本实用新型涉及地震预测设备领域，具体涉及一种应用于复杂山地的地震预测装置。
背景技术：
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。
据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远，以至于人们感觉不到；能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。地震所带来的灾害可能是巨大的，因此如何预测地震一直是科学家们想要解决的问题。
目前，预测地震的方式多样，其中一种是通过监测地面倾斜程度的变化以判断某一区域的土地是否产生移动，这种地震预测装置通常放置在地形较复杂的山区。山区中复杂的环境例如大风、野生动物撞击可能造成预测地震装置产生不可逆的倾斜，而该类地震预测装置主要是依靠地面倾斜程度来判断土地是否产生移动的，因此容易导致测量不精确、预测不准确。不仅如此，地震预测装置的支撑柱没有得到合理地保护，在土地挤压过程中容易发生损坏、折断，增加了维修次数，不利于设备长时间的山区地形监测。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种应用于复杂山地的地震预测装置，以解决现有技术中在复杂的环境中容易产生不可逆的倾斜导致测量不精确、预测不准确，以及维修频率高，无法长时间的置于山区中进行监测的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种应用于复杂山地的地震预测装置，包括壳体，所述壳体下方固定连接有四根支撑柱，壳体上连接有进水管和出水管，所述壳体的顶部为圆顶结构，壳体下表面的中心位置固定安装有悬挂柱，所述悬挂柱与各支撑柱通过连接杆连接；还包括向上开口的保护管，支撑柱底端穿过保护管顶端的开口且伸入保护管内部，保护管与支撑柱同轴，保护管顶端开口的直径为支撑柱直径的1.5～2倍；支撑柱底端通过第二弹簧与保护管的底部连接，支撑柱的侧面通过第一弹簧与保护管的内壁连接。
现有技术中的地震预测装置存在一些问题。例如，当所在区域的风力较强时，由于预测装置与其支撑柱之间采用刚性连接，支撑柱受到的应力较大有可能发生折断，或者支撑柱周围的泥土松动，导致预测装置不可逆地倾斜；又或者动物的袭击导致装置产生不可逆的倾斜。装置在一定时期后才会进行维护，不仅维护起来很麻烦，而且维护好后可能很快又会损坏。倾斜的装置在获取数据时会产生数据偏差较大的问题，进而造成预测失误，也许仅仅是大风造成的不可逆倾斜而使得控制端产生地形发生重大变化、发生地震的可能性高需要提高警惕的错误判断。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种地震预测装置，与现有技术相同，该装置包括壳体和固定在壳体下表面的四根支撑柱，且壳体上连接有进水管和出水管以实现壳体的进水和排水。与现有技术不同的是，该装置的每根支撑柱的底部均位于一个保护管内，即保护管顶端设置有开口，支撑柱的底端穿过该开口并伸入保护管的内部，保护管与支撑柱同轴，即两者的母线为共线。支撑柱的侧面设置有若干第一弹簧，第一弹簧连接支撑柱和保护管的侧面，支撑柱下表面上设置有若干第二弹簧，第二弹簧与保护管的底部连接。通常，第二弹簧的弹簧强度大于第一弹簧的弹簧强度，因为第二弹簧起到承重的作用，主要负责支撑柱沿竖直方向的复位；而第一弹簧用于支撑柱沿其径向的复位，确保其不与保护管的侧壁发生碰撞。保护管顶端开口的直径需要大于支撑柱的直径，以使得支撑柱能够在保护管内沿其径向来回晃动，优选地，保护管顶端开口的直径为支撑柱直径的1.5～2倍，这个距离用于限定预测装置的摆动幅度，优选地，顶端开口直径为支撑柱直径的1.5倍，过大的摆动幅度易造成弹簧复位困难而过小的摆动幅度卸除应力的效果差。
山区的情况通常比较复杂，在实际应用中发现，有时候由于落叶、落石在壳体顶部的堆积，甚至动物暂时栖息在壳体上都会造成壳体倾斜造成测量结果不准确。虽然这种误差能够通过后期计算消除，但如果能够通过结构上的设计避免这种情况便能减小计算误差，提高测量的准确性。具体地，将壳体的顶部设计为圆顶结构，即圆弧顶，使得物体不容易在壳体顶部堆积，从而减小了由于物质堆叠而造成的预测装置倾斜的概率，同时圆顶结构减小了风阻，使得壳体受风力的影响降低。另外，在预测装置晃动过程中，由于第一弹簧和第二弹簧的作用力方向可能不同，同一时刻不同的支撑柱可能沿径向相反的方向摆动，容易使壳体与支撑柱的连接点处应力过大造成损坏。为了解决上述问题，本实用新型在壳体的下表面的中心位置固定安装有悬挂柱，所述悬挂柱与各支撑柱通过连接杆连接。悬挂柱与四根连接杆共同构成交叉稳定机构，该交叉稳定机构使得四根支撑柱在各时刻朝向同一方向晃动，大幅减小了壳体与支撑柱连接点的应力，不仅有效地保护了支撑柱，也提高了装置结构的稳定性，延长了装置的使用寿命。
安装时将保护管埋在土里，保护管的顶端露在地面上方。当位于地面上方的地震预测装置受到外力作用时，例如风力等级较大的风，预测装置会产生晃动，由于第一弹簧和第二弹簧的协同作用，支撑柱会在保护管内晃动，进而弹性力抵消了风对预测装置作用的部分应力，使得支撑柱不会受到过大的应力而导致折断，同时由于仅支撑柱产生晃动，保护管受到了作用力小，因此保护管周围的泥土不会松动，预测装置的稳固性、安全性得到保障。同理，当野生动物撞击地震预测装置时，支撑柱在保护管内的晃动卸除了部分预测装置受到的应力，有效地保护了预测装置；当有冰雹砸向预测装置时，支撑柱竖直向下移动同样能够卸除部分冲力，增加了预测装置的使用寿命。
综上，通过上述结构，当地震预测装置受到暂时性的外部冲击时，能够通过第一弹簧和第二弹簧的协同作用，使得支撑柱在保护管内晃动以卸除部分应力，降低支撑柱和预测装置损坏的概率，避免支撑柱、预测装置在冲击中产生不可逆的倾斜所造成的不准确测量，当外部冲击去除后，在第一弹簧和第二弹簧的协同作用下，支撑柱逐渐恢复应力作用前其在保护管内的位置，以确保预测装置监测的准确性；保护管还对支撑柱起到一定的保护作用，避免土层缓慢移动的过程中对支撑柱造成挤压使之折断；减少了地震预测装置的维修次数，降低了维修成本，使预测装置能够长时间的应用于复杂地形山区的监测。
进一步地，所述支撑柱与第二弹簧之间设置有支撑板，所述支撑板的直径为支撑柱直径的2～3.5倍。即在支撑柱的底端设置支撑板，再在支撑板的下表面上设置第二弹簧。支撑板能够增大支撑面积，允许装配更多的第二弹簧以提高承重能力。
进一步地，相邻两根连接杆的夹角为60°或120°。具体地，四根连接杆的四个夹角总和为360°，那么四根连接杆的夹角依次60°，120°，60°和120°，上述结构使得交叉稳定机构中有两个等边三角形，进一步提高了结构的稳定性。
进一步地，所述连接杆由铝合金制成。采用铝合金材料不仅能够防止生锈导致强度下降，同时铝合金具有较高的强度以抵御强风。
进一步地，所述进水管内设置有滤网。进水管中设置滤网的目的在于防止雨水中夹杂的杂质进入壳体内部，造成进水管堵塞或者壳体内部的容积发生变化，能够进一步提高测量的准确性。
进一步地，所述第二弹簧为张紧弹簧。由于第二弹簧需要起到承重的作用，因此第二弹簧采用张紧弹簧以提高弹簧强度。
进一步地，所述保护管外侧涂覆有醇酸磁漆。醇酸磁漆起到一定的防锈作用，避免保护管外侧和分土块的表面被腐蚀而降低其强度。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、当地震预测装置受到暂时性的外部冲击时，能够通过第一弹簧和第二弹簧的协同作用，使得支撑柱在保护管内晃动以卸除部分应力，降低支撑柱和预测装置损坏的概率，避免支撑柱、预测装置在冲击中产生不可逆的倾斜所造成的不准确测量，当外部冲击去除后，在第一弹簧和第二弹簧的协同作用下，支撑柱逐渐恢复应力作用前其在保护管内的位置，以确保预测装置监测的准确性；保护管还对支撑柱起到一定的保护作用，避免土层缓慢移动的过程中对支撑柱造成挤压使之折断；减少了地震预测装置的维修次数，降低了维修成本，使预测装置能够长时间的应用于复杂地形山区的监测；
2、本实用新型将壳体的顶部设计为圆顶结构，使得物体不容易在壳体顶部堆积，从而减小了由于物质堆叠而造成的预测装置倾斜的概率，同时圆顶结构减小了风阻，使得壳体受风力的影响降低；另外，在壳体的下表面的中心位置固定安装有悬挂柱，所述悬挂柱与各支撑柱通过连接杆连接。悬挂柱与四根连接杆共同构成交叉稳定机构，该交叉稳定机构使得四根支撑柱在各时刻朝向同一方向晃动，大幅减小了壳体与支撑柱连接点的应力，不仅有效地保护了支撑柱，也提高了装置结构的稳定性，延长了装置的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型具体实施例的结构示意图；
图2为本实用新型具体实施例中交叉稳定机构的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-保护管，2-支撑柱，3-悬挂柱，4-第一弹簧，5-第二弹簧，6-支撑板，7-连接杆，8-壳体，9-进水管，10-出水管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1：
如图1所示的一种应用于复杂山地的地震预测装置，包括壳体8，壳体8下方固定连接有四根支撑柱2，壳体8上连接有进水管9和出水管10，壳体8的顶端为圆顶结构，壳体8下表面的中心位置固定安装有悬挂柱3，悬挂柱3与各支撑柱2通过连接杆7连接；还包括向上开口的保护管1，支撑柱2底端穿过保护管1顶端的开口且伸入保护管1内部，保护管1与支撑柱2同轴，保护管1顶端开口的直径为支撑柱2直径的1.5～2倍；支撑柱2底端通过第二弹簧5与保护管1的底部连接，支撑柱2的侧面通过第一弹簧4与保护管1的内壁连接；支撑柱2与第二弹簧5之间设置有支撑板6，支撑板6的直径为支撑柱2直径的2～3.5倍；相邻两根连接杆7的夹角为60°或120°；连接杆7由铝合金制成；所述进水管9内设置有滤网；所述第二弹簧5为张紧弹簧；所述保护管1外侧涂覆有醇酸磁漆。
安装时将保护管1埋在土里，保护管1的顶端露在地面上方。当位于地面上方的地震预测装置受到外力作用时，例如风力等级较大的风，预测装置会产生晃动，由于第一弹簧4和第二弹簧5的协同作用，支撑柱2会在保护管内晃动，进而弹性力抵消了风对预测装置作用的部分应力，使得支撑柱2不会受到过大的应力而导致折断，同时由于仅支撑柱2产生晃动，保护管1受到了作用力小，因此保护管1周围的泥土不会松动，预测装置的稳固性、安全性得到保障。同理，当野生动物撞击地震预测装置时，支撑柱2在保护管1内的晃动卸除了部分预测装置受到的应力，有效地保护了预测装置；当有冰雹砸向预测装置时，支撑柱2竖直向下移动同样能够卸除部分冲力，增加了预测装置的使用寿命。
综上，通过上述结构，当地震预测装置受到暂时性的外部冲击时，能够通过第一弹簧4和第二弹簧5的协同作用，使得支撑柱2在保护管1内晃动以抵消部分外部应力，降低支撑柱2和预测装置损坏的概率，避免支撑柱2、预测装置在冲击中产生不可逆的倾斜所造成的不准确测量，当外部冲击去除后，在第一弹簧4和第二弹簧5的协同作用下，支撑柱2逐渐恢复应力作用前其在保护管1中的位置，以确保预测装置监测的准确性；保护管1还对支撑柱2起到一定的保护作用，避免土层缓慢移动的过程中对支撑柱2造成挤压使之折断；减少了地震预测装置的维修次数，降低了维修成本，使预测装置能够长时间的应用于复杂地形山区的监测。
另外，将壳体8的顶部设计为圆顶结构，使得物体不容易在壳体8顶部堆积，从而减小了由于物质堆叠而造成的预测装置倾斜的概率，同时圆顶结构减小了风阻，使得壳体8受风力的影响降低；另外，在壳体8的下表面的中心位置固定安装有悬挂柱3，所述悬挂柱3与各支撑柱2通过连接杆7连接。悬挂柱3与四根连接杆7共同构成交叉稳定机构，该交叉稳定机构使得四根支撑柱在各时刻朝向同一方向晃动，大幅减小了壳体8与支撑柱2连接点的应力，不仅有效地保护了支撑柱2，也提高了装置结构的稳定性，延长了装置的使用寿命。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。