一种输电线路铁塔组立实时监测装置及方法制造方法及图纸

一种输电线路铁塔组立实时监测装置及方法，基于UWB超宽带无线测距技术，建立组塔施工空间的三维直角坐标系，在塔腿位置、主材位置及抱杆内部设置基站节点和标签节点，收集各基站节点与标签节点之间的距离数据并进行卡尔曼滤波，将滤波处理后的数据利用Chan算法得到标签节点的三维坐标，建立抱杆中心轴线的三维直线方程，基于点到直线的距离公式得到悬浮输电抱杆到已组塔身的距离。本发明专利技术可有效解决现有悬浮抱杆组塔施工过程中抱杆到已组塔身距离无法实时、准确监测的技术问题。准确监测的技术问题。准确监测的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路铁塔组立实时监测装置及方法


[0001]本专利技术属于架空输电线路组塔施工
，具体涉及一种输电线路铁塔组立实时监测装置及方法。

技术介绍

[0002]输电线路铁塔组立施工现场环境复杂、情况多变，特别是在大量山地地形条件下，常采用悬浮抱杆进行分解组塔施工。而悬浮抱杆在提升吊件过程时，抱杆悬浮于铁塔内部，抱杆与已组塔身距离过近或发生碰撞，将会导致抱杆折断、吊件掉落等安全事故。因此，实时监测悬浮抱杆到已组塔身的距离，对保障架空输电线路组塔施工安全具有重要意义。
[0003]当前，悬浮抱杆到已组塔身的距离的获取方法主要是通过地面人工肉眼观测，并凭借施工经验判断抱杆是否处于安全状态。但以上方法显然受观测人员的主观因素影响，无法做到对抱杆到已组塔身距离的实时、准确监测。同时，考虑到抱杆与铁塔均为钢制桁架结构；且抱杆在实时移动，现有的超声波测距、红外测距等方法均难以直接监测两者之间的距离。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种输电线路铁塔组立实时监测装置及方法，利用三维空间坐标得到抱杆到已本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路铁塔组立实时监测装置，其特征在于包括：设置在塔腿位置的第一UWB标签模块(4)；设置在已组铁塔(1)顶部位置的第二UWB标签模块(8)；设置在悬浮抱杆(2)内部的第三UWB标签模块(6)；地面数据接收处理设备(7)，通过无线信号接收并处理第一UWB标签模块(4)、第二UWB标签模块(8)、第三UWB标签模块(6)的距离信息，求解得到悬浮抱杆(2)到已组铁塔(1)各面的实际距离。2.根据权利要求1所述一种输电线路铁塔组立实时监测装置，其特征在于：4个塔腿位置分别设置一个第一UWB标签模块(4)，构成4个基站节点A1、A2、A3、A4；在已组铁塔(1)的塔身顶部位置设置4个第二UWB标签模块(8)，构成4个标签节点B1、B2、B3、B4；在悬浮抱杆(2)内部的中心轴线位置，设置2个第三UWB标签模块(6)，构成2个标签节点C1、C2。3.根据权利要求2所述一种输电线路铁塔组立实时监测装置，其特征在于：4个第一UWB标签模块(4)且均具有相同的电气结构和机械结构；4个第二UWB标签模块(8)均具有相同的机械结构，且与第一UWB标签模块(4)的机械结构相同；2个第三UWB标签模块(6)均具有相同的电气结构，且与第二UWB标签模块(8)的电气结构相同。4.根据权利要求2所述一种输电线路铁塔组立实时监测装置，其特征在于：所述第一UWB标签模块(4)包括第一锂离子电池组(4.1)、第一电源管理单元(4.2)、第一数据处理单元(4.3)、第一UWB单元(4.4)；第一锂离子电池组(4.1)连接第一电源管理单元(4.2)，第一电源管理单元(4.2)连接第一数据处理单元(4.3)，第一数据处理单元(4.3)连接第一UWB单元(4.4)、第一无线发射单元(4.8)。5.根据权利要求2所述一种输电线路铁塔组立实时监测装置，其特征在于：所述第二UWB标签模块(8)包括第二锂离子电池组(8.1)、第二电源管理单元(8.2)、第二数据处理单元(8.3)、第二UWB单元(8.4)；第二锂离子电池组(8.1)连接第二电源管理单元(8.2)，第二电源管理单元(8.2)连接第二数据处理单元(8.3)，第二数据处理单元(8.3)连接第二UWB单元(8.4)、第二无线发射单元(8.5)。6.根据权利要求2所述一种输电线路铁塔组立实时监测装置，其特征在于：所述第一UWB标签模块(4)的外壳底部位置设置磁铁(4.7)，外壳上设有触摸开关(4.5)、充电接口(4.6)。7.一种输电线路铁塔组立实时监测方法，其特征在于：在输电铁塔4个塔腿位置设置4个基站节点A1、A2、A3、A4；在已组铁塔(1)主材位置设置4个标签节点B1、B2、B3、B4；在悬浮抱杆(2)内部的中心轴线位置，设置2个标签节点C1、C2；收集各基站节点与标签节点之间的距离数据并进行卡尔曼滤波，将卡尔曼滤波处理后的数据利用Chan算法，得到6个标签节点的三维坐标；建立悬浮抱杆2的中心轴线的三维直线方程，得到直线与已组铁塔(1)的4个标签节点所在平面上的交点坐标；最后基于点到直线的距离公式，得到悬浮抱杆(2)到已组铁塔(1)塔身的距离。
8.一种输电线路铁塔组立实时监测方法，其特征在于包括以下步骤：S1、建立空间直角坐标系：在输电铁塔4个塔腿位置设置4个基站节点A1、A2、A3、A4；在已组铁塔(1)主材位置设置4个标签节点B1、B2、B3、B4；在悬浮抱杆(2)内部的中心轴线位置，设置2个标签节点C1、C2；布置完各个节点后，根据现场塔基根开确定基站节点A1、A2、A3、A4的三维空间坐标分别为：(x
A1
,y
A1
,z
A1
)、(x
A2
,y
A2
,z
A2
)、(x
A3
,y
A3
,z
A3
)、(x
A4
,y
A4
,z
A4
)；设置未知节点B1、B2、B3、B4和C1、C2的坐标分别为：(x
B1
,y
B1
,z
B1
)、(x
B2
,y
B2
,z
B2
)、(x
B3
,y
B3
,z
B3
)、(x
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,y
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,z
B4
)和(x
C1
,y
C1
,z
C1
)、(x
C2
,y
C2
,z
C2
)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，刘钢，张龙斌，李枫航，谢黄海，匡宇来，郑心仪，杨晓峰，姚佳琦，张灿，皮柯洋，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
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