地面塌陷预警装置及地面塌陷预警系统的制作方法

1.本实用新型属于地质灾害监测技术领域，更具体地说，是涉及一种地面塌陷预警装置及地面塌陷预警系统。


背景技术：

2.随着城市建设步伐的加快，很多地下建筑及设施也日益增多。由于施工质量或地质环境的改变，经常会发生地面沉降，甚至是塌陷的情况。地面沉降或塌陷通常是从地面下部开始，先出现小规模的空洞或塌方，进而逐步扩大为大面积坍塌。因地面下部处于封闭状态，在初步出现塌方时不易被察觉，而当塌陷逐步扩大至地面表面大面积坍塌时，往往会造成巨大的安全事故。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种地面塌陷预警装置及地面塌陷预警系统，旨在解决现有技术中地面下部初步出现塌方时不易被察觉，塌方逐渐扩大后容易造成重大安全事故的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种地面塌陷预警装置，包括：
5.触发单元，包括多个沿上下方向依次对接的触发组件，不同的所述触发组件对应于不同的地层；以及
6.预警单元，设于所述触发单元顶部，所述预警单元包括多个与所述触发组件一一对应的报警组件，每个所述报警组件分别通过不同的连接组件与相应的所述触发组件连接；
7.当某一所述触发组件从队列中脱落时，其在重力作用下通过相应的所述连接组件拉拽触发对应的所述报警组件，以判断该所述触发组件所对应的地层出现空洞。
8.作为本技术另一实施例，所述触发组件包括中空的壳体，在多个所述壳体依次对接后形成容纳所述连接组件的通道。
9.作为本技术另一实施例，所述触发组件还包括密封件，所述密封件为弹性件，所述密封件的底部与所述壳体的顶端连接，所述密封件的顶部与相邻所述壳体的底端或所述报警组件的底端密封对接，所述密封件上具有使所述连接组件穿过的通孔。
10.作为本技术另一实施例，所述密封件顶部设有磁性吸附件，所述磁性吸附件用于使所述密封件吸附连接于相邻所述壳体的底端或所述报警组件的底端。
11.作为本技术另一实施例，所述壳体的顶端设有第一定位结构，底端设有第二定位结构，所述报警组件的底端设有第二定位结构，所述第一定位结构用于与相邻所述壳体上的第二定位结构或相邻所述报警组件底端的第二定位结构插接配合，所述第一定位结构和所述第二定位结构配合形成定位点。
12.作为本技术另一实施例，所述报警组件包括：
13.外壳，设于所述触发单元的顶端；
14.第一接线柱，一端与所述外壳连接；
15.第二接线柱，一端与所述外壳连接；
16.接线板，中部与所述第一接线柱的另一端转动并电连接，所述接线板的端部与所述连接组件连接；以及
17.信号发生器，与所述接线板电连接；
18.所述连接组件向下拉拽所述接线板的一端，使所述接线板的另一端上翘并与所述第二接线柱接触，以使所述第一接线柱、所述第二接线柱、所述接线板和所述信号发生器形成闭合回路。
19.作为本技术另一实施例，所述报警组件还包括：
20.环形分隔板，设于所述外壳内，所述环形分隔板将所述外壳分为同轴设置的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于容纳所述连接组件，所述第二腔室用于容纳所述接线板、所述第一接线柱、所述第二接线柱和所述信号发生器；以及
21.第一连接件，与所述接线板的端部连接，所述第一连接件与所述连接组件在所述环形分隔板的间隔下通过磁性吸附的方式连接。
22.作为本技术另一实施例，所述连接组件包括：
23.第三连接件，为连接绳，下端与所述壳体连接，上端穿过所述通道伸入所述第一腔室内；以及
24.第二连接件，与所述第三连接件的上端连接；
25.所述第二连接件和所述第一连接件在所述环形分隔板的间隔下通过磁性吸附的方式连接。
26.作为本技术另一实施例，所述外壳底部设有收纳槽，所述收纳槽用于容纳分离后下滑的所述第二连接件。
27.本实用新型提供的地面塌陷预警装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型地面塌陷预警装置埋设在地面下部，当地面下部出现局部塌方时，塌方部分所对应的触发组件失去支撑而从队列中脱落，触发组件通过连接组件拉拽对应的报警组件，从而触发相应的报警组件，使相应的报警组件发出警报，从而判断出被触发的触发组件所对应的地层出现坍塌，方便后续进行抢救，避免发生大面积坍塌事故。
28.本实用新型还提供一种地面塌陷预警系统，包括上述所述的地面塌陷预警装置。
29.本实用新型提供的地面塌陷预警系统的有益效果与上述地面塌陷预警装置的有益效果类似，在此不再赘述。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型实施例一提供的地面塌陷预警装置的结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例一采用的触发组件和底座的装配结构示意图；
33.图3为本实用新型实施例一采用的相邻的触发组件之间的连接状态示意图；
34.图4为本实用新型实施例一采用的相邻的触发组件之间的连接状态示意图；
35.图5为本实用新型实施例一采用的预警单元未触发时的示意图；
36.图6为本实用新型实施例一采用的其中一个预警单元被触发时的示意图；
37.图7为本实用新型实施例一采用的触发组件的分部状态俯视图；
38.图8为本实用新型实施例一提供的地面塌陷预警系统的俯视图；
39.图9为本实用新型实施例一提供的地面塌陷预警系统的埋设图；
40.图10为本实用新型实施例一采用的触发单元中的不同定位点在同一个壳体径向面上的正投影图；
41.图11为本实用新型实施例一提供的地面塌陷预警装置被触发的示意图；
42.图12为本实用新型实施例二采用的触发组件和底座的结构示意图。
43.图中：1、报警组件；101、外壳；102、分隔板；103、接线板；104、第二接线柱；105、信号发生器；106、第一接线柱；107、第一连接件；108、收纳槽；2、触发组件；201、壳体；2011、第二定位结构；2012、第一定位结构；202、通道；203、挂钩203；3、密封件；301、折叠管；302、顶盖；4、连接组件；401、第三连接件；402、第二连接件；5、底座；501、吊装槽；6、磁性吸附件；7、地面；8、分线；9、总线。
具体实施方式
44.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
45.请一并参阅图1至图6，以及图11，现对本实用新型提供的地面塌陷预警装置进行说明。地面塌陷预警装置，包括触发单元和预警单元，触发单元包括多个沿上下方向依次对接的触发组件2，不同的触发组件2对应于不同的地层；预警单元设于触发单元顶部，预警单元包括多个与触发组件2一一对应的报警组件1，每个报警组件1分别通过不同的连接组件4与相应的触发组件2连接；
46.当某一触发组件2从队列中脱落时，其在重力作用下通过相应的连接组件4拉拽触发对应的报警组件1，以判断该触发组件2所对应的地层出现空洞。
47.使用本装置时，在地面7进行钻孔，然后依次将触发组件2放入孔洞内并相互连接，同时将连接组件4和触发组件2进行连接安装，最后在最顶部的触发组件2上安装报警组件1，回填孔洞。
48.本实用新型提供的地面塌陷预警装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型地面塌陷预警装置埋设在地面7下部，当地面7下部出现局部塌方时，塌方部分所对应的触发组件2失去支撑而从队列中脱落，触发组件2通过连接组件4拉拽对应的报警组件1，从而触发相应的报警组件1，使相应的报警组件1发出警报，从而判断出被触发的触发组件2所对应的地层出现坍塌，方便后续进行抢救，避免发生大面积坍塌事故。而且，本装置在未被触发时，触发单元和预警单元均不需要消耗任何电力，极大节约了能源。
49.需要说明的是，由于本技术的地面塌陷预警装置埋藏于地下，声音和光线均难以向外界传递，为了方便使用，报警组件1发出的警报一般为警报信号，警报信号能传递给控
制器，控制器中转传输给手持设备、总控台等终端，进而使工作人员能读取相应的警报信号。
50.作为本实用新型提供的地面塌陷预警装置的一种具体实施方式，请参阅图2至图4，触发组件2包括中空的壳体201，在多个壳体201依次对接后形成容纳连接组件4的通道202。
51.本实施例中连接组件4的设置在壳体201内形成的通道202中，避免外界环境影响连接组件4触发报警组件1，从而影响预警精度。壳体201外部出现空洞时，单个壳体201失去支撑发生倾斜或脱落，因而位于壳体201内的连接组件4发生倾斜或被壳体201拉扯，使连接组件4触发报警组件1。
52.需要说明的是，当某一节壳体201脱落时，所有穿过该壳体201内的连接组件4在壳体201脱落时均被拉拽，因此会造成该节壳体201及其下部的所有壳体201连接的连接组件4被拉拽，触发其对应的报警组件1，造成多个报警组件发出警报。控制器判断出位于最上部的壳体所在的地层，进行抢修。在发生脱落时，外部的土层已经出现空洞或坍塌现象，此时壳体201除了自身所受到的重力外应该还有土壤带来的冲击力，使穿过其内部的连接组件4发生拉拽。
53.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图3至图4，触发组件2还包括密封件3，密封件3为弹性件，密封件3的底部与壳体201的顶端连接，密封件3的顶部与相邻壳体3的底端或报警组件1的底端密封对接，密封件3上具有使连接组件4穿过的通孔。
54.本实施方式中，壳体201为刚性构件，在装置安装过程中或埋设于地下后，因地层变化等原因会造成相邻壳体201之间发生较小相对位移，地层中的水分或泥土等有可能从产生相对位移的缝隙处进入壳体201内，从而影响装置使用的精度。密封件3在相邻的壳体201发生相对位移时，确保了相邻壳体201之间的密封性，避免外部环境中的杂质落入通道202内，从而导致触发组件2失效。
55.优选的，密封件3为橡胶构件。
56.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图3至图4，壳体201的一端设有安装槽，密封件3的一端嵌装在安装槽内，相邻的壳体201连接时挤压密封件3，使密封件3完全嵌装在壳体201内。
57.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，密封件3顶部设有磁性吸附件6，磁性吸附件6用于使密封件3吸附连接于相邻壳体201的底端或报警组件1的底端。
58.壳体201为磁性构件，磁性吸附件6使密封件3吸附于相邻的壳体201上，方便将相邻的两个壳体201进行连接，同时在外边出现空洞时，密封件3能够确保相邻的壳体201正常分离。
59.优选的，磁性吸附件6嵌装在密封件3的顶部。
60.具体的，参见图12，密封件3包括折叠管301和顶盖302，顶盖302上设有能使连接组件4贯穿的通孔，磁性吸附件6嵌装于顶盖302，通过磁性吸附的方式实现相邻壳体201，以及壳体201与报警组件1之间的连接。
61.或者，参见图3及图4，密封件3为弹性块，磁性吸附件6嵌装于弹性块顶部，通过磁性吸附的方式实现相邻壳体201，以及壳体201与报警组件1之间的连接。
62.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，壳体201的顶端设有第一定位结构2012，底端设有第二定位结构2011，报警组件1的底端设有第二定位结构2011，第一定位结构2012用于与相邻壳体201上的第二定位结构2011或相邻报警组件1底端的第二定位结构2011插接配合，第一定位结构2012和第二定位结构2011配合形成定位点。
63.由于连接组件4与壳体201之间的连接位置及与报警组件1之间的连接位置是固定的，因此，通过定位点对相邻壳体201之间的相对位置及壳体201与报警组件1之间的相对位置能做出明确的对标，进而实现对连接组件4的连接位置进行定位，每个壳体201所连接的连接组件4相互错开，使每节报警组件1所连接的连接组件4不会相互接触、交叉甚至缠绕，以保证在壳体201外部发生坍塌时，每节报警组件1所连接的连接组件4不会相互接触、交叉甚至缠绕，从而影响报警组件1的报警精度。
64.优选的，参见图10，同一个触发单元中的定位点绕该触发单元的轴线呈螺旋状分布，即定位点在壳体径向面上的投影呈环状间隔分布。
65.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图5至图6，报警组件1包括外壳101、第一接线柱106、第二接线柱104、接线板103和信号发生器105，外壳101设于触发单元的顶端；第一接线柱106一端与外壳101连接；第二接线柱104一端与外壳101连接；接线板103中部与第一接线柱106的另一端转动并电连接，接线板103的一端与连接组件4连接；信号发生器105与接线板103电连接。
66.当某一个触发组件2脱落时，该触发组件2带动连接组件4下落同时向下拉拽接线板103的一端，使接线板103的另一端上翘并与第二接线柱104接触，以使第一接线柱106、第二接线柱104、接线板103和信号发生器105形成闭合回路。
67.具体的，信号发生器105与控制器通讯连接，控制器设于本装置外部，方便工作人员及时检查到报警信号。
68.壳体201外部出现空洞时，在重力作用下壳体201倾斜或下落，带动壳体201内的连接组件4倾斜或下落，从而使连接组件4向下拉拽接线板103，当接线板103转动并与第二接线柱104接触时，第一接线柱106、第二接线柱104、接线板103和信号发生器105形成闭合回路，信号发生器105向控制器发出报警信号，控制器接收并分析出发射报警信号的信号发生器105的具体位置。
69.优选的，第一接线柱106和第二接线柱104均与外壳101的顶部连接。
70.优选的，第一接线柱106与外壳101的底部连接，第二接线柱104与外壳101的顶部连接。
71.优选的，连接组件4与接线板103的端部连接，或连接组件4与接线板103的端部吸附。
72.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图5至图6，报警组件1还包括环形分隔板102和第一连接件107，环形分隔板102设于外壳101内，环形分隔板102将外壳101分为同轴设置的第一腔室和第二腔室，第一腔室用于容纳连接组件4，第二腔室用于容纳接线板103、第一接线柱106、第二接线柱104和信号发生器105；第一连接件107与接线板103的端部连接，第一连接件107与连接组件4在环形分隔板102的间隔下通过磁性吸附的方式连接。
73.壳体201外部出现空洞时，壳体201倾斜或掉落，设于壳体201内的连接组件4发生
倾斜或掉落，连接组件4沿分隔板102下移，连接组件4与第一连接件107之间解除吸附，第一连接件107带动接线板103的一端在重力作用下下移，使接线板103绕第一接线柱106转动，另一端向上转动，从而与第二接线柱104连通，第一接线柱106、第二接线柱104、接线板103和信号发生器105之间形成闭合回路。
74.需要说明的是，第二腔室内为密封环境，避免土层中的水汽进入第二腔室内，造成第二腔室内的部件受潮后发生失效。例如，分隔板102的底端与壳体201抵接，或第二腔室底部设有密封板，密封板的内沿与分隔板102连接，外沿与外壳101连接，以确保第二腔室内为密封环境。
75.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图5至图6，连接组件4包括第三连接件401和第二连接件402，第三连接件401为连接绳，下端与壳体201连接，上端通过通道202伸入第一腔室内；第二连接件402与第三连接件401的上端连接；
76.第二连接件402和第一连接件107在环形分隔板102的间隔下通过磁性吸附的方式连接。
77.第三连接件401随壳体201倾斜或下落时，带动第二连接件402下滑，从而使第二连接件402与第一连接件107解除磁性吸附，第一连接件107失去吸附后下落，从而使接线板103转动并与第一接线柱106和第二接线柱104形成闭合回路，进而使信号发生器105向控制器发出报警信号。
78.本实施方式中，壳体201的内壁设有挂钩203，第三连接件401的下端连接于挂钩203上。
79.需要说明的是，应确保挂钩203所能承受的最大拉力小于壳体201的重力，但要远大于第二连接件402与分隔板102之间的摩擦力及连接绳受到的所有摩擦力之和，确保壳体201自由下落拉拽连接绳时，挂钩203因壳体201自重过大而破坏，使壳体201能够顺利完成与上节的脱离。还应确保壳体201的自重远大于挂钩203加上磁性吸附件6所受到的力的总和。
80.优选的，参见图7，各个第三连接件401在壳体201上的俯视图或仰视图呈环状分布。避免因一个第三连接件401被触发而触及其他的第三连接件401，造成其他未被触发的报警组件1向控制器发出警报，对判断出现坍塌的具体位置造成影响。
81.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图5至图6，外壳101底部设有收纳槽108，收纳槽108用于容纳分离后下滑的第二连接件402。
82.第二连接件402下滑，落入收纳槽108内，避免第二连接件402脱离外壳101后落入容纳孔内，造成其他触发组件2连接的连接组件4被触动，引起连锁反应。
83.具体的，壳体201顶部密封，避免泥土或水分进入影响连接组件4或报警组件1工作。
84.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，地面塌陷预警装置还包括底座5，底座5用于封闭通道202。
85.优选的，底座5的侧壁设有吊装槽501，方便通过吊装装置对底座进行吊装，使其埋设在地面7下部。
86.底座5对触发单元的底部进行密封，避免外部泥土或水分进入壳体201内，从而影响本装置的检测精度。
87.本实用新型还提供一种地面塌陷预警系统，请参阅图8至图9，包括上述的地面塌陷预警装置。
88.本实施例中在地面7下层埋设多个地面塌陷预警装置，各个地面塌陷预警装置分别通过分线8与总线9连接，对地面7下层进行全面的监控，当某一个部分出现空洞时，能够及时发出报警，进行修补。
89.本实用新型提供的地面塌陷预警系统的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型地面塌陷预警装置系统在地面7下部，当地面7下部出现局部塌方时，塌方部分的触发组件2失去支撑被触发，触发组件2通过连接组件4将对应的报警组件1触发，使报警组件1向控制器发出警报。控制器根据警报分析得出发出警报的报警组件1的具体位置，因而能够判断出具体发生塌方的位置信息，方便后续进行抢救，避免发生大面积坍塌事故。
90.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。