CN111058390A - 用于明洞顶部的落石防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于明洞顶部的落石防护装置，属于灾害治理技术领域，包括缓冲机构以及设置在所述缓冲机构顶部的顶板；所述顶板包括主板以及分设于所述主板两端、分别向下倾斜的两个边板；所述缓冲机构包括弹性缓冲装置，以及用于向所述弹性缓冲装置施加向上顶推力的顶推装置；所述弹性缓冲装置能够在所述顶推装置的顶推下对所述主板施加向上的弹力，以将所述主板上的落石弹至任一个所述边板上。本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置，防护效果好，且无需人工对防护装置上的落石进行定期清理，使用更加便捷。

Description

用于明洞顶部的落石防护装置

技术领域

本发明属于灾害治理技术领域，更具体地说，是涉及一种用于明洞顶部的落石防护装置。

背景技术

随着我国经济实力的快速增长，人民对生活要求的日益提高，越来越多的城市在对综合管廊进行修建。某些城市位于多山地带，在对综合管廊进行修建的过程中不可避免要经过边坡等灾害区，边坡上的岩石经过长期风蚀、地震等自然灾害的作用会形成大小不一的孤石，孤石极有可能滑落至综合管廊出口处明洞顶部，给综合管廊造成巨大安全隐患，大型孤石轻则给市区人民造成断水、断电的影响，重则造成天然气、石油管道破裂，通讯中断，给人民生命、财产造成巨大威胁。因此研究明洞对孤石滚落的防护显得尤为重要。

目前，对于山坡滚石防护形式较为单一，大多采用在明洞两侧架设较高钢丝防护网的措施，这种方式对于较小的落石尚能起到拦截防护的作用，但对于较大、超大落石则起不到很好的拦截防护作用，并且长期作用下，钢丝拦截网拦截的孤石越来越多，还需要更多的人力去对孤石进行定期清除，耗费巨大的人工、物力和财力。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于明洞顶部的落石防护装置，旨在解决目前的落石防护装置防护效果差，且需要人工定期对防护装置上的落石进行清除的技术问题。

一方面，提供了一种用于明洞顶部的落石防护装置，包括：缓冲机构以及设置在所述缓冲机构顶部的顶板；所述顶板包括主板以及分设于所述主板两端、分别向下倾斜的两个边板；所述缓冲机构包括弹性缓冲装置，以及用于向所述弹性缓冲装置施加向上顶推力的顶推装置；所述弹性缓冲装置能够在所述顶推装置的顶推下对所述主板施加向上的弹力，以将所述主板上的落石弹至任一个所述边板上。

作为本申请另一实施例，所述弹性缓冲装置包括相互平行且间隔设置的两个第一缓冲件、连接两个所述第一缓冲件且设置在所述第一缓冲件顶部的第一隔板，以及设置在所述第一隔板上端面上、顶部与所述主板的下端面连接的第二缓冲件；所述第一缓冲件和所述第二缓冲件的伸缩方向分别为竖直方向；所述顶推装置设置在所述第一隔板的下方，用于向所述第一隔板施加向上的顶推力。

作为本申请另一实施例，所述第一缓冲件包括第一支撑座、设置在所述第一支撑座与另一个所述第一支撑座相对面上的滑道，以及设置在所述滑道内的第一弹性件，所述第一隔板的两端分设于两个所述滑道内；所述第一弹性件的底部与所述第一支撑座固定连接，顶部与所述第一隔板的相应端部的下端面固定连接。

作为本申请另一实施例，所述第二缓冲件包括分设于所述主板两端的两个液压缓冲机构，以及位于两个所述液压缓冲机构之间的第三缓冲件。

作为本申请另一实施例，所述第三缓冲件包括设置在所述第一隔板上端面上的第二弹性件、设置在所述第二弹性件顶部的第二隔板，以及设置在所述第二隔板的上端面上的第三弹性件，所述第三弹性件的顶部与所述顶板的下端面连接。

作为本申请另一实施例，所述第一弹性件、所述第二弹性件和所述第三弹性件分别为弹簧，且三个所述弹簧的弹性系数依次减小。

作为本申请另一实施例，所述顶推装置包括曲柄连杆机构、用于驱动所述曲柄连杆机构转动的驱动机构，以及用于检测所述弹性缓冲装置压缩情况的检测装置。

作为本申请另一实施例，所述曲柄连杆机构包括壳体、设置在所述壳体内的曲柄、转动设置在所述曲柄上的连杆，以及设置在所述壳体正上方的推力爪，所述曲柄与所述驱动机构连接，所述连杆设置有两个，且两个所述连杆相互平行，各个所述连杆分别一端与所述曲柄转动连接，另一端穿过所述壳体与所述推力爪连接。

作为本申请另一实施例，所述推力爪包括与两个所述连杆分别连接的连接座，以及沿周向间隔设置在所述连接座上端面上的三个爪体，所述爪体与竖直方向呈锐角设置。

作为本申请另一实施例，所述缓冲机构设有两个且分设于所述主板的两端或两侧。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，不仅可以承接落至明洞顶部的落石，还可将落至顶板上的落石引导至明洞的两侧，从而无需人工对顶板上的孤石进行定期清理，提高了防护装置使用的便捷性，降低了防护装置使用时的劳动强度，节省了人力、物力和财力。其中，边板向下倾斜，使得落石落至边板上时可自动滑落，从而进一步降低了落石清理的难度。

采用本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置，一方面可将自然情况下边坡上不同大小、不同形状，从不同高度、不同方向滚落至明洞表面的落石进行缓能减冲，从而减小落石对明洞的冲击；另一方面可将冲击力过大的落石弹离明洞表面，从而对明洞起到防护的作用。另外，本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置均为绿色材料，生产以及使用过程中不会对周围环境造成污染。本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置所需部件均为常见部件，无需现场生产，可装配式生产安装，大大节约工期。本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置比以往装置制作过程简单，便于量化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例所采用的曲柄连杆机构的结构示意图。

图中：100、顶板；110、主板；120、边板；200、弹性缓冲装置；210、第一缓冲件；211、第一支撑座；212、第一滑道；213、第一弹性件；220、第一隔板；230、第二缓冲件；231、液压缓冲机构；232、第三缓冲件；2321、第二弹性件；2322、第二隔板；2323、第三弹性件；300、顶推装置；310、曲柄连杆机构；311、壳体；312、曲柄；313、连杆；314、推力爪；3141、连接座；3142、爪体；320、驱动机构；330、检测装置；400、落石。

具体实施方式

为了使本发明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，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置进行说明。所述用于明洞顶部的落石防护装置，包括缓冲机构以及设置在缓冲机构顶部的顶板100。顶板100包括主板110以及分设于主板110两端、分别向下倾斜的两个边板120。缓冲机构包括弹性缓冲装置200，以及用于向弹性缓冲装置200施加向上顶推力的顶推装置300。弹性缓冲装置200能够在顶推装置300的顶推下对主板110施加向上的弹力，以将主板110上的落石400弹至任一个边板120上。

为便于描述，下文部分内容将“用于明洞顶部的落石防护装置”简称为“防护装置”。

使用时，将防护装置安装至明洞的顶部，使得两个边板120分别向明洞的两侧延伸。当落石400落至主板110上时，主板110在落石400的重力作用下向下移动，之后主板110受到缓冲机构的作用，下移速度减缓直至停止下移。当落石400落至边板120上时，则可沿边板120滑落至明洞的一侧。当有较大落石400落至主板110上，或主板110上落石400堆积较多时，可启动顶推装置300，使得顶推机构对弹性缓冲装置200施加向上的推力，进而使得弹性缓冲装置200对顶板100施加向上的弹力，使得位于主板110上的落石400可在主板110的弹力下落至明洞的两侧，或经边板120滑落至明洞的两侧。

本发明实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置，与现有技术相比，不仅可以承接落至明洞顶部的落石400，还可将落至顶板100上的落石400引导至明洞的两侧，从而无需人工对顶板100上的孤石进行定期清理，提高了防护装置使用的便捷性，降低了防护装置使用时的劳动强度，节省了人力、物力和财力。其中，边板120向下倾斜，使得落石400落至边板120上时可自动滑落，从而进一步降低了落石400清理的难度。

采用本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置，一方面可将自然情况下边坡上不同大小、不同形状，从不同高度、不同方向滚落至明洞表面的落石400进行缓能减冲，从而减小落石400对明洞的冲击；另一方面可将冲击力过大的落石400弹离明洞表面，从而对明洞起到防护的作用。另外，本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置均为绿色材料，生产以及使用过程中不会对周围环境造成污染。本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置所需部件均为常见部件，无需现场生产，可装配式生产安装，大大节约工期。本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置比以往装置制作过程简单，便于量化生产。

本实施例中弹性缓冲装置200可以为弹性件、液压缓冲装置等，顶推装置300可以为气缸、液压缸、曲柄连杆机构310等，只要能实现上述功能即可，在此不做限制。本实施例提供的用于明洞顶部的落石防护装置高效便捷、智能自动、绿色节能，防护装置中的零部件均可采用可拆卸连接的方式与相邻零部件连接，便于其维修。

进一步地，主板110的两侧分别设置有挡板，防止位于主板110上的落石400由挡板的两侧弹出，进而保证了落至主板110上的落石400只能通过边板120落下。

请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，主板110与边板120一体成型，可采用碳纤维高强度防撞击材料制作，保证了顶板100整体结构的稳定性和其较长的使用寿命。

请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，弹性缓冲装置200包括相互平行且间隔设置的两个第一缓冲件210、连接两个第一缓冲件210且设置在第一缓冲件210顶部的第一隔板220，以及设置在第一隔板220上端面上、顶部与主板110的下端面连接的第二缓冲件230。第一缓冲件210和第二缓冲件230的伸缩方向分别为竖直方向。顶推装置300设置在第一隔板220的下方，用于向第一隔板220施加向上的顶推力。

第一缓冲件210设有两个，实现了对第一隔板220的稳定支撑。当落石400落至主板110上时，主板110先向第二缓冲件230施加向下的压力，当主板110所受到的压力大于第二缓冲件230的承受能力时，第二缓冲件230将该压力经第一隔板220施加至第一缓冲件210上。弹性缓冲装置200采用第一缓冲件210与第二缓冲件230相组合的形式，相较于采用单一缓冲件，缓冲效果更好，且降低了使用过程中第一缓冲件210、第二缓冲件230发生损坏的风险，保证了弹性缓冲装置200较长的使用寿命和使用性能的稳定性。

本实施例中两个第一缓冲件210分设于第一隔板220的两端，第一隔板220的长度与主板110的长度或宽度相当。

本实施例中第一缓冲件210、第二缓冲件230可分别为弹性件、液压缓冲装置等，当采用弹性件时，可以为弹簧、橡胶体等，只要能实现上述功能即可，在此不做限制。

请参阅图1，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，第一缓冲件210包括第一支撑座211、设置在第一支撑座211与另一个第一支撑座211相对面上的第一滑道212，以及设置在第一滑道212内的第一弹性件213，第一隔板220的两端分设于两个第一滑道212内。第一弹性件213的底部与第一支撑座211固定连接，顶部与第一隔板220的相应端部的下端面固定连接。

使用时，可先将防护装置组装好，再将防护装置中的两个第一支撑座211安装于明洞顶部；也可先将两个第一支撑座211安装于明洞顶部，使得两个第一支撑座211上的第一滑道212相对设置，之后将第一弹性件213安装于第一滑道212内，再将第一隔板220的两端插入第一滑道212内，并使得第一弹性件213与第一隔板220相应端部的下端面固定连接，之后再安装第二缓冲件230和顶板100。

第一支撑座211及第一滑道212的设置，使得第一弹性的伸缩方向只能沿竖直方向，不会向两侧倾斜，进而保证了第一隔板220只能沿竖直方向上下滑动，不会出现倾斜，从而保证了第一缓冲件210的伸缩方向保持竖直，确保了防护装置整体结构的稳定性。

本实施例中第一弹性件213可以为弹簧、橡胶体等，只要能实现上述功能即可，在此不做限制。

请一并参阅图1至图3，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，第二缓冲件230包括分设于主板110两端的两个液压缓冲机构231，以及位于两个液压缓冲机构231之间的第三缓冲件232。

液压缓冲机构231与第三缓冲件232相配合实现了防护装置的第二缓冲件230的多级缓冲，确保了第二缓冲件230较好的缓冲效果，且降低了液压缓冲机构231与第三缓冲件232使用过程中发生损坏的风险，确保了第二缓冲件230使用性能的稳定性和较长的使用寿命。

液压缓冲机构231设有两个且分设于主板110的两端，使得主板110两端受力平衡，进而降低了使用过程中防护装置发生损坏的风险。

本实施例中第三缓冲件232可以为弹性件、液压缓冲装置等，当采用弹性件时，可以为弹簧、橡胶体等，只要能实现上述功能即可，在此不做限制。

进一步地，第一隔板220的长度方向与主板110的长度方向平行，两个液压缓冲机构231分设于第一隔板220的两端。

进一步地，液压缓冲机构231为液压缸，液压缸的驱动端与主板通过弹性缓冲层连接或两者转动连接，当需要清理主板110上的落石400时，可控制位于主板110一端的液压缸将主板110的一端向上顶起，从而使得位于主板110上的落石400可倾卸至明洞的一侧。

请参阅图2，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，第三缓冲件232包括设置在第一隔板220上端面上的第二弹性件2321、设置在第二弹性件2321顶部的第二隔板2322，以及设置在第二隔板2322的上端面上的第三弹性件2323，第三弹性件2323的顶部与顶板100的下端面连接。

第二弹性件2321和第三弹性件2323相配合一方面提高了第三缓冲件232的伸缩能力，另一方面降低了使用过程中第二弹性件2321和第三弹性件2323发生损坏的风险，保证了第三缓冲件232使用性能的稳定性和其较长的使用寿命。

本实施例中第二弹性件2321和第三弹性件2323可分别为弹簧、橡胶体等，只要能实现上述功能即可，在此不做限制。

请参阅图2，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，第三缓冲件232还包括两个滑槽，两个滑槽分别贴设于两个液压缓冲机构231上，第二隔板2322的两端分别滑动设置于两个滑槽内。

作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，第一弹性件213、第二弹性件2321和第三弹性件2323分别为弹簧，且三个弹簧的弹性系数依次减小。

当孤石滑落至顶板上时，上部弹性系数较小的第三弹性件2323以及液压缓冲机构231首先进行一级缓冲，紧接是第二弹性件2321提供二级缓冲。当滚落孤石过大，造成巨大冲击作用时，以上二级缓冲不能够满足要求时将会下压第一隔板220，第一弹性件213开始发挥作用，从而使得整个防护装置可以达到三级缓冲，对落石400起到较好的防护作用，整体性能好，通过系统框架的拼装组合各种设备配合保证整个试验系统各模块的良好协调运作。

本实施例中各弹性件可根据需要进行更换，以使得各弹性件之间弹性系统比值符合防护装置的使用要求。

请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，顶推装置300包括曲柄连杆机构310、用于驱动曲柄连杆机构310转动的驱动机构320，以及用于检测弹性缓冲装置200压缩情况的检测装置330。

当检测装置330检测到弹性缓冲装置200压缩量过大时，操作人员可控制驱动机构320工作，使得曲柄连杆机构310对弹性缓冲装置200施加向上的顶推力，进而将位于主板110上的落石400弹落至明洞的两侧。

本实施例中检测装置330可以为位移检测装置330或市场上其他能够实现上述功能的检测仪器，使用位移检测装置330时，可用于检测主板110的位移来判断落至主板110上的落石400是否过多，从而便于操作人员及时准确判断是否需要启动曲柄连杆机构310。

本实施例中驱动机构320可以为电机，或其他可以驱动曲柄连杆机构310转动的动力装置，在此不再限制。

作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，顶推装置300还包括与检测装置330、驱动机构320分别电连接的控制器，控制器根据弹性缓冲装置200的压缩情况，控制驱动机构320启动或关闭。本实施例中控制器可以为单片机、计算机、可编程的CPU等，只要能实现上述功能即可。

作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，检测装置330包括用于检测第一弹性件213顶端位移情况的位移检测装置330，以及与位于检测装置330电连接的数模转换器。位移检测装置330将检测结果经数模转换器传递至控制器，进而实现信号的传输。

进一步地，控制器还与警报器连接，当检测装置330检测到第一弹性件213压缩量过大，超过一定阈值时，控制器控制警报器报警。

请一并参阅图1、图2及图4，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，曲柄连杆机构310包括壳体311、设置在壳体311内的曲柄312、转动设置在曲柄312上的连杆313，以及设置在壳体311正上方的推力爪314，曲柄312与驱动机构320连接，连杆313设置有两个，且两个连杆313相互平行，各个连杆313分别一端与曲柄312转动连接，另一端穿过壳体311与推力爪314连接。

使用时，驱动机构320驱动曲柄312旋转，连杆313在曲柄312的推动下推动推力爪314沿竖直方向向上移动，进而对弹性缓冲装置200提供向上的顶推力。整个曲柄连杆机构310整体结构简单、稳定，符合其使用要求

请一并参阅图1、图2及图4，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，推力爪314包括与两个连杆313分别连接的连接座3141，以及沿周向间隔设置在连接座3141上端面上的三个爪体3142，爪体3142与竖直方向呈锐角设置。

推力爪314中各爪体3142分别倾斜设置，有效增大了各爪体3142围成的图形面积，从而增加了推力爪314与弹性缓冲装置200的接触面积。

请一并参阅图1至图3，作为本发明提供的用于明洞顶部的落石防护装置的一种具体实施方式，缓冲机构设有两个且分设于主板110的两端或两侧。

缓冲机构设有两个且分设于主板110的两端或两侧，使得主板110的两端或两侧受力平衡，进而保证了防护装置受力的稳定性，降低了使用过程中防护装置发生损坏的风险，保证了防护装置较长的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：包括缓冲机构以及设置在所述缓冲机构顶部的顶板；所述顶板包括主板，以及分设于所述主板两端、分别向下倾斜的两个边板；所述缓冲机构包括弹性缓冲装置，以及用于向所述弹性缓冲装置施加向上顶推力的顶推装置；所述弹性缓冲装置能够在所述顶推装置的顶推下对所述主板施加向上的弹力，以将所述主板上的落石弹至任一个所述边板上。

2.如权利要求1所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述弹性缓冲装置包括相互平行且间隔设置的两个第一缓冲件、连接两个所述第一缓冲件且设置在所述第一缓冲件顶部的第一隔板，以及设置在所述第一隔板上端面上、顶部与所述主板的下端面连接的第二缓冲件；所述第一缓冲件和所述第二缓冲件的伸缩方向分别为竖直方向；所述顶推装置设置在所述第一隔板的下方，用于向所述第一隔板施加向上的顶推力。

3.如权利要求2所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述第一缓冲件包括第一支撑座、设置在所述第一支撑座与另一个所述第一支撑座相对面上的滑道，以及设置在所述滑道内的第一弹性件，所述第一隔板的两端分设于两个所述滑道内；所述第一弹性件的底部与所述第一支撑座固定连接，顶部与所述第一隔板的相应端部的下端面固定连接。

4.如权利要求3所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述第二缓冲件包括分设于所述主板两端的两个液压缓冲机构，以及位于两个所述液压缓冲机构之间的第三缓冲件。

5.如权利要求4所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述第三缓冲件包括设置在所述第一隔板上端面上的第二弹性件、设置在所述第二弹性件顶部的第二隔板，以及设置在所述第二隔板的上端面上的第三弹性件，所述第三弹性件的顶部与所述顶板的下端面连接。

6.如权利要求5所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述第一弹性件、所述第二弹性件和所述第三弹性件分别为弹簧，且三个所述弹簧的弹性系数依次减小。

7.如权利要求1-6任一项所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述顶推装置包括曲柄连杆机构、用于驱动所述曲柄连杆机构转动的驱动机构，以及用于检测所述弹性缓冲装置压缩情况的检测装置。

8.如权利要求7所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述曲柄连杆机构包括壳体、设置在所述壳体内的曲柄、转动设置在所述曲柄上的连杆，以及设置在所述壳体正上方的推力爪，所述曲柄与所述驱动机构连接，所述连杆设置有两个，且两个所述连杆相互平行，各个所述连杆分别一端与所述曲柄转动连接，另一端穿过所述壳体与所述推力爪连接。

9.如权利要求8所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述推力爪包括与两个所述连杆分别连接的连接座，以及沿周向间隔设置在所述连接座上端面上的三个爪体，所述爪体与竖直方向呈锐角设置。

10.如权利要求1-6任一项所述的用于明洞顶部的落石防护装置，其特征在于：所述缓冲机构设有两个且分设于所述主板的两端或两侧。

Images