CN220401973U - 一种抱杆组塔安全监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种抱杆组塔安全监控装置，所述抱杆组塔安全监控装置包括监控主机，拉力检测单元、倾角检测单元和电源管理单元；所述拉力检测单元和倾角检测单元安装于抱杆组塔工程中的待监测点，所述拉力检测单元和倾角检测单元的供电电源由电源开关控制，所述拉力检测单元通过拉力信号采集模块采集拉力传感器数据，并将数据发送至监控主机进行处理，所述倾角信号采集模块用于采集倾角传感器的数据并处理后将数据传输至监控主机。电源管理单元给监控主机提供电源，监控主机通过l ora/LoraWAN通讯模块接收来自于拉力检测单元和倾角检测单元的拉力、倾角数据，当4G网络正常时，监控主机通过4G通讯模块将数据传输至云平台进行处理。

Description

一种抱杆组塔安全监控装置

技术领域

本实用新型属于输电线路铁塔施工技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种抱杆组塔安全监控装置。

背景技术

经济的发展离不开电力能源，电能从发电厂产生到进户使用需经高压架空线远距离传输，组建电力铁塔是支持架空线远距离输电的重要手段，实现组塔施工的安全监控可有效确保组塔施工的顺利进行。然而传统线路立塔，一直采用较多的方式为内悬浮外拉线组塔，内拉线抱杆组塔工器具较少，稳定性差，因其操作简单、是业内使用较为广泛的立塔方式，但这种方式在施工过程中往往存在较大的安全风险。组塔过程中关键点的受力、倾角等参数仅依靠工人肉眼观测和判断，没有客观数据反映给操作者，安全风险较大。且在组塔过程中的高空作业量大，对施工技术经验要求较高。

为此，本申请人经过有益的探索和研究，提出一种新型抱杆组塔安全监控装置，能够通过对组塔过程中关键节点的应力、角度等多参量实时感知，实时监测登塔作业的状态，实现了对抱杆作业安全状态实时监测及风险预警，提升了铁塔组立过程的安全水平。

实用新型内容

为克服背景技术中存在的问题，本实用新型公开了一种抱杆组塔安全监控装置，所述抱杆组塔安全监控装置能通过l ora/LoraWAN通讯方式接收设置于待监测处的拉力和倾角检测单元传输过来的数据并进行分析处理，避免因抱杆组塔过程中失稳、失控而引起的安全事故；能在没有4G网络的情况下存储离线数据，通过wifi通讯连接方式将数据展示给本地用户便于查看，当网络恢复时会及时上传缓存数据信息。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

所述抱杆组塔安全监控装置包括监控主机、拉力检测单元、倾角检测单元、电源管理单元，所述倾角检测单元与监控主机连接，拉力检测单元与监控主机连接，电源管理单元与监控主机连接。

所述监控主机包括主控单元、数据存储单元、4G通讯模块、WiFi通讯模块、第一lora/LoraWAN通讯模块和电源管理单元。

所述拉力检测单元包括第一MCU单元、运行指示灯、拉力校零单元、第二l ora/LoraWAN通讯模块、第一电源开关、拉力信号采集模块、可充电电池。

所述倾角检测单元包括第二MCU单元、运行指示灯、第三l ora/LoraWAN通讯模块、第二电源开关、倾角信号采集模块、可充电电池。

所述拉力检测单元可用拉力传感器。

所述倾角检测单元可用倾角传感器。

本实用新型的有益效果：所述抱杆组塔安全监控装置包括监控主机、拉力检测单元、倾角检测单元、电源管理单元，所述倾角检测单元与监控主机连接，拉力检测单元与监控主机连接，电源管理单元与监控主机连接。

监控主机，用于存储离线数据、接收并处理拉力检测单元和倾角检测单元的数据，并将数据信息通过4G通讯模块传输至云平台；

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中主机结构示意图；

图3是本实用新型中拉力检测单元结构示意图；

图4是本实用新型中倾角检测单元结构示意图；

图5是本实用新型一实施例中铁塔结构和拉力倾角传感器安装位置示意图。

图中，1-监控主机，2-拉力检测单元、3-倾角检测单元、4-电源管理单元、1-1-主控单元、1-2-数据存储单元、1-3-4G通讯模块、1-4-WiFi通讯模块、1-5-第一l ora/LoraWAN通讯模块、2-1-第一MCU单元、2-2-运行指示灯、2-3-拉力校零单元、2-4-第二l ora/LoraWAN通讯模块、2-5-第一电源开关、2-6-拉力信号采集模块、2-7-第一可充电电池、3-1-第二MCU单元、3-2-运行指示灯、3-3-第三l ora/LoraWAN通讯模块、3-4-第二电源开关、3-5-倾角信号采集模块、3-6-第二可充电电池、5-拉线、6-承托绳、7-抱杆桁架、8-牵引线、9-抱杆。

具体实施方式

为使上述目的，技术方案和有益效果更加清晰明确，以下结合附图对本实用新型做具体说明。

如图1-5所示，所述抱杆组塔安全监控装置包括监控主机1、拉力检测单元2、倾角检测单元3、电源管理单元4，所述倾角检测单元3与监控主机1连接，拉力检测单元2与监控主机1连接，电源管理单元4与监控主机1连接，所述监控主机1包括主控单元1-1、数据存储单元1-2、4G通讯模块1-3、Wi F i通讯模块1-4、第一l ora/LoraWAN通讯模块1-5和电源管理单元4，所述拉力检测单元2包括第一MCU单元2-1、运行指示灯2-2、拉力校零单元2-3、第二l ora/LoraWAN通讯模块2-4、第一电源开关2-5、拉力信号采集模块2-6、第一可充电电池2-7，所述倾角检测单元3包括第二MCU单元3-1、运行指示灯3-2、第三l ora/LoraWAN通讯模块3-4、第二电源开关3-5、倾角信号采集模块3-6、第二可充电电池3-7。

所述电源管理单元4，用于给监控主机1提供工作电压，所述倾角检测单元3所述倾角检测单元3能对抱杆组塔过程中待监测点的受力情况和水平倾角进行测量并通过数据处理判断当前抱杆是否处于竖直状态，所述拉力检测单元2和倾角检测单元3通过Lora/LoraWAN的传输方式与监控主机1进行数据传输，所述拉力检测单元2可通过与所述拉力校零单元2-3校准零点数据，有效提高拉力数据的准确性，拉力检测单元2和倾角检测单元3中置有运行指示灯2-2，用于展示拉力检测单元2或倾角检测单元3的运行状态，所述拉力检测单元2中第一MCU单元2-1与用于采集拉力数据并处理的拉力信号采集模块连接，所述倾角检测单元3中第一MCU单元2-1与用于采集双轴倾角数据的倾角信号采集模块连接，所述监控主机1中的主控单元1-1与用于存储离线数据的数据存储单元1-2连接，所述监控主机1中的主控单元1-1与用于没有网络时读取离线数据的WiFi通讯模块1-4连接，所述监控主机1中的主控单元1-1与4G通讯模块1-3连接，上传拉力和倾角数据至云平台，所述监控主机1中的主控单元1-1数据存储单元1-2连接，缓存离线数据，并能通过与监控主机1连接的WiFi通讯模块1-4读取本地离线数据，当4G网络恢复时，会及时上传离线数据。

如图1所示，图1为所述抱杆组塔安全监控装置结构示意图，包括监控主机1，拉力检测单元2、倾角检测单元3和电源管理单元4，监控主机1通过电源管理单元4提供电源，负责与拉力检测单元2和倾角检测单元3进行数据传输；

如图2所示，图2中示出了监控主机1结构示意图，监控主机1包括主控单元1-1、数据存储单元1-2、4G通讯模块1-3、Wi F i通讯模块1-4、第一l ora/LoraWAN通讯模块1-5和电源管理单元4，电源管理单元4给主控单元1-1和其他需要供电的模块提供电源，第一lora/LoraWAN通讯模块1-5用于接收拉力检测单元2和倾角检测单元3的数据并通过4G通讯模块1-3传输至云平台，当没有4G网络时，主控单元1-1将数据传输至数据存储单元1-2进行存储，监控主机1通过WiF i通讯模块1-4提供本地Wi F i，用户可通过连接监控主机1的WiFi查看监控主机1存储的离线数据，当4G网络恢复时。监控主机1通过4G通讯模块1-3发送存储与数据存储单元1-2种的离线数据；在本实施例中，主控单元1-1采用i.MX8M，4核Cotex-A53@1.8Ghz的应用处理器，数据存储单元1-2采用SD卡进行本地数据存储；

如图3所示，图3中示出了是拉力检测单元2的结构示意图，包括第一MCU单元2-1、运行指示灯2-2、拉力校零单元2-3、第二l ora/LoraWAN通讯模块2-4、第一电源开关2-5、拉力信号采集模块2-6、第一可充电电池2-7。所述电源开关2-5用于打开或关闭拉力检测单元2的电源，所述可充电电池2-7采用3.7V锂电池给所述第一MCU单元2-1和其他需要供电的模块供电，拉力信号采集模块2-6用于采集拉力传感器的模拟信号，并将模拟信号转换成数字信号传输至第一MCU单元2-1进行处理，第一MCU单元2-1通过第二l ora/LoraWAN通讯模块2-4将数据传输至监控主机1，所述拉力信号采集模块2-6与第一MCU单元2-1导线连接；拉力校零单元2-3与拉力信号采集模块2-6线路连接，用于调整拉力的零点值，提高拉力值零点准确性；运行指示灯2-2采用双色指示灯，与第一MCU单元2-1线路连接，用于指示拉力检测单元2的运行状态。

如图4所示，图4中示出了倾角检测单元3的结构示意图，包括第二MCU单元3-1、运行指示灯3-2、第三l ora/LoraWAN通讯模块3-3、第二电源开关3-4、倾角信号采集模块3-5、第二可充电电池3-6；所述电源开关3-4用于打开或关闭倾角检测单元3的电源，所述可充电电池3-6采用3.7V锂电池给所述第二MCU单元3-1和其他需要供电的模块供电，倾角信号采集模块3-5采用测量精度0.01°，分辨率为0.0025°，测量范围是±90°的高精度双轴倾角传感器，用于采集倾角传感器的数据并处理后将数据传输至第二MCU单元3-1进行处理，第二MCU单元3-1接收到数据后通过第三l ora/LoraWAN通讯模块3-3将数据传输至监控主机1，所述倾角信号采集模块3-5与第二MCU单元3-1线路连接；所述运行指示灯3-2采用双色指示灯，与第一MCU单元2-1线路连接，用于指示倾角检测单元3的运行状态。

如图5所示，图5中示出了本实用新型在铁塔结构和拉力倾角传感器安装位置示意图；包括设置于上拉线5处的上拉线拉力传感器、设置于承托绳6处的拉力传感器、设置于地表牵引线8处监测牵引受力的拉力传感器和设置于抱杆桁架7上的倾角传感器，具体传感器的选择根据现场施工情况确定。在本实施例中的监测量有上拉线5受力测量、承托线6受力测量、牵引线8受力测量和抱杆9杆身双轴倾角测量：用于监测上拉线4处、承托线4处和牵引线2处的受力情况，并结合设置于抱杆桁架7上的倾角传感器，监控抱杆9是否竖直；

所述拉力检测单元2和倾角检测单元3安装于抱杆组塔工程中的待监测点，所述拉力检测单元2的供电电源由电源开关2-5控制，电源打开时，运行指示灯2-2被点亮，所述拉力检测单元2和其他需要供电的部件通过3.7V锂电池供电，通过拉力信号采集模块2-6采集拉力传感器的模拟信号，并将模拟信号转换成数字信号传输至第一MCU单元2-1，所述第一MCU单元2-1将接收到的拉力值发送至监控主机1进行处理，拉力校零单元2-3与拉力信号采集模块2-6线路连接，用于调整拉力的零点值，提高拉力值零点准确性；

所述倾角检测单元3工作模式与拉力检测单元2相似，其供电电源由电源开关3-4控制，所述电源开关3-4打开时，运行指示灯3-2被点亮，所述倾角检测单元3和其他需要供电的部件通过3.7V锂电池供电，倾角信号采集模块3-5用于采集倾角传感器的数据并处理后将数据传输至第二MCU单元3-1进行处理，MCU单元3-1接收到数据后通过l ora/LoraWAN通讯模块3-3将数据传输至监控主机1。电源管理单元4给监控主机1提供电源，监控主机1通过l ora/LoraWAN通讯模块1-5接收来自于拉力检测单元2和倾角检测单元3的拉力、倾角数据，当4G网络正常时，监控主机1通过4G通讯模块1-3将数据传输至云平台进行处理，若没有4G信号，监控主机1通过数据存储单元1-2存储离线数据，用户可通过连接监控主机1上的WiF i通讯模块1-4查看离线数据,当4G网络恢复时，监控主机1通过4G通讯模块1-3将离线数据发送至云平台，保证施工现场数据完整。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种抱杆组塔安全监控装置，其特征在于，所述抱杆组塔安全监控装置包括监控主机、拉力检测单元、倾角检测单元、电源管理单元，所述倾角检测单元与监控主机连接，拉力检测单元与监控主机连接，电源管理单元与监控主机连接。

2.根据权利要求1中所述的一种抱杆组塔安全监控装置，其特征在于：所述监控主机包括主控单元、数据存储单元、4G通讯模块、WiFi通讯模块、第一lora/LoraWAN通讯模块和电源管理单元。

3.根据权利要求1中所述的一种抱杆组塔安全监控装置，其特征在于：所述拉力检测单元包括第一MCU单元、运行指示灯、拉力校零单元、第二lora/LoraWAN通讯模块、第一电源开关、拉力信号采集模块、第一可充电电池。

4.根据权利要求1中所述的一种抱杆组塔安全监控装置，其特征在于：所述倾角检测单元包括第二MCU单元、运行指示灯、第三lora/LoraWAN通讯模块、第二电源开关、倾角信号采集模块、第二可充电电池。

5.根据权利要求1中所述的一种抱杆组塔安全监控装置，其特征在于：所述拉力检测单元可用拉力传感器。

6.根据权利要求1中所述的一种抱杆组塔安全监控装置，其特征在于：所述倾角检测单元可用倾角传感器。