[发明专利]一种冻土自动观测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冻土的自动观测系统装置，特别是涉及一种通过冻土传感器的冻结状态，利用机械手模仿产生人手摸测的力度，对所测冻土深度进行自动观测的装置。

背景技术

以往，对“冻土深度”的观测，一般采用人工观测方式，需要将置于深达3—5米处土层的注水硅胶管，用人工手提到地面之上，再用人工逐段捏掐管的硬度来判别管中的水是否结冰，以此确定地下土壤的冻结深度；该观测方式不仅劳动强度大，而且硅胶管的深度标尺随管中水的结冰而伸长，给观测结果带来标尺误差；还会因观测人员对胶管软硬的感知程度不同，导致对“冻结”的判断不同，造成观测结果的不一致。

发明内容

本发明的目的在于为解决已有技术存在的技术问题，提出一种采用机电结合方式，以“仿生机械手自动摸测”、“棘轮棘爪内管自动提升和回放”、“轮式

厘米计数”为核心技术的一种冻土深度自动观测装置。

解决已有技术采取的方案是，冻土自动观测装置，包括：钢绳导向滑轮、钢绳、定程绳轮、感应金属圈、传感器、配重金属柱、观测窗、零位接近开关、定指触头、动指触头、力度弹簧、冻结感应接近开关、机械手传动凸轮、推动电磁铁、推动连杆、步进棘轮、双向棘爪、提升电磁铁、下降电磁铁、距离感应接近开关及滑动轴，由定指触头、动指触头、力度弹簧、直线轴承及滑动轴组成机械手，滑动轴上安装有冻结感应接近开关，冻结感应接近开关用于接收传感器的冻结信号；机械手传动凸轮由电磁铁控制机械手滑动轴的往复运动；双向棘爪由提升电磁铁和下降电磁铁驱动，完成步进棘轮正反向动作，推动连杆带动步进棘轮和定程绳轮转动；当步进棘轮走一步，带动定程绳轮走一步，每步为一厘米，完成提升钢绳的收放动作，并带动传感器上下移动。

本发明的有益效果是：一是，采用机械手摸测对内管冻结状态的感知是由可调定的机械手的结构和动做所决定的，而不因时间而变化、不因环境所改变；因此，感知度的一致性、稳定性得到了根本保证；二是，其室外主要机械零件均采用不锈钢等防锈材料加工制作，并选用低温电子设备，使得该设备的适用范围可以到低温可达到-50℃，应用范围宽；三是，结构简单，运行可靠：全套提升和摸测伺服系统采用一个电动机做驱动，配合精准；四是，具有自动观测的定时开机、内管提升、机械手摸测、内管复位、数据存储、关机等动作全部自动运行，整个冻融期间无需人工干预，当伺服机构的提升、测量等部件发生故障时，系统有完善的故障部位、处理方法等提示、告警；五是，本发明的测量机构设计有可开启的透明“观察窗口”和可手摇转动的“升降手柄”，当停电或伺服机构发生故障，自动观测无法进行时，可打开“观察窗口”，用单手转动“升降手柄”，提升冻土器内管，另一只手指伸到窗口里面摸测内管的冻结状态，将摸测结果作为该观测时次的“人工补测”记录，避免造成冻土深度观测记录的缺测。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中所示：传感器保护管1、钢绳导向滑轮2、钢绳3、定程绳轮4、感应金属圈5、传感器6、配重金属柱7、观测窗8、零位接近开关9、定指触头10、动指触头11、力度弹簧12、冻结感应接近开关13、机械手传动凸轮14、推动电磁铁15、减速电机16、主传动轴17、推动连杆18、步进棘轮19、双向棘爪20、提升电磁铁21、下降电磁铁22、距离感应接近开关23、滑动轴24、直线轴承套25、密封箱体26。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

具体实施方式   

本发明有室外观测部分和室内采集终端处理存储部分，室内外通过通讯电缆连接。室外部分包括安装在地面以下的冻土传感器6，传感器由灌满水的硅胶管组成，在硅胶管上方安装的感应金属圈5及在下方安装的配重金属柱7组成，传感器6上方链接在钢绳3上；感应金属圈5套在传感器6上，传感器6在传感器保护管1的里面。配重金属柱7用于配重，同时也是传感器底部的感应圈。