一种滑坡灾害监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及滑坡监测技术领域，具体涉及一种滑坡灾害监测装置。


背景技术：

2.桥梁、隧道、边坡等公路交通基础设施的安全可靠性是关系到国计民生的重大问题。近年来，由于性能退化、长期超载服役或自然灾害等原因，桥梁、隧道等公路交通基础设施损毁、垮塌事件屡有发生，给国家造成巨大经济损失和社会影响。某地每年因地质灾害造成基础设施损害的直接经济损失在数十亿元以上，因抢修造成的短期或长期的封闭施工，给国家造成巨大的经济损失和社会影响。因此对公路基础设施进行有效的安全风险监测显得更加重要和迫切，对保障交通运输系统安全有着重大的社会价值和意义。
3.现有技术中，公开号为cn212030440u，公告日为2020年11月27日，名称为“一种拉线式位移监测装置”的中国实用新型授权专利，其技术方案为：一种拉线式位移监测装置，所述装置包括传感箱，拉线，固定点，上位机和电源；所述传感箱内包括位移传感器；所述电源与上位机和位移传感器相连。所述装置还包括滑动盒和弹簧；所述位移传感器为电子数显尺，所述电子数显尺包括动尺和定尺，定尺固定在传感箱内，动尺置于滑动盒内，所述滑动盒的一端与拉线相连接，所述滑动盒的另一端与弹簧相连接；所述拉线的另一端与固定点连接。
4.上述拉线式位移监测装置通过设置在滑坡体上的固定点以及拉线，将固定点随滑坡的位移通过拉线反馈给位移监测装置，从而对滑坡情况进行监测。然而，山体滑坡是一个发展变化的过程，在滑坡发生前山体内部就产生了一些如开裂或隆起等相对静态的形变，这些形变会导致固定块产生一定的位移，但此时滑坡并未发生，仅仅通过位移来反馈滑坡事件的发生并不够准确。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出了一种滑坡灾害监测装置，该监测装置能够更加准确的监测滑坡事件的发生，并减少误判几率。
6.为了实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：
7.一种滑坡灾害监测装置，其特征在于，包括测量盒，所述测量盒内平行设置有第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽内分别滑动连接有主动滑块和被动滑块；所述被动滑块的两侧分别设置有弹力机构和限位板，所述限位板上设置有mems振动传感器，被动滑块本体上设置有伸缩滑块；所述主动滑块上连接有测量绳，所述测量绳引出测量盒与布置在边坡土体上的监测质量块连接；主动滑块上设置有凸起，所述凸起与伸缩滑块的一侧端面干涉，在伸缩滑块随凸起带动被动滑块朝弹力机构的压缩方向运动的路径上设置有楔形分离块，所述楔形分离块在凸起经过时使伸缩滑块脱离与凸起的干涉。
8.在某一实施例中，所述第一滑槽与第二滑槽之间设置有隔板，隔板的纵向剖面为t形，t形隔板的两侧空间分别构成第一滑槽和第二滑槽的一部分。
9.在某一实施例中，隔板的高度低于主动滑块和被动滑块，主动滑块与被动滑块之间留有容纳凸起与伸缩滑块的空间。
10.在某一实施例中，所述弹力机构包括连接座、导向杆、第一弹簧，导向杆平行于被动滑块的运动方向固定在连接座上，第一弹簧套设在导向杆外，其两端分别与连接座和被动滑块固定连接；被动滑块靠近导向柱一侧端面上设置有导向槽。
11.在某一实施例中，所述伸缩滑块与楔形分离块的接触面均为坡面，楔形分离块上的坡面与伸缩滑块上的坡面平行。
12.在某一实施例中，所述凸起与伸缩滑块的接触面为圆弧面，伸缩滑块滑脱凸起的边缘部位倒有圆角。
13.在某一实施例中，所述被动滑块本体上开设有通孔，通孔轴线方向与滑块运动方向垂直，所述伸缩滑块滑动连接在所述通孔内。
14.在某一实施例中，所述伸缩滑块包括楔形块、导向轴和轴端座，导向轴位于通孔内部，导向轴上套设有第二弹簧；楔形块和轴端座分别连接在导向轴的两端，轴端座位于通孔外起限位作用，楔形块部分位于通孔内，部分伸出通孔外与凸起产生干涉。
15.在某一实施例中，所述楔形块上设置有限位柱，所述限位柱位于楔形块的顶部。
16.本实用新型的工作原理如下：
17.将本装置在稳定山体上固定，在待监测位置掩埋监测质量块，将引出的测量绳与监测质量块固定连接。当监测位置发生滑坡时，监测质量块随土体滑移的同时产生重力加速度，拉动测量绳使主动滑块在第一滑槽内滑动，由于凸起与伸缩滑块之间的干涉作用，使伸缩滑块带动被动滑块同步朝向弹力机构压缩蓄力的方向移动，当凸起运动至伸缩滑块与楔形分离块接触时，楔形分离块使伸缩滑块脱离与凸起的干涉，此时弹力机构泄压使被动滑块回弹冲击限位板，使mems振动传感器感知到该振动冲击信号，并通过控制器及无线传输模块远程发送给监控室，使监控人员及时知晓滑坡发生。
18.综上所述，本实用新型具有以下优点：
19.1、本实用新型具有结构简单、成本低廉，体积小、便携性高、可重复使用等优点。本监测装置使用机械结构配合mems振动传感器，实现了边坡变形失稳状态的监测，以使监控人员能及时掌控滑坡信息。
20.2、本实用新型在使用过程中，当边坡只是静态变形或匀速移位时，监测质量块有一定的位移但并未随土体滑脱，产生的重力加速度不足以使伸缩滑块脱离凸起的干涉，此时不输出信号；当滑坡产生后，监测质量块产生的动量在楔形块的坡面方向产生分量，使得伸缩滑块脱离与凸起的干涉，被动滑块在弹力机构的作用下反弹，撞击限位板上的振动传感器，输出滑坡信息，从而减小了滑坡事件误判的几率。
附图说明
21.图1为本实用新型监测装置的内部结构示意图；
22.图2为本实用新型楔形分离块的分离状态示意图；
23.图3为楔形块的坡面结构示意图；
24.图4为本实用新型的使用状态图。
25.图中：
26.1、测量盒，2、盒体，3、第一滑槽，4、第二滑槽，5、隔板，6、主动滑块，7、被动滑块，8、连接座，9、导向杆，10、第一弹簧，11、楔形块，12、伸缩滑块，13、轴端座，14、导向轴，15、第二弹簧，16、凸起，17、坡面，18、楔形分离块，19、导向槽，20、测量绳，21、mems振动传感器，22、限位板，23、限位柱，24、监测质量块。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.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。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.实施例1
33.本实施例提供了如图1所示的一种滑坡灾害监测装置，如图1所示，包括测量盒1，所述测量盒1包括盒体2和盒盖，在盒体2内平行设置有第一滑槽3和第二滑槽4。在第一滑槽3和第二滑槽4内分别连接有主动滑块6和被动滑块7，两个滑块可分别在各自的滑槽内滑动。
34.第二滑槽4内设置有弹力机构和限位板22，所述被动滑块7位于弹力机构和限位板22之间，所述被动滑块7与弹力机构连接，限位板22上设置有mems振动传感器21。具体的，所述弹力机构包括连接座8、导向杆9、第一弹簧10，连接座8在盒体2内固定设置，导向杆9平行于被动滑块7的运动方向固定设置在连接座8上。第一弹簧10套设在导向杆9外，其两端分别与连接座8和被动滑块7固定连接。被动滑块7靠近导向柱一侧设置有导向槽19。
35.在被动滑块7的本体上设置有可伸缩滑块12，主动滑块6一侧设置有凸起16，该凸起16的长度使其与伸缩滑块12的一侧端面干涉。在伸缩滑块12随凸起16朝弹力机构的压缩
蓄力方向运动的路径上设置有楔形分离块18。该楔形分离块18在凸起16随主动滑块6滑动经过时，使伸缩滑块12脱离与凸起16的干涉。
36.进一步的，为了更好地实施本方案，如图3所示，伸缩滑块12与楔形分离块18的接触面均为坡面17，楔形分离块18上的坡面17与伸缩滑块12上的坡面17平行，坡面17方向为沿主动滑块6受力移动方向的右下方，其角度可根据试验进行调整。如图2所示，楔形分离块18的工作原理为：当凸起16带动伸缩滑块12移动至其坡面17与楔形分离块18上的坡面17接触时，主动滑块6所受的拉力在伸缩滑块12的楔形块11坡面17方向上产生力的分量，从而使得伸缩滑块12沿坡面17方向回退一定的距离，该回退距离使得伸缩滑块12脱离与凸起16的干涉。
37.在第一滑槽3和第二滑槽4之间设置有隔板5，该隔板5的纵向剖面为t形，该t形隔板5的两侧空间分别构成第一滑槽3和第二滑槽4的一部分，提高滑块的导向性和滑动稳定性。隔板5的设置高度低于主动滑块6和被动滑块7，使主动滑块6与被动滑块7之间留出容纳凸起16、伸缩滑块12以及楔形分离块18的设置空间。
38.主动滑块6的一侧连接有测量绳20，该测量绳20引出测量盒1后，与布置在边坡土体上的监测质量块24连接。测量盒1内还设置有控制器、无线传输模块和电池，控制器与无线传输模块、mems振动传感器21和电池电性连接。本部分内容属于现有技术，此处不再赘述。本实施例中，mems振动传感器21可以采用adxl001。无线传输模块可采用zigbee，其型号为ewrf
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306。
39.本装置的工作原理如下：
40.如图4所示，将本装置在稳定山体上固定，在待监测位置固定监测质量块24，将引出的测量绳20与监测质量块24固定连接。当监测位置发生滑坡时，监测质量块24随土体滑移的同时产生重力加速度，拉动测量绳20使主动滑块6在第一滑槽3内滑动，由于凸起16与伸缩滑块12之间的干涉作用，使伸缩滑块12带动被动滑块7同步朝向弹力机构压缩蓄力的方向移动，当凸起16运动至伸缩滑块12与楔形分离块18接触时，楔形分离块18使伸缩滑块12脱离与凸起16的干涉，此时弹力机构泄压使被动滑块7回弹冲击限位板22，使mems振动传感器21感知到该振动冲击信号，并通过控制器及无线传输模块远程发送给监控室，使监控人员及时知晓滑坡发生。
41.采用本方案的另一优点是，当边坡只是静态变形或缓慢匀速移位时，监测质量块24有一定的位移量但并未滑脱，此时产生的拉力不足以使伸缩滑块12脱离与凸起16的干涉；当滑坡发生后，土坡垮塌导致监测质量块24滑脱产生动量，从而足够触发伸缩滑块12脱离与凸起16的干涉，减小了滑坡误判的几率。本装置同样可以应用在桥梁、基坑等设施变形失稳的监测。
42.实施例2
43.本实施例公开了一种滑坡灾害监测装置，在实施例1的基础上，进一步的，为了更好的实施本方案，被动滑块7本体上开设有一通孔，该通孔轴线方向与滑块滑动方向垂直，伸缩滑块12滑动连接在该通孔内，为防止伸缩滑块12偏转，该通孔设置为方形。具体的，所述伸缩滑块12包括楔形块11、导向轴14和轴端座13，导向轴14位于通孔内部，导向轴14上套设有第二弹簧15。楔形块11和轴端座13分别连接在导向轴14的两端，轴端座13连接于通孔外起到限位作用，楔形块11部分位于通孔内，部分伸出通孔外侧与主动滑块6上的凸起16产
生干涉。楔形块11上设置有限位柱23，具体的，该限位柱23位于楔形块11的顶部，且该限位柱23的限位距离（即限位柱23到通孔一侧端面的距离）应足以使楔形块11脱离与凸起16之间的干涉。
44.实施例3
45.本实施例公开了一种滑坡灾害监测装置，在实施例1的基础上，进一步的，为了更好地实施本方案，凸起16与楔形块11的接触面为圆弧面，楔形块11滑脱凸起16的部位也做倒角处理，以减小摩擦力。在设置楔形分离块18时，其最低位置应足够容纳凸起16通过。
46.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内，本方案未尽描述处，均可采用现有技术实现。