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一种用于临时用地批后监管的电子界桩监测装置及系统有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及电子界桩技术领域,具体而言,涉及一种用于临时用地批后监管的电子界桩监测装置及系统。

相关背景技术

[0002] 随着城市化进程的加速,临时用地的需求日益增加,包括建筑工地、临时活动场所等。这些临时用地往往需要在使用前后进行严格监管,以保证土地的合理利用和环境保护。然而,传统的监管方式依赖人工巡查,效率低且难以覆盖所有细节。特别是在气候变化和极端天气事件频发的背景下,临时用地的安全问题更加凸显。因此,开发一种高效、精准的临时用地批后监管技术成为迫切需求。
[0003] 传统界桩(标)在管理中存在的缺点和问题包括:定位难:由于现场环境复杂,标志位置往往很隐蔽,在管护中容易被忽视;维修难:现场施工及人为活动对界桩(标)造成各类破坏,破坏后也不能及时掌握情况,导致修复困难;使用难:界桩(标)设置选择不合理导致不能适用于实际情况,甚至无法长期保存。电子界桩装置内置监测模块,实现数据处理、采集、存储、传输一体化,实现远程无线数据传输;结合智能界桩监测系统,实现数据接收、分析处理、实时监控、预警管理、数据分析、参数设置等功能。界桩时空状态数据(位置、姿态、视频)采集、实时传输、可视化监管于一体的智慧界桩监管系统,实现行政界桩、生态保护界桩、土地权属界桩和地质监测界桩的全天候自动化、远程可视化监管系统功能全面,使用方便,基于NB‑IoT技术一体化整合,主要适用于自然保护地、生态保护红线、基本农田保护区等应用场所。针对临时用地监管的应用需求,布设的电子界桩装置应具备以下作用:①指界后的依据并辅助管护,即取代传统界桩的全部功能;②精准定位(一般米级,特殊情况下厘米级)加姿态监测,实时监测破坏、倾倒、移位、振动等现象;③信息存储,界桩的位置、权属及其他属性信息应存入界桩装置内;④实时监控,通过内置红外雷达和光学摄像头(选装),可以实时获取现场的视频、照片和物体入侵等信息。⑤实时通信,可以通过电子界桩装置与机器人、手持机、4G、北斗定位基站等实现互联互通。
[0004] 现有技术中,在电子界桩的使用过程中,不能在监测环境变化的时候,同步改变界桩的形态结构,以应对不同的环境情况的问题;因此我们对此做出改进,提出一种用于临时用地批后监管的电子界桩监测装置。

具体实施方式

[0022] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0023] 因此,以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的部分实施例。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,需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
[0024] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0025] 如图2‑图11所示,本实施方式提出一种用于临时用地批后监管的电子界桩监测装置,包括界桩1、固定底座2和定位柱3,固定底座2的上端与定位柱3之间固定连接,界桩1包裹在定位柱3的外端,界桩1的四边等间距排布有水位传感器52,界桩1的顶部设有太阳能电池蓄电板,还包括:浮动组件,用于野外涨水时防界桩1进水,浮动组件包括联动板4、折叠弧形叶6、联动硅胶条12和防水垫14,折叠弧形叶6之间设有磁块,折叠弧形叶6的中央设有定位槽7,定位槽7的内端设有弧形槽8,弧形槽8的内端设有定位弧形杆10,联动硅胶条12的一端设有联动弹簧11和拖杆9,联动硅胶条12的另一端设有定位杆13,折叠弧形叶6的尾端设有管槽15和联动环16,联动环16的外端设有转动块17和弧形弹簧18。
[0026] 联动板4与折叠弧形叶6的一端之间固定连接,折叠弧形叶6的数量设置为四组,四组折叠弧形叶6之间通过磁块磁性相吸,四组折叠弧形叶6的内外表面均设有折槽。
[0027] 联动板4的外端设有内嵌槽5,定位槽7嵌入安装在折叠弧形叶6的中央内端,定位槽7嵌入在每组折叠弧形叶6的中央,定位槽7与弧形槽8之间贯穿连接,拖杆9沿着定位弧形杆10滑动,拖杆9与联动硅胶条12的一端之间固定连接,联动硅胶条12的另一端与定位杆13之间固定连接。
[0028] 定位弧形杆10的外端与联动弹簧11相互包裹,联动弹簧11的一端固定在弧形槽8内,联动弹簧11的另一端固定在拖杆9的外端,四组折叠弧形叶6的尾端通过管槽15相互贯穿,联动环16被包裹在管槽15内。
[0029] 转动块17包裹在联动环16的外端,转动块17的两端分别与弧形弹簧18活动连接,转动块17的上端活动在防水垫14的下端,防水垫14与折叠弧形叶6之间相互对应,防水垫14的上端贴附在界桩1的外端。
[0030] 四组折叠弧形叶6向外张开时,能够通过管槽15内连接的联动环16实现尾部的向上收缩,在向上收缩的过程中,能够带动防水垫14贴附在界桩1的外端,保证在雨水充足的环境中,能够通过启动折叠弧形叶6向上卷曲,形成浮板造型,保证整体的界桩1随着积水上涨的高度而自行调节界桩1的高度;折叠弧形叶6的向上卷曲通过位于每组折叠弧形叶6中央的定位槽7和弧形槽8连
接的联动硅胶条12,保证联动硅胶条12的下端与定位槽7的尾端通过定位杆13定位连接(转动的圆心位置固定,可以转动),联动硅胶条12的上端通过拖杆9沿着弧形槽8向上滑动(能够向上滑动是由于在初始状态时,折叠弧形叶6呈竖直状态固定在内嵌槽5内,此时拖杆9与弧形槽8之间连接的联动弹簧11被拉伸到最大,在折叠弧形叶6向外移动的过程中,拖杆9带动联动硅胶条12的上端沿着定位槽7与弧形槽8在联动弹簧11的收缩下向上移动);
四组折叠弧形叶6向外张开且卷曲之后,相邻两组之间的折叠弧形叶6磁性相吸,
保证连接的密封稳定;
四组折叠弧形叶6在向外展开卷曲之后,能够通过上端连接的防水垫14覆盖在界
桩1的外端,并且在连接的过程中,能够引导水流向外流动,且防水垫14通过转动块17活动连接在联动环16的外端,并且通过弧形弹簧18联动,确保防水垫14的连接能够与防水垫14连接稳定,且不会影响折叠弧形叶6的折叠。
[0031] 如图3、图4、图6和图8所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,调控组件,用于应对户外不同的情况调整界桩1,调控组件包括联动电机33和盖板26,联动电机33的上端设有移动结构,移动结构包括有直角支架36、滑槽37和伸缩杆34,盖板26的下端设有内环槽28和外环槽27,内环槽28和外环槽27内分别设有内齿槽30和外齿槽29,内齿槽30和外齿槽29的外端分别啮合有内联动齿轮24和外联动齿轮23,内联动齿轮24的下端设有内螺纹杆25,外联动齿轮23的下端设有滑杆22,滑杆22的下端设有型槽21和外螺纹杆20,外螺纹杆20的下端连接有转动杆19。
[0032] 联动电机33的活动端与盖板26之间固定连接,联动电机33的上端与直角支架36之间通过螺丝活动连接,直角支架36滑动连接在滑槽37内,直角支架36的上端固定在伸缩杆34的活动端,内环槽28和外环槽27嵌入在盖板26的下端,内环槽28的内端与内齿槽30相互固定连接,外环槽27的内端与外齿槽29之间固定连接,内环槽28的高度高于外环槽27的高度,内齿槽30的厚度小于外齿槽29的厚度,内齿槽30的下端位置高度高于外齿槽29的下端位置高度。
[0033] 内联动齿轮24的外端与内齿槽30之间啮合连接,外联动齿轮23的外端与外齿槽29之间啮合连接,外联动齿轮23的下端与滑杆22之间固定连接。
[0034] 滑杆22的下端滑动在型槽21内,型槽21嵌入在外螺纹杆20的中央内端,外螺纹杆20的下端与转动杆19之间固定连接,内联动齿轮24的下端与内螺纹杆25之间固定连接,内螺纹杆25活动在界桩1与定位柱3之间,盖板26的中央下端设有固定槽32,固定槽32的内端设有固定杆31,联动板4的上端与转动杆19的下端之间活动连接。
[0035] 在伸缩杆34完全收缩的时候,此时联动电机33位于滑筒35的最上端,此时联动电机33下端盖板26内的内齿槽30位于内联动齿轮24的上端,外齿槽29与外联动齿轮23相互啮合,在这一状态下启动联动电机33,能够带动外端的浮动组件单独运行卷曲,而界桩1与定位柱3之间的限定解除,此时能够在涨水的时候,随着水位上涨自行上下移动界桩1;在伸缩杆34伸展到中间位置的时候,此时联动电机33位于滑筒35的中央,此时联
动电机33下端盖板26内的内齿槽30与内联动齿轮24相互啮合连接,外齿槽29与外联动齿轮
23相互啮合连接,在这一状态下启动联动电机33,能够带动外端的浮动组件和界桩1同步上移,适合涨水过快的瞬间推动界桩1浮动到水面之上;
在伸缩杆34完全伸展时,此时联动电机33位于滑筒35的最下端,此时联动电机33
下端盖板26内的内齿槽30与内联动齿轮24相互啮合连接,外齿槽29位于外联动齿轮23的下端,在这一状态下启动联动电机33,能够使得界桩1的上移而不带动浮动组件的活动,这一过程中,能够在灌木茂密的时候,推动界桩1的快速抬升,便于操作员能够及时找到界桩1;
在伸缩杆34的移动距离的控制中,能够通过监测系统进行监测,同时使得系统与
附着在界桩1外端的水位传感器52之间的联动来自行判断是否要移动伸缩杆34,并且判断伸缩杆34的移动距离。
[0036] 如图2和图11所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,界桩1的上端四面均设有红外感应传感器51和监测框50,监测框50的内端设有监测摄像头38,监测摄像头38的外端设有联动筒39,联动筒39的外端设有筒槽40,筒槽40的外端设有辅助延伸筒,联动筒39的内端设有内齿环41和贯穿筒42,内齿环41的外端设有主动齿轮43,主动齿轮43的下端设有伸缩直筒44,伸缩直筒44的下端设有联动马达45,联动筒39的内表面设有多组定位孔47,辅助延伸筒的外端设有微型伸缩推杆46,辅助延伸筒的下端内表面设有螺纹环49,螺纹环49的内端设有螺纹杆48。
[0037] 在辅助延伸筒的上端外侧设有密封圈,能够与界桩1的上端开口实现密封,防止雨水灌入,造成机械零部件的生锈。
[0038] 监测摄像头38内的存储单元连接4G通讯卡,通过4G通讯卡传输监测画面和录像信息。
[0039] 在需要对周围环境情况进行拍照和录像监测的时候,在界桩1的整体控制系统中设定监测摄像头38的自动拍照监测时间段和自动录像监测时间段:在拍照时间段中,联动马达45带动伸缩直筒44连接的主动齿轮43转动,主动齿轮
43推动通过内齿环41连接的联动筒39在筒槽40内转动,在筒槽40内转动的时候,在对应的监测框50内停下拍摄静态照片;
在录像时间段中,微型伸缩推杆46伸长,卡入对应的定位孔47中,此时辅助延伸筒与联动筒39之间相互卡嵌固定,此时联动马达45带动伸缩直筒44连接的主动齿轮43转动,由于主动齿轮43的上下两端将主动齿轮43夹持在一个空间内,在辅助延伸筒下端螺纹环49和螺纹杆48的相互连接下向上螺旋转出,能够360°的录像外部的环境情况,在录像结束之后,能够通过联动马达45的反向转动,将辅助延伸筒转回到界桩1内,从而完成了录像过程。
[0040] 在界桩1中还加入有定位传感器、温湿度传感器、振动感应传感器和倾角感应传感器和红外感应传感器51一起,对应的位置信息、温湿度信息、地表振动信息、界桩1的倾斜信息和热红外感应信息均通过对应的传感器与4G通讯卡连接,通过4G通讯卡将相关的信息传输到系统中,以便于用户监管。
[0041] 界桩1的表面安装有太阳能电池板,能够实时的给与各个电能组件供电,并且还在界桩1内部加入了小型蓄电池,以防特殊情况,外部电能转化失效。
[0042] 如图1‑图11所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,一种用于临时用地批后管理的电子界桩监测装置的监测用的系统,包括位于界桩1上端四面的红外感应传感器51、位于界桩1的四边等间距排布的水位传感器52、用于环境温度和湿度监测的温湿度传感器、用于监测地表振动的振动感应传感器、用于界桩1倾斜角度变化的倾角感应传感器以及监测框50,监测框50的内端设有监测摄像头38,界桩1的顶部设有太阳能电池蓄电板;用于临时用地批后管理的电子界桩监测装置的监测用系统,使用方法如下:
S1:系统初始化:
①将电子界桩安装在指定的临时用地位置,确保其稳定性;
②确保太阳能电池蓄电板正常工作,并连接到各个电能组件;
③对水位传感器52、温湿度传感器、振动感应传感器和倾角感应器进行校准,确保其准确性;
S2:气动监测:
①通过控制系统启动监测装置,初始化各个传感器和监测装置;
②各传感器开始实时采集数据,包括水位、温度、湿度、振动和倾斜角度等;
S3:数据处理与分析:
①通过4G通讯卡将采集到的数据实时传输到用户端监控系统;
②用户端对接收到的数据进行分析,识别异常情况,如水位过高、倾斜角度超标
等;
S4:自动调节:
①根据水位传感器52的反馈信息,联动电机33自动调整界桩1的高度,确保其始终保持在适当的位置;
②当水位上升时,浮动组件自动展开,确保界桩1的稳定性和防水性;
S5:监测记录与反馈:
①在设定的时间段内,监测摄像头38自动进行拍照和录像,记录周围环境的变化;
②当传感器检测到异常情况时,系统自动发出报警,通知相关人员进行处理;
S6:数据存储与报告生成:
①将监测数据和录像信息存储在系统中,便于后续查阅;
②定期生成监测报告,提供给相关管理部门,确保临时用地的合规性和安全性。
[0043] 监测用的系统,能够通过水位传感器52:实时监测周围水位变化,确保及时响应、监测摄像头38:负责拍摄和录像,记录周围环境变化、红外感应传感器51:监测周围的温度变化和物体移动、温湿度传感器:监测环境的温度和湿度变化、振动感应传感器:监测地表振动情况、倾角感应传感器:监测界桩的倾斜角度,太阳能电池蓄电板:为监测系统提供持续的电力支持,来保证电子界桩的监测装置的监测信息的处理,并且通过这些监测信息,去调节联动电机33的运行,实现对界桩1的高度调节和浮动组件的控制;且能够远程传输:监测周围环境的水位、温湿度、振动、倾斜等信息;监测摄像头的图像和视频记录,通过4G通讯卡将监测数据实时传输到用户端,便于远程监管。
[0044] 本申请在使用时:在初始状态下,四组折叠弧形叶6折叠在界桩1的下端内表面,首先,当界桩1检测到积水上升时,四组折叠弧形叶6通过管槽15内的联动环16向外张开,此动作触发尾部向上收缩,这一联动确保了防水垫14能够贴附在界桩1的外端,为后续的防水操作奠定了基础;接着,折叠弧形叶6的向上卷曲过程通过位于每组中央的定位槽7和弧形槽8,以及连接的联动硅胶条12实现,联动硅胶条12的下端通过定位杆13与定位槽7的尾端固定,上端则通过拖杆9沿着弧形槽8向上滑动。初始状态下,折叠弧形叶6呈竖直固定在内嵌槽5中,拖杆9与弧形槽8之间连接的联动弹簧11被拉伸至最大,当折叠弧形叶6向外移动时,拖杆9带动联动硅胶条12上端沿定位槽7与弧形槽8向上移动,这一过程由联动弹簧11的收缩驱动,确保了结构的稳定性和流畅性;随后,当四组折叠弧形叶6完全张开并卷曲后,相邻两组之间的折叠弧形叶6通过磁性相吸实现连接,加强了结构的密封性和稳定性;最后,折叠弧形叶6展开卷曲后,上端连接的防水垫14覆盖界桩1外端,通过转动块17活动连接在联动环16的外端,并由弧形弹簧18联动,确保防水垫14的稳定连接,同时不会阻碍折叠弧形叶
6的折叠,防水垫14的结构设计还能够引导水流向外流动,进一步增强了界桩1在潮湿环境中的防水性能;
初始状态:伸缩杆34完全收缩,联动电机33位于滑筒35最上端,内齿槽30与内联动齿轮24上端对齐,外齿槽29与外联动齿轮23啮合。此时启动联动电机33,仅驱动外端浮动组件卷曲,解除界桩1与定位柱3之间的限定,允许界桩1随水位上涨自由移动。
[0045] 中间状态:伸缩杆34延伸至中间位置,联动电机33居中,内齿槽30与外齿槽29分别与内外联动齿轮23啮合。启动电机,同步提升浮动组件和界桩1,有效应对水位快速上升,确保界桩1及时浮至水面之上。
[0046] 完全伸展状态:伸缩杆34完全伸展,联动电机33降至滑筒35最下端,内齿槽30仍与内联动齿轮24啮合,但外齿槽29位于外联动齿轮23下端。此时,启动电机仅促使界桩1上移,浮动组件保持静止,适用于灌木密集环境,快速抬升界桩1以提高可见性。
[0047] 智能控制:伸缩杆34的移动由监测系统监测和控制,结合界桩1外端的水位传感器52,自动判断是否需要移动伸缩杆34及移动的具体距离,确保系统在各种水位条件下都能有效运作。
[0048] 以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但本发明不局限于上述具体实施方式,因此任何对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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