本發(fā)明涉及水文監(jiān)測(cè)與航道管理領(lǐng)域，具體為一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、一種航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，是專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量和監(jiān)控航道水位的智能化設(shè)備，其核心目標(biāo)是提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的水位數(shù)據(jù)，以保障航道的安全管理、船舶通行以及防洪減災(zāi)等功能；

2、現(xiàn)有的水位測(cè)量設(shè)備大多采用單一傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，單一傳感器技術(shù)容易受到環(huán)境因素的干擾，依賴單一傳感器的方案在多變的水文環(huán)境中顯得力不從心，數(shù)據(jù)可靠性無(wú)法滿足精密監(jiān)測(cè)需求；

3、在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳感器多暴露于外界環(huán)境，直接接觸水體或暴露在空氣中，容易受到自然因素的侵蝕，這種設(shè)計(jì)未考慮防護(hù)功能，導(dǎo)致傳感器表面容易覆蓋雜質(zhì)，時(shí)間一長(zhǎng)影響測(cè)量精度，此外，目前大部分設(shè)備依賴人工清理傳感器表面或周邊雜質(zhì)，而清理過(guò)程復(fù)雜，缺少有效的自動(dòng)清理或保護(hù)機(jī)制，設(shè)備運(yùn)行的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命也難以保證；

4、傳統(tǒng)的水位測(cè)量設(shè)備大多采用固定式設(shè)計(jì)，傳感器高度和角度固定，難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的水文環(huán)境。例如，當(dāng)水位較低時(shí)，固定式傳感器可能失去測(cè)量范圍；而在水面波動(dòng)較大時(shí)，固定角度無(wú)法保證有效監(jiān)測(cè)區(qū)域。此外，不同航道的寬窄、坡度等差異性較大，固定結(jié)構(gòu)的設(shè)備難以在不同環(huán)境中通用。這種剛性安裝方式顯然限制了設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景，使得設(shè)備需要額外的人工調(diào)節(jié)或重新安裝，增加了使用成本；

5、因此，提出一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，解決了單一傳感器在復(fù)雜環(huán)境中可靠性差，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，防護(hù)和自動(dòng)清理機(jī)制不完善和傳感器安裝方式僵化的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，包括浮動(dòng)基座，所述浮動(dòng)基座的頂部設(shè)置有安裝艙，所述安裝艙通過(guò)螺栓連接有艙門(mén)，所述安裝艙上設(shè)置有供電組件和收納艙，所述安裝艙的內(nèi)部設(shè)置有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有安裝座，所述安裝座上設(shè)置有快拆組件，所述安裝座通過(guò)快拆組件連接有防護(hù)罩，所述安裝座內(nèi)設(shè)置有清理機(jī)構(gòu)，所述收納艙內(nèi)設(shè)置有收卷機(jī)構(gòu)；

3、所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括安裝板一，所述安裝板一設(shè)置在所述安裝艙內(nèi)，所述安裝板一上設(shè)置有兩組安裝塊一和電機(jī)一，所述電機(jī)一的輸出端固定連接有螺桿，所述螺桿螺紋連接有螺母，所述螺母上設(shè)置有連接塊，所述連接塊上設(shè)置有限位組件，所述安裝塊一之間設(shè)置有連接桿一，所述連接桿一和連接塊上均設(shè)置有多組轉(zhuǎn)動(dòng)件，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件遠(yuǎn)離安裝板一的一端設(shè)置有安裝板二。

4、優(yōu)選的，所述限位組件包括多組滑塊一，多組所述滑塊一設(shè)置在所述連接塊的底部，所述滑塊一滑動(dòng)連接有滑軌，所述滑軌設(shè)置在所述安裝板一上。

5、優(yōu)選的，所述供電組件包括蓄電池，所述蓄電池設(shè)置在所述安裝艙的內(nèi)底壁，所述安裝艙上設(shè)置有供電安裝支架，所述供電安裝支架上設(shè)置有太陽(yáng)能發(fā)電板。

6、優(yōu)選的，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)設(shè)置在所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的安裝板二頂部，所述安裝座設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，所述安裝板二上設(shè)置有馬達(dá)一，所述馬達(dá)一的輸出端與轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)固定連接。

7、優(yōu)選的，所述快拆組件包括連接板，所述連接板設(shè)置在所述防護(hù)罩的頂部，所述連接板上設(shè)置有固定筒，所述固定筒內(nèi)設(shè)置有插桿，所述安裝座上設(shè)置有滑塊二，所述滑塊二與插桿之間設(shè)置有連接桿二。

8、優(yōu)選的，所述清理機(jī)構(gòu)包括電機(jī)二，所述電機(jī)二設(shè)置在所述安裝座內(nèi)，所述電機(jī)二的輸出端設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所述電機(jī)二通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)組件連接有安裝軸，所述安裝軸上設(shè)置有清理板，所述清理板上設(shè)置有毛刷。

9、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括太陽(yáng)輪，所述太陽(yáng)輪設(shè)置在所述電機(jī)二的輸出端，所述太陽(yáng)輪嚙合連接有行星輪，所述行星輪外側(cè)嚙合連接有齒圈，所述安裝軸設(shè)置在行星輪上。

10、優(yōu)選的，所述收卷機(jī)構(gòu)包括卷收塊，所述卷收塊設(shè)置在收納艙內(nèi)，所述卷收塊內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線，所述收納艙內(nèi)設(shè)置有電機(jī)三，所述電機(jī)三的輸出端與卷收塊固定連接，所述收納艙上設(shè)置有轉(zhuǎn)向軸，所述卷收塊和轉(zhuǎn)向軸上均設(shè)置有皮帶輪，所述皮帶輪之間通過(guò)傳動(dòng)皮帶相連。

11、優(yōu)選的，所述安裝座上設(shè)置有激光測(cè)距傳感器和雷達(dá)水位傳感器，所述安裝艙內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線連接有壓力水位傳感器，所述激光測(cè)距傳感器、雷達(dá)水位傳感器和壓力水位傳感器將采集的數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)中。

12、優(yōu)選的，所述中央控制系統(tǒng)包括：

13、采集模塊：其用于將激光測(cè)距傳感器、雷達(dá)水位傳感器和壓力水位傳感器將采集的數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)中；

14、分析模塊：其通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)中央控制系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

15、驅(qū)動(dòng)模塊：其通過(guò)分析后的信息對(duì)電機(jī)三進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

16、本發(fā)明提供了一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備。具備以下有益效果：

17、1、本發(fā)明通過(guò)激光測(cè)距傳感器和雷達(dá)水位傳感器進(jìn)行測(cè)量，中央控制系統(tǒng)還能分析傳感器數(shù)據(jù)的一致性，當(dāng)不一致時(shí)收卷機(jī)構(gòu)下放壓力水位傳感器，利用壓力水位傳感器所測(cè)量的數(shù)據(jù)判斷故障點(diǎn)，與傳統(tǒng)單一傳感器監(jiān)測(cè)方法相比，顯著提高了水位測(cè)量的可靠性，也解決了單一傳感器在特殊環(huán)境下失效的短板。

18、2、本發(fā)明采用清理機(jī)構(gòu)和快拆組件，通過(guò)快拆組件安裝防護(hù)罩，防護(hù)罩能夠有效保護(hù)激光測(cè)距傳感器，顯著簡(jiǎn)化了傳感器的維護(hù)與檢修流程，通過(guò)利用清理機(jī)構(gòu)中的毛刷能夠在必要時(shí)清理防護(hù)罩的外表面，解決了人工頻繁清理和維修效率低的問(wèn)題，大幅提升了設(shè)備的穩(wěn)定性與長(zhǎng)期運(yùn)行能力

19、3、本發(fā)明通過(guò)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使傳感器能夠自動(dòng)適應(yīng)不同水位和監(jiān)測(cè)方向，相較于傳統(tǒng)固定安裝的傳感器難以應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)水文環(huán)境的方案，本發(fā)明有效解決了測(cè)量范圍有限和安裝死板的問(wèn)題，讓設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中更加靈活高效。

技術(shù)特征：

1.一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，包括浮動(dòng)基座(1)，其特征在于，所述浮動(dòng)基座(1)的頂部設(shè)置有安裝艙(2)，所述安裝艙(2)通過(guò)螺栓連接有艙門(mén)(3)，所述安裝艙(2)上設(shè)置有供電組件(4)和收納艙(14)，所述安裝艙(2)的內(nèi)部設(shè)置有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(5)，所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(5)上設(shè)置有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)上設(shè)置有安裝座(7)，所述安裝座(7)上設(shè)置有快拆組件(9)，所述安裝座(7)通過(guò)快拆組件(9)連接有防護(hù)罩(8)，所述安裝座(7)內(nèi)設(shè)置有清理機(jī)構(gòu)(10)，所述收納艙(14)內(nèi)設(shè)置有收卷機(jī)構(gòu)(15)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述限位組件包括多組滑塊一(506)，多組所述滑塊一(506)設(shè)置在所述連接塊(507)的底部，所述滑塊一(506)滑動(dòng)連接有滑軌(505)，所述滑軌(505)設(shè)置在所述安裝板一(501)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述供電組件(4)包括蓄電池(401)，所述蓄電池(401)設(shè)置在所述安裝艙(2)的內(nèi)底壁，所述安裝艙(2)上設(shè)置有供電安裝支架(402)，所述供電安裝支架(402)上設(shè)置有太陽(yáng)能發(fā)電板(403)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)包括轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)(601)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)(601)設(shè)置在所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(5)中的安裝板二(511)頂部，所述安裝座(7)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)(601)上，所述安裝板二(511)上設(shè)置有馬達(dá)一(602)，所述馬達(dá)一(602)的輸出端與轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)(601)固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述快拆組件(9)包括連接板(901)，所述連接板(901)設(shè)置在所述防護(hù)罩(8)的頂部，所述連接板(901)上設(shè)置有固定筒(902)，所述固定筒(902)內(nèi)設(shè)置有插桿(903)，所述安裝座(7)上設(shè)置有滑塊二(904)，所述滑塊二(904)與插桿(903)之間設(shè)置有連接桿二(905)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述清理機(jī)構(gòu)(10)包括電機(jī)二(1001)，所述電機(jī)二(1001)設(shè)置在所述安裝座(7)內(nèi)，所述電機(jī)二(1001)的輸出端設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所述電機(jī)二(1001)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)組件連接有安裝軸(1005)，所述安裝軸(1005)上設(shè)置有清理板(1006)，所述清理板(1006)上設(shè)置有毛刷(1007)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括太陽(yáng)輪(1002)，所述太陽(yáng)輪(1002)設(shè)置在所述電機(jī)二(1001)的輸出端，所述太陽(yáng)輪(1002)嚙合連接有行星輪(1003)，所述行星輪(1003)外側(cè)嚙合連接有齒圈(1004)，所述安裝軸(1005)設(shè)置在行星輪(1003)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述收卷機(jī)構(gòu)(15)包括卷收塊(1503)，所述卷收塊(1503)設(shè)置在收納艙(14)內(nèi)，所述卷收塊(1503)內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線(1502)，所述收納艙(14)內(nèi)設(shè)置有電機(jī)三(1501)，所述電機(jī)三(1501)的輸出端與卷收塊(1503)固定連接，所述收納艙(14)上設(shè)置有轉(zhuǎn)向軸(1504)，所述卷收塊(1503)和轉(zhuǎn)向軸(1504)上均設(shè)置有皮帶輪(1505)，所述皮帶輪(1505)之間通過(guò)傳動(dòng)皮帶(1506)相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述安裝座(7)上設(shè)置有激光測(cè)距傳感器(11)和雷達(dá)水位傳感器(12)，所述安裝艙(2)內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線(1502)連接有壓力水位傳感器(13)，所述激光測(cè)距傳感器(11)、雷達(dá)水位傳感器(12)和壓力水位傳感器(13)將采集的數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)中。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述中央控制系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水文監(jiān)測(cè)與航道管理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種智慧航道水位高精度測(cè)量設(shè)備，包括浮動(dòng)基座，所述浮動(dòng)基座的頂部設(shè)置有安裝艙，所述安裝艙通過(guò)螺栓連接有艙門(mén)，所述安裝艙上設(shè)置有供電組件和收納艙，所述安裝艙的內(nèi)部設(shè)置有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有安裝座，所述安裝座上設(shè)置有快拆組件，所述安裝座通過(guò)快拆組件連接有防護(hù)罩，所述安裝座內(nèi)設(shè)置有清理機(jī)構(gòu)，所述收納艙內(nèi)設(shè)置有收卷機(jī)構(gòu)。通過(guò)激光、雷達(dá)及壓力水位傳感器協(xié)同工作，提升了測(cè)量可靠性，采用清理機(jī)構(gòu)與快拆防護(hù)罩，降低了維護(hù)頻率并提高長(zhǎng)期穩(wěn)定性，通過(guò)高度與角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了靈活高效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：王建軍,楊燕華,張宏千,劉曉菲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15