CN110864623A - 一种便携式塔上弧垂观测装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式塔上弧垂观测装置，本发明涉及输电线路技术领域，望远镜组件设置在壳体的一侧外部，且望远镜组件的外壳与主轴的外端连接固定，主轴的内端利用滚珠旋接在轴套中，轴套固定在壳体的内部，且主轴的内端与光栅测角组件连接固定，光栅测角组件与屏幕组件中的单片机电控连接，单片机上连接有电源键和清零键，该电源键和清零键均露设在壳体的外部，屏幕组件中的显示器嵌设在壳体的侧壁中，屏幕组件与电池电连接，电池固定在壳体的底部。通过望远镜的设置，使得刻度更清晰，且精度高，同时可实时显示温度，便于数据统计，避免温度对测量精度的影响，实用性更强。

Description

一种便携式塔上弧垂观测装置

技术领域

本发明涉及输电线路技术领域，具体涉及一种便携式塔上弧垂观测装置。

背景技术

输电线路施工弧垂观测主流方式采用是绑扎弧垂板平行四边形法进行弧垂观测，该方法不需要专用的工具装置，有经验的工人即可实施。在220kV以下线路工程中应用较为合适，随着特高压工程的大量建设，由于特高压塔身结构辅材稀少的特点，弧垂板绑扎困难；档距大造成肉眼观测困难，产生弧垂误差大等诸多问题，在地面采用角度法看弧垂也存在很多制约因素，不能普及。部分企业尝试研究新型弧垂观测装置，如安徽送变电在川云段研制的基于GPS弧垂观测装置，该装置为非光学观测弧垂，可以解决浓雾、夜间弧垂观测难题，但是该装置需要建立GPS差分基站及数传电台，设备复杂非专业人员无法操作，不能解决普遍问题。承德供电公司生产了一种铁塔导地线弧垂测量装置，用以解决现有技术中通过在铁塔上绑扎弧垂板的方案需要人工多次绑扎弧垂板，操作繁琐，使得弧垂测量的效率较低的技术问题。该装置将水平观测板利用第一万向连接结构设置在能够伸缩以调整长度的支撑杆上，而支撑杆利用第二万向连接结构设置在固定连接于铁塔上的铁塔固定结构，进而能够通过调整水平观测板连接的万向连接结构通过观察调平气泡管中的气泡以调整测量尺固定装置处于水平位置，并通过调节支撑杆的长度以调整水平观测板所处水平线的水平高度，由此，在利用该装置测量时，通过在相连铁塔上分别固定连接测量装置的铁塔固定结构，之后将每个测量装置的水平观测板通过扭动第一万向连接结构旋转至水平状态，并将两个测量尺通过其对应的测量尺固定装置与相应铁塔进行固定，然后，在保持两个测量尺得到的测量值一致的状态下，调整两个测量装置上的支撑杆，以使得两个水平观测板之间的连线与导地线平行，获取此时任意一个水平观测板上测量尺的测量值，即可作为该两个铁塔之间的导地线弧垂。

该装置的目的提供水平尺进行弧垂观测，由于没有望远镜及垂直角读数，使用起来有很大局限性，不能解决特高压大档距弧垂观测难题。由于市场上没有合适的塔上专用弧垂观测装置，而线路施工对于弧垂观测需求越来越高，综合以上原因研制专用的便携式光学弧垂观测装置很有必要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的便携式塔上弧垂观测装置，通过望远镜的设置，使得刻度更清晰，且精度高，同时可实时显示温度，便于数据统计，避免温度对测量精度的影响，实用性更强。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它包含测量机构和固定机构；

上述测量机构由望远镜组件、屏幕组件、光栅测角组件、主轴、轴套、壳体、俯仰微动机构、俯仰制紧机构、电池构成；望远镜组件设置在壳体的一侧外部，且望远镜组件的外壳与主轴的外端连接固定，主轴的内端利用滚珠旋接在轴套中，轴套固定在壳体的内部，且主轴的内端与光栅测角组件连接固定，光栅测角组件与屏幕组件中的单片机电控连接，单片机上连接有电源键和清零键，该电源键和清零键均露设在壳体的外部，屏幕组件中的显示器嵌设在壳体的侧壁中，屏幕组件与电池电连接，电池固定在壳体的底部；上述光栅测角组件的一侧设有俯仰微动机构，俯仰微动机构的中间活动穿设有俯仰制紧机构，且俯仰制紧机构的内端与光栅测角组件的连接盘抵触设置，俯仰制紧机构的螺纹端穿过壳体的侧壁后设置于壳体的外部；

上述固定机构由连接杆、基座支撑平台夹持组件、万向调节机构和基座构成；上述连接杆的一端通过万向调节机构可调节固定连接有夹持组件，连接杆的另一端连接有基座支撑平台，基座支撑平台上固定有基座；所述的测量机构通过壳体底部外侧一体成型的固定板固定于基座上。

进一步地，所述的屏幕组件上连接有温度传感器；温度传感器显示实时温度，便于数据统计，避免温度对于测量精度的影响。

进一步地，所述的望远镜组件由物镜部、调焦部、水准器、目镜部和望远镜外壳构成；望远镜外壳的中部外壁的内侧面与主轴连接固定，望远镜外壳的一端固定有物镜部，且物镜部上设有调焦部，望远镜外壳的另一端固定有目镜部，望远镜外壳中部外壁的外侧面设有水准器。

进一步地，所述的光栅测角组件还包含主光栅、副光栅、红外发光电路板、光电接收电路板；连接盘固定在主轴的内端，主光栅固定在连接盘的外围，主光栅的外环壁上下均固定有副光栅，主光栅的外侧面设有红外发光电路板，主光栅的内侧面设有光电接收电路板。

进一步地，所述的万向调节机构由调节螺栓、固定座和调节座构成；调节座固定在连接杆的端部，且调节座活动插设在固定座的“U”形槽中，固定座固定在夹持组件的侧壁，上述调节座与固定座通过调节螺栓连接固定。

进一步地，所述的基座由底板、角螺组件、紧固手轮、水平微动组件和面板构成；底板固定在基座支撑平台上，底板与面板之间利用数个角螺组件连接固定，面板中活动插设有套筒，紧固手轮穿过固定板中的开孔后，与套筒的内螺纹连接固定，面板上表面固定有水平微动组件，水平微动组件的输出端与套筒外壁的连杆活动连接。

本发明的工作原理：通过望远镜组件，远处的物体通过物镜部、正像棱镜转向后成正像在分划板上，目镜部把分划板上的像放大后成像到人的眼瞳处，人眼就可以观察到清晰的物像，望远镜组件将远处的物体进行15倍放大，十字刻度清晰明显；光栅测角组件采用由主光栅、副光栅和由位于其两侧的红外发光管（红外发光电路板）、光电接收管（光电接收电路板）组成的增量式光栅编码器，使得垂直角刻度的精度达到30秒；望远镜组件旋转带动主轴转动，从而带动光栅测角组件进行角度调节，主轴与轴套之间采用密珠式过盈配合，滚珠在轴套的圆柱面内螺旋分布，每粒滚珠都沿着各自的轨道滚动，有较高的置中精度，故由主轴晃动造成的误差可忽略不计，与滚珠接触的平面面形极高，且表面经过淬火等硬化处理，有较高的硬度及强度，该主轴具有精度高、温度影响小，抗振性好、低温转动灵活、不易卡死等优点；壳体大体成长方形，在各别部分不规则，差异化的设计使得整个观测装置结构紧凑、重量轻，具备小型化便携的要求；显示按键有电源键、清零键，可进行显示数值模式切换，两种角度显示模式，并且具备防误触功能。

采用上述结构后，本发明的有益效果是：本发明提供了一种便携式塔上弧垂观测装置，通过望远镜的设置，使得刻度更清晰，且精度高，同时可实时显示温度，便于数据统计，避免温度对测量精度的影响，实用性更强。

附图说明：

图1是本发明中测量机构的结构示意图。

图2是本发明中壳体内部结构示意图。

图3是图1中A-A向剖视图。

图4是本发明中固定机构的结构示意图。

图5是本发明中滚珠的分布示意图。

图6是本发明的电控框图。

图7是实施例一的操作示意图。

图8是实施例二的操作示意图。

附图标记说明：

望远镜组件1、物镜部1-1、调焦部1-2、水准器1-3、目镜部1-4、望远镜外壳1-5、屏幕组件2、显示器2-1、温度传感器2-2、单片机2-3、光栅测角组件3、连接盘3-1、主光栅3-2、副光栅3-3、红外发光电路板3-4、光电接收电路板3-5、主轴4、轴套5、壳体6、固定板6-1、俯仰微动机构7、调节杆7-1、缓冲柱7-2、俯仰制紧机构8、电池9、连接杆10、基座支撑平台11、夹持组件12、万向调节机构13、调节螺栓13-1、固定座13-2、调节座13-3、基座14、底板14-1、角螺组件14-2、紧固手轮14-3、水平微动组件14-4、面板14-5。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含测量机构和固定机构；

上述测量机构由望远镜组件1、屏幕组件2、光栅测角组件3、主轴4、轴套5、壳体6、俯仰微动机构7、俯仰制紧机构8、电池9构成；望远镜组件1设置在壳体6的一侧外部，望远镜组件1由物镜部1-1、调焦部1-2、水准器1-3、目镜部1-4和望远镜外壳1-5构成；望远镜外壳1-5的一端固定有物镜部1-1，且物镜部1-1上设有调焦部1-2，望远镜外壳1-5的另一端固定有目镜部1-4，望远镜外壳1-5中部外壁的外侧面设有水准器1-3（上述望远镜组件1的工作原理为现有技术，在此不做赘述），望远镜外壳1-5的中部外壁的内侧面与主轴4的外端焊接固定，主轴4的内端利用滚珠旋接在轴套5中，轴套5利用螺栓连接固定在壳体6的内部，光栅测角组件3还包含主光栅3-2、副光栅3-3、红外发光电路板3-4、光电接收电路板3-5；连接盘3-1螺栓连接固定在主轴4的内端，主光栅3-2固定在连接盘3-1的外围，主光栅3-2的外环壁上下均螺栓连接固定有副光栅3-3，主光栅3-2的外侧面设有红外发光电路板3-4，主光栅3-2的内侧面设有光电接收电路板3-5，主光栅3-2、副光栅3-3、红外发光电路板3-4以及光电接收电路板3-5均与屏幕组件2中的单片机2-3电控连接，单片机2-3与电池9电连接，单片机2-3上连接有电源键和清零键，该电源键和清零键均露设在壳体6的外部，屏幕组件2中的显示器2-1嵌设在壳体6的侧壁中，屏幕组件2上连接有温度传感器2-2；温度传感器2-2显示实时温度，便于数据统计，避免温度对于测量精度的影响，电池9固定在壳体6的底部；上述光栅测角组件3的一侧设有俯仰微动机构7，俯仰微动机构7中的调节杆7-1的内端穿过壳体6的顶壁后，设置于壳体6内，俯仰微动机构7中的缓冲柱7-2通过固定筒上下活动设置在壳体6的底壁上，调节杆7-1的内端与缓冲柱7-2之间活动穿设有俯仰制紧机构8，且俯仰制紧机构8的内端与光栅测角组件3的连接盘3-1抵触设置，俯仰制紧机构8的螺纹端穿过壳体6的侧壁后设置于壳体6的外部；

上述固定机构由连接杆10、基座支撑平台11、夹持组件12、万向调节机构13和基座14构成；万向调节机构13由调节螺栓13-1、固定座13-2和调节座13-3构成；调节座13-3固定在连接杆10的端部，且调节座13-3活动插设在固定座13-2的“U”形槽中，上述调节座13-3与固定座13-2通过调节螺栓13-1连接固定；固定座13-2与夹持组件12焊接固定为一体，连接杆10的另一端利用螺栓连接有基座支撑平台11，基座支撑平台11上固定有基座14；所述的测量机构通过壳体6底部外侧一体成型的固定板6-1固定于基座14中的面板14-5的上表面；基座14还包含底板14-1、角螺组件14-2、紧固手轮14-3、水平微动组件14-4；底板14-1利用螺栓连接固定在基座支撑平台11上，底板14-1与面板14-5之间利用四个角螺组件14-2连接固定，面板14-5中活动插设有套筒，紧固手轮14-3穿过固定板6-1中的开孔后，与套筒的内螺纹连接固定，面板14-5上表面固定有水平微动组件14-4，水平微动组件14-4的输出端与套筒外壁的连杆活动连接，拧松紧固手轮14-3，通过旋转水平微动组件14-4的螺杆，从而微调套筒旋转，进而对测量机构进行微调。

本具体实施方式的工作原理：通过望远镜组件1，远处的物体通过物镜部1-1、正像棱镜转向后成正像在分划板上，目镜部1-4把分划板上的像放大后成像到人的眼瞳处，人眼就可以观察到清晰的物像，望远镜组件1将远处的物体进行15倍放大，十字刻度清晰明显；光栅测角组件3采用由主光栅3-2、副光栅3-3和由位于其两侧的红外发光管（红外发光电路板3-4）、光电接收管（光电接收电路板3-5）组成的增量式光栅编码器（光栅测角组件3如何测量角度属于现有技术，在此不做详细赘述），使得垂直角刻度的精度达到30秒；望远镜组件1旋转带动主轴4转动，从而带动光栅测角组件3行角度调节，主轴4与轴套5之间采用密珠式过盈配合，滚珠在轴套5的圆柱面内螺旋分布，每粒滚珠都沿着各自的轨道滚动，有较高的置中精度，故由主轴4晃动造成的误差可忽略不计，与滚珠接触的平面面形极高，且表面经过淬火等硬化处理，有较高的硬度及强度，该主轴4具有精度高、温度影响小，抗振性好、低温转动灵活、不易卡死等优点；壳体6大体成长方形，在各别部分不规则，差异化的设计使得整个观测装置结构紧凑、重量轻，具备小型化便携的要求；显示按键有电源键、清零键，可进行显示数值模式切换，两种角度显示模式，并且具备防误触功能。

采用上述结构后，本具体实施方式的有益效果是：本具体实施方式提供了一种便携式塔上弧垂观测装置，通过望远镜的设置，使得刻度更清晰，且精度高，同时可实时显示温度，便于数据统计，避免温度对测量精度的影响，实用性更强。

实施例一：

参看图7，本实施例中的测量机构与弧垂点不在同一水平面上：用该测量机构测量垂直角θ,再推算出弧垂值。

实施例二：

参看图8，本实施例中的测量机构与弧垂点在同一水平面上：把测量机构的望远镜组件调节成水平状态，调整导线弧垂，使导线与物镜的水平主刻度相切。即使导线的状态从图中的B调整到C。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：它包含测量机构和固定机构；

上述测量机构由望远镜组件（1）、屏幕组件（2）、光栅测角组件（3）、主轴（4）、轴套（5）、壳体（6）、俯仰微动机构（7）、俯仰制紧机构（8）、电池（9）构成；望远镜组件（1）设置在壳体（6）的一侧外部，且望远镜组件（1）的外壳与主轴（4）的外端连接固定，主轴（4）的内端利用滚珠旋接在轴套（5）中，轴套（5）固定在壳体（6）的内部，且主轴（4）的内端与光栅测角组件（3）连接固定，光栅测角组件（3）与屏幕组件（2）中的单片机（2-3）电控连接，单片机（2-3）上连接有电源键和清零键，该电源键和清零键均露设在壳体（6）的外部，屏幕组件（2）中的显示器（2-1）嵌设在壳体（6）的侧壁中，屏幕组件（2）与电池（9）电连接，电池（9）固定在壳体（6）的底部；上述光栅测角组件（3）的一侧设有俯仰微动机构（7），俯仰微动机构（7）的中间活动穿设有俯仰制紧机构（8），且俯仰制紧机构（8）的内端与光栅测角组件（3）的连接盘（3-1）抵触设置，俯仰制紧机构（8）的螺纹端穿过壳体（6）的侧壁后设置于壳体（6）的外部；

上述固定机构由连接杆（10）、基座支撑平台（11）夹持组件（12）、万向调节机构（13）和基座（14）构成；上述连接杆（10）的一端通过万向调节机构（13）可调节固定连接有夹持组件（12），连接杆（10）的另一端连接有基座支撑平台（11），基座支撑平台（11）上固定有基座（14）；所述的测量机构通过壳体（6）底部外侧一体成型的固定板（6-1）固定于基座（14）上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：所述的屏幕组件（2）上连接有温度传感器（2-2）；温度传感器（2-2）显示实时温度，便于数据统计，避免温度对于测量精度的影响。

3.根据权利要求1所述的一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：所述的望远镜组件（1）由物镜部（1-1）、调焦部（1-2）、水准器（1-3）、目镜部（1-4）和望远镜外壳（1-5）构成；望远镜外壳（1-5）的中部外壁的内侧面与主轴（4）连接固定，望远镜外壳（1-5）的一端固定有物镜部（1-1），且物镜部（1-1）上设有调焦部（1-2），望远镜外壳（1-5）的另一端固定有目镜部（1-4），望远镜外壳（1-5）中部外壁的外侧面设有水准器（1-3）。

4.根据权利要求1所述的一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：所述的光栅测角组件（3）还包含主光栅（3-2）、副光栅（3-3）、红外发光电路板（3-4）、光电接收电路板（3-5）；连接盘（3-1）固定在主轴（4）的内端，主光栅（3-2）固定在连接盘（3-1）的外围，主光栅（3-2）的外环壁上下均固定有副光栅（3-3），主光栅（3-2）的外侧面设有红外发光电路板（3-4），主光栅（3-2）的内侧面设有光电接收电路板（3-5）。

5.根据权利要求1所述的一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：所述的万向调节机构（13）由调节螺栓（13-1）、固定座（13-2）和调节座（13-3）构成；调节座（13-3）固定在连接杆（10）的端部，且调节座（13-3）活动插设在固定座（13-2）的“U”形槽中，固定座（13-2）固定在夹持组件（12）的侧壁，上述调节座（13-3）与固定座（13-2）通过调节螺栓（13-1）连接固定。

6.根据权利要求1所述的一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：所述的基座（14）由底板（14-1）、角螺组件（14-2）、紧固手轮（14-3）、水平微动组件（14-4）和面板（14-5）构成；底板（14-1）固定在基座支撑平台（11）上，底板（14-1）与面板（14-5）之间利用数个角螺组件（14-2）连接固定，面板（14-5）中活动插设有套筒，紧固手轮（14-3）穿过固定板（6-1）中的开孔后，与套筒的内螺纹连接固定，面板（14-5）上表面固定有水平微动组件（14-4），水平微动组件（14-4）的输出端与套筒外壁的连杆活动连接。

7.根据权利要求1所述的一种便携式塔上弧垂观测装置，其特征在于：它的工作原理：通过望远镜组件（1），远处的物体通过物镜部（1-1）、正像棱镜转向后成正像在分划板上，目镜部（1-4）把分划板上的像放大后成像到人的眼瞳处，人眼就可以观察到清晰的物像，望远镜组件（1）将远处的物体进行15倍放大，十字刻度清晰明显；光栅测角组件（3）采用由主光栅（3-2）、副光栅（3-3）和由位于其两侧的红外发光电路板（3-4）、光电接收电路板（3-5）组成的增量式光栅编码器，使得垂直角刻度的精度达到30秒；望远镜组件（1）旋转带动主轴（4）转动，从而带动光栅测角组件（3）进行角度调节，主轴（4）与轴套（5）之间采用密珠式过盈配合，滚珠在轴套（5）的圆柱面内螺旋分布，每粒滚珠都沿着各自的轨道滚动，有较高的置中精度，故由主轴（4）晃动造成的误差忽略不计；显示按键有电源键、清零键，进行显示数值模式切换，两种角度显示模式，并且具备防误触功能。

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