CN114087471A - 一种调节仪器安装高度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气象观测技术领域，尤其涉及一种调节仪器安装高度的装置，所述装置安装于四柱钢塔，其包括：基座、塔体。所述的装置，即一种调节仪器安装高度的装置，包括：固定梁架、滑轨系统和滑动板系统，固定梁架将滑轨系统固定于塔体上；滑轨系统承载滑动板系统；滑动板系统搭载观测仪器并实现在滑轨系统内的垂直上下移动，达到将观测仪器调节至满足观测要求的高度。本发明实现了随下垫面高度的变化与相应地便捷调整搭载仪器的安装高度，从而满足保持仪器与下垫面间有效高度不变的观测技术要求，解决了传统钢塔难以随下垫面高度变化而相应调节仪器目标高度的技术难题，是对传统钢塔的结构与功能拓展与革新。

Description

一种调节仪器安装高度的装置

技术领域

本发明涉及大气、生态、环境科学等学科的地气间物质交换观测技术领域，尤其涉及一种调节仪器安装高度的装置。

背景技术

钢塔常用作气象要素监测、下垫面与大气间物质交换观测领域专业仪器的载体。在一些特殊的观测环境中，下垫面的高度在观测期内会发生显著或周期性变化，如快速生长的高秆玉米田、高粱田、甘蔗田，速生丰产的杨树林，以及周期性涨落的湖面(丰水期或洪汛期的高水位、枯水期或干旱季的低水位)等等。对于此类下垫面，为了保持观测仪器相对于下垫面的“有效高度”保持相对不变，即观测仪器到下垫面的有效高度不随下垫面的高度变化而变化，则需要依据下垫面高程的变化，适时调整探测仪器的实际高度，从而实现观测仪器到下垫面的“有效高度”在观测期内一直保持不变。当今普遍应用的搭载仪器钢塔多为将探测仪器安装在固定位置，即保持仪器的安装高度不变。在下垫面高度发生明显变化时，仪器到下垫面的“有效高度”也随之发生改变。当需要调节仪器实际高度时常常需要投入很大的人力、物力和财力才能完成，甚至不能对观测仪器依照下垫面高度变化继续调节其安装高度，导致因下垫面高度的变化引起观测仪器到下垫面的“有效高度”发生变化而导致观测无法满足观测技术要求出现误差或偏差。故能够依据下垫面高度的变化，相应便捷地调节气象仪器的安装高度越来越被人们所关注，寄希于有关技术的突破。

发明内容

(一)要解决的技术问题

传统钢铁在将所搭载的仪器安装后，仪器的安装高度是不变或难以改变的。当下垫面的高度发生明显变化(升高或降低)时，所搭载的仪器到下垫面间的“有效高度”就会发生变化，引发观测无法满足技术要求，出现误差或系统性偏差。鉴于现有钢塔搭载仪器技术这一缺点、不足，本发明提供一种能调节仪器安装高度的装置，使仪器与下垫面在下垫面高度发生明显变化时仍能保持仪器与下垫面间“有效高度”不变，解决传统钢塔搭载观测仪器难以调节仪器安装高度的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种调节仪器安装高度的装置，所述装置安装于四柱钢塔，四柱钢塔包括：基座与由钢架、平台组成的塔体，所述装置包括：固定梁架、滑轨系统以及滑动板系统；

所述滑轨系统包括：双轨道滑轨、滑轮、钢丝绳和绞盘；

所述滑动板系统包括：滑动板、转动轮、转动轮轴、支臂和滑动板固定夹板；

所述固定梁架连接四柱钢塔并将所述滑轨系统固定于四柱钢塔的塔体外侧，所述固定梁架有多层，每一层为担架式构造；所述滑轨系统搭载滑动板系统，以使滑动板系统在滑轨系统的垂直方向上滑动，所述滑动板和支臂系统上搭载观测仪器。

所述双轨道滑轨包括两条平行的主轨道和固定连接于两条主轨道上靠近塔体一侧的多条横梁，所述主轨道上设有内凹槽，两条主轨道上的内凹槽方向相对；横梁的两端分别固定在两个主轨道的靠近塔体的一侧面，横梁的水平侧面上设有固定孔。

所述滑动板的宽度小于双轨道滑轨的两个主轨道之间的宽度；所述滑动板包括背离塔体的正面和与之相对的近塔体的反面；所述滑动板反面的上下两个边缘处分别设有转动轮轴，所述转动轮轴的长度为双轨道滑轨的两个主轨道之间的有效距离加上两倍的内凹槽槽深。

所述转动轮的轮径与双轨道滑轨的内凹槽契合，且小于内凹槽宽度；所述转动轮在分别安装在两个转动轮轴的端头上，所述转动轮沿双轨道滑轨的内凹槽侧壁转动，以支持滑动板在双轨道滑轨垂直方向上的运动。

所述双轨道滑轨位于顶部的横梁上焊接有滑轮，滑轮与双轨道滑轨顶部的横梁连接，滑轮上设有滑轮槽。

所述绞盘设置在上层的平台上，绞盘包括绞盘轮、绞盘轴体、支撑架、摇把和锁死装置；

所述绞盘轮固定安装在绞盘轴体上并通过绞盘轴体安装在支撑架上；所述绞盘轴体包括绞盘轴和位于绞盘轴两端的绞盘轴架；所述摇把安装在绞盘轴的一侧端头上。

钢丝绳的一端缠绕在绞盘轮上，另一端则通过滑轮与滑动板上部固定连接；通过改变钢丝绳在绞盘轮上的缠绕量，以改变钢丝绳从绞盘轮到滑动板的有效长度，以使滑动板在双轨道滑轨内上升或下降。

所述滑动板在背离塔体的正面上垂直设有一条或多条支臂，支臂与滑动板固定连接。

所述滑动板固定板夹板设置在滑动板的近塔体的反面上；

在滑动板固定板夹的外表面上与横梁的固定孔所对应的位置上开有若干个孔。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明提供了一种调节仪器安装高度的装置，通过在四柱钢塔上加设固定梁架、滑轨系统与滑动板系统，将观测仪器搭载在滑动板系统上，转动绞盘摇把，调节钢丝绳在绞盘上缠绕的长度，使钢丝绳带动滑动板通过转动轮在双轨道滑轨内的上下移动，直至滑动板达到目标高度，即达到观测仪器对下垫面观测所需的目标高度。当下垫面高度发生明显变化时，可方便、快捷地将观测仪器再次固定至新的安装高度，满足某些观测仪器(如涡度相关仪器)对下垫面观测所要求的目标高度。其与传统钢塔相比更适合于需要经常或多次调节仪器安装高度的观测，使滑动板系统上搭载的仪器能够在垂直方向上下移动，解决了用于搭载观测仪器的传统钢塔不便于调节仪器安装高度的问题，避免了由于高度调节不及时或无法进行，导致观测结果出现系统性偏差或难以纠正的误差。

本发明为因下垫面高度频繁或周期性变动而需要调节仪器安装高度提供了解决方案，满足了观测技术对仪器观测的目标高度保持相对不变的要求。此外，本发明仍保持了传统铁塔的功能，即仍能承载对下垫面高度变化不敏感仪器的安装与运行，因而，本发明如上所述是在保持铁塔传统功能的基础上，通过增添新的结构，实现了功能的拓展与改进。

附图说明

图1为本发明的调节仪器安装高度的装置主视图；

图2为本发明的调节仪器安装高度的装置局部示意图；

图3为本发明的滑轨系统、滑动板系统的主视图；

图4为本发明的绞盘俯视图；

【附图标记说明】

1：基座；

2：钢架；

3：第一平台；

4：第二平台：

5：双轨道滑轨；

6：钢丝绳；

7：滑轮；

8：转动轮；

9：绞盘；

10：滑动板；

11：支臂。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以附图1的定向为参照。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

参照附图1所示，一种调节仪器安装高度的装置，装置安装于四柱钢塔，四柱钢塔包括：基座1、以及钢架2和平台组成的塔体；调节仪器安装高度的装置包括：固定梁架、滑轨系统、滑动板系统。

可选的，平台为一层或多层，本实施例采用两层平台，即第一平台3以及第二平台4，第一平台3即顶层平台，第二平台4即底层平台。四柱钢塔其类型可以是角钢塔，也可以是圆管钢塔，本实施例为四柱角钢塔。

固定梁架连接塔体并将滑轨系统固定于塔体上，滑轨系统承载滑动板系统以使滑动板系统可在延滑轨系统在竖直面上进行上下滑动，滑动板系统搭载观测仪器，并能实现观测仪器在滑轨系统内的上下滑动。

固定梁架有多层，每一层为担架式构造，用于固定滑轨系统。

该担架式构造由平行而且处于同一水平面两条角钢形成的主架和相互等距且两端头分别焊接于两主架上的扁钢构成的多条横向联接板所构成。固定梁架的每一层都水平架设并一端与塔体固定连接而另一端则与滑轨系统连接，功能是将滑轨系统固定在塔体上。

参照附图2-4所示，滑轨系统包括：双轨道滑轨5、钢丝绳6、滑轮7和绞盘9。所述滑轨系统通过固定梁架固定安装在四柱钢塔的外侧，用于搭载滑动板系统并保障滑动板系统沿双轨道滑轨进行竖直升降。

滑动板系统安装于滑轨系统的双轨道滑轨上，用于搭载仪器、通过滑动板系统在所述滑轨系统的上升或下降运动从而完成调节滑动板系统上搭载仪器的实际高度，达到满足观测技术要求的“安装高度”。滑动板系统包括：转动轮8、转动轮轴、滑动板10、支臂11、和滑动板固定板夹。滑动板系统用于搭载观测仪器，如其搭载相对于下垫面安装高度需要保持相对不变的涡度相关系统的气体分析仪、三维超声风速仪等。

双轨道滑轨5包括两条竖直平行的主轨道和焊接于两条主轨道上且靠近塔体一侧的多条横梁，横梁由多条等距分布于两条主轨道上的角钢组成，每一横梁的竖直侧面两端分别固定在两条主轨道近塔体的一侧面上或主轨道的顶端。主轨道上设有内凹槽，两条主轨道上的内凹槽方向相对，以支持和引导滑动板系统的转动轮8在主轨道的内凹槽内转动从而实现滑动板系统的上下滑动。横梁的两端分别固定在两个主轨道的靠近塔体的一侧，横梁的水平侧面上设有固定孔，用于当滑动板系统需要在该位置停留观测时固定滑动板系统。本实施例主轨道的材质为槽钢。

可选的，槽钢可依据塔体的高度、搭载仪器的多少、大小，选择不同的型号以及其它技术参数。

双轨道滑轨5位于顶部的横梁上焊接有滑轮7，滑轮7与双轨道滑轨5顶部的横梁连接，滑轮7上设有滑轮槽，以承载钢丝绳6的上下滑动转换。本实施例所采用的滑轮7为U型托座轮，安装在双轨道滑轨顶端的横梁中间位置，滑轮上有滑轮槽，承载并实现所述钢丝绳的上下滑动转换，可根据实际需求选择适宜型号的滑轮7。绞盘9设置在顶层平台上，绞盘9为手摇型绞盘，其包括绞盘轮、绞盘轴体、支撑架、摇把和锁死装置。绞盘轮为浅V型，固定安装在绞盘轴体上并通过绞盘轴体安装在支撑架上。绞盘轴体包括绞盘轴和位于绞盘轴两端的绞盘轴架，通过绞盘轴架将绞盘轴固定安装在支撑架上，并支持绞盘轴的转动。支撑架为四角坐落式，安装于四柱钢塔的顶层平台上，并支持绞盘轴体与绞盘轮。摇把则安装在绞盘轴的一侧端头上，通过摇把转动绞盘轴从而带动绞盘轮转动。

可选的，绞盘9也可以电动型的。若为电动型，绞盘轮上设有电动机，电动机与绞盘轮设置为一体，可不设摇把，但需匹配相应形式的锁死装置。

钢丝绳6为单股钢丝绳，本实施例采用直径为6.2mm的钢丝绳6，一端缠绕在绞盘轮上，另一端则通过滑轮7与滑动板10的顶部固定连接；通过改变钢丝绳6在绞盘轮上的缠绕量，以改变钢丝绳6从绞盘轮到滑动板10的有效长度，实现提升或下降滑动板的目的。

锁死装置包括2条直径为10mm的绳索，当摇把转动至观测仪器的目标安装高度，则停止摇把转动，此时将锁死装置从两个方向通过塔体对摇把进行栓系固定。

绞盘9底部设有固定挡板和V型卡子，用于将绞盘9固定在平台上；本实施例绞盘9的位置位于四柱钢塔的第一平台3上，绞盘9的位置可以根据实际需求调整。

滑动板系统安装于双轨道滑轨5上，用于搭载仪器，通过滑动板系统在滑轨系统上进行上升或下降运动从而完成调节搭载在滑动板系统上仪器的实际高度，以达到观测要求的安装高度。

滑动板10为长方形钢板，钢板可依据搭载仪器的多少与重量选择不同的厚度，厚度一般为8-12mm，滑动板10的宽度小于双轨道滑轨5的两个主轨道之间的宽度，以保证滑动板10与双轨道滑轨5的两个主轨道之间留有空隙，以供空气流动，尽可能减少塔体设施对湍流的干扰。

可选的，根据搭载仪器的重量不同可选择不同参数的滑动板10。

滑动板10包括背离塔体的正面和与之相对的近塔体的反面；滑动板10正面的中心略偏上处焊接支臂11；滑动板10反面的2/3高度处焊接滑动板固定板夹。滑动板10为转动轮轴、固定板夹和支臂11提供整合与分工协作的平台。

滑动板10反面的靠近上下两个边缘处分别设有转动轮轴，转动轮轴为水平焊接的两条等长圆轴，它们的型号、外径一致，它们的长度为双轨道滑轨5的两个主轨道之间的有效距离加上两倍的内凹槽槽深，以保证转动轮8稳定契合在双轨道滑轨5的内凹槽内。

转动轮8为4个相同的浇钢小轮，且轮径与双轨道滑轨5的内凹槽契合，略小于内凹槽宽度，以保证滑动板10到达目标观测高度时，滑动板系统以及其搭载的仪器不会在风力的作用下发生明显的颤动，能稳定进行测定。转动轮8在分别安装在两个转动轮轴的端头上；转动轮8沿双轨道滑轨5的内凹槽侧壁转动，以支持滑动板10在双轨道滑轨5上垂直方向的运动。

滑动板10在正面上垂直设有一条或多条支臂11，支臂11与滑动板10固定连接。支臂11垂直设置在滑动板10正面上近2/3处，本实施采用焊接的方式将支臂11固定在滑动板10上。

支臂11用于搭载观测仪器，其采用热轧无缝的管钢或方钢，管壁的厚度大于或等于3.2mm，支臂11的长度为70-100cm，当支臂11采用管钢时，管钢的外径大于或等于33.7mm，可根据支臂11上所搭载仪器的实际需要进行选择适宜参数的管钢或方钢。

当支臂11的数量为多条时，基于仪器安装的需要，支臂11间的间距大于或等于50cm，为使支臂11搭载的仪器的相对位置处于同一水平线上，可选的，两条支臂11设置为其中一条的高度高于另一条，或两条支臂11高度基本相同。

滑动板固定板夹设置在滑动板10的反面，位于滑动板10的2/3高度处，其采用水平角钢制成，在角钢的水平侧面与双轨道滑轨上横梁对应的位置上开孔2-3个。滑动板固定板夹与滑动板10固定连接，本实施例采用焊接的连接方式。滑动板固定板夹的长度略小于滑动板10的宽度，可根据实际需求选用合适的参数。

在滑动板固定板夹的外表面上与横梁的固定孔所对应的位置上开有若干个孔，用于辅助固定移动到位的滑动板和支臂系统，避免观测设备出现晃动。当滑动板系统在双轨道滑轨5上移动至目标高度时，将滑动板固定板夹的孔与横梁上开设的固定孔对应，再通过螺栓连接的方式将滑动板固定板夹与横梁固定连接，使滑动板系统稳定地固定在滑轨系统的目标高度上，以保证滑动板10上搭载的仪器稳定地开展观测，不发生明显的颤抖或颤动。可选的，根据搭载仪器的要求，支臂11配置适宜的一根或多根斜撑。

本实施例支臂11数量为两条，两条支臂11间的间距为60cm，相对位置以左侧支臂11高于右侧支臂17cm。由于本实施例的位于左侧支臂11上安装的仪器所探测的中心位置略高于位于右侧支臂11上所安装的仪器探测的中心位置，左右两侧的支臂11通过相对位置的调整实现了所安装仪器探测的中心位置保持在同一水平面上。

所述滑动板10与水平面垂直放置且分别与转动轮8、钢丝绳6固定连接，转动轮8位于双轨道滑轨5的主轨道上，钢丝绳6缠绕绞盘9、滑轮7、且与滑动板10顶部固定连接。通过转动绞盘摇把，调节钢丝绳6缠绕在绞盘9上的长度，使钢丝绳6带动滑动板10，滑动板10通过转动轮8在双轨道滑轨5内滑动，完成滑动板10在垂直方向上的上升或者下降，直至滑动板10达到目标高度，即仪器的观测高度，由滑动板固定板夹固定滑动板10，再通过绞盘9的锁死装置将绞盘9锁死，以分别固定滑动板10与钢丝绳6的位置。使滑动板系统可以固定在目标高度上，即搭载在滑动板系统上的观测仪器可以固定在目标高度上开展观测运行。

当下垫面高度发生明显变化时，先松开滑动板固定板夹的固定螺丝与摇把的锁死装置，再转动摇把，调节滑动板10的高度，至满足新的目标高度。

其与传统钢塔相比，本发明更适用于需要经常或多次调节安装高度的特定仪器或设备，使滑动板系统上搭载的仪器能够在垂直方向上移动，解决了传统钢塔无法或难以对搭载仪器依据下垫面高度变化相应地调节安装高度的问题，避免了由于高度调节不及时或无法进行，导致观测结果出现系统偏差或难以纠正的误差。

四柱钢塔以及滑轨系统所使用的塔体钢材表面做防腐处理或采用不锈钢材质，本实施采用热镀锌的方式防腐，还可以采用表面喷涂防腐涂料等其他防腐方式。

钢架2外设有爬梯，以便于工作人员运行维护。

钢架2外侧仍设有依据其它固定观测所需要的仪器固定架与横臂。

平台上可依据需要安装太阳能板，并放置蓄电池，以为仪器的运行提供电力。

平台上设有爬梯人孔，该爬梯人孔上设有活动门；所述平台上四周边缘处设有防护栏，以防止工作人员跌落。

本发明为因下垫面高度频繁或周期性变动而需要相应调节仪器安装高度的问题提供了解决方案，满足了观测仪器观测目标高度保持相对不变的要求。此外，本发明仍保持了铁塔的传统功能，即仍能承载对下垫面高度变化不敏感仪器的安装与运行。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种调节仪器安装高度的装置，所述装置安装于四柱钢塔，四柱钢塔包括：基座(1)与由钢架(2)、平台组成的塔体，其特征在于：所述装置包括：固定梁架、滑轨系统以及滑动板系统；

所述滑轨系统包括：双轨道滑轨(5)、滑轮(7)、钢丝绳(6)和绞盘(9)；

所述滑动板系统包括：滑动板(10)、转动轮(8)、转动轮轴、支臂(11)和滑动板固定夹板；；

所述固定梁架连接四柱钢塔并将所述滑轨系统固定于四柱钢塔的塔体外侧，所述固定梁架有多层，每一层为担架式构造；所述滑轨系统搭载滑动板系统，以使滑动板系统在滑轨系统的垂直方向上滑动，所述滑动板系统的支臂上搭载观测仪器。

2.根据权利要求1所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述双轨道滑轨(5)包括两条平行的主轨道和固定连接于两条主轨道上靠近塔体一侧的多条横梁，所述主轨道上设有内凹槽，两条主轨道上的内凹槽方向相对；横梁的两端分别固定在两个主轨道的靠近塔体的一侧面，横梁的水平侧面上设有固定孔。

3.根据权利要求2所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述滑动板(10)的宽度略小于双轨道滑轨(5)的两个主轨道之间的宽度；所述滑动板(10)包括背离塔体的正面和与之相对的近塔体的反面；所述滑动板(10)反面的上下两个近边缘处分别设有转动轮轴，所述转动轮轴的长度为双轨道滑轨(5)的两个主轨道之间的有效距离加上两倍的滑轨内凹槽槽深。

4.根据权利要求3所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述转动轮(8)的轮径与双轨道滑轨(5)的内凹槽契合，且略小于内凹槽宽度；所述转动轮(8)在分别安装在两个转动轮轴的端头上，所述转动轮(8)沿双轨道滑轨(5)的内凹槽侧壁转动，以支持滑动板(10)在双轨道滑轨(5)垂直方向上的运动。

5.根据权利要求2所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述双轨道滑轨(5)位于顶部的横梁上焊接有滑轮(7)，滑轮(7)与双轨道滑轨(5)顶部的横梁连接，滑轮(7)上设有滑轮槽。

6.根据权利要求1所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述绞盘(9)设置在上层的平台上，绞盘(9)包括绞盘轮、绞盘轴体、支撑架、摇把和锁死装置；

所述绞盘轮固定安装在绞盘轴体上并通过绞盘轴体安装在支撑架上；所述绞盘轴体包括绞盘轴和位于绞盘轴两端的绞盘轴架；所述摇把安装在绞盘轴的一侧端头上。

7.根据权利要求6所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：钢丝绳(6)的一端缠绕在绞盘轮上，另一端则通过滑轮(7)与滑动板(10)上部固定连接；通过改变钢丝绳(6)在绞盘轮上的缠绕量，以改变钢丝绳(6)从绞盘轮到滑动板(10)的有效长度，以使滑动板(10)在双轨道滑轨(5)内上升或下降。

8.根据权利要求3所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述滑动板(10)在背离塔体的正面上垂直设有一条或多条支臂(11)，支臂(11)与滑动板(10)固定连接。

9.根据权利要求2所述的调节仪器安装高度的装置，其特征在于：所述滑动板固定板夹板设置在滑动板(10)的近塔体的反面上；

在滑动板固定板夹的外表面上与横梁的固定孔所对应的位置上开有若干个孔。

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