一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器的制作方法

1.本实用新型涉及铁路边坡监测技术领域，具体为一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器。


背景技术：

2.铁路边坡是指铁路线路旁边的山坡或者崖壁，其动态稳定性是保障铁路安全、运行稳定的重要因素之一，然而，由于受到地质结构、气候、人为因素等影响，边坡往往存在着不同程度的变形、位移、塌方等安全隐患，因此，针对边坡开展实时监测，及时发现并处理潜在风险，显得十分必要，目前，铁路边坡的监测主要有人工巡检和自动监测两种方式，自动监测采用的监测设备主要有位移监测仪、gps监测仪等，这些监测设备会实时采集边坡的相关数据，并将数据传输到监测系统进行分析和处理，当出现异常情况时，系统会自动报警，以帮助相关人员及时采取措施，保障铁路安全，用于铁路边坡监测的在线故障报警器是一种智能化设备，它能够通过实时监测边坡的信息，比如位移、应变等数据，并与历史数据进行比对，分析边坡的变化趋势，当出现异常情况时，例如边坡位移量超过预警值、地质应力异常等情况时，报警器就会发出报警信号，提醒相关人员及时处理，以保证铁路运行的安全性和稳定性，目前，铁路边坡监测在线故障报警器的技术还面临一些挑战和问题，报警器容易受到环境影响而变得失去作用，在长时间户外环境使用时，其内部的电器元件极容易受到侵蚀、老化，导致其使用寿命较短，为此，我们提出一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，能够分级分人员进行自动发送预警，为铁路边坡变形防范工作争取更充足的时间，降低灾害发生的可能性，铁路边坡管理人员、技术人员可通过电脑、手机等多种方式，实时查看和管理工程健康状况、历史变化等，高效便捷地进行铁路边坡安全管理和维护，能够对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警，使得用于铁路边坡监测的在线故障报警器在恶劣的户外环境中也能够长时间保持待命状态，避免受到环境因素而导致报警器失去作用，大大延长了用于铁路边坡监测的在线故障报警器的使用寿命，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，包括安装架和故障报警单元；
5.安装架：其外弧面上端设有安装杆，安装杆的外侧端头设有拉绳位移传感器，安装杆的外弧面外侧端头设有视觉监控摄像头，安装架的外弧面上端设有控制箱，控制箱的后壁面右下角设有单片机，控制箱的后壁面左上角设有无线数据传输器；
6.故障报警单元：包括防护盒和活动盖板，所述防护盒设置于安装架的上端面中部，防护盒的前后壁面之间均通过转轴动连接有横向对称分布的活动盖板；
7.其中：所述单片机的输入端电连接外部电源，拉绳位移传感器和视觉监控摄像头的输出端均电连接单片机的输入端，无线数据传输器的输入端电连接单片机的输出端，能够对铁路边坡的整体稳定性做出判断，快速做出诸如边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报，更加准确、有效地监测灾情发生，且可为保证地质安全提供信息参考，能够分级分人员进行自动发送预警，为铁路边坡变形防范工作争取更充足的时间，降低灾害发生的可能性，铁路边坡管理人员、技术人员可通过电脑、手机等多种方式，实时查看和管理工程健康状况、历史变化等，高效便捷地进行铁路边坡安全管理和维护，能够对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警，使得用于铁路边坡监测的在线故障报警器在恶劣的户外环境中也能够长时间保持待命状态，避免受到环境因素而导致报警器失去作用，大大延长了用于铁路边坡监测的在线故障报警器的使用寿命。
8.进一步的，所述故障报警单元还包括固定板、l型滑动杆和声光报警器，所述固定板横向对称设置于防护盒的后壁面上端，固定板中部设置的滑孔内均滑动连接有l型滑动杆，两个l型滑动杆的横向杆体之间设有声光报警器，声光报警器的输入端电连接单片机的输出端，对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警。
9.进一步的，所述故障报警单元还包括固定座和拉簧，所述固定座分别纵向对称设置于防护盒的左右壁面上端和两个活动盖板的下表面外侧端头，竖向相邻的固定座之间均设有拉簧，起到自动复位的作用。
10.进一步的，所述防护盒的底壁面中部设有横向对称分布的安装板，两个安装板之间上端通过轴承转动连接有双向丝杆，双向丝杆的左右两端均螺纹连接有移动座，移动座的内腔均通过销轴一转动连接有连接板，声光报警器的下表面设有横向对称分布的连接座，连接板的内侧端头分别通过销轴二与相邻的连接座内腔转动连接，起到了快速传动的作用。
11.进一步的，所述防护盒左表面下端设置的安装口内设有电机，电机的输出轴右端与双向丝杆的左端固定连接，电机的输入端电连接单片机的输出端，达到了高效驱动的目的。
12.进一步的，还包括导向杆，所述导向杆设置于两个安装板之间下端，移动座下端设置的滑孔均与导向杆的外弧面滑动连接，对移动座及其附属机构起到导向移动的作用。
13.进一步的，所述安装架的外弧面上端与安装杆的外弧面左侧之间设有支撑杆，为安装杆及其附属机构起到加强支撑的作用。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本用于铁路边坡监测的在线故障报警器，具有以下好处：
15.1、相关工作人员将安装架按设定间隔均匀的安装在铁路边坡处需要监测的工作场所内，安装完成之后，拉绳位移传感器和视觉监控摄像头则实时对铁路边坡进行监测，并将监测的信息数据同步给单片机，经单片机进行整合，然后通过无线数据传输器将监测数据及时发送到监测中心，由终端专用的计算机数据分析软件处理，对铁路边坡的整体稳定性做出判断，快速做出诸如边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报，更加准确、有效地监测灾情发生，且可为保证地质安全提供信息参考，当监测的数据超过报警上限时，单片机自动根据该预警数据并通过无线数据传输器发布不同级别的报警信息，分级分人员进行自动发送预警，为铁路边坡变形防范工作争取更充足的时间，降低灾害发生的可能性，铁路边坡管
理人员、技术人员可通过电脑、手机等多种方式，实时查看和管理工程健康状况、历史变化等，高效便捷地进行铁路边坡安全管理和维护，一旦监测到的实时数据达到预设的报警阈值，将自动产生报警信息。
16.2、单片机调控电机运作，电机输出轴旋转带动双向丝杆同步转动，双向丝杆转动带动移动座沿导向杆同时同幅度相向移动，在移动座移动过程中会通过连接板推动连接座、声光报警器和l型滑动杆沿固定板的中心滑孔同步上移，在此过程中，l型滑动杆的上端会首先与活动盖板接触，活动盖板受到顶撑力并克服拉簧的拉力同时同幅度展开，最终使声光报警器伸出安装架，然后单片机调控声光报警器运作，声光报警器发生强闪光以及警报声，对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警，当报警解除之后，单片机调控电机反向运作，各机构复位，同时活动盖板也在拉簧回弹力的作用下复位，以此将防护盒密封住，使得用于铁路边坡监测的在线故障报警器在恶劣的户外环境中也能够长时间保持待命状态，避免受到环境因素而导致报警器失去作用，大大延长了用于铁路边坡监测的在线故障报警器的使用寿命。
附图说明
17.图1为本实用新型结构示意图；
18.图2为本实用新型故障报警单元的结构示意图；
19.图3为本实用新型a处放大结构示意图。
20.图中：1安装架、2安装杆、3拉绳位移传感器、4视觉监控摄像头、5控制箱、6单片机、7无线数据传输器、8故障报警单元、81防护盒、82活动盖板、83固定板、84 l型滑动杆、85声光报警器、86固定座、87拉簧、9安装板、10双向丝杆、11移动座、12连接板、13连接座、14电机、15导向杆、16支撑杆。
实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
22.请参阅图1-3，本实施例提供一种技术方案：一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，包括安装架1和故障报警单元8；
23.安装架1：安装架1对其附属机构单元提供安装支撑场所，其外弧面上端设有安装杆2，安装杆2的外侧端头设有拉绳位移传感器3，拉绳位移传感器3是通过测量边坡上的拉绳变化来判断边坡的变形情况，将拉绳位移传感器3上的拉绳一端固定在边坡上，然后在拉绳上添加分隔器等锁定件，并与拉绳位移传感器3内部弹簧配合，保证拉绳的张紧度不变，使其固定状态下能够保持一定程度的张力，记录初始位置，作为基准点，当边坡发生变形时，固定在边坡的拉绳端，会被变形的边坡带动向某个方向移动，同时拉绳拉动拉绳位移传感器3内的轮毂转动，而轮毂则与增量编码器连接在一起，当带螺纹的轮毂带动精密旋转感应器旋转，输出一个与拉绳移动距离成比例的电信号，测量输出信号可以得出运动物体的位移、方向或速率，从而记录下位移量的数据，并将数据传输到计算机中进行创建为对应的
数据文件，通过数据处理软件分析，得出边坡的变形趋势和变形量，根据监测数据的分析结果，可以有效地预测边坡的变形趋势，及时采取措施进行治理，确保边坡的安全稳定，实现铁路边坡多种监测功能，安装杆2的外弧面外侧端头设有视觉监控摄像头4，监控摄像头4是通过摄像头的图像采集和分析，实时监测边坡的变形情况，安装监控摄像头4在铁路边坡附近，保证监控摄像头4视野能够覆盖到边坡，摄像头采集边坡的图像，并传输到计算机上的监测软件中进行分析，监测软件会对边坡的图像进行处理和分析，比较当前的图像与标准图像之间的差异，可以通过计算边坡图像中的变化量和角度的变化等参数，得到边坡的变形程度和趋势，以此能够对铁路边坡进行实时视频监控，相关工作人员可以从监控终端中实时的看到现场的视频图像，同时还可以通过软件控制现场摄像机镜头以及云台，根据需要调整光圈大小、焦距远近、变倍高低以及视频角度等，满足用户对现场多方位视频图像的监控需要，安装架1的外弧面上端设有控制箱5，控制箱5的后壁面右下角设有单片机6，控制箱5的后壁面左上角设有无线数据传输器7，相关工作人员将安装架1按设定间隔均匀的安装在铁路边坡处需要监测的工作场所内，安装完成之后，拉绳位移传感器3和视觉监控摄像头4则实时对铁路边坡进行监测，并将监测的信息数据同步给单片机6，经单片机6进行整合，然后通过无线数据传输器7将监测数据及时发送到监测中心，由终端专用的计算机数据分析软件处理，对铁路边坡的整体稳定性做出判断，快速做出诸如边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报，更加准确、有效地监测灾情发生，且可为保证地质安全提供信息参考，当监测的数据超过报警上限时，自动根据该预警数据并通过无线数据传输器7发布不同级别的报警信息，分级分人员进行自动发送预警，为铁路边坡变形防范工作争取更充足的时间，降低灾害发生的可能性，铁路边坡管理人员、技术人员可通过电脑、手机等多种方式，实时查看和管理工程健康状况、历史变化等，高效便捷地进行铁路边坡安全管理和维护；
24.故障报警单元8：包括防护盒81和活动盖板82，防护盒81设置于安装架1的上端面中部，防护盒81的前后壁面之间均通过转轴动连接有横向对称分布的活动盖板82，故障报警单元8还包括固定板83、l型滑动杆84和声光报警器85，固定板83横向对称设置于防护盒81的后壁面上端，固定板83中部设置的滑孔内均滑动连接有l型滑动杆84，两个l型滑动杆84的横向杆体之间设有声光报警器85，声光报警器85的输入端电连接单片机6的输出端，故障报警单元8还包括固定座86和拉簧87，固定座86分别纵向对称设置于防护盒81的左右壁面上端和两个活动盖板82的下表面外侧端头，竖向相邻的固定座86之间均设有拉簧87，声光报警器85和l型滑动杆84沿固定板83的中心滑孔同步上移，在此过程中，l型滑动杆84的上端会首先与活动盖板82接触，活动盖板82受到顶撑力并克服拉簧87的拉力同时同幅度展开，最终使声光报警器85伸出安装架1，然后调控声光报警器85运作，声光报警器85发生强闪光以及警报声，对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警，当报警解除之后，各机构复位，同时活动盖板82也在拉簧87回弹力的作用下复位，以此将防护盒81密封住，使得用于铁路边坡监测的在线故障报警器在恶劣的户外环境中也能够长时间保持待命状态，避免受到环境因素而导致报警器失去作用，大大延长了用于铁路边坡监测的在线故障报警器的使用寿命；
25.其中：单片机6的输入端电连接外部电源，拉绳位移传感器3和视觉监控摄像头4的输出端均电连接单片机6的输入端，无线数据传输器7的输入端电连接单片机6的输出端，调控各个电器元件运作。
26.其中：防护盒81的底壁面中部设有横向对称分布的安装板9，两个安装板9之间上端通过轴承转动连接有双向丝杆10，双向丝杆10的左右两端均螺纹连接有移动座11，移动座11的内腔均通过销轴一转动连接有连接板12，声光报警器85的下表面设有横向对称分布的连接座13，连接板12的内侧端头分别通过销轴二与相邻的连接座13内腔转动连接，双向丝杆10转动带动移动座11同时同幅度相向移动，在移动座11移动过程中会通过连接板12推动连接座13、声光报警器85和l型滑动杆84沿固定板83的中心滑孔同步上移，起到了快速传动的作用。
27.其中：防护盒81左表面下端设置的安装口内设有电机14，电机14的输出轴右端与双向丝杆10的左端固定连接，电机14的输入端电连接单片机6的输出端，电机14输出轴旋转带动双向丝杆10同步转动，达到了高效驱动的目的。
28.其中：还包括导向杆15，导向杆15设置于两个安装板9之间下端，移动座11下端设置的滑孔均与导向杆15的外弧面滑动连接，移动座11沿导向杆15同时同幅度相向移动，对移动座11及其附属机构起到导向移动的作用。
29.其中：安装架1的外弧面上端与安装杆2的外弧面左侧之间设有支撑杆16，为安装杆2及其附属机构起到加强支撑的作用。
30.本实用新型提供的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器的工作原理如下：相关工作人员将安装架1按设定间隔均匀的安装在铁路边坡处需要监测的工作场所内，安装完成之后，拉绳位移传感器3和视觉监控摄像头4则实时对铁路边坡进行监测，并将监测的信息数据同步给单片机6，经单片机6进行整合，然后通过无线数据传输器7将监测数据及时发送到监测中心，由终端专用的计算机数据分析软件处理，对铁路边坡的整体稳定性做出判断，快速做出诸如边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报，更加准确、有效地监测灾情发生，且可为保证地质安全提供信息参考，当监测的数据超过报警上限时，单片机6自动根据该预警数据并通过无线数据传输器7发布不同级别的报警信息，分级分人员进行自动发送预警，为铁路边坡变形防范工作争取更充足的时间，降低灾害发生的可能性，铁路边坡管理人员、技术人员可通过电脑、手机等多种方式，实时查看和管理工程健康状况、历史变化等，高效便捷地进行铁路边坡安全管理和维护，一旦监测到的实时数据达到预设的报警阈值，将自动产生报警信息，同时单片机6调控电机14运作，电机14输出轴旋转带动双向丝杆10同步转动，双向丝杆10转动带动移动座11沿导向杆15同时同幅度相向移动，在移动座11移动过程中会通过连接板12推动连接座13、声光报警器85和l型滑动杆84沿固定板83的中心滑孔同步上移，在此过程中，l型滑动杆84的上端会首先与活动盖板82接触，活动盖板82受到顶撑力并克服拉簧87的拉力同时同幅度展开，最终使声光报警器85伸出安装架1，然后单片机6调控声光报警器85运作，声光报警器85发生强闪光以及警报声，对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警，当报警解除之后，单片机6调控电机14反向运作，各机构复位，同时活动盖板82也在拉簧87回弹力的作用下复位，以此将防护盒81密封住，使得用于铁路边坡监测的在线故障报警器在恶劣的户外环境中也能够长时间保持待命状态，避免受到环境因素而导致报警器失去作用，大大延长了用于铁路边坡监测的在线故障报警器的使用寿命。
31.值得注意的是，以上实施例中所公开的单片机6核心芯片选用的是plc单片机，具体型号为s7-200，拉绳位移传感器3、视觉监控摄像头4、无线数据传输器7、电机14和声光报
警器85则可根据实际应用场景自由配置，拉绳位移传感器3可选用型号为lwh-20的拉绳位移传感器，视觉监控摄像头4可选用型号为ds-2cd2525fwd-iws的视觉监控摄像头，无线数据传输器7可选用型号为lorawan的无线数据传输器，电机14可选用型号为130m-09520c5-e的电机，声光报警器85可选用型号为tgsg-01y的声光报警器，单片机6控制拉绳位移传感器3、视觉监控摄像头4、无线数据传输器7、电机14和声光报警器85工作采用现有技术中常用的方法。
32.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：包括安装架（1）和故障报警单元（8）；安装架（1）：其外弧面上端设有安装杆（2），安装杆（2）的外侧端头设有拉绳位移传感器（3），安装杆（2）的外弧面外侧端头设有视觉监控摄像头（4），安装架（1）的外弧面上端设有控制箱（5），控制箱（5）的后壁面右下角设有单片机（6），控制箱（5）的后壁面左上角设有无线数据传输器（7）；故障报警单元（8）：包括防护盒（81）和活动盖板（82），所述防护盒（81）设置于安装架（1）的上端面中部，防护盒（81）的前后壁面之间均通过转轴动连接有横向对称分布的活动盖板（82）；其中：所述单片机（6）的输入端电连接外部电源，拉绳位移传感器（3）和视觉监控摄像头（4）的输出端均电连接单片机（6）的输入端，无线数据传输器（7）的输入端电连接单片机（6）的输出端。2.根据权利要求1所述的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：所述故障报警单元（8）还包括固定板（83）、l型滑动杆（84）和声光报警器（85），所述固定板（83）横向对称设置于防护盒（81）的后壁面上端，固定板（83）中部设置的滑孔内均滑动连接有l型滑动杆（84），两个l型滑动杆（84）的横向杆体之间设有声光报警器（85），声光报警器（85）的输入端电连接单片机（6）的输出端。3.根据权利要求1所述的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：所述故障报警单元（8）还包括固定座（86）和拉簧（87），所述固定座（86）分别纵向对称设置于防护盒（81）的左右壁面上端和两个活动盖板（82）的下表面外侧端头，竖向相邻的固定座（86）之间均设有拉簧（87）。4.根据权利要求2所述的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：所述防护盒（81）的底壁面中部设有横向对称分布的安装板（9），两个安装板（9）之间上端通过轴承转动连接有双向丝杆（10），双向丝杆（10）的左右两端均螺纹连接有移动座（11），移动座（11）的内腔均通过销轴一转动连接有连接板（12），声光报警器（85）的下表面设有横向对称分布的连接座（13），连接板（12）的内侧端头分别通过销轴二与相邻的连接座（13）内腔转动连接。5.根据权利要求4所述的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：所述防护盒（81）左表面下端设置的安装口内设有电机（14），电机（14）的输出轴右端与双向丝杆（10）的左端固定连接，电机（14）的输入端电连接单片机（6）的输出端。6.根据权利要求4所述的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：还包括导向杆（15），所述导向杆（15）设置于两个安装板（9）之间下端，移动座（11）下端设置的滑孔均与导向杆（15）的外弧面滑动连接。7.根据权利要求1所述的一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，其特征在于：所述安装架（1）的外弧面上端与安装杆（2）的外弧面左侧之间设有支撑杆（16）。

技术总结
本实用新型公开了一种用于铁路边坡监测的在线故障报警器，包括安装架和故障报警单元；安装架：其外弧面上端设有安装杆，安装杆的外侧端头设有拉绳位移传感器，安装杆的外弧面外侧端头设有视觉监控摄像头，安装架的外弧面上端设有控制箱，控制箱的后壁面右下角设有单片机，控制箱的后壁面左上角设有无线数据传输器；故障报警单元：包括防护盒和活动盖板，所述防护盒设置于安装架的上端面中部，该用于铁路边坡监测的在线故障报警器，能够对该铁路路段安全管理人员或最近通过该路段火车的司机操纵人员进行报警，避免受到环境因素而导致报警器失去作用，大大延长了用于铁路边坡监测的在线故障报警器的使用寿命。线故障报警器的使用寿命。线故障报警器的使用寿命。


技术研发人员：石长有 罗朝基 付开进 林康
受保护的技术使用者：成自铁路有限责任公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/6/3