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专利号: 2021103380445
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,包括:

变形耦合管道,布设于滑坡体内,且位于滑动面上方;

无人式轨迹仪,放置于所述变形耦合管道内,所述无人式轨迹仪上设有电连接的电池、多个电机轮、惯性传感器和单片机,所述电机轮用于与所述变形耦合管道内侧壁相抵,所述电机轮通电时,所述单片机控制所述电机轮转动,带动所述无人式轨迹仪在所述变形耦合管道内来回移动;所述无人式轨迹仪在移动过程中,所述单片机控制所述惯性传感器测量所述变形耦合管道的形状;

两个监测墩,分别与所述变形耦合管道两端固定连接,所述监测墩上设有GPS设备和通讯设备,所述GPS设备用于实时获取所述监测墩的位置,所述通讯设备与所述单片机通讯连接,所述单片机获取所述变形耦合管道的形状并发送至所述通讯设备,所述通讯设备用于将所述变形耦合管道的形状上传网络或移动终端。

2.如权利要求1所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,所述监测墩上设有太阳能电池,所述变形耦合管道上缠绕有无线电源发射线圈,所述太阳能电池与所述无线电源发射线圈电连接,所述无人式轨迹仪上缠绕有无线耦合线圈,所述无线电源发射线圈和所述无线耦合线圈无线耦合,所述电池与所述无线耦合线圈电连接。

3.如权利要求1所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,所述变形耦合管道上设有NFC第一终端,所述无人式轨迹仪上设有NFC第二终端,所述NFC第一终端和所述NFC第二终端通讯连接,所述NFC第一终端与所述通讯设备电连接,所述NFC第二终端与所述单片机电连接。

4.如权利要求1所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,所述无人式轨迹仪包括呈中空设置的腔体,所述惯性传感器和所述单片机固定于所述腔体内。

5.如权利要求4所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,所述无人式轨迹仪还包括两个连接杆和多个支撑连杆,两个所述连接杆均沿所述变形耦合管道的延伸方向延伸,分别固定于所述腔体两端,所述连接杆上分别连接有多个所述支撑连杆,所述支撑连杆一端与所述腔体端部固定连接,另一端与所述连接杆远离所述腔体的一端连接,各所述支撑连杆上固定有所述电机轮。

6.如权利要求5所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,所述支撑连杆另一端滑动安装于所述连接杆上,所述支撑连杆另一端与所述连接杆远离所述腔体的一端之间连接有弹簧。

7.如权利要求1所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,两个所述监测墩固定于稳固地表上。

8.如权利要求1所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,其中一所述监测墩固定于稳固地表上,另一所述监测墩固定于所述滑坡体上。

9.如权利要求1所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,其特征在于,两个所述监测墩固定于所述滑坡体上。

10.一种监测方法,其特征在于,基于如权利要求1至9任意一项所述的基于惯性测量技术的无人式滑坡横向变形监测系统,包括以下步骤:S1基于前期地质勘查资料,确定滑坡体初始测线的位置;

S2沿着初始测线方向将变形耦合管道布设于滑坡体内,将无人式轨迹仪放置于变形耦合管道一端;

S3在变形耦合管道两侧建造监测墩,变形耦合管道两端与监测墩固定连接;

S4电机轮转动带动无人式轨迹仪在变形耦合管道内来回移动,单片机对惯性传感器和电机轮进行控制,从而对所布设的变形耦合管道进行定期测量,通过GPS设备定位和惯性传感器获取变形耦合管道的形状,得到变形耦合管道的变形测线,将变形耦合管道的初始测线视为位移零点,在后续监测过程中,把每次测量的变形测线曲线减去初始测线曲线即可获得滑坡体沿测线方向的位移分布曲线。