[发明专利]一种飞轮式落石防护网缓冲消能器与灾害预警系统

说明书

本发明具体提供了一种飞轮式落石防护网缓冲消能器与灾害预警系统。本发明中飞轮式落石防护网消能器主要包括钢绳、飞轮、恢复弹簧、发电传动轴；还提供了一种基于飞轮式落石防护网缓冲消能器的灾害预警系统，主要包括飞轮式缓冲消能器、发电模块、落石能级判别与警报控制模块、现场警报发布模块及远程警报信息传输模块。飞轮式缓冲消能器安装在落石防护网上，落石带动飞轮提供动力至发电模块，通过落石能级判别与警报控制模块确定灾害级别，利用现场警报发布模块及远程警报信息传输模块进行信息传递。本发明可以对落石冲击的动能进行缓冲消减，实现落石灾害的监测预警，且最大限度避免和减少道路边坡崩塌落石灾害带来的危害。

技术领域

本发明涉及地质灾害安全防护和灾害预警技术领域，尤其是一种飞轮式落石防护网缓冲消能器与灾害预警系统。

背景技术

落石是指边坡岩石块体因某种原因从地质体表面失稳后经过下落、回弹、跳跃、滚动或滑动等运动方式沿着坡面向下快速运动，最后在较平缓的地带或障碍物附近静止下来的一个动力演化过程。落石是山区常见地质灾害，其成因复杂、突发性强，且所处环境高陡隐蔽，调查困难，分布分散，规律性差，预测困难，给人民生命财产造成极大威胁。

现阶段，为了解决这一问题，通常防护与预警相结合的方式。其中防护措施多采用路边加装防护网等方法，为防止防护网被落石冲击而损坏，需要在防护网上加设缓冲结构以消耗落石冲击能量。传统防护网的缓冲装置一般使用环形缓冲器，通过摩擦制动及弹性变形实现消能缓冲。预警方法多采用人工检测或机器设备监测，检测人员定期或不定期前往易发生灾害地区进行巡查，结合监测数据及经验判定灾害情况。以上所述方法，存在一定的缺陷：

1、缓冲能力有限。环形缓冲器中摩擦制动环有限的弹性恢复能力和不稳定的抗摩擦能力制约了其缓冲能力。

2、环形缓冲器仅在落石冲击时起缓冲消能作用，没有结合落石报警，不能在落石灾害发生时提供灾害报警功能。

3、人工检测预警等方法无法及时获知落石灾害情况，且人身安全性无法保障。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种飞轮式落石防护网缓冲消能器与灾害预警系统，能够提高落石防护网缓冲器的缓冲能力，同时针对目前的防护网均没有报警装置而设计了能够实时预警的功能，确保路上车辆行人能够及时知晓有落石危险，最大限度避免或减小落石灾害带来的危害。

一方面，本发明实施例提供一种飞轮式落石防护网缓冲消能器，包括：钢绳、飞轮、发条弹簧、棘爪、棘轮、发电传动轴。其中，

所述钢绳用于连接防护网与飞轮消能器，将防护网受冲击时产生的拉伸作用传递到消能器内部，带动飞轮转动；

所述飞轮，用于单向转动，缓冲落石能量；

所述发条弹簧，用于将被拉伸后的钢绳复位，以备下次拉伸；

所述棘爪与棘轮，用于控制飞轮单向转动，发条弹簧单向收紧受力；

所述发电传动轴，用于将飞轮转动带动发电机转子，从而发电产生电能。

另一方面，本发明实施例提供一种落石灾害预警系统，包括：飞轮式缓冲消能器、发电模块、落石能级判别与警报控制模块、远程警报信息传输模块及现场警报发布模块；其中，

所述飞轮式缓冲消能器用于吸收落石冲击能量后开始转动，将势能转化为机械能；

所述发电模块用于连接飞轮式缓冲消能器，将机械能转化为电能；

优选地，发电模块包括小型发电机，用于将飞轮转动机械能转化为电能，电能用于警报器供电和信息传输模块供电。电路保护装置，用于对发电机及相关电路的过热、过载等保护。

所述落石能级判别与警报控制模块，用于根据输入的电压或电流识别落石冲击是否发生及量级；