CN106441076B - 通信铁塔变形自动检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信铁塔变形自动检测装置及检测方法，该检测装置包括底座、检测主框架、轨迹球、弹簧、连接杆以及变阻器，底座整体呈圆盘状，固定在通信铁塔横梁上，底座上表面设有若干沿径向均匀分布的轨道，轨道上设有轨迹球，所述检测主框架焊接固定在底座上表面中间位置，检测主框架内侧设有滑动变阻器，所述滑动变阻器具有滑片、变阻器主体，多个弹簧分别安装在对应的轨道内，弹簧一端与轨迹球固定连接，另一端与检测主框架固定连接，与轨道数量相等的连接杆与弹簧安装方向一致，一端与轨迹球固定连接，另一端与滑片固定连接。本发明具有使用结构简单，成本低廉，方便快捷，测量精度高等优点。

Description

通信铁塔变形自动检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及自动检测装置及通信铁塔，尤其涉及一种通信铁塔变形自动检测装置及检测方法。

背景技术

移动通信网络建设过程中，铁塔作为重要的移动通信辅助设备，对无线网络质量的好坏产生直接影响。安装在野外的移动通信铁塔，虽然地基坚固，但是由于长期受到地壳运动、天气环境、人为施工(如修公路等情况下的野外爆破)等的影响，容易发生倾斜。当倾斜达到一定程度，或者由于倾斜造成的铁塔应力变化，均有可能使得铁塔发生形变，从而引发工作状态异常甚至坍塌的严重事故；并且塔顶区域较高，存在人工测量不方便，人员目视测量误差大，工人高空作业危险性高等问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种通信铁塔变形自动检测装置及通信铁塔。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种通信铁塔变形自动检测装置，包括底座、检测主框架、轨迹球、弹簧、连接杆以及滑动变阻器，底座固定在通信铁塔横梁上，其中：

所述底座整体呈圆盘状，上表面设有若干沿径向均匀分布的轨道，所述轨道呈凹槽状，并且每个轨道内设有轨迹球；

所述检测主框架整体呈柱状，检测主框架内侧设有滑动变阻器，所述滑动变阻器具有滑片、变阻器主体，所述变阻器主体一端与检测主框架内壁固定连接，另一端与滑片滑动连接；

所述检测主框架焊接固定在底座上表面中间位置，与轨道数量相等的所述弹簧分别安装在对应的轨道内，弹簧一端与轨迹球固定连接，另一端与检测主框架外壁固定连接，弹簧具有使轨迹球恢复到初始状态的趋势，当底盘处于水平状态时弹簧能够使轨迹球恢复到初始位置，所述与轨道数量相等的连接杆与弹簧安装方向一致，一端与轨迹球固定连接，另一端与滑片固定连接，并且在底盘随着铁塔倾斜时，轨迹球受其自身的重力作用而发生位置变动，并且带动连杆和滑片运动，从而导致滑动变阻器的阻值输出发生变化。

进一步的实施例中，所述底座上表面设有4条轨道，4条轨道之间成90°夹角均匀分布。

进一步的实施例中，每一条所述轨道整体呈矩形凹槽状，一端开口，另一端与检测主框架外壁相通。

进一步的实施例中，所述弹簧材料为合金弹簧钢。

进一步的实施例中，所述变形自动检测装置还包括多路AD转换器、微处理器以及无线收发装置，其中：

多路AD转换器与所述多个滑动变阻器连接，用于将每个滑动变阻器检测到的阻值输出进行模数转换后，传输到微处理器；

所述微处理器与无线收发装置连接，通过无线收发装置将模数转换后的阻值数据通过无线电波进行发射传播。

进一步的实施例中，所述变形自动检测装置还包括分别与多路AD转换器、微处理器以及无线收发装置连接并为其供电的电源模块，该电源模块的输出经过一稳压模块后输出给多路AD转换器、微处理器以及无线收发装置。

根据本发明的改进，还提出一种通信铁塔变形检测方法，包括：

步骤1、提供一种通信铁塔变形自动检测装置安装到通信铁塔的横梁上，该横梁位于通信铁塔塔体上方临近顶端一侧的位置；

步骤2、当通信铁塔发生变形或者倾斜时，通过对应方向的轨迹球受其自身重力作用而在倾斜或者变形方向发生位移，带动与其连接的连接杆同步位移；

步骤3、与发生位移的连接杆相对应的滑动变阻器的滑片发生同步位移，使得滑动变阻器的阻值输出相对于其原始状态的阻值发生变化；

步骤4、所述阻值以及阻值的变化通过网络发送至远端的计算机系统；

步骤5、所述计算机系统响应于阻值的变化量的绝对值超出预设的阈值，判定通信铁塔发生倾斜或者变形，并发出报警信号。

进一步地，所述方法更加包含以下步骤：

预先设置用于阻值变化判定的阈值。

进一步地，在所述步骤5中，响应于阻值的变化量的绝对值超出预设的阈值，所述计算机系统还通过蜂窝网络向设定的移动终端发送报警短消息。

进一步地，前述方法更加包含以下步骤：

对所述多个轨迹球进行编号，所述计算机系统根据发生阻值变化绝对值的最大值对应的滑动变阻器，确定与之通过连接杆连接的对应编号的轨迹球，从而确定发生倾斜或者变形的方向。

本发明提出的通信铁塔变形自动检测装置及通信铁塔，通过对检测装置进行结构优化设计，具有使用方便快捷，测量精度高，采集数据量大等优点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明较优实施例的通信铁塔变形自动检测装置的整体结构示意图。

图2为本发明较优实施例的通信铁塔变形自动检测装置的整体俯视图。

图3为图1中的局部放大图，放大比例为2：1。

图4为图1实施例中塔体没有倾斜时底座与检测框架的连接结构示意图。

图5为图1实施例中塔体倾斜时底座与检测框架的连接结构示意图。

图6为本发明一实施例的通信铁塔变形自动检测装置的示意图(其中仅仅绘示了滑动变阻器以及信号传输部分)。

图7是本发明某些实施例的通信铁塔变形自动检测装置的示意图；

图8是本发明的通信铁塔变形自动检测装置的计算机控制框图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。

如图1至5所示，根据本发明的较优实施例，包括底座4、检测主框架1、轨迹球3、弹簧2、连接杆5以及滑动变阻器6，底座固定在通信铁塔横梁上。

所述底座4整体呈圆盘状，上表面设有若干沿径向均匀分布的轨道401，所述轨道401呈凹槽状，并且每个轨道401内设置轨迹球3。

所述检测主框架1整体呈柱状，检测主框架1内侧设有滑动变阻器6，所述滑动变阻器6具有滑片601、变阻器主体602，所述变阻器主体602一端与检测主框架1内壁固定连接，另一端与滑片601滑动连接。

所述检测主框架1焊接固定在底座4上表面中间位置，与轨道401数量相等的所述弹簧2分别安装在对应的轨道401内，弹簧2一端与轨迹球3固定连接，另一端与检测主框架1外壁固定连接，所述与轨道401数量相等的连接杆5与弹簧2安装方向一致，一端与轨迹球3固定连接，另一端与滑片601固定连接。使得所述底座4倾斜而使得轨迹球受到其自身重力作用发生位置变化时带动该连接杆5和所述滑动变阻器6的滑片601同步运动，进而使得滑动变阻器6的阻值输出发生变化.

尤其是，轨道401内设置的弹簧2具有使得轨迹球3恢复到初始位置的趋势。

如此，该装置在使用时，装置安装在通信铁塔横梁上，当通信铁塔横梁发生倾斜时，其中一侧弹簧2因轨迹球3的重力作用长度由原来的图4变为图5，而且对应的轨迹球拉动连接杆5发生位置变化，连接杆5同时带动滑片601发生相对位移，使得滑动变阻器6电阻值因此发生变化，从而实时反映出铁塔倾斜变化。

如图2所示，所述底座4上表面设有4条轨道401，4条轨道401之间成90°夹角均匀分布。如此，该检测装置能够测量4个方向的倾斜变化。

如图2所示，每一条所述轨道401整体呈矩形凹槽状，一端开口，另一端与检测主框架1的外壁相通。

本实施例中，所述弹簧2材料为合金弹簧钢。合金弹簧钢具有高的弹性极限、抗疲劳性能，如此，该弹簧有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷，能够提高装置使用寿命。

在一些优选的实施例中，结合图6，所述变形自动检测装置还包括多路AD转换器(例如多通道AD转换芯片)、微处理器以及无线收发装置，其中：多路AD转换器与所述多个滑动变阻器连接，用于将每个滑动变阻器检测到的阻值输出进行模数转换后，传输到微处理器；所述微处理器与无线收发装置连接，通过无线收发装置将模数转换后的阻值数据通过无线电波进行发射传播。

所述的无线收发装置，可以采用例如3G、4G通讯模块等可通过无线通信链路接入到互联网的通讯模块。

如此，远端或者监控中心的监控计算机或者计算机系统即可根据阻值的变化来监测到铁塔的倾斜，及时进行预警和提示采取相应措施。

优选地，所述变形自动检测装置采用自供电(自身携带便携式电源模块)的方式，或者采用与市电结合的混合供电方式，其包括分别与多路AD转换器、微处理器以及无线收发装置连接并为其供电的电源模块，该电源模块的输出经过一稳压模块后输出给多路AD转换器、微处理器以及无线收发装置。

结合图1所示，根据本发明的较优实施例，一种通信铁塔，还包括：铁塔主体和铁塔横梁；铁塔横梁呈矩形，两端分别焊接固定在铁塔主体的上方中间区域，所述底座4通过螺钉固定在通信铁塔横梁上。

如图1和图2所示，所述底座4通过螺钉固定在至少2根交叉的通信铁塔横梁上。

本实施例中，通信铁塔横梁优选为交叉的2根。如此，底座能够更加牢固的固定在通信铁塔横梁上。

结合前述描述的一个或多个实施例的通信铁塔变形自动检测装置，如图7所示的检测系统，本发明还提出一种通信铁塔变形检测方法，通过前述尤其是图1、图6所示的检测装置来实现，该方法包括：

步骤1、提供一种前述任意实施例的通信铁塔变形自动检测装置安装到通信铁塔的横梁上，该横梁位于通信铁塔塔体上方临近顶端一侧的位置，尤其是临近铁塔顶端1m-2m位置区间内；

步骤2、当通信铁塔发生变形或者倾斜时，通过对应方向的轨迹球3受其自身重力作用而在倾斜或者变形方向发生位移，带动与其连接的连接杆5同步位移；

步骤3、与发生位移的连接杆5相对应的滑动变阻器的滑片601发生同步位移，使得滑动变阻器6的阻值输出相对于其原始状态的阻值发生变化；

步骤4、所述阻值以及阻值的变化通过网络发送至远端的计算机系统20；

步骤5、所述计算机系统20响应于阻值的变化量的绝对值超出预设的阈值，判定通信铁塔发生倾斜或者变形，并发出报警信号。

图8示例性地给出了一个计算机系统100的框图。图8中所示的计算机系统包括：101表示CPU(中央处理单元)，102表示RAM(随机存取存储器)，103表示ROM(只读存储器)，104表示系统总线，105表示HD(硬盘)控制器，106表示键盘控制器，107表示串行接口控制器，108表示并行接口控制器，109表示显示器控制器，110表示硬盘，111表示键盘，112表示照相机，113表示打印机，以及114表示显示器。这些部件中，与系统总线104连接的CPU 101、RAM 102、ROM 103、HD控制器105、键盘控制器106、串行接口控制器107、并行接口控制器108及显示器控制器119。硬盘110与HD控制器105连接，键盘111与键盘控制器106连接。显示器114与显示器控制器109连接。照相机112与串行接口控制器107连接，打印机113与并行接口控制器108连接。

图8中所示的各部件的功能在本技术领域内是众所周知的，并且图8所示的结构也是常规的。这种结构不仅适用于个人计算机(Personal Computer)、而且适用于便携式或者手持式设备，例如平板电脑(Tablet PC)、膝上型电脑(Laptop)、PDA(Personal DigitalAssistant)、智能手机(Smart Phone)等。

图8中所示的整个系统由通常作为软件存在硬盘110中(或者如上所述的，存储在EPROM中或者其他非挥发性存储区中)的计算机可读指令控制，由CPU 101控制执行。

前述的一个或多个CPU 101运行各种存储在硬盘110中的操作系统和/或软件程序和/或指令集，以便执行计算机系统的各种功能，并对数据进行处理。

当然，在一些便携式或者手持式设备中，前述的计算机系统还可包括未视出的音频电路、扬声器、麦克风、RF电路、通讯模块、其他外设接口等。这些组件通过一条或多条系统总线104进行通信。

在一些实例中，前述的显示器114还可以是触控屏，用于提供用户与计算机系统的输入接口和输出接口。触控屏114配置的显示器控制器109(即触控屏控制器)接收/发送来自/去往触控屏的电信号。该触控屏则向用户显示可视输出。这个可视输出可以包括文本、图形、视频及其任意组合。

应当理解，以上所提及的计算机系统仅仅是某种电子设备，尤其是个人计算机的一个实例，该电子设备的组件还可以比图示具有更多或者更少的组件，或者具有不同的组件配置。图8所示的各种组件可以用硬件、软件或者软硬件的结合来实现，包括一个或多个信号处理和/或集成电路。

在一些例子中，所述方法更加包含以下步骤：

预先设置用于阻值变化判定的阈值。例如通过计算机系统提供的键盘111来进行键入设定。在一些例子中，还可以通过触控式显示器进行输入设定。

在一些实施例中，在所述步骤5中，响应于阻值的变化量的绝对值超出预设的阈值，所述计算机系统还通过蜂窝网络向设定的移动终端发送报警短消息。

在一些实施例中，前述方法更加包含以下步骤：

对所述多个轨迹球进行编号，所述计算机系统根据发生阻值变化绝对值的最大值对应的滑动变阻器，确定与之通过连接杆连接的对应编号的轨迹球，从而确定发生倾斜或者变形的方向。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种通信铁塔变形自动检测装置，其特征在于，包括检测主框架(1)、弹簧(2)、轨迹球(3)、底座(4)、连接杆(5)以及滑动变阻器(6)，底座(4)固定在通信铁塔横梁上，其中：

所述底座(4)整体呈圆盘状，其上表面设有4条轨道(401)，4条轨道(401)之间成90°夹角均匀分布；所述轨道(401)呈凹槽状，凹槽一端开口，另一端与检测主框架(1)外壁相通，并且每个轨道(401)内设置轨迹球(3)；

所述检测主框架(1)整体呈柱状，检测主框架(1)内侧设有多个滑动变阻器(6)，每个滑动变阻器(6)具有滑片(601)、变阻器主体(602)，变阻器主体(602)固定到检测主框架(1)的内壁上；

所述检测主框架(1)固定在底座(4)上表面中间位置，与轨道(401)数量相等的所述弹簧(2)分别安装在对应的轨道(401)内，弹簧(2)一端与轨迹球(3)固定连接，另一端与检测主框架(1)外壁固定连接，且弹簧(2)材料为合金弹簧钢；

所述底座的每个轨道(401)内设置所述连接杆(5)，每个连接杆(5)与弹簧(2)安装方向一致，且连接杆(5)的一端与轨迹球(3)连接，另一端与滑片(601)固定连接，使得所述底座(4)倾斜而使得轨迹球受到其自身重力作用发生位置变化时带动该连接杆(5)和所述滑动变阻器(6)的滑片(601)同步运动，进而使得滑动变阻器(6)的阻值输出发生变化；

其中所述轨道(401)内设置的弹簧(2)具有使得轨迹球(3)恢复到初始位置的趋势。

2.根据权利要求1所述的通信铁塔变形自动检测装置，其特征在于，所述通信铁塔变形自动检测装置还包括多路AD转换器、微处理器、无线收发装置、电源模块以及稳压模块，其中：

多路AD转换器与所述多个滑动变阻器(6)连接，用于将每个滑动变阻器(6)检测到的阻值输出进行模数转换后，传输到微处理器；

所述微处理器与无线收发装置连接，通过无线收发装置将模数转换后的阻值数据通过无线电波进行发射传播；

所述电源模块经过一稳压模块后输出用于给多路AD转换器、微处理器以及无线收发装置供电。

3.一种通信铁塔变形检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1、提供一种权利要求1-2中任意一项所述通信铁塔变形自动检测装置安装到通信铁塔的横梁上，该横梁位于通信铁塔塔体上方临近顶端一侧的位置；

步骤2、当通信铁塔发生变形或者倾斜时，通过对应方向的轨迹球受其自身重力作用而在倾斜或者变形方向发生位移，带动与其连接的连接杆同步位移；

步骤3、与发生位移的连接杆相对应的滑动变阻器的滑片发生同步位移，使得滑动变阻器的阻值输出相对于其原始状态的阻值发生变化；

步骤4、所述阻值以及阻值的变化通过网络发送至远端的计算机系统；

步骤5、所述计算机系统响应于阻值的变化量的绝对值超出预设的阈值，判定通信铁塔发生倾斜或者变形，并发出报警信号。

4.根据权利要求3所述的通信铁塔变形检测方法，其特征在于，所述方法更加包含以下步骤：

预先设置用于阻值变化判定的阈值。

5.根据权利要求3所述的通信铁塔变形检测方法，其特征在于，在所述步骤5中，响应于阻值的变化量的绝对值超出预设的阈值，所述计算机系统还通过蜂窝网络向设定的移动终端发送报警短消息。

6.根据权利要求3所述的通信铁塔变形检测方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤：

对所述多个轨迹球进行编号，所述计算机系统根据发生阻值变化绝对值的最大值对应的滑动变阻器，确定与之通过连接杆连接的对应编号的轨迹球，从而确定发生倾斜或者变形的方向。