆滑的呈似扇形状结构体，四个结构体围成
°
闭合结构；使用时，由闭合状态转变为张开状态，内凹曲面造型设计保证了闭合状态时，四个叶片能够紧闭，叶片张开后，太阳能板就暴露于阳光下，产生电能，储存至电池箱中。
[0013]作为本专利技术提供的一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器进一步优化方案，所述连接组件包括若干个一端连接于所述滑杆上，另一端铰接于定位销的连杆，所述定位销有若干个，每一个定位销设置在叶片的内表面下部。
[0014]作为本专利技术提供的一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器进一步优化方案，所述缓冲垫片由橡胶材料制成，为圆环状柱体结构，且与滑杆相配合，其内部空腔与所述GPS芯片相配合；使用时，缓冲垫片可减缓冲击力作用效果，避免冲击力过大对滑套造成损伤；缓冲垫片中空的结构内可以放置芯片，全方位保证芯片的安全。
[0015]所述GPS芯片包括定位感器芯片和线路，线路埋设在叶片和滑杆体内，与电池箱和太阳能板连接；使用时，GPS芯片将监测到的位移传输至监测器系统；太阳能板产生的电能和电池内的电能通过线路传输给GPS芯片，保证其正常工作所需的电能。
[0016]所述倒钩包括钩子和倒刺，钩子略微向外扩张，固定在钻头外表面；使用时，监测器已经与地面接触，倒钩可以插入地内或者钩住周围的植被，起到固定监测器的效果。
[0017]所述钻头为实心圆锥体，其顶部凹槽与缓冲垫和滑杆相配合；使用时，钻头与地面接触，在冲击力的作用下把钻头打入地下，固定传感器；钻头上部有凹槽刚好放置缓冲垫片，同时对缓冲垫片及内部的芯片起到保护作用。
[0018]为了更好地实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种基于高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器的监测方法，具体包括以下步骤：
[0019]S1、装备配置：监测人员在高山峡谷地区开展监测工作前需要准备与监测器配套无人机及若干监测器；
[0020]S2、监测准备：监测人员不需要通过攀爬进入陡峭的待监测区，在监测区附近选择一处平缓的安全区域，将若干监测器挂在无人机底部；
[0021]S3、监测器布设：监测人员操纵无人机飞至待测区域，投掷监测器使其均匀分布在待测区内；
[0022]S4、监测器采样：监测器靠惯性和倒钩固定在监测区内并展开太阳能板，监测θ,C,rs,rw参数变化，其他固定岩体力学参数需根据研究区实际情况人工填写，并将各参数产送至监测系统；
[0023]S5、发布预警：监测系统根据浅层滑坡危险性评估的确定性模型FSLAM(Fast Shallow Landslide Assessment Model)计算危险性，区域危险性值在(0
‑
1)范围内，监测系统在危险性达到0.5以下不预警，0.6
‑
0.7发布蓝色预警，0.7
‑
0.8发布橙色预警，0.8以上发布红色预警；FSLAM模型具体计算公式及原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，包括电池箱(1)、固定槽(2)、滑杆(3)、滑套(4)、若干个销杆(5)、若干个太阳能板(6)、若干个叶片(7)、缓冲垫片(8)、GPS芯片(9)、若干个倒钩(10)、以及钻头(11)；所述电池箱(1)为中空状，内置于固定槽(2)中，且与其底面相连接，所述滑杆(3)顶部与固定槽(2)相连接，其底部与钻头(11)连接，在所述滑杆(3)底部的上段周向设置若干个将滑杆(3)分别与若干个叶片(7)相连接的连接组件，所述滑套(4)位于滑杆(3)外部，若干个销杆(5)顶部与滑套(4)外侧的铰接耳活动连接，每个销杆(5)的底部铰接在与其相应的叶片(7)内表面，每个所述太阳能板(6)设置于相应的叶片(7)内表面，所述缓冲垫片(8)设在钻头(11)顶面，GPS芯片(9)置于缓冲垫片(8)内部，在所述钻头(11)外部沿所述缓冲垫片(8)圆周等间距布设若干个倒钩(10)。2.根据权利要求1所述的高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，所述电池箱(1)为内部中空柱状体结构，其顶部为外扩形开口设计。3.根据权利要求2所述的高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，所述固定槽(2)包括表面内陷凹槽结构，与无人机底部外凸槽口配合。4.根据权利要求3所述的高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，所述滑套(4)为空心圆柱体，与所述滑杆(3)相互滑动配合，销杆(5)底端向下倾斜，其顶部为半圆形的空心凹槽状体结构，位于所述滑套(4)与叶片(7)之间的部分为实心柱状体结构。5.根据权利要求4所述的高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，所述叶片(6)包括内凹曲面，且底部和顶部圆滑的呈似扇形状结构体，四个结构体围成360
°
闭合结构。6.根据权利要求5所述的高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，所述连接组件包括若干个一端连接于所述滑杆(3)上，另一端铰接于定位销的连杆，所述定位销有若干个，每一个定位销设置在叶片(7)的内表面下部。7.根据权利要求6所述的高山峡谷地区快速布设与投放的坡体形变监测器，其特征在于，所述缓冲垫(8)由橡胶材料制成，为圆环状柱体结构，且与滑杆(3)相配合，其内部空腔与所述GPS芯片(8)相配合；所述GPS芯片(9)包括定位感器芯片和线路(12)，线路(12)埋设在叶片(7)和滑杆(3)体内，与电池箱(1)和太阳能板(6)连接；所述倒钩(10)包括钩子和倒刺，钩子略微向外扩张，固定在钻头(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子正，朱宇航，黄达，何俊，杨玉飞，李钊，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：