一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置的制作方法

本发明涉及边坡安全监测，具体为一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置。

背景技术：

1、边坡滑坡、坍塌是公路、铁路、矿山、水利工程及山区基建中高发的地质灾害，具有突发性强、破坏力大、致灾范围广的特点，边坡失稳破坏并非瞬时发生，前期会伴随持续的微小位移、裂隙扩张、层间错动等形变特征，精准捕捉边坡早期微量形变、实现提前预警，是规避边坡地质灾害、保障工程及人员设备安全的核心关键，而高速公路沿线分布着大量人工开挖或自然形成的边坡，这些边坡在重力、风化及雨水冲刷等长期作用下，易发生落石、滑塌等地质灾害，对下方高速通行车辆构成严重安全威胁。

2、现有的，针对高速边坡的稳定性监测主要依赖人工定期巡检、视频监控系统或高精度传感器网络。

3、本申请发明人在研究中发现，上述现有技术的核心缺陷在于：现有技术中，人工巡检效率低下且存在监测盲区；视频监控需人工持续盯守，在恶劣天气下效果不佳，且难以识别早期形变；而gnss、测斜仪等自动化方案虽精度较高，但系统复杂、部署与维护成本昂贵，难以在高速公路全线大规模推广应用，因此，现有技术缺乏一种能够兼顾实时性、可靠性与经济性的边坡形态变化监测手段。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，解决现有监测技术中人工巡检效率低、视频监控无法自动预警以及高精度系统成本高的问题，实现边坡形变的实时、自动监测，并具备本地声光报警与远程数据传输的双重预警功能，为高速公路边坡安全提供一种结构简单、成本经济、部署灵活的效果。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，包括主控箱体、声光报警器、边坡岩体，以及安装于边坡岩体上的形态触发感知机构：

3、所述形态触发感知机构包括实时状态监控组件、报警组件与操控和形态触发感知组件；

4、实时状态监控组件，设置于主控箱体上，所述实时状态监控组件包括控制面板，所述控制面板安装于主控箱体的内腔，所述控制面板下方设置有监控显示屏幕，所述监控显示屏幕的底部一侧设置有电源指示灯，所述电源指示灯的一侧设置有运行状态指示灯；

5、报警组件，安装于主控箱体内；

6、形态触发感知组件，安装于边坡岩体上，所述形态触发感知组件包括上支撑梁，所述上支撑梁安装于边坡岩体上，所述上支撑梁中段安装有竖向导轨，所述竖向导轨的另一端连接有下支撑梁，所述上支撑梁与下支撑梁的一端均连接有梁体固定件，所述竖向导轨上滑动连接有检测滑块，所述检测滑块的顶端安装有行程限位器。

7、通过采用上述技术方案，采用模块化设计，核心结构由上支撑梁、竖向导轨、下支撑梁构成标准监测框架，通过梁体固定件可快速安装于边坡不同关键位置，检测滑块、行程限位器及滑块垫片等标准化构件支持快速组装与更换，使得系统能够根据实际监测需求，在边坡表面灵活布设多个监测点，构建形成分布式监测网络，实现对大面积边坡区域的全面覆盖，模块化与标准化设计使得装置结构简单，用料常规，加工与装配要求低，有效降低了制造成本，同时，该设计使现场部署无需复杂土木工程，减少了安装时间与人力投入，日常维护仅需关注机械磨损情况及电气连接可靠性，维护便捷、成本可控，整体而言，在实现高效监测预警的同时，在全生命周期内保持了较低的综合成本，经济性显著，极具推广价值。

8、优选的，所述运行状态指示灯的一侧分布有报警指示灯，所述电源指示灯下方分布有报警启动按钮，所述报警启动按钮的一侧分布有报警复位按钮，所述报警复位按钮的一侧分布有紧急停止按钮，所述主控箱体的前表面通过铰链转动连接有前观察窗，所述主控箱体的内腔设置有内箱门，所述前观察窗的一侧设置有前箱门锁具。

9、优选的，所述竖向导轨下方分布有滑块垫片，所述滑块垫片的一端内侧开设有垫片安装孔，所述检测滑块的两端内侧开设有滑块安装孔，所述行程限位器上开设有限位器安装孔。

10、优选的，所述主控箱体内部设置电气控制单元，所述电气控制单元包含plc控制器、4g通信模块、继电器组与电源模块；

11、所述行程限位器电连接plc控制器信号输入端，且plc控制器输出端分别与声光报警器、各状态指示灯、监控显示屏幕电性相连。

12、优选的，所述紧急停止按钮与电气控制单元电性连接。

13、优选的，所述上支撑梁与下支撑梁沿着竖向导轨的横向中心线对称分布，所述上支撑梁与下支撑梁之间呈工字形分布。

14、优选的，所述竖向导轨上可滑动装配至少两组检测滑块与行程限位器。

15、优选的，所述滑块垫片垫设于检测滑块与竖向导轨接触面之间，所述滑块垫片通过垫片安装孔实现紧固件固定。

16、本发明提供了一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置。具备以下有益效果：

17、1、本发明采用模块化设计，核心结构由上支撑梁、竖向导轨、下支撑梁构成标准监测框架，通过梁体固定件可快速安装于边坡不同关键位置，检测滑块、行程限位器及滑块垫片等标准化构件支持快速组装与更换，使得系统能够根据实际监测需求，在边坡表面灵活布设多个监测点，构建形成分布式监测网络，实现对大面积边坡区域的全面覆盖，模块化与标准化设计使得装置结构简单，用料常规，加工与装配要求低，有效降低了制造成本，同时，该设计使现场部署无需复杂土木工程，减少了安装时间与人力投入，日常维护仅需关注机械磨损情况及电气连接可靠性，维护便捷、成本可控，整体而言，在实现高效监测预警的同时，在全生命周期内保持了较低的综合成本，经济性显著，极具推广价值。

18、2、本发明系统集成了现场声光报警、面板指示灯状态切换、软件界面预警提示以及远程云平台通知于一体的多重报警机制，报警指示灯与运行状态指示灯的互锁逻辑，提供了极其清晰、不容混淆的系统状态指示，视频显示屏提供了最直观的现场画面复核，与电信号报警形成有效互补与验证，从物理形变到电信号触发，整个链路响应直接、迅速，可靠性高。

19、3、本发明将机械传感、电气控制、视频复核、软件分析及云端通信高度集成于一体，系统结构紧凑，部署灵活，有效降低了制造、部署与维护成本，具备良好的推广应用价值，通过内置4g模块与mqtt协议，本装置实现了监测数据的无线远程传输与云端存储，将本地报警系统升级为一个完整的物联网监测节点。所有报警信息均被记录并可追溯，为后续的数据分析和安全评估提供了坚实基础。

1.一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，包括主控箱体（1）、声光报警器（13）、边坡岩体（14），以及安装于边坡岩体（14）上的形态触发感知机构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述运行状态指示灯（5）的一侧分布有报警指示灯（6），所述电源指示灯（4）下方分布有报警启动按钮（7），所述报警启动按钮（7）的一侧分布有报警复位按钮（8），所述报警复位按钮（8）的一侧分布有紧急停止按钮（9），所述主控箱体（1）的前表面通过铰链转动连接有前观察窗（10），所述主控箱体（1）的内腔设置有内箱门（11），所述前观察窗（10）的一侧设置有前箱门锁具（12）。

3.根据权利要求1所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述竖向导轨（16）下方分布有滑块垫片（21），所述滑块垫片（21）的一端内侧开设有垫片安装孔（22），所述检测滑块（19）的两端内侧开设有滑块安装孔（23），所述行程限位器（20）上开设有限位器安装孔（24）。

4.根据权利要求3所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述主控箱体（1）内部设置电气控制单元，所述电气控制单元包含plc控制器、4g通信模块、继电器组与电源模块；

5.根据权利要求2所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述紧急停止按钮（9）与电气控制单元电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述上支撑梁（15）与下支撑梁（17）沿着竖向导轨（16）的横向中心线对称分布，所述上支撑梁（15）与下支撑梁（17）之间呈工字形分布。

7.根据权利要求3所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述竖向导轨（16）上可滑动装配至少两组检测滑块（19）与行程限位器（20）。

8.根据权利要求3所述的一种基于机械位移触发的边坡形变监测报警装置，其特征在于，所述滑块垫片（21）垫设于检测滑块（19）与竖向导轨（16）接触面之间，所述滑块垫片（21）通过垫片安装孔（22）实现紧固件固定。