CN107489297B - 调整倾斜铁塔的方法、装置、存储介质、电子设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调整倾斜铁塔的方法、装置、存储介质、电子设备及系统,其方法包括:获取铁塔的倾斜角度值、所受作用力的大小和方向以及作用距离,根据倾斜角度值、作用力的大小和方向以及作用距离得到合力矩的大小;根据合力矩的大小得到步长数,根据步长数、合力矩的大小和倾斜角度值得到调整角度值;获取第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据第一塔脚的高度、第二塔脚的高度、第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值得到第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度;输出第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度使调整工具对铁塔进行调整。通过上述方法调整倾斜铁塔,可避免铁塔晃动。
Description
技术领域
本发明涉及倾斜铁塔的调整领域,具体涉及一种调整倾斜铁塔的方法、装置、存储介质、电子设备及系统。
背景技术
铁塔作为一种能承受某一空中载荷或通讯功能的钢结构,在电力和通信行业得到了广泛的应用。然而,由于雷击、暴风雪、冰冻等自然灾害,以及煤矿采空区塌陷、工程不良施工等原因,铁塔会发生倾斜,从而使得铁塔存在倒塌的危险。若铁塔倒塌,则会导致电网、通信网络中断等事故的发生,影响到国家经济、农业生产和人民的生活。
所以,通常会在铁塔发生倾斜时,及时调整铁塔,使铁塔的倾斜角度保持在安全范围内。通常的调整方法是以铁塔四个塔脚中水平位置最高的一个为基准,利用千斤顶逐步调整其他三个塔脚的高度,但调整过程中,三个塔脚每次调整的幅度通常都没有标准,很可能造成铁塔的晃动,以致铁塔直接倾倒。
发明内容
本发明提供一种调整倾斜铁塔的方法、装置、存储介质、电子设备及系统,旨在解决现有技术中,调整倾斜铁塔时,三个塔脚的调整幅度没有标准,导致铁塔晃动的问题。
为解决上述问题,本发明提供一种调整倾斜铁塔的方法,包括以下步骤:
合力矩计算步骤,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;
角度值计算步骤,根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;
高度计算步骤,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
高度输出步骤,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
可选地,上述调整倾斜铁塔的方法中,所述合力矩计算步骤具体包括:
获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合;
所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小;
所述所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述所受作用力的方向采用所述所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示。
可选地,上述调整倾斜铁塔的方法,所述合力矩计算步骤中,根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角、β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角、γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至XOY平面的距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至所述XOY平面的距离。
可选地,上述调整倾斜铁塔的方法,所述角度值计算步骤中,根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数。
可选地,上述调整倾斜铁塔的方法,还包括:
获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所述所受调整后的作用力的大小和方向以及所述所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小;
若所述调整合力矩的大小大于设定阈值,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回角度值计算步骤。
基于同一发明构思,本发明还提供一种调整倾斜铁塔的装置,包括:
合力矩计算模块,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;
角度值计算模块,根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;
高度计算模块,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
高度输出模块,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
基于同一发明构思,本发明还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质存储计算机指令,当计算机执行所述计算机指令时,用于执行上述调整倾斜铁塔的方法。
基于同一发明构思,本发明还提供一种调整倾斜铁塔的电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,
与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够:
获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;
根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;
获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
高度输出步骤,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
可选地,上述调整倾斜铁塔的电子设备中,所述至少一个处理器还能够:
获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合;
所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小;
所述所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述所受作用力的方向采用所述所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示。
可选地,上述调整倾斜铁塔的电子设备中,所述至少一个处理器还能够,根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角、β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角、γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至XOY平面的距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至XOY平面的距离。
可选地,上述调整倾斜铁塔的电子设备中,所述至少一个处理器还能够,根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数。
可选地,上述调整倾斜铁塔的电子设备中,所述至少一个处理器还能够:
获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所述所受调整后的作用力的大小和方向以及所述所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小;
若所述调整合力矩的大小大于设定阈值,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回角度值计算步骤。
基于同一发明构思,本发明还提供一种调整倾斜铁塔的系统,包括上述电子设备:
倾角传感器,设置于铁塔上,用于检测所述铁塔的倾斜角度值并输出所述表征所述倾斜角度值大小的倾斜角度信号;
作用力检测组件,用于检测所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,并输出表征所述铁塔所受作用力大小、方向和作用距离大小的作用力信号;
调整设备,包括第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶,所述第一千斤顶设置于第一塔脚下,其高度与所述第一塔脚的高度相同;所述第二千斤顶设置于第二塔脚下,其高度与所述第二塔脚的高度相同;所述第三千斤顶设置于第三塔脚下,其高度与所述第三塔脚的高度相同;所述调整设备获取第一千斤顶高度、第二千斤顶高度和第三千斤顶高度并输出;
所述电子设备,接收所述倾角传感器输出的所述倾斜角度信号,根据所述倾斜角度信号获得所述倾斜角度值;接收所述作用力检测组件输出的作用力信号,根据所述作用力信号获得所述铁塔所受作用力的大小、方向和作用距离;
所述电子设备,根据所述倾斜角度值以及所述铁塔所受作用力的大小、方向和作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小;根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;接收所述调整设备输出的待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使所述调整设备对所述铁塔进行调整;
所述调整设备,接收所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度,根据所述第一塔脚的调整高度调整所述第一千斤顶;根据所述第二塔脚的调整高度调整所述第二千斤顶;根据所述第三塔脚的调整高度调整所述第三千斤顶。
本发明提供一种调整倾斜铁塔的方法、装置、存储介质、电子设备及系统,其方法包括:获取铁塔的倾斜角度值、铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据倾斜角度值、所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到合力矩的大小;根据合力矩的大小得到步长数,根据步长数、合力矩的大小和倾斜角度值计算得到调整角度值;获取第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据第一塔脚的高度、第二塔脚的高度、第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度;输出第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度以使调整工具对铁塔进行调整。通过上述方法调整倾斜铁塔,可在调整倾斜铁塔时避免铁塔晃动,防止倾斜铁塔在调整过程中发生倾倒。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的调整倾斜铁塔的方法的流程框图。
图2a为本发明实施例2所述的调整倾斜铁塔的方法的铁塔直角坐标系的示意图。
图2b为本发明实施例2所述的调整倾斜铁塔的方法的铁塔所受作用力的示意图。
图2c为本发明实施例2所述的调整倾斜铁塔的方法的铁塔发生倾斜的示意图。
图3为本发明实施例3所述的调整倾斜铁塔的装置的结构原理示意图。
图4为本发明实施例6所述的调整倾斜铁塔的电子设备的结构原理示意图。
图5为本发明实施例7所述的调整倾斜铁塔的系统的结构原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明实施例。
实施例1
本实施例提供一种调整倾斜铁塔的方法,可应用于终端设备中,如图1所示,包括以下步骤:
S101,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离。
其中,铁塔的倾斜角度值为铁塔中心线与竖直方向的夹角,铁塔中心线为铁塔塔底中心与塔顶的连接线。铁塔所受作用力主要来自电缆的拉力以及自身重力,所述铁塔受到的合力矩的大小可表征铁塔倒塌的危险程度,前期可用于对铁塔倒塌危险程度做评估,当合力矩的大小大于一定值时,可使用本实施例所述的调整倾斜铁塔的方法对存在倒塌危险的铁塔进行调整。所述铁塔所受作用力的作用距离应为所述作用力在铁塔上的作用点至铁塔倾斜时的旋转轴的距离,本方案中,由于旋转轴位于铁塔塔脚所在平面,且旋转轴的具体位置难以确定,故采用作用点至铁塔塔脚所在平面的距离近似作用点至旋转轴的距离,以便于计算。
S102,根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值。
其中,步长数为一个经验值,不同合力矩的大小对应不同的步长数,两者的对应关系可存储于终端设备中,例如当合力距较大时,所述步长数也应当较大。
S103,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度。
其中,第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度是指塔脚距离基准面的高度,基准面可以为铁塔四个塔脚中水平位置最高的塔脚所在的水平面。本步骤所述的方法适用于铁塔四个塔脚中只有一个塔脚位于基准面的情况,其余三个塔脚均低于基准面。当只有两个塔脚低于基准面时,也可采用上述方法,即位于基准面的塔脚的高度为0。
S104,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。本步骤中,若有两个塔脚位于基准面,则其中一个塔脚的调整高度为0。
本实施例所述的调整倾斜铁塔的方法,通过获取铁塔的倾斜角度值、铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据倾斜角度值、所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到合力矩的大小;根据合力矩的大小得到步长数,根据步长数、合力矩的大小和倾斜角度值计算得到调整角度值;获取第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据第一塔脚的高度、第二塔脚的高度、第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度;输出第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度以使调整工具对铁塔进行调整。通过上述方法调整倾斜铁塔,可在调整倾斜铁塔时避免铁塔晃动,防止倾斜铁塔在调整过程中发生倾倒。
实施例2
本实施例提供另一种调整倾斜铁塔的方法,可应用于终端设备中,具体包括以下步骤:
S201A,获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合。
其中,所述铁塔模型可通过摄像头拍摄铁塔影像,摄像头的影像处理系统可根据铁塔影像模拟得到铁塔模型,也可将所有铁塔模型存储于摄像头的影像处理系统中,可通过摄像头拍摄铁塔影像与存储的铁塔模型进行比对,确定所要调整的铁塔的模型,也可人为根据铁塔的形状在影像处理系统中选择铁塔模型。影像处理系统通过每一铁塔模型可估算铁塔的重量和重心位置等,例如按照铁塔总高度的2/3的高度为重心高度,也可将铁塔重量、重心位置、高度等信息与模型的对应关系存储起来,当确定铁塔模型时,可直接使终端设备获取铁塔的重量、重心位置和高度等信息。建立直角坐标系后的铁塔模型如图2a所示,若铁塔发生倾斜,则直角坐标系也跟随铁塔呈倾斜状态,所述铁塔塔脚所在平面与直角坐标系中的XOY平面重合。
S201B,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小,所述铁塔所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述铁塔所受作用力的方向采用所述铁塔所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示。
本步骤中,将铁塔所受作用力的大小和方向在直角坐标系中表示,以便于计算。
S201C,根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角,β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角,γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至高度XOY平面的距离,即h为所述牵引力的作用距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至XOY平面的距离,即hg为铁塔重力的作用距离。
例如,铁塔未发生倾倒时,为该铁塔的模型建立直角坐标系,如图2a所示,直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合,由于铁塔未发生倾倒,故XOY平面与水平面平行。假定铁塔受到四个牵引力(指电缆的对铁塔的拉力),如图2b所示,四个牵引力的作用点均位于塔顶,的方向分别沿着X轴负方向和X轴正方向,与X轴、Y轴、Z轴的夹角分别为α1、β1、γ1,与X轴、Y轴、Z轴的夹角分别为α2、β2、γ2。
(1)将铁塔受到的每个牵引力都分解成沿X轴、Y轴、Z轴的分量:
沿X轴、Y轴、Z轴的分量大小分别为:
F1x=F1
F1y=0
F1z=0
沿X轴、Y轴、Z轴的分量大小分别为:
F2x=F2×cosα1
F2y=F2×cosβ1
F2z=F2×cosγ1
沿X轴、Y轴、Z轴的分量大小分别为:
F3x=F3
F3y=0
F3z=0
的沿X轴、Y轴、Z轴的分量大小分别为:
F4x=F4×cosα2
F4y=F4×cosβ2
F4z=F4×cosγ2
(2)将上一步得到的所有牵引力的分量按坐标轴方向分别求和,求得所有牵引力分别在X轴、Y轴和Z轴上的分力大小和为:
Fx=F3+F4×cosα2-F2×cosα1-F1
Fy=F2×cosβ1+F4×cosβ2
Fz=F2×cosγ1+F4×cosγ2
(3)当铁塔发生倾斜时,如图2c所示,直角坐标系随铁塔一起倾倒,倾斜角度值大小为δ,即直角坐标系Z轴与竖直方向上的夹角为δ,而牵引力的方向不发生变化,根据力矩公式其中,为力臂,力臂应垂直于作用力本实施例中,由于铁塔发生倾倒,沿X轴、Y轴或Z轴的分力和的力臂应由作用距离与倾斜角度值计算得到,具体地,考虑铁塔重力及其重力的作用距离,因此三个坐标轴方向的合力矩的大小分别为:
Mx=Fx×h×cosδ
=(F3+F4×cosα2-F2×cosα1-F1)×h×cosδ
My=Fy×h×cosδ=(F2×cosβ1+F4×cosβ2)×h×cosδ
Mz=Fz×h×sinδ+G×hg×sinδ
=(F2×cosγ1+F4×cosγ2)×h×sinδ+G×hg×sinδ
由上面结果可得铁塔所受的合力矩的大小M为:
S202,根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数。为合力矩的大小M在铁塔倾斜角度上的梯度,以上述四个作用力的合力矩的大小M为例,则的大小为:
S203,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度。
具体地,调整高度的计算模型为:
Δh′=L×(cosδ-cosδ′)
其中,Δh′为第一塔脚、第二塔脚或第三塔脚的调整高度,L为第一塔脚、第二塔脚或第三塔脚的高度。
具体地,假设铁塔的三个塔脚距离基准面的距离分别为L1、L2、L3,则三个塔脚需要顶升的高度Δh1′、Δh2′、Δh3′分别为:
Δh1′=L1×(cosδ-cosδ′)
Δh2′=L2×(cosδ-cosδ′)
Δh3′=L3×(cosδ-cosδ′)
S204,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
S205,获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所受调整后的作用力的大小和方向以及所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小。
具体地,每次调整完后,铁塔倾斜角度值和铁塔所受到的作用力的大小和方向都会发生变化,故需要重新获取。本步骤中,重新获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,并计算铁塔受到的调整合力矩的大小,以便确定在一次调整后,铁塔所受到的调整合力矩的大小是否满足要求,具体计算调整合力矩的大小的方法参照步骤S201A至步骤S201C。其中,由于铁塔所受作用力的作用点不发生变化,故所述作用力的作用距离也不会发生变化,上述获取的铁塔所受调整后的作用力的作用距离也可采用调整前的作用力的作用距离。
S206,判断所述调整合力矩的大小是否大于设定阈值,若是,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回S202。
此步骤中,若调整合力矩的大小大于设定阈值,则说明铁塔还存在倒塌危险,需继续调整。若假设铁塔所能承受的最大力矩大小为Mmax,即当铁塔受的力矩大小为Mmax时,会发生倾倒,则上述所述设定阈值可为0至之间的某一个值,具体可取0等数值,通常只需小于即可。
S207,显示调整完成信息。所述信息可以包括调整合力矩的大小、调整步骤等。
本实施例所述的调整倾斜铁塔的方法,通过建立铁塔的直角坐标系来方便计算合力矩的大小,并通过计算合力矩的大小相对于倾斜角度的梯度,结合梯度得到三个塔脚的调整高度,使三个塔脚按照一定比例关系调整,且调整过程中不易产生晃动。
实施例3
本实施例提供一种调整倾斜铁塔的装置,如图3所示,包括:
合力矩计算模块301,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离。
其中,铁塔的倾斜角度值为铁塔中心线与竖直方向的夹角,铁塔中心线为铁塔塔底中心与塔顶的连接线。铁塔所受作用力主要来自电缆的拉力以及自身重力,所述铁塔受到的合力矩的大小可表征铁塔倒塌的危险程度,前期可用于对铁塔倒塌危险程度做评估,当合力矩的大小大于一定值时,可使用本实施例所述的调整倾斜铁塔的方法对存在倒塌危险的铁塔进行调整。所述铁塔所受作用力的作用距离应为所述作用力在铁塔上的作用点至铁塔倾斜时的旋转轴的距离,本方案中,由于旋转轴位于铁塔塔脚所在平面,且旋转轴的具体位置难以确定,故采用作用点至铁塔塔脚所在平面的距离近似作用点至旋转轴的距离,以便于计算。
角度值计算模块302,根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值。
其中,步长数为一个经验值,不同合力矩的大小对应不同的步长数,两者的对应关系可存储于终端设备中,例如当合力距较大时,所述步长数也应当较大。
高度计算模块303,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度。
其中,第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度是指塔脚距离基准面的高度,基准面可以为铁塔四个塔脚中水平位置最高的塔脚所在的水平面。本模块中所述的方法适用于铁塔四个塔脚中只有一个塔脚位于基准面的情况,其余三个塔脚均低于基准面。当只有两个塔脚低于基准面时,也可采用上述方法,即位于基准面的塔脚的高度为0。
高度输出模块304,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。本模块中,若有两个塔脚位于基准面,则其中一个塔脚的调整高度为0。
本实施例所述的调整倾斜铁塔的装置,合力矩计算模块301通过获取铁塔的倾斜角度值、铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离来计算铁塔所受到的合力矩的大小,角度值计算模块302结合步长数和合力矩的大小计算调整角度值,高度计算模块303获取第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据第一塔脚的高度、第二塔脚的高度、第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值得到第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度、第三塔脚的调整高度,高度输出模块304输出一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度、第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。通过上述方法,为三个塔脚调整的幅度提供一个标准,能减少调整时铁塔的晃动。
实施例4
本实施例提供另一种调整倾斜铁塔的装置,包括:
合力矩计算模块,获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合;获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小,所述铁塔所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述铁塔所受作用力的方向采用所述铁塔所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示;根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角,β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角,γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至高度XOY平面的距离,即h为所述牵引力的作用距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至XOY平面的距离,即hg为铁塔重力的作用距离。
角度值计算模块,根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数。
高度计算模块,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度。
高度输出模块,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
调整合力矩计算模块,获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所受调整后的作用力的大小和方向以及所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小。
判断模块,判断所述调整合力矩的大小是否大于设定阈值,若是,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回角度值计算模块。若调整合力矩的大小大于设定阈值,则说明铁塔还存在倒塌危险,需继续调整。若假设铁塔所能承受的最大力矩大小为Mmax,即当铁塔受的力矩大小为Mmax时,会发生倾倒,则上述所述设定阈值可为0至之间的某一个值,具体可取 0等数值,通常只需小于即可。
显示模块,显示调整完成信息。
本实施例所述的调整倾斜铁塔的装置,通过建立铁塔的直角坐标系来方便计算合力矩的大小,并通过计算合力矩的大小相对于倾斜角度的梯度,结合梯度得到三个塔脚的调整高度,使三个塔脚按照一定比例关系调整,且调整过程中不易产生晃动。
实施例5
本实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质可以为非易失性计算机存储介质,所述存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的调整倾斜铁塔的方法。
实施例6
本实施例提供一种调整倾斜铁塔的电子设备,如图4所示包括:至少一个处理器401;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器402;其中,
所述存储器402存储有可被所述一个处理器401执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器401执行,以使所述至少一个处理器402能够:
获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;其中,铁塔的倾斜角度值为铁塔中心线与竖直方向的夹角,铁塔中心线为铁塔塔底中心与塔顶的连接线。铁塔所受作用力主要来自电缆的拉力以及自身重力,所述铁塔受到的合力矩的大小可表征铁塔倒塌的危险程度,前期可用于对铁塔倒塌危险程度做评估。所述铁塔所受作用力的作用距离应为所述作用力在铁塔上的作用点至铁塔倾斜时的旋转轴的距离,本方案中,由于旋转轴位于铁塔塔脚所在平面,且旋转轴的具体位置难以确定,故采用作用点至铁塔塔脚所在平面的距离近似作用点至旋转轴的距离,以便于计算。
根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;其中,步长数为一个经验值,不同合力矩的大小对应不同的步长数,两者的对应关系可存储于终端设备中,例如当合力距较大时,所述步长数也应当较大。
获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;其中,第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度是指塔脚距离基准面的高度,基准面可以为铁塔四个塔脚中水平位置最高的塔脚所在的水平面。本步骤所述的方法适用于铁塔四个塔脚中只有一个塔脚位于基准面的情况,其余三个塔脚均低于基准面。当只有两个塔脚低于基准面时,也可采用上述方法,即位于基准面的塔脚的高度为0。
高度输出步骤,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。本步骤中,若有两个塔脚位于基准面,则其中一个塔脚的调整高度为0。
上述调整倾斜铁塔的电子设备,通过获取铁塔的倾斜角度值、铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据倾斜角度值、所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到合力矩的大小;根据合力矩的大小得到步长数,根据步长数、合力矩的大小和倾斜角度值计算得到调整角度值;获取第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据第一塔脚的高度、第二塔脚的高度、第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度;输出第一塔脚的调整高度、第二塔脚的调整高度和第三塔脚的调整高度以使调整工具对铁塔进行调整。通过上述方法调整倾斜铁塔,可在调整倾斜铁塔时避免铁塔晃动,防止倾斜铁塔在调整过程中发生倾倒。
除上述内容之外,所述至少一个处理器还能够:
获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合;所述铁塔模型可通过摄像头拍摄铁塔影像,摄像头的影像处理系统可根据铁塔影像模拟得到铁塔模型,也可将所有铁塔模型存储于摄像头的影像处理系统中,可通过摄像头拍摄铁塔影像与存储的铁塔模型进行比对,确定所要调整的铁塔的模型,也可人为根据铁塔的形状在影像处理系统中选择铁塔模型。影像处理系统根据每一铁塔模型可估算铁塔的重量以及重心位置等信息,例如按照铁塔总高度的2/3的高度为重心高度,也可将铁塔重量、重心位置、高度等信息与模型的对应关系存储起来,当确定铁塔模型时,可直接使电子设备获取铁塔的重量、重心位置和高度等信息。建立直角坐标系后,所述铁塔塔脚所在平面与直角坐标系中的XOY平面重合。
获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小,所述铁塔所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述铁塔所受作用力的方向采用所述铁塔所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示;
根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M为:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角,β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角,γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至高度XOY平面的距离,即h为所述牵引力的作用距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至XOY平面的距离,即hg为铁塔重力的作用距离;
根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数;
获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整;
获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所受调整后的作用力的大小和方向以及所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小;
判断所述调整合力矩的大小是否大于设定阈值,若是,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回角度值计算;若调整合力矩的大小大于设定阈值,则说明铁塔还存在倒塌危险,需继续调整。若假设铁塔所能承受的最大力矩大小为Mmax,即当铁塔受的力矩大小为Mmax时,会发生倾倒,则上述所述设定阈值可为0至之间的某一个值,具体可取0等数值,通常只需小于即可。
显示调整完成信息。所述信息可以包括调整合力矩的大小、调整步骤等。
上述调整倾斜铁塔的电子设备,通过建立铁塔的直角坐标系来方便计算合力矩的大小,并通过计算合力矩的大小相对于倾斜角度的梯度,结合梯度得到三个塔脚的调整高度,使三个塔脚按照一定比例关系调整,且调整过程中不易产生晃动。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
实施例7
本实施例提供一种调整倾斜铁塔的系统,如图5所示,包括上述实施例所述的调整倾斜铁塔的电子设备501,除此之外,还包括倾角传感器502、作用力检测组件503、调整设备504,其中:
倾角传感器502,设置于铁塔上,用于检测所述铁塔的倾斜角度值并输出所述表征所述倾斜角度值大小的倾斜角度信号。为提高检测的精度,可将倾角传感器502放置在铁塔相对较高的位置,此外,还考虑到铁塔顶端容易受风力等因素影响产生歪曲,因此可将倾角传感器502放置在铁塔的2/3高度处。
作用力检测组件503,用于检测所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,并输出表征所述铁塔所受作用力大小、方向和作用距离的作用力信号。其中,所述作用力检测组件503包括拉力传感器和含有影像处理系统的摄像头,所述拉力传感器可设置于与所述铁塔连接的电缆上,用于检测所述电缆上的拉力值,并输出表征所述拉力值大小的拉力信号作为所述铁塔所受牵引力的大小。当有多个电缆时,可在每一电缆上都设置拉力传感器。摄像头用于拍摄所述铁塔的影像,并向影像处理系统输出影像信息,拍摄时,可在铁塔附近放置高度参考物,摄像头的影像处理系统可根据含有高度参考物的铁塔影像获得铁塔所受牵引力的方向和作用点以及作用点至铁塔塔脚所在平面的距离,还可根据所述铁塔影像模拟铁塔模型,并估算铁塔的重心至铁塔塔脚所在平面的距离,例如以铁塔高度的2/3的高度为重心至铁塔塔脚所在平面的距离,摄像头的影像处理系统将根据铁塔影像所得的铁塔所受牵引力的方向和作用距离大小以牵引力信号的形式发送至电子设备501,另外还可向电子设备501发送代表铁塔模型的铁塔模型信号。所述作用力检测组件503还可包括重力传感器,用于检测所述铁塔的重力值,并输出表征所述重力值大小的重力信号。若重力传感器不便于安装,关于重力的测量本实施例提供另一种方案,即所述摄像头的影像处理系统可存储有铁塔模型以及与铁塔模型对应的铁塔的重量、重心位置和高度信息,摄像头拍摄铁塔的影像,影像处理系统可根据铁塔影像查找与之对应的模型,并根据模型得到铁塔的重量、重心位置和高度信息,并将铁塔的重量、重心位置和高度以重力检测信号的形式输出至电子设备501,还可向电子设备501发送代表铁塔模型的铁塔模型信号。
调整设备504,包括第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶,所述第一千斤顶设置于第一塔脚下,其高度与所述第一塔脚的高度相同;所述第二千斤顶设置于第二塔脚下,其高度与所述第二塔脚的高度相同;所述第三千斤顶设置于第三塔脚下,其高度与所述第三塔脚的高度相同;所述调整设备505获取第一千斤顶高度、第二千斤顶高度和第三千斤顶高度并输出。上述调整设备505为常见的用于调整重物高度的一种液压系统,包括液压站、液压阀、千斤顶以及控制器、传感器等,所述调整设备505可通过内置的传感器得到并输出每一千斤顶的伸长高度。
所述电子设备501,接收所述倾角传感器502输出的所述倾斜角度信号,并根据所述倾斜角度信号得到倾斜角度值;接收所述作用力检测组件503输出的作用力信号,根据所述作用力信号获得所述铁塔所受作用力的大小、方向和作用距离。
所述电子设备501,根据所述倾斜角度值以及所述铁塔所受作用力的大小、方向和作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小;根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;接收所述调整设备504输出的待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使所述调整设备504对所述铁塔进行调整。
所述调整设备504,接收所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度,根据所述第一塔脚的调整高度调整所述第一千斤顶;根据所述第二塔脚的调整高度调整所述第二千斤顶;根据所述第三塔脚的调整高度调整所述第三千斤顶。
本实施例所述的调整倾斜铁塔的系统,通过倾角传感器502检测铁塔的倾斜角度值,通过作用力检测组件503检测作用在铁塔上的作用力的大小、方向和作用距离,通过调整设备504得到三个塔脚的高度,电子设备501根据倾斜角度值、作用力大小和方向以及作用距离计算铁塔所受合力距的大小和调整倾斜角度值,并结合三个塔脚的高度,得到并发送三个塔脚的调整高度,最后调整设备504根据接收到的三个塔脚的调整高度,同时开始调整。通过上述系统调整倾斜铁塔时,可使塔脚按照一定比例调整,避免引起晃动。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种调整倾斜铁塔的方法,其特征在于,包括以下步骤:
合力矩计算步骤,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;
角度值计算步骤,根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;
高度计算步骤,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
高度输出步骤,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
2.根据权利要求1所述的调整倾斜铁塔的方法,其特征在于,所述合力矩计算步骤具体包括:
获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合;
所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小;
所述铁塔所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述铁塔所受作用力的方向采用所述铁塔所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示。
3.根据权利要求2所述的调整倾斜铁塔的方法,其特征在于,所述合力矩计算步骤中,根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角、β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角、γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至XOY平面的距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至所述XOY平面的距离。
4.根据权利要求3所述的调整倾斜铁塔的方法,其特征在于,所述角度值计算步骤中,根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的调整倾斜铁塔的方法,其特征在于,还包括:
获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所述所受调整后的作用力的大小和方向以及所述所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小;
若所述调整合力矩的大小大于设定阈值,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回角度值计算步骤。
6.一种调整倾斜铁塔的装置,其特征在于,包括:
合力矩计算模块,获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;
角度值计算模块,根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;
高度计算模块,获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
高度输出模块,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
7.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质存储计算机指令,当计算机执行所述计算机指令时,用于执行上述权利要求1-5任一项所述的调整倾斜铁塔的方法。
8.一种调整倾斜铁塔的电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够:
获取铁塔的倾斜角度值、所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,根据所述倾斜角度值、所述所受作用力的大小和方向以及所述所受作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小,所述作用距离为所述铁塔所受作用力在所述铁塔上的作用点至所述铁塔塔脚所在平面的距离;
根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;
获取待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;
高度输出步骤,输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使调整工具对所述铁塔进行调整。
9.根据权利要求8所述的调整倾斜铁塔的电子设备,其特征在于,所述至少一个处理器还能够:
获取铁塔模型,构建直角坐标系,所述直角坐标系的X轴与所述铁塔模型中两个位置相对的塔脚所在的直线重合,所述直角坐标系的Y轴与所述铁塔模型中另外两个位置相对的塔脚所在直线重合,所述直角坐标系的原点与所述铁塔模型的塔尖所在的直线与所述直角坐标系的Z轴重合;
所述倾斜角度值为所述直角坐标系的Z轴与竖直方向之间的夹角大小;
所述所受作用力包括所述铁塔所受牵引力和所述铁塔的重力,所述所受作用力的方向采用所述所受作用力与所述直角坐标系的X轴、所述直角坐标系的Y轴、所述直角坐标系的Z轴之间夹角表示。
10.根据权利要求9所述的调整倾斜铁塔的电子设备,其特征在于,所述至少一个处理器还能够,根据如下模型计算得到所述合力矩的大小M:
其中,F为所述所受牵引力的大小,α为所述所受牵引力与所述直角坐标系的X轴之间的夹角、β为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Y轴之间的夹角、γ为所述所受牵引力与所述直角坐标系的Z轴之间的夹角,δ为所述倾斜角度值,h为所述牵引力在所述铁塔上的作用点至XOY平面的距离,G为铁塔自身重力,hg为铁塔重心至所述XOY平面的距离。
11.根据权利要求10所述的调整倾斜铁塔的电子设备,其特征在于,所述至少一个处理器还能够,根据如下模型计算得到所述调整角度值δ′:
其中,η为步长数。
12.根据权利要求8-11任一项所述的调整倾斜铁塔的电子设备,其特征在于,所述至少一个处理器还能够:
获取所述铁塔的调整后的倾斜角度值、所述铁塔所受调整后的作用力的大小和方向以及所述铁塔所受调整后的作用力的作用距离,根据所述调整后的倾斜角度值、所述所受调整后的作用力的大小和方向以及所述所受调整后的作用力的作用距离计算得到所述铁塔受到的调整合力矩的大小;
若所述调整合力矩的大小大于设定阈值,则将所述调整后的倾斜角度值作为倾斜角度值,将所述调整合力矩的大小作为合力矩的大小,返回角度值计算步骤。
13.一种调整倾斜铁塔的系统,其特征在于,包括权利要求8-12任一项所述的电子设备:
倾角传感器,设置于铁塔上,用于检测所述铁塔的倾斜角度值并输出表征所述倾斜角度值大小的倾斜角度信号;
作用力检测组件,用于检测所述铁塔所受作用力的大小和方向以及所述铁塔所受作用力的作用距离,并输出表征所述铁塔所受作用力大小、方向和作用距离的作用力信号;
调整设备,包括第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶,所述第一千斤顶设置于第一塔脚下,其高度与所述第一塔脚的高度相同;所述第二千斤顶设置于第二塔脚下,其高度与所述第二塔脚的高度相同;所述第三千斤顶设置于第三塔脚下,其高度与所述第三塔脚的高度相同;所述调整设备获取第一千斤顶高度、第二千斤顶高度和第三千斤顶高度并输出;
所述电子设备,接收所述倾角传感器输出的所述倾斜角度信号,根据所述倾斜角度信号获得所述倾斜角度值;接收所述作用力检测组件输出的作用力信号,根据所述作用力信号获得所述铁塔所受作用力的大小、方向和作用距离;
所述电子设备,根据所述倾斜角度值以及所述铁塔所受作用力的大小、方向和作用距离计算得到所述铁塔受到的合力矩的大小;根据所述合力矩的大小得到步长数,根据所述步长数、所述合力矩的大小和所述倾斜角度值计算得到调整角度值;接收所述调整设备输出的待调整的第一塔脚的高度、第二塔脚的高度和第三塔脚的高度,根据所述第一塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第一塔脚的调整高度;根据所述第二塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第二塔脚的调整高度;根据所述第三塔脚的高度、倾斜角度值和调整角度值计算得到第三塔脚的调整高度;输出所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度以使所述调整设备对所述铁塔进行调整;
所述调整设备,接收所述第一塔脚的调整高度、所述第二塔脚的调整高度和所述第三塔脚的调整高度,根据所述第一塔脚的调整高度调整所述第一千斤顶;根据所述第二塔脚的调整高度调整所述第二千斤顶;根据所述第三塔脚的调整高度调整所述第三千斤顶。
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