CN114234886A - 一种岩溶坍塌预警监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种岩溶坍塌预警监测装置，属于岩溶坍塌技术领域，该岩溶坍塌预警监测装置包括埋地进给组件和树状预警组件。所述埋地进给组件包括支撑挂架、第一万向节、平衡液压缸、第二万向节和埋地架，所述树状预警组件包括回转电机、树节架、调节导柱、弹力滑块、树节弹簧、树节气缸、枝节架和枝节杆。在树节弹簧作用下枝节架保持展开，当枝节架碰触到岩溶发育洞穴内壁时，枝节架展开停止，通过树节气缸控制枝节架的收拢，通过回转电机控制树节架的转动角度，重复上述操作，对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，全覆盖对岩溶发育洞穴内壁进行扫描测量，构造分析岩溶发育洞穴内壁结构，岩溶坍塌预警监测精度更高。

Description

一种岩溶坍塌预警监测装置

技术领域

本申请涉及岩溶坍塌技术领域，具体而言，涉及一种岩溶坍塌预警监测装置。

背景技术

岩溶地面塌陷是岩溶地区常见的一种动力地质现象。它既可以出现于裸露型的岩溶山区，即在地下溶洞或岩溶管道发育时期，在溶洞顶部或岩溶管道的上方形成一些陷落性的落水洞、洼地、竖井、漏斗等地表岩溶形态；同时也可出现于覆盖型或埋藏型岩溶区，这是由于充填（或半充填）的溶洞、管道的充填物被掏空而导致上覆基岩或土层失稳后所造成。岩溶塌陷的发育过程包括从溶洞（隙）→塌陷（基岩塌陷），或是溶洞（隙）→土洞→塌陷（土层塌陷）。岩溶塌陷的发生受基本因素和动力因素的影响。其中基本因素包括可溶岩及其岩溶发育情况、覆盖层厚度和结构性质、地下水情况三种；动力因素则包括降雨、干旱等自然条件和水库蓄水、人工抽排水等人为活动。

然而现有的岩溶坍塌预警监测方法一般通过地质雷达、岩溶管道裂隙中的水(气)压力传感器自动监测和光导纤维进行监测，这些监测难以对岩溶坍塌空腔进行内壁轮廓精确监测构造，难以分析预警岩溶坍塌的地质风险。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种岩溶坍塌预警监测装置，通过树状节贯穿插入岩溶发育洞穴，通过悬挂对监测装置进行地表支撑，通过监测装置的枝状弹性伸展适应岩溶发育洞穴内壁，并对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行位置定位，通过监测装置的枝状弹性收缩，通过电机控制树状节的旋转角度，全覆盖对岩溶发育洞穴内壁进行扫描测量，构造分析岩溶发育洞穴内壁结构，岩溶坍塌预警监测精度更高。

本申请是这样实现的：

本申请提供了一种岩溶坍塌预警监测装置包括埋地进给组件和树状预警组件。

所述埋地进给组件包括支撑挂架、第一万向节、平衡液压缸、第二万向节和埋地架，所述第一万向节对称悬挂于所述支撑挂架底部，所述平衡液压缸缸身设置于所述第一万向节上，所述第二万向节设置于所述平衡液压缸活塞杆一端，所述埋地架设置于所述第二万向节上，所述树状预警组件包括回转电机、树节架、调节导柱、弹力滑块、树节弹簧、树节气缸、枝节架和枝节杆，所述回转电机机身设置于所述埋地架内，所述树节架依次悬挂设置于所述回转电机输出端，所述调节导柱对称设置于所述树节架内，所述弹力滑块滑动套接于所述调节导柱表面，所述树节弹簧套接于所述调节导柱表面，所述树节弹簧上端贴合于所述弹力滑块下端，所述树节弹簧下端贴合于所述树节架下端内，所述树节气缸缸身设置于所述弹力滑块上，所述树节气缸活塞杆一端贯穿于所述树节架下端，所述枝节架一端对称转动连接于所述树节架上端，所述枝节杆一端转动连接于所述弹力滑块上，所述枝节杆另一端转动连接于所述枝节架另一端。

在本申请的一种实施例中，所述埋地架上端对称设置有平衡支座，所述第二万向节设置于所述平衡支座上。

在本申请的一种实施例中，所述支撑挂架上均匀开设有挂槽。

在本申请的一种实施例中，所述树节架顶部开设有树节插槽，所述树节架底部设置有树节插台，所述树节插台插接于另一个所述树节架的所述树节插槽内。

在本申请的一种实施例中，所述回转电机输出端固定有平衡盘，所述平衡盘底部设置有平衡插台，所述平衡插台插接于相邻所述树节架的所述树节插槽内。

在本申请的一种实施例中，所述树节架上端对称设置有定位座，所述树节架下端设置有支撑座，所述调节导柱设置于所述定位座和所述支撑座之间，所述树节弹簧下端贴合于所述定位座。

在本申请的一种实施例中，所述树节气缸活塞杆一端固定有止板，所述支撑座上设置有限位板，所述止板朝向所述限位板。

在本申请的一种实施例中，所述定位座上设置有第一转座，所述枝节架一端转动连接于所述第一转座上。

在本申请的一种实施例中，所述弹力滑块上设置有第二转座，所述枝节杆一端转动连接于所述第二转座内。

在本申请的一种实施例中，所述枝节架上设置有第三转座，所述枝节杆另一端转动连接于所述第三转座内。

在本申请的一种实施例中，所述的一种岩溶坍塌预警监测装置还包括枝状预警组件和发育监测组件。

所述枝状预警组件包括剪力架、枝节气缸、枝节弹簧、夹持臂和夹持导轨，所述剪力架一端转动连接于所述枝节架上，所述枝节气缸缸身设置于所述枝节架上，所述枝节气缸活塞杆一端贯穿于所述剪力架上，所述枝节弹簧均匀设置于所述剪力架内，所述夹持臂一端对称滑动套接于所述剪力架上，所述夹持导轨滑动套接于所述夹持臂表面，所述发育监测组件包括下坠盘、预压筒、压力传感器、第一测距模块和第二测距模块，所述下坠盘设置于所述树节架下方，所述预压筒设置于所述下坠盘下方，所述压力传感器均匀设置于所述下坠盘和所述预压筒之间，所述第一测距模块均匀设置于所述树节架上，所述第二测距模块设置于所述夹持臂上，所述第二测距模块朝向所述第一测距模块。

在本申请的一种实施例中，所述剪力架上转动设置有限位转台，所述枝节气缸活塞杆一端设置有止台，所述止台朝向所述限位转台。

在本申请的一种实施例中，所述剪力架内均匀转动设置有弹力座，所述枝节弹簧两端套接于所述弹力座之间。

在本申请的一种实施例中，所述夹持臂一端设置有转耳，所述转耳滑动套接于所述剪力架上，所述夹持臂上设置有导轨滑块，所述导轨滑块滑动贯穿于所述夹持导轨内。

在本申请的一种实施例中，所述夹持臂另一端设置有设置卡爪，所述卡爪朝向另一个相邻所述卡爪。

本申请的有益效果是：本申请通过上述设计得到的一种岩溶坍塌预警监测装置，使用时，在岩溶发育洞穴上方进行钻孔，组装树节架将其悬空插入钻孔内，直到树节架触底岩溶发育洞穴底部，将回转电机输出端连接到树节架顶部，在岩溶发育洞穴上覆基岩或土层上安装支架，通过支撑挂架将监测装置悬挂到岩溶发育洞穴内，通过各个平衡液压缸的伸缩长度控制，保持树节架的垂直悬空平衡，通过树节气缸松开对弹力滑块的限制，在树节弹簧作用下枝节架展开，当枝节架碰触到岩溶发育洞穴内壁时，枝节架展开停止，监测装置记录当前岩溶空腔内壁位置并上传给远程终端进行岩溶发育洞穴内壁轮廓构造，通过树节气缸控制枝节架的收拢，通过回转电机控制树节架的转动角度，重复上述操作，对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，全覆盖对岩溶发育洞穴内壁进行扫描测量，构造分析岩溶发育洞穴内壁结构，岩溶坍塌预警监测精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本申请实施方式提供的岩溶坍塌预警监测装置立体结构示意图；

图2为本申请实施方式提供的埋地进给组件立体结构示意图；

图3为本申请实施方式提供的树状预警组件立体结构示意图；

图4为本申请实施方式提供的树状预警组件局部立体结构示意图；

图5为本申请实施方式提供的枝状预警组件立体结构示意图；

图6为本申请实施方式提供的发育监测组件立体结构示意图。

图中：100-埋地进给组件；110-支撑挂架；111-挂槽；120-第一万向节；130-平衡液压缸；140-第二万向节；150-埋地架；151-平衡支座；300-树状预警组件；310-回转电机；311-平衡盘；312-平衡插台；320-树节架；321-树节插槽；322-树节插台；323-定位座；324-支撑座；325-限位板；326-第一转座；330-调节导柱；340-弹力滑块；341-第二转座；350-树节弹簧；360-树节气缸；361-止板；370-枝节架；371-第三转座；380-枝节杆；500-枝状预警组件；510-剪力架；511-限位转台；512-弹力座；520-枝节气缸；521-止台；530-枝节弹簧；540-夹持臂；541-转耳；542-导轨滑块；543-卡爪；550-夹持导轨；700-发育监测组件；710-下坠盘；720-预压筒；730-压力传感器；740-第一测距模块；750-第二测距模块。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1-图6所示，根据本申请实施例的岩溶坍塌预警监测装置包括埋地进给组件100、树状预警组件300、枝状预警组件500和发育监测组件700，树状预警组件300悬挂安装在埋地进给组件100下，枝状预警组件500安装在树状预警组件300周侧，发育监测组件700安装部分在树状预警组件300底部，发育监测组件700部分安装在枝状预警组件500上。埋地进给组件100通过悬挂对监测装置进行地表支撑，通过液压伸缩保持监测装置的平衡。树状预警组件300通过树状节贯穿插入岩溶发育洞穴，通过弹性控制监测装置展开收拢，通过电机控制树状节的旋转角度。枝状预警组件500通过弹性控制监测装置展开收拢，并通过弹性夹紧附着在岩溶发育洞穴内壁。发育监测组件700配合上述结构，对岩溶发育洞穴内壁结构进行测量，并上传给远程终端进行内壁构造分析。

如图2-图5所示，岩溶塌陷的发育过程包括从溶洞（隙）→塌陷（基岩塌陷），或是溶洞（隙）→土洞→塌陷（土层塌陷）。岩溶塌陷的发生受基本因素和动力因素的影响。现有的岩溶坍塌预警监测方法一般通过地质雷达、岩溶管道裂隙中的水(气)压力传感器自动监测和光导纤维进行监测，这些监测难以对岩溶坍塌空腔进行内壁轮廓精确监测构造，难以分析预警岩溶坍塌的地质风险。

埋地进给组件100包括支撑挂架110、第一万向节120、平衡液压缸130、第二万向节140和埋地架150，支撑挂架110上均匀开设有挂槽111，方便监测装置的悬挂支撑。第一万向节120对称悬挂于支撑挂架110底部，第一万向节120与支撑挂架110螺接。平衡液压缸130缸身设置于第一万向节120上，平衡液压缸130与第一万向节120螺接。第二万向节140设置于平衡液压缸130活塞杆一端，第二万向节140与平衡液压缸130螺接。埋地架150设置于第二万向节140上，埋地架150上端对称设置有平衡支座151，具体的平衡支座151与埋地架150一体成型，第二万向节140设置于平衡支座151上，平衡支座151与第二万向节140螺接。

树状预警组件300包括回转电机310、树节架320、调节导柱330、弹力滑块340、树节弹簧350、树节气缸360、枝节架370和枝节杆380，回转电机310机身设置于埋地架150内，回转电机310与埋地架150螺接。树节架320依次悬挂设置于回转电机310输出端，树节架320顶部开设有树节插槽321，树节架320底部设置有树节插台322，树节插台322与树节架320螺接，树节插台322插接于另一个树节架320的树节插槽321内，快速定位后螺接，实现树节架320的快速对接加长。回转电机310输出端固定有平衡盘311，平衡盘311与回转电机310螺接，平衡盘311底部设置有平衡插台312，平衡插台312插接于相邻树节架320的树节插槽321内，快速定位后螺接。调节导柱330对称设置于树节架320内。

其中，调节导柱330对称设置于树节架320内，树节架320上端对称设置有定位座323，定位座323与树节架320螺接，树节架320下端设置有支撑座324，支撑座324与树节架320螺接，调节导柱330设置于定位座323和支撑座324之间，调节导柱330分别与定位座323和支撑座324螺接。弹力滑块340滑动套接于调节导柱330表面，树节弹簧350套接于调节导柱330表面，树节弹簧350上端贴合于弹力滑块340下端，树节弹簧350下端贴合于树节架320下端内，树节弹簧350下端贴合于定位座323，具体的在树节弹簧350作用下，弹力滑块340受到弹簧力竖直向上运动。树节气缸360缸身设置于弹力滑块340上，树节气缸360与弹力滑块340螺接，树节气缸360活塞杆一端贯穿于树节架320下端。

其中，树节气缸360活塞杆一端固定有止板361，止板361与树节气缸360螺接，支撑座324上设置有限位板325，支撑座324与限位板325焊接，止板361朝向限位板325，通过实现树节气缸360实现树节弹簧350的压缩和自由伸展。枝节架370一端对称转动连接于树节架320上端，定位座323上设置有第一转座326，第一转座326与定位座323焊接，枝节架370一端转动连接于第一转座326上，枝节架370与第一转座326销轴连接。枝节杆380一端转动连接于弹力滑块340上，弹力滑块340上设置有第二转座341，第二转座341与弹力滑块340焊接，枝节杆380一端转动连接于第二转座341内，枝节杆380与第二转座341销轴连接。枝节杆380另一端转动连接于枝节架370另一端，枝节架370上设置有第三转座371，枝节架370与第三转座371焊接，枝节杆380另一端转动连接于第三转座371内，枝节杆380与第三转座371销轴连接。

在岩溶发育洞穴上方进行钻孔，组装树节架320将其悬空插入钻孔内，直到树节架320触底岩溶发育洞穴底部，将回转电机310输出端连接到树节架320顶部，在岩溶发育洞穴上覆基岩或土层上安装支架，通过支撑挂架110将监测装置悬挂到岩溶发育洞穴内，通过各个平衡液压缸130的伸缩长度控制，保持树节架320的垂直悬空平衡，提高监测装置的检测精度稳定。通过树节气缸360松开对弹力滑块340的限制，在树节弹簧350作用下枝节架370转动展开。当岩溶发育洞穴狭小时，枝节架370转动触及岩溶发育洞穴内壁后停止展开，当岩溶发育洞穴充足时，枝节架370沿着树节架320径向完全展开朝向岩溶发育洞穴内壁。监测装置记录当前岩溶空腔内壁位置并上传给远程终端进行岩溶发育洞穴内壁轮廓构造，通过内壁物理接触定点测量，减少了岩溶发育洞穴内壁悬垂土壤对检测装置的干扰影响。通过树节气缸360控制枝节架370的收拢，通过回转电机310控制树节架320的转动角度，重复上述操作，对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，全覆盖对岩溶发育洞穴内壁进行扫描测量，构造分析岩溶发育洞穴内壁结构，提高岩溶坍塌预警监测精度。

枝状预警组件500包括剪力架510、枝节气缸520、枝节弹簧530、夹持臂540和夹持导轨550，剪力架510一端转动连接于枝节架370上，剪力架510与枝节架370销轴连接。枝节气缸520缸身设置于枝节架370上，枝节气缸520与枝节架370螺接。枝节气缸520活塞杆一端贯穿于剪力架510上，剪力架510上转动设置有限位转台511，枝节气缸520活塞杆一端设置有止台521，止台521与枝节气缸520螺接，止台521朝向限位转台511，实现枝节气缸520控制剪力架510的收拢和导向。枝节弹簧530均匀设置于剪力架510内，剪力架510内均匀转动设置有弹力座512，枝节弹簧530两端套接于弹力座512之间，在枝节弹簧530作用下，剪力架510受到弹簧力始终保持展开。夹持臂540一端对称滑动套接于剪力架510上。

其中，夹持臂540一端设置有转耳541，转耳541与夹持臂540螺接。转耳541滑动套接于剪力架510上，具体的转耳541内设置有轴承，轴承滑动套接于剪力架510上。夹持导轨550滑动套接于夹持臂540表面，夹持臂540上设置有导轨滑块542，导轨滑块542与夹持臂540螺接，导轨滑块542滑动贯穿于夹持导轨550内，实现夹持臂540的横向滑动，夹持臂540另一端设置有设置卡爪543，卡爪543朝向另一个相邻卡爪543，通过卡爪543对岩溶坍塌空腔内壁进行抓取固定。

配合枝节架370的转动展开，通过枝节气缸520取消剪力架510的伸展限制。在枝节弹簧530的作用下，剪力架510沿着枝节架370转动方向展开，直到卡爪543触及岩溶坍塌空腔内壁后停止展开。剪力架510展开过程中，通过转耳541带动夹持臂540相向运动，夹紧接触岩溶坍塌空腔内壁，实现监测装置在岩溶发育洞穴内的稳定夹紧支撑，提高检测装置的监测稳定性。通过卡爪543物理接触定点测量，减少了岩溶发育洞穴内壁悬垂土壤对检测装置的干扰影响。通过枝节气缸520控制监测装置的收拢，配合树节气缸360和回转电机310，实现对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，提高岩溶坍塌预警监测精度。

如图2-图5所示，岩溶塌陷的形成，是受多种因素影响和作用的结果。岩溶塌陷的发生受基本因素和动力因素的影响。其中基本因素包括可溶岩及其岩溶发育情况、覆盖层厚度和结构性质、地下水情况三种；动力因素则包括降雨、干旱等自然条件和水库蓄水、人工抽排水等人为活动。岩溶坍塌洞穴的发育是一个长期的过程，需要长期对岩溶坍塌洞穴进行演变监测，分析岩溶坍塌洞穴的发育规律，预警预报岩溶坍塌，减少岩溶坍塌造成的事故风险。

发育监测组件700包括下坠盘710、预压筒720、压力传感器730、第一测距模块740和第二测距模块750，下坠盘710设置于树节架320下方，下坠盘710与树节架320螺接，预压筒720设置于下坠盘710下方，压力传感器730均匀设置于下坠盘710和预压筒720之间。第一测距模块740均匀设置于树节架320上，第一测距模块740与树节架320螺接。第二测距模块750设置于夹持臂540上，第二测距模块750与夹持臂540螺接。第二测距模块750朝向第一测距模块740。

在岩溶坍塌洞穴发育过程中，在树节弹簧350作用下，枝节架370始终保持转动展开，会随着岩溶坍塌洞穴内壁的变化而变化转动角度。在枝节弹簧530的作用下，剪力架510沿着枝节架370转动方向展开，会随着岩溶坍塌洞穴内壁的变化而伸缩。第一测距模块740和第二测距模块750之间的相对位置会随着岩溶坍塌洞穴内壁而变化，实现对岩溶发育洞穴内壁轮廓持续演变立体构造。通过压力传感器测量预压筒720对下坠盘710的压力变化，配合平衡液压缸130的整体升降调节树节架320高度，适应岩溶发育洞穴的向下发育，重复上述监测装置的收拢，通过回转电机310对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，对岩溶坍塌洞穴进行演变监测，分析岩溶坍塌洞穴的发育规律，预警预报岩溶坍塌，减少岩溶坍塌造成的事故风险。

具体的，该岩溶坍塌预警监测装置的工作原理：在岩溶发育洞穴上方进行钻孔，组装树节架320将其悬空插入钻孔内，直到树节架320触底岩溶发育洞穴底部，将回转电机310输出端连接到树节架320顶部，在岩溶发育洞穴上覆基岩或土层上安装支架，通过支撑挂架110将监测装置悬挂到岩溶发育洞穴内，通过各个平衡液压缸130的伸缩长度控制，保持树节架320的垂直悬空平衡，提高监测装置的检测精度稳定。通过树节气缸360松开对弹力滑块340的限制，在树节弹簧350作用下枝节架370转动展开。当岩溶发育洞穴狭小时，枝节架370转动触及岩溶发育洞穴内壁后停止展开，当岩溶发育洞穴充足时，枝节架370沿着树节架320径向完全展开朝向岩溶发育洞穴内壁。监测装置记录当前岩溶空腔内壁位置并上传给远程终端进行岩溶发育洞穴内壁轮廓构造，通过内壁物理接触定点测量，减少了岩溶发育洞穴内壁悬垂土壤对检测装置的干扰影响。通过树节气缸360控制枝节架370的收拢，通过回转电机310控制树节架320的转动角度，重复上述操作，对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，全覆盖对岩溶发育洞穴内壁进行扫描测量，构造分析岩溶发育洞穴内壁结构，提高岩溶坍塌预警监测精度。

进一步，配合枝节架370的转动展开，通过枝节气缸520取消剪力架510的伸展限制。在枝节弹簧530的作用下，剪力架510沿着枝节架370转动方向展开，直到卡爪543触及岩溶坍塌空腔内壁后停止展开。剪力架510展开过程中，通过转耳541带动夹持臂540相向运动，夹紧接触岩溶坍塌空腔内壁，实现监测装置在岩溶发育洞穴内的稳定夹紧支撑，提高检测装置的监测稳定性。通过卡爪543物理接触定点测量，减少了岩溶发育洞穴内壁悬垂土壤对检测装置的干扰影响。通过枝节气缸520控制监测装置的收拢，配合树节气缸360和回转电机310，实现对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，提高岩溶坍塌预警监测精度。

另外，在岩溶坍塌洞穴发育过程中，在树节弹簧350作用下，枝节架370始终保持转动展开，会随着岩溶坍塌洞穴内壁的变化而变化转动角度。在枝节弹簧530的作用下，剪力架510沿着枝节架370转动方向展开，会随着岩溶坍塌洞穴内壁的变化而伸缩。第一测距模块740和第二测距模块750之间的相对位置会随着岩溶坍塌洞穴内壁而变化，实现对岩溶发育洞穴内壁轮廓持续演变立体构造。通过压力传感器测量预压筒720对下坠盘710的压力变化，配合平衡液压缸130的整体升降调节树节架320高度，适应岩溶发育洞穴的向下发育，重复上述监测装置的收拢，通过回转电机310对岩溶发育洞穴内壁轮廓进行多点立体构造，对岩溶坍塌洞穴进行演变监测，分析岩溶坍塌洞穴的发育规律，预警预报岩溶坍塌，减少岩溶坍塌造成的事故风险。

需要说明的是，平衡液压缸130、回转电机310、树节气缸360、枝节气缸520、压力传感器730、第一测距模块740和第二测距模块750具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

平衡液压缸130、回转电机310、树节气缸360、枝节气缸520、压力传感器730、第一测距模块740和第二测距模块750的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本申请的优选实施方式而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，包括

埋地进给组件（100），所述埋地进给组件（100）包括支撑挂架（110）、第一万向节（120）、平衡液压缸（130）、第二万向节（140）和埋地架（150），所述第一万向节（120）对称悬挂于所述支撑挂架（110）底部，所述平衡液压缸（130）缸身设置于所述第一万向节（120）上，所述第二万向节（140）设置于所述平衡液压缸（130）活塞杆一端，所述埋地架（150）设置于所述第二万向节（140）上；

树状预警组件（300），所述树状预警组件（300）包括回转电机（310）、树节架（320）、调节导柱（330）、弹力滑块（340）、树节弹簧（350）、树节气缸（360）、枝节架（370）和枝节杆（380），所述回转电机（310）机身设置于所述埋地架（150）内，所述树节架（320）依次悬挂设置于所述回转电机（310）输出端，所述调节导柱（330）对称设置于所述树节架（320）内，所述弹力滑块（340）滑动套接于所述调节导柱（330）表面，所述树节弹簧（350）套接于所述调节导柱（330）表面，所述树节弹簧（350）上端贴合于所述弹力滑块（340）下端，所述树节弹簧（350）下端贴合于所述树节架（320）下端内，所述树节气缸（360）缸身设置于所述弹力滑块（340）上，所述树节气缸（360）活塞杆一端贯穿于所述树节架（320）下端，所述枝节架（370）一端对称转动连接于所述树节架（320）上端，所述枝节杆（380）一端转动连接于所述弹力滑块（340）上，所述枝节杆（380）另一端转动连接于所述枝节架（370）另一端。

2.根据权利要求1所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述埋地架（150）上端对称设置有平衡支座（151），所述第二万向节（140）设置于所述平衡支座（151）上。

3.根据权利要求1所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述支撑挂架（110）上均匀开设有挂槽（111）。

4.根据权利要求1所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述树节架（320）顶部开设有树节插槽（321），所述树节架（320）底部设置有树节插台（322），所述树节插台（322）插接于另一个所述树节架（320）的所述树节插槽（321）内。

5.根据权利要求4所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述回转电机（310）输出端固定有平衡盘（311），所述平衡盘（311）底部设置有平衡插台（312），所述平衡插台（312）插接于相邻所述树节架（320）的所述树节插槽（321）内。

6.根据权利要求1所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述树节架（320）上端对称设置有定位座（323），所述树节架（320）下端设置有支撑座（324），所述调节导柱（330）设置于所述定位座（323）和所述支撑座（324）之间，所述树节弹簧（350）下端贴合于所述定位座（323）。

7.根据权利要求6所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述树节气缸（360）活塞杆一端固定有止板（361），所述支撑座（324）上设置有限位板（325），所述止板（361）朝向所述限位板（325）。

8.根据权利要求6所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述定位座（323）上设置有第一转座（326），所述枝节架（370）一端转动连接于所述第一转座（326）上。

9.根据权利要求1所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述弹力滑块（340）上设置有第二转座（341），所述枝节杆（380）一端转动连接于所述第二转座（341）内。

10.根据权利要求1所述的一种岩溶坍塌预警监测装置，其特征在于，所述枝节架（370）上设置有第三转座（371），所述枝节杆（380）另一端转动连接于所述第三转座（371）内。

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