(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211016130.5 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 华南农业大 学 地址 510642 广东省广州市天河区五山路 483号 (72)发明人 韦未　陈明辉　张伟锋　岳学军　 文建华　申君　张明帮　翟颂彬　 伍劲宇　周学民　袁嘉豪　张修杰　 程小勇　张金平　张华清　李广　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 付茵茵 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01W 1/02(2006.01)G01D 11/30(2006.01) G01D 11/00(2006.01) H04N 5/225(2006.01) E02B 3/06(2006.01) E02B 7/06(2006.01) (54)发明名称 一种水库大坝安全监测装置 (57)摘要 本发明涉及一种水库大坝安全监测装置， 包 括监测机构、 可升降式竖杆、 底座； 可升降式竖杆 包括上部竖杆、 下部竖杆、 转动杆、 外螺纹段、 下 部齿轮、 慢速电机齿轮、 慢速电机； 上部竖杆为正 六边形杆件， 内部沿着轴向开设内螺纹孔； 下部 竖杆为正六边形杆件， 内部沿着轴向开设正六边 形通孔； 下部竖杆的上段套接在上部竖杆的下段 外； 外螺纹段固定在转动杆的上端， 与上部竖杆 的内螺纹孔配合； 慢速电机通过慢速电机齿轮、 下部齿轮带动转动杆转动， 转动杆位于下部竖杆 的正六边形通孔内； 监测机构设置在上部竖杆的 上端， 下部竖杆的下端固定在底座上。 本发明方 便维护且能在大坝自然条件下长期使用， 具有多 种参数检测功能， 属于水库大坝安全监测领域。 权利要求书1页 说明书6页 附图7页 CN 115388944 A 2022.11.25 CN 115388944 A 1.一种水库大坝安全监测装置， 其特 征在于： 包括 监测机构、 可升降式竖 杆、 底座； 可升降式竖杆包括上部竖杆、 下部竖杆、 转动杆、 外螺纹段、 下部齿轮、 慢速电机齿轮、 慢速电机； 上部竖杆为正六边形杆件， 内部沿着轴向开设内螺纹孔； 下部竖杆为正六边形杆 件， 内部沿着轴向开设正六边形通孔； 下部竖杆的上段套接在上部竖杆的下段外； 外螺纹段 固定在转动杆 的上端， 与上部竖杆的内螺纹孔配合； 慢速电机通过慢速电机齿轮带动下部 齿轮转动， 下部齿轮带动转动杆转动， 转动杆位于下部竖 杆的正六边形通 孔内； 监测机构设置在上部竖杆的上端， 下部竖杆的下端固定在底座上， 转动杆的下端、 下部 齿轮、 慢速电机齿轮、 慢速电机均设置在底座内。 2.按照权利要求1所述的一种水库 大坝安全监测装置， 其特征在于： 可升降式竖杆还包 括上部齿轮、 手动升降转把和手动升降转把齿轮； 上部齿轮水平设置， 与转动杆同轴连接且 同步转动； 手动升降转把齿轮竖直设置， 与上部齿轮啮合； 手动升降转把穿过下部竖杆的侧 壁， 手动升降转 把带动手动升降转 把齿轮转动。 3.按照权利要求1所述的一种水库 大坝安全监测装置， 其特征在于： 下部竖杆的上端设 置密封圈， 密封圈的内圈紧贴上部竖 杆的外壁。 4.按照权利要求1所述的一种水库 大坝安全监测装置， 其特征在于： 监测机构包括监测 机构安装座、 转轴、 枝杆， 监测机构安装座与上部竖杆的上端通过转轴转动式连接， 多根枝 杆固定在监测机构安装座上， 多根枝杆相互周向错 开。 5.按照权利要求4所述的一种水库 大坝安全监测装置， 其特征在于： 监测机构安装座的 外壁为正六边形， 与上部竖杆的外壁对齐； 监测机构安装座的一面外壁装有手动限位插销， 上部竖杆的六面外壁均装有与手动限位插销配合的限位件。 6.按照权利要求4所述的一种水库 大坝安全监测装置， 其特征在于： 还包括安装在枝杆 上的太阳能板、 避雷针、 电子雨量计、 电子风速计、 电子温度湿度测量仪、 360 °球型摄像头、 小型高音喇叭、 LED照明灯。 7.按照权利要求6所述的一种水库 大坝安全监测装置， 其特征在于： 底座采用混凝土浇 制， 外包钢板， 钢板外 设置白色防锈涂层， 底 座内设置采集箱， 采集箱设有一个开合式盖板， 盖板位于底座的侧面。 8.按照权利要求7 所述的一种水库大坝安全监测装置， 其特 征在于： 盖 板设有防盗锁。 9.按照权利要求7所述的一种水库大坝安全监测装置， 其特征在于： 还包括RTU数据采 集箱和蓄电池； RTU数据采集箱、 蓄电池、 慢速电机均设置在采集箱内； RTU数据采集箱采集 并储存降雨量、 风速风向、 温度湿度和坝体外观数据， 并通过5 G将数据实时传输到后台监测 系统； 蓄电池用于储 存来自太阳能板的电能， 供监测装置使用。 10.按照权利要求1所述的一种水库大坝安全监测装置， 其特征在于： 设置在大坝的背 水坡上， 且位于大坝的防浪墙后。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115388944 A 2一种水库大坝安全监测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及水库大坝安全监测领域， 具体涉及一种水库大坝安全监测装置 。 背景技术 [0002]大坝是一种挡水建筑物， 可以分为混凝土坝和土石坝两大类。 而大坝作为蓄水工 程的主体， 一旦失事或者发生溃决， 将会给下游人民的生命财产和国家建设带来重大 的损 失。 据统计， 中国有 水库大坝9.8万余座， 其中有95％以上为土石坝。 截至2016年3月， 在国家 能源局大坝安全监察中心(以下简称大坝中心)注册和登记备案的水电站大坝有528座， 虽 然数量仅占全国大坝总数的0.54％， 但总库容与总装机容量分别占全国的53.5％和 75.1％。 大坝一旦破坏， 不仅会直接影响供电和电网安全， 还会给下游 地区人民的生命财产 和社会经济环境等带来极其严重的影响。 在大坝中心注册登记的大坝虽然没有发生过溃坝 等重大恶性事件， 但 也出现过洪水 漫顶、 坝基错动、 坝体结构损坏、 水淹厂房等险情 。 溃坝的 原因主要是漫顶， 占了总溃坝案例的47.9％， 国外的情况也类似。 [0003]根据美国陆军工程师兵团收录的大坝名录(US  Army Corp of Enigineers，   National  Inventory  of Dams)显示， 截止至2018年11月， 全美的大坝数量为91457  座， 其 中低于25ft(约7.6m)的水坝45894座， 占总数的50.2％； 25～50ft(约  7.6～15.2m)的水坝 38351座， 占总数的41.9％； 51～100ft(约15..5～ 30.5m)的水坝5088， 占总数的5.7％； 高于 100ft(约30.5m)的水坝1747座， 占总数的  1.9％。 按坝型统计， 土坝占了约91.2％， 数量最 多， 其次为重力坝和混凝土坝， 分别占了4.7％和3.2 ％。 美国大坝安全官员联合会(ASDSO) 从2010年起收集创建美国大坝安全事故数据库， 包括了失事未溃坝以及发生了溃坝的案 例， 总共1074起。 从2 010年到2 020年5月19日， 发生了789起大坝失事事故， 250  起溃坝事故， 由此可得， 美国年平均溃坝率约为0.027％， 年均事故率约为0.087％， 年均溃坝约25座。 通 过查阅斯坦福大学 国家大坝运行性态项目(NP ‑DP)2018 年报告， 从1980年到2017年底， 美 国年平均溃坝数量约为24 座。 [0004]根据 《全国水库垮坝登记册》 将溃坝的原因分成5个大类和16个小类。 其中比例最 高的是漫顶造成的溃坝， 比例为51.2％， 包含遭遇超标准洪水和泄洪能力不 足； 其次就是坝 体坝基渗流问题导致溃坝， 占了20.2％， 还有坝体滑坡、 溢洪道等泄水建筑物破坏等原因。 目前为止， 世界上的土石坝数量最多， 远远多于混凝土坝， 在我国发生的溃坝事故中， 有 97％以上 是土石坝。 事故防范于未然， 因此对大坝监测的要求越来越高。 [0005]随着我国经济 的不断发展， 对水库的需求量也越来越多， 而水库的安全决定在于 大坝。 由于坝址的地质条件一般比较复杂， 造成大坝溃决 的因素有很多， 如果其中存在安全 隐患， 就会给下游人民的生命和财产带来巨大的损失。 因此， 大坝的安全监测技术在大坝安 全方面起到了非常重要的作用。 随着科技的发展， 物联网和自动监测技术逐渐融入了大坝 监测领域。 其不仅 实现了对大坝全生命周期的信息监测， 还能够对其中的问题和安全隐患 进行个性化管理与分析， 实施对 水库及大坝性能的控制。 由于水库选址一般在偏远地区， 特 别是南方较多山区， 一般水库在较偏 远的山区建设。 因为山路崎岖， 导致了大坝安全巡视人说　明　书 1/6 页 3 CN 115388944 A 3