一种自平衡浮动式远程水文监测装置的制作方法

本发明属于水文监测，尤其涉及一种动态水环境中自平衡浮动式远程水文监测装置。

背景技术：

1、传统的水文监测装置广泛用于江河、湖泊、水库等水体的水文参数实时监测，如水位、流速、水质等。这些装置通常采用无线通信技术实时传输监测数据，显著提高了水文部门的工作效率。然而，现有的水文监测浮动平台面临着若干挑战和局限性：

2、稳定性问题：在波浪较大的水环境中，传统浮动装置易受水面波动影响，导致监测装置不稳定，甚至翻倒，从而影响监测数据的准确性和装置的运行安全。现有装置的结构设计未能有效适应复杂多变的水面环境，如强风、流速变化等自然条件，限制了其在广泛水文环境中的应用。

3、例如，中国专利cn216374909u公开了一种水文监测浮动平台，其主要依赖于浮板保持浮动，但在波动较大的水面环境中容易失去平衡。

4、鉴于现有技术的不足，需要一种能够在复杂水文环境中保持稳定的水文监测装置。特别是需要一种自平衡机制，能够在水面波动时自动调整装置的平衡，确保装置稳定并减少由于环境变化导致的监测数据误差。

技术实现思路

1、本发明提供一种自平衡浮动式远程水文监测装置，旨在解决上述的问题。

2、本发明是这样实现的，一种自平衡浮动式远程水文监测装置，包括浮体，所述浮体上安装有监测组件和自平衡组件，所述监测组件包括监测部件，所述自平衡组件包括：

3、设于浮体下表面中间的安装柱体；

4、设于安装柱体中心处的安装杆，所述安装杆顶端通过球轴承与浮体下表面连接，所述安装杆底端安装有配重件，所述安装柱体内沿其径向环向间隔开设有偶数条槽体，每条槽体内均设有一根水平的驱动杆，所述驱动杆一端延伸至安装杆侧边，所述驱动杆另一端延伸至浮体外部，所述监测部件安装于安装杆上且位于浮体下方；

5、固定于每根驱动杆位于浮体外部一端的竖直杆，所述竖直杆上固定有水平的第一齿条，所述第一齿条与浮体下表面滑动连接，位于一条直线上的两根第一齿条之间通过连接绳连接，所述连接绳穿过安装柱体；

6、转动安装于浮体上且与第一齿条啮合的第一齿轮，所述第一齿轮前侧设有转动板，所述转动板顶端与浮体下表面铰接，所述第一齿轮靠近转动板的端面上偏心固定有销轴，所述转动板上沿其长度方向开设有供销轴插入并活动的活动槽，所述活动槽内设有伸缩板，所述伸缩板一端与销轴铰接，另一端延伸至转动板外部；

7、固定于浮体底部且位于转动板内侧固定板，所述固定板与转动板之间设有第一气囊，所述第一气囊与固定板、转动板和伸缩板底端粘连，两个相对的第一气囊之间通过第一连通软管连通。

8、优选地，所述测量组件还包括：

9、与监测部件电连接的控制器，用于获取并存储监测部件采集的信息；

10、与控制器电连接的通讯模块，用于将信息传输至远程终端；

11、安装于浮体上的供电电池，其与控制器电连接，用于给各用电部件供电。

12、优选地，所述控制器和通讯模块均安装于安装板上，所述安装板设于浮体上方，所述安装板与浮体之间连接有用于调节安装板高度的调节机构。

13、优选地，所述调节机构包括：

14、第一连板，所述第一连板共两块对称铰接安装于浮体上；

15、分别铰接于两块第一连板顶端的第二连板，两块第二连板远离第一连板的一端分别与安装板铰接；

16、用于驱动两块第一连板相互远离或靠近的动作组件，所述动作组件与控制器电连接，每根驱动杆靠近安装杆的一端均固定安装有压力传感器，所述压力传感器与控制器电连接。

17、优选地，所述第二连板上安装太阳能电池板，所述太阳能电池板通过逆变器与供电电池电连接，用于给供电电池充电。

18、优选地，所述安装板两端均安装有警示灯，所述警示灯与控制器电连接。

19、优选地，所述动作组件包括电动推杆和第一连杆，所述电动推杆与控制器电连接，所述电动推杆固定安装于浮体上且位于两块第一连板中间位置，电动推杆的伸缩端铰接有两根第一连杆，两根第一连杆远离电动推杆的一端分别与两块第一连板中部铰接。

20、优选地，所述安装杆下部沿其长度方向开设有活塞腔，所述活塞腔内插入有活塞杆，所述活塞杆位于活塞腔内的一端与活塞腔顶部之间固定连接有拉伸弹簧，所述活塞杆另一端延伸出安装杆底端并与配重件固定连接，两块所述第一连板与浮体上表面之间均连接有第二气囊，所述第二气囊通过第二连通软管与活塞腔顶部连通。

21、优选地，所述自平衡浮动式远程水文监测装置还包括防护组件，所述防护组件包括：

22、多块防护板，环向间隔设于浮体外侧，用于承载外界对浮体的碰撞载荷；

23、固定于浮体上且与防护板一一对应的侧板，所述侧板靠近防护板的侧壁上固定有水平的支板，所述支板靠近防护板的一端固定有支撑板，所述支撑板与防护板之间连接有压缩弹簧。

24、优选地，所述防护组件还包括

25、竖直贯穿支板并与之转动连接的转轴，所述转轴底端固定安装有转盘；

26、固定于所述防护板上的第二齿条，第二齿条活动贯穿侧板，所述转轴上固定有与第二齿条啮合的第二齿轮；

27、设于转盘下方设一端与浮体铰接的拨水板，所述拨水板为向外侧延伸的弧形，所述转盘上偏心铰接有第二连杆，第二连杆一端与拨水板铰接。

28、与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

29、本发明所提供的自平衡浮动式远程水文监测装置通过设置浮体、监测组件和自平衡组件，所述自平衡组件包括安装柱体、安装杆、配重件、驱动杆、第一齿条、第一齿轮、转动板、伸缩板和第一气囊，当浮体发生倾斜时，一侧高另一侧低，安装杆在配重件的重力下保持竖直状态，相当于安装杆相对浮体向低侧转动，安装杆推动低侧的驱动杆运动，驱动杆通过竖直杆带动第一齿条运动，第一齿条带动第一齿轮转动，使低侧第一气囊体积变大，同时伸缩板伸出转动板，转动板、伸缩板受到向上的浮力的面积扩大，浮体低侧受到的浮力变大，并且浮体高侧第一气囊体积减小，转动板和伸缩板逐渐转动至竖直状态，受到向上的浮力的面积减小，浮体恢复平衡状态，避免翻掉。

技术特征：

1.一种自平衡浮动式远程水文监测装置，包括浮体，其特征在于，所述浮体上安装有监测组件和自平衡组件，所述监测组件包括监测部件，所述自平衡组件包括：

2.如权利要求1所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述测量组件还包括：

3.如权利要求2所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述控制器和通讯模块均安装于安装板上，所述安装板设于浮体上方，所述安装板与浮体之间连接有用于调节安装板高度的调节机构。

4.如权利要求3所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述调节机构包括：

5.如权利要求4所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述第二连板上安装太阳能电池板，所述太阳能电池板通过逆变器与供电电池电连接，用于给供电电池充电。

6.如权利要求4所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述安装板两端均安装有警示灯，所述警示灯与控制器电连接。

7.如权利要求4所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述动作组件包括电动推杆和第一连杆，所述电动推杆与控制器电连接，所述电动推杆固定安装于浮体上且位于两块第一连板中间位置，电动推杆的伸缩端铰接有两根第一连杆，两根第一连杆远离电动推杆的一端分别与两块第一连板中部铰接。

8.如权利要求4所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述安装杆下部沿其长度方向开设有活塞腔，所述活塞腔内插入有活塞杆，所述活塞杆位于活塞腔内的一端与活塞腔顶部之间固定连接有拉伸弹簧，所述活塞杆另一端延伸出安装杆底端并与配重件固定连接，两块所述第一连板与浮体上表面之间均连接有第二气囊，所述第二气囊通过第二连通软管与活塞腔顶部连通。

9.如权利要求1所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，还包括防护组件，所述防护组件包括：

10.如权利要求9所述的自平衡浮动式远程水文监测装置，其特征在于，所述防护组件还包括

技术总结本发明适用于水文监测技术领域，提供了一种自平衡浮动式远程水文监测装置，包括浮体、监测组件和自平衡组件，所述自平衡组件包括安装柱体、安装杆、配重件、驱动杆、第一齿条、第一齿轮、转动板、伸缩板和第一气囊，当浮体发生倾斜时，一侧高另一侧低，安装杆在配重件的重力下保持竖直状态，安装杆推动低侧的驱动杆运动，驱动杆通过竖直杆带动第一齿条运动，第一齿条带动第一齿轮转动，使低侧第一气囊体积变大，同时伸缩板伸出转动板，转动板、伸缩板受到向上的浮力的面积扩大，浮体低侧受到的浮力变大，并且浮体高侧第一气囊体积减小，转动板和伸缩板逐渐转动至竖直状态，受到向上的浮力的面积减小，浮体恢复平衡状态。技术研发人员：温川,冯越,崔文婷,温得平,张忠诚受保护的技术使用者：青海省水文水资源测报中心技术研发日：技术公布日：2024/5/8