边坡滚石模拟装置

技术领域

本发明涉及一种边坡滚石模拟装置。

背景技术

滚石是山区最常见的地质灾害之一，它严重威胁着广大人民群众的生命财产安全，并且在交通线路的施工期和运营期，滚石不仅对人的生命财产安全造成巨大的损失，还会造成工期延误、机械设备损坏等诸多问题，是安全监管的重点。为此，需要有一个针对滚石进行监测的质量可靠、性能稳定的监测预警系统，也就是滚石雷达。

滚石雷达是一种实时监测预警的高精度雷达，可以在500m范围内监测到石头滚动，为了更好的监测石头滚动。需要提前验证滚石雷达的灵敏度，也就是识别滚动的石头有多大的尺寸，现在为了验证滚石雷达的灵敏度需要前往滚石滑落区，实地进行人工滚石验证，但对于体积重量相对较大的滚石，在实验场地也难以做到进行模拟滑落，再加上坡角的单一性，滚石的不规则性，导致验证工作相对比较危险，造成利用自然地貌实地进行监测验证这一方法并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以模仿各种大小的滚石的状态，便于携带，操作性好，可以更加高效的对滚石雷达的灵敏度进行监测的边坡滚石模拟装置。

本发明的边坡滚石模拟装置，包括前低、后高呈倾斜设置的面板，面板采用非金属材料制成，面板的下表面设有可伸缩支架，可伸缩支架的顶端与面板铰接相连，面板板面的中部沿着上下斜面的方向设有滑槽，滑槽内设有滑块，滑块可在重力的作用下沿着滑槽向下运动，滑槽的顶部一端设有绳轮，绳轮上环绕有牵引绳，牵引绳的一端固定在绳轮上，牵引绳的另一端向下延伸固定在滑块上，绳轮与直流调速电机传动相连；

还包括多个备用的角反射器和一个安装在所述滑块上方的角反射器，角反射器由三个全等三角形的金属三角板拼接构成，金属三角板的板面为等腰直角三角形，角反射器的反射面朝向前方，角反射器通过插接件插装在滑块上，面板上位于滑槽的侧面设有用于监测角反射器的加速度的加速度传感器。

优选地，所述角反射器的数量为9个，角反射器的边长分别为5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、18cm、20cm、22cm和25cm。

所述滑槽的底端设有防撞橡胶块。

优选地，所述面板为矩形，面板的上表面设有矩形的凹槽，所述角反射器位于凹槽内，滑槽位于凹槽内的底板上。

优选地，所述面板上设有用于监测面板的倾斜角度的倾角传感器，当所述面板与水平面之间的夹角为45°时，所述角反射器的反射面位于竖直方向，所述面板采用工程塑料制成。

本发明的边坡滚石模拟装置在使用时，可利用可伸缩支架将面板支撑成模拟实验所需要的角度，然后利用直流调速电机驱动绳轮转动，而滑块和角反射器可在重力的作用下沿着滑槽向下运动，由此可通过牵引绳控制滑块和角反射器的升、降运动，以此来模拟滚石的运动，角反射器会将雷达发射的电磁波折射放大，产生很强的回波信号用于模拟滚石，通过更换不同型号角反射器，可以模拟不同大小的滚石。因此，本发明的边坡滚石模拟装置具有可以模仿各种大小的滚石的状态，便于携带，操作性好，可以更加高效的对滚石雷达的灵敏度进行监测的特点。

下面结合附图及实施例详述本发明。

附图说明

图1为本发明的边坡滚石模拟装置的结构示意图的主视图；

图2为本发明的边坡滚石模拟装置从侧向看的立体图；

图3为本发明的边坡滚石模拟装置从后侧面看的立体图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的边坡滚石模拟装置，包括前低、后高呈倾斜设置的面板1，面板1采用非金属材料制成，面板1的下表面设有可伸缩支架2，可伸缩支架2的顶端与面板1铰接相连，面板1板面的中部沿着上下斜面的方向设有滑槽3，滑槽3内设有滑块4，滑块4可在重力的作用下沿着滑槽3向下运动，滑槽3的顶部一端设有绳轮5，绳轮5上环绕有牵引绳6，牵引绳6的一端固定在绳轮5上，牵引绳6的另一端向下延伸固定在滑块4上，绳轮5与直流调速电机10传动相连；

还包括多个备用的角反射器7和一个安装在所述滑块4上方的角反射器7，角反射器7由三个全等三角形的金属三角板拼接构成，金属三角板的板面为等腰直角三角形，角反射器7的反射面朝向前方，角反射器7通过插接件插装在滑块4上，面板1上位于滑槽3的侧面设有用于监测角反射器7的加速度的加速度传感器9。

在使用时，角反射器7会将雷达发射的电磁波折射放大，产生很强的回波信号用于模拟滚石，通过更换不同型号角反射器7插装在滑块4上，可以模拟不同大小的滚石。

作为本发明的进一步改进，上述角反射器7的数量为9个，角反射器7的边长分别为5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、18cm、20cm、22cm和25cm。

作为本发明的进一步改进，上述滑槽3的底端设有防撞橡胶块8。

作为本发明的进一步改进，上述面板1上设有用于监测面板1的倾斜角度的倾角传感器。

作为本发明的进一步改进，上述面板1为矩形，面板1的上表面设有矩形的凹槽11，所述角反射器7位于凹槽11内，滑槽3位于凹槽11内的底板上。

作为本发明的进一步改进，当面板1与水平面之间的夹角为45°时，所述角反射器7的反射面位于竖直方向。所述面板1采用工程塑料制成。

本发明的边坡滚石模拟装置在使用时，可利用可伸缩支架2将面板1支撑成模拟实验所需要的角度，然后利用直流调速电机10驱动绳轮5转动，而滑块4和角反射器7可在重力的作用下沿着滑槽3向下运动，由此可通过牵引绳6控制滑块4和角反射器7的升、降运动，以此来模拟滚石的运动，角反射器7会将雷达发射的电磁波折射放大，产生很强的回波信号用于模拟滚石，通过更换不同型号角反射器7，可以模拟不同大小的滚石。因此，本发明的边坡滚石模拟装置具有可以模仿滚石的多种滑落状态，便于携带，操作性好，由此可提高研制出的监测滚石的设备的监测精度的特点。

本发明一种通过模仿不同大小滚石的滑落进行滚石雷达的灵敏度测试，其易于模拟边坡滚石滑落，便携且操作性较好的边坡滚石模拟装置，这无疑对工程的防灾减灾具有非同一般的意义。

滚石雷达的灵敏度是指最小可辨识信号的能力，灵敏度的高低直接反应了一个雷达探测性能的优劣，识别到微弱信号的能力越强，可以监测到越弱的回波信号，就可以识别到更小的滚石(石头越大回波信号越强，石头越小回波信号越弱)，因此验证滚石雷达的灵敏度(精确识别到多小石头的能力，能识别到的滚石越小灵敏度越高)可通过更换角反射器大小(相当于不同大小石头)验证。

本发明用配备角反射器代替石头，当雷达电磁波扫描到角反射器后，电磁波打在角反射器上经过多次反射会原路反射回去，产生很强的回波信号，雷达的显示屏幕就会出现很强的回波目标。而雷达散射截面就是度量目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量，简称RCS，雷达回波与雷达散射截面积(RCS)成正比，不同尺寸的石头有不同的RCS，一般情况下，石头尺寸越大，其RCS越大。由于角反射器有极强的反射回波特性，根据角反射器雷达截面积公式

本发明配备的角反射器7的边长分别为5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、18cm、20cm、22cm和25cm，此材料角反射器可分别近似代替15cm、35cm、55cm、80cm、130cm、180cm、230cm、275cm、360cm半径的滚石，由此可以用轻便的小角反射器来模拟替换体积较大的滚石。同时由于石头的不规则性，在发生滚落时RCS也在变换，而本发明也可通过变换面板1与地面之间的夹角大小来增加各种可模拟的状态，即通过面板1与地面之间的夹角变化改变了其RCS，来模拟滚石的下落；或者是通过改变滚石雷达与角反射器7之间的距离来增加各种可模拟的状态，由此极大减少了人工模拟滚石的困难和风险。

综上，根据本发明原理，可以验证滚石雷达的灵敏度。滚石雷达在有效距离内，通过本发明更换不同大小角反射器下落来模拟不同大小滚石下落，在雷达的显示屏幕就会出现目标轨迹，从大到小更换角反射器的型号，直到识别不到目标轨迹，从而来验证其灵敏度。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。