基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置

摘要

本发明涉及倾斜度测量技术领域，具体地说，涉及基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置。其包括测量时安装在铁塔可测空间内的倾斜角度测量机构，所述倾斜角度测量机构由上方具有支撑部的支撑系和测量系组成，所述支撑系固定在可测空间内，所述测量系搭载在支撑部上，所述测量系在可测空间内形成基点和测量线。本发明中基点臂贴合在伸出的段臂上，并在贴合处形成基点，这时候以基点建立测量坐标系，从而利用重新建立的测量坐标系对测量线的转动角度进行测量，这样就能够对伸出的段臂进行测量了，进而解决两个段臂之间的倾斜角度难以测量的问题。

权利要求

1.基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：其包括测量时安装在铁塔可测空间内的倾斜角度测量机构（200），所述倾斜角度测量机构（200）由上方具有支撑部的支撑系（210）和测量系（220）组成，所述支撑系（210）固定在可测空间内，所述测量系（220）搭载在支撑部上，所述测量系（220）在可测空间内形成基点和测量线，所述基点落在铁塔伸出的段臂上，所述测量线与所述段臂贴合用于对所述段臂的倾斜角度进行测量；

所述测量系（220）包括测量臂（221）、基点臂（222）和连接臂（223），其中：所述测量臂（221）和基点臂（222）转动连接，所述基点臂（222）和连接臂（223）转动连接，所述连接臂（223）安装在支撑部上；

所述测量臂（221）和基点臂（222）转接处以及所述基点臂（222）和连接臂（223）的转接处均搭载有角度传感器，以对所述测量臂（221）和基点臂（222）转动的角度进行测量；

测量时所述基点臂（222）贴合伸出的段臂，并在贴合处形成基点，以基点建立测量坐标系（B），所述基点臂（222）和连接臂（223）转接的水平轴向上形成基坐标系（A）。

2.根据权利要求1所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述支撑系（210）可拆卸的固定在可测空间内。

3.根据权利要求1所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述支撑系（210）包括上夹板（211）和下夹板（212），所述上夹板（211）和下夹板（212）转动连接；

所述上夹板（211）上位于转动连接的一侧设置有上指板（213），所述下夹板（212）上位于转动连接的一侧设置有支撑件（214），通过按压上指板（213）使上夹板（211）和下夹板（212）之间形成的夹持空间（210A）打开。

4.根据权利要求3所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述上夹板（211）和下夹板（212）呈半弧形结构，且所述上夹板（211）和下夹板（212）闭合后形成一个截面为圆形的夹持空间（210A）。

5.根据权利要求3所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述上夹板（211）和下夹板（212）呈非半圆的弧形结构。

6.根据权利要求3所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述支撑件（214）包括下指板（214b），所述下指板（214b）固定在下夹板（212）与上夹板（211）转动连接的一侧；

所述支撑部是上夹板（211）的外表面。

7.根据权利要求1所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述支撑系（210）由上、下板体组成，并且在上、下板体上设置螺栓结构，通过上、下板体之间形成夹持空间（210A）。

8.根据权利要求3所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述支撑件（214）包括主板体（214a），所述主板体（214a）的顶部设置水平的上板体（214c），通过所述上板体（214c）形成支撑部，所述主板体（214a）的底部设置延伸板体（214e），所述延伸板体（214e）通过下板体（214d）与下夹板（212）固定连接；

所述下板体（214d）与延伸板体（214e）的支撑点处于同一水平线上；

所述延伸板体（214e）的外侧设置有下指板（214b）；

所述主板体（214a）上开设有预留槽（214A），所述上指板（213）穿过预留槽（214A）与下指板（214b）处于同侧；

所述预留槽（214A）内设置有弹性板（215），所述上指板（213）通过弹性板（215）与下指板（214b）的弹性连接。

9.根据权利要求1所述的基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其特征在于：所述连接臂（223）内搭载水平角度传感器。

说明书

基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及倾斜度测量技术领域，具体地说，涉及基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置。

背景技术

[0002] 通信铁塔由塔身、平台、避雷针、爬梯、天线支撑等钢构件组成，并经热镀锌防腐处理，主要用于微波、超短波、无线网络信号的传输与发射等，一般长期使用的通信铁塔都是
搭建后无法移动也是无法升降的，这样的塔身在使用过程中很难出现倾斜的问题，但还是
会定期进行检查。

[0003] 但是，现有的通信铁塔还有临时搭建的，常用在灾区、偏远地区、战区等特殊环境下，在此类环境下讲究的是：快速搭建和快速使用，因此中国专利公开号为CN202831761U公
开了一种升降式通信铁塔，塔体由多个套接于一体的段臂组成，各段臂之间通过升降导轮
系统彼此配合连接，塔体的底部设有一支撑多个段臂的底座，在底座上设置机房，机房内设
有与升降导轮系统相连接的驱动各段臂升降的电控升降系统。采用模块化可拆移动式基
础，使整体通信塔移动方便，不需固定用地，造价低廉。根据实际的需求可调节不同的高度，
方便有效，同时通信塔安装和拆卸方便，安装工人无需在高空作业，只需将通信塔下降来进
行安装，减小了安全隐患。

[0004] 这时候就会出现一个问题，因为塔体是用于临时搭建的，在段臂伸出的过程中，段臂之间的衔接处就会因为操作人员的操作原因，导致相邻的段臂之间发生倾斜，或者因为
后期衔接处连接的不稳定，导致相邻的段臂之间发生倾斜，这时候通过对塔身的整体斜度
测量很难确定是那两个段臂发生倾斜，而且不可能知道倾斜段臂之间的倾斜角度。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，提供了基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其包括测量时安装在铁塔可测空间内的倾斜角度测量机构，所述倾斜角度测量机构由上方具有支
撑部的支撑系和测量系组成，所述支撑系固定在可测空间内，所述测量系搭载在支撑部上，
所述测量系在可测空间内形成基点和测量线，所述基点落在铁塔伸出的段臂上，所述测量
线与所述段臂贴合用于对所述段臂的倾斜角度进行测量。

[0007] 作为本技术方案的进一步改进，所述支撑系可拆卸的固定在可测空间内。

[0008] 作为本技术方案的进一步改进，所述支撑系包括上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板转动连接；

[0009] 所述上夹板上位于转动连接的一侧设置有上指板，所述下夹板上位于转动连接的一侧设置有支撑件，通过按压上指板使上夹板和下夹板之间形成的夹持空间打开。

[0010] 作为本技术方案的进一步改进，所述上夹板和下夹板呈半弧形结构，且所述上夹板和下夹板闭合后形成一个截面为圆形的夹持空间。

[0011] 作为本技术方案的进一步改进，所述上夹板和下夹板呈非半圆的弧形结构。

[0012] 作为本技术方案的进一步改进，所述支撑件包括下指板，所述下指板固定在下夹板与上夹板转动连接的一侧；

[0013] 所述支撑部是上夹板的外表面。

[0014] 作为本技术方案的进一步改进，所述测量系包括测量臂、基点臂和连接臂，其中：

[0015] 所述测量臂和基点臂转动连接，所述基点臂和连接臂转动连接，所述连接臂安装在支撑部上；

[0016] 所述测量臂和基点臂转接处以及所述基点臂和连接臂的转接处均搭载有角度传感器，以对所述测量臂和基点臂转动的角度进行测量；

[0017] 测量时所述基点臂贴合伸出的段臂，并在贴合处形成基点，以基点建立测量坐标系，所述基点臂和连接臂转接的水平轴向上形成基坐标系。

[0018] 作为本技术方案的进一步改进，所述支撑系由上、下板体组成，并且在上、下板体上设置螺栓结构，通过上、下板体之间形成夹持空间。

[0019] 作为本技术方案的进一步改进，所述支撑件包括主板体，所述主板体的顶部设置水平的上板体，通过所述上板体形成支撑部，所述主板体的底部设置延伸板体，所述延伸板
体通过下板体与下夹板固定连接；

[0020] 所述下板体与延伸板体的支撑点处于同一水平线上；

[0021] 所述延伸板体的外侧设置有下指板；

[0022] 所述主板体上开设有预留槽，所述上指板穿过预留槽与下指板处于同侧；

[0023] 所述预留槽内设置有弹性板，所述上指板通过弹性板与下指板的弹性连接。

[0024] 作为本技术方案的进一步改进，所述连接臂内搭载水平角度传感器。

[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果：

[0026] 1、该基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置中，基点臂贴合在伸出的段臂上，并在贴合处形成基点，这时候以基点建立测量坐标系，从而利用重新建立的测量坐标系
对测量线的转动角度进行测量，这样就能够对伸出的段臂进行测量了，进而解决两个段臂
之间的倾斜角度难以测量的问题；

[0027] 同时利用上述原理还能对坡面的倾角进行测量。

[0028] 2、该基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置中，在连接臂内搭载水平角度传感器，通过水平角度传感器测量出的角度弥补支持部不在水平状态下的角度，这样就无
需考虑支持部是否处于水平了，使测量更加便捷和快速，适用范围也更广。

附图说明

[0029] 图1为本发明收纳后的塔体结构示意图；

[0030] 图2为本发明升开后的塔体结构示意图；

[0031] 图3为本发明的倾斜角度测量机构结构示意图；

[0032] 图4为本发明的倾斜角度测量机构结构拆分图；

[0033] 图5为本发明的支撑系结构示意图；

[0034] 图6为本发明的测量系结构示意图；

[0035] 图7为本发明的支撑件结构示意图；

[0036] 图8为本发明的倾斜角度测量机构工作原理示意图；

[0037] 图9为本发明的塔体测量时双坐标系原理示意图；

[0038] 图10为本发明的坡度测量时双坐标系原理示意图。

[0039] 图中各个标号意义为：

[0040] 100、塔体；

[0041] 110、塔身；120、通信端；

[0042] 200、倾斜角度测量机构；

[0043] 210、支撑系；211、上夹板；212、下夹板；210A、夹持空间；213、上指板；214、支撑件；214a、主板体；214b、下指板；214c、上板体；214d、下板体；214e、延伸板体；214A、预留槽；
215、弹性板；

[0044] 220、测量系；221、测量臂；222、基点臂；223、连接臂；224、磁吸板；

[0045] A、基坐标系；B、测量坐标系。

具体实施方式

[0046] 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。

[0047] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0048] 此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0049] 如图1和图2所示，通信铁塔包括塔体100，塔体100包括能够进行升降的塔身110和通信端120，通信端120安装在塔身110用于进行升降的一端，从而通过塔身110的升降来提
升通信端120的高度，而塔身110同现有技术一样通过多段臂套接的方式实现升降，这时候
就会出现一个问题，因为塔体100是用于临时搭建的，在段臂伸出的过程中，段臂之间的衔
接处就会因为操作人员的操作原因，导致相邻的段臂之间发生倾斜，或者因为后期衔接处
连接的不稳定，导致相邻的段臂之间发生倾斜，这时候通过对塔身110的整体斜度测量很难
确定是那两个段臂发生倾斜，而且不可能知道倾斜段臂之间的倾斜角度。

[0050] 其中：相邻段臂之间就会形成可测量空间（该空间位于可伸出段臂的一侧，假设本发明中有三级段臂，也就是有三个段臂依次套接，一级段臂的可测空间位于其伸出二级段
臂的一侧，二级段臂的可测空间则是在伸出三级段臂的一侧，而三级段臂没有继续伸出的
段臂，所以没有可测空间，因此还可以说是设置在段臂伸出下级段臂的一侧），后期操作人
员在可测空间内安装倾斜角度测量机构200。

[0051] 为此，本发明提供了基于升降式通信铁塔检测用的倾斜度测量装置，其包括倾斜角度测量机构200，在测量时倾斜角度测量机构200安装在可测空间内，如图3和图4所示，倾
斜角度测量机构200由支撑系210和测量系220组成，支撑系210固定在可测空间内，且支撑
系210上方具有支撑部，测量系220搭载在支撑部上对伸出段臂的倾斜角度进行测量，具体
通过测量系220在可测空间内形成一点一线，一点是测量基点，一线是测量线，因为相邻两
个段臂会在可测空间内形成断崖（因为段臂要实现套接，那必定会一大一小，这样就会在两
个段臂的衔接处形成断崖，因为是对伸出段臂的倾斜角度进行测量，所以基点需要落在伸
出的段臂上，这时候测量线就会与伸出的段臂贴合，从而得出伸出段臂的倾斜角度参数，具
体参数是通过传感器得出的）。

[0052] 在此需要说明的是，支撑系210固定在可测空间内采用的是可拆卸固定的方式。

[0053] 接下来，通过图5、图6、图8和图9示出本发明的第一实施例，

[0054] 图5对支撑系210进行公开，图中支撑系210包括上夹板211和下夹板212，上夹板211和下夹板212转动连接，具体可以通过铰接的方式实现，并且在上夹板211上位于转动连
接的一侧设置有上指板213，下夹板212上位于转动连接的一侧设置有支撑件214，通过按压
上指板213使上夹板211和下夹板212之间形成的夹持空间210A打开。

[0055] 通常搭建段臂的主体部分都是柱状结构，所以在本实施例中将上夹板211和下夹板212设置成半弧形结构，当上夹板211和下夹板212闭合后形成一个截面为圆形的夹持空
间210A，这种实施方式适合统一规格的柱状结构搭建的段臂使用，使用时通过按压上指板
213使夹持空间210A打开，通过打开后形成的开口将夹持空间210A套在可测空间内的柱体
上（也就是说位于能够伸出段臂一端的柱状结构上），然后松开上指板213借助弹力作用使
上夹板211贴合柱体，这时候上夹板211配合下夹板212实现对柱体的夹持，又因为上夹板
211和下夹板212闭合后形成一个截面为圆形的夹持空间210A，所以上夹板211和下夹板212
闭合后能够完全围住柱体，从而提高夹持固定的能力。

[0056] 但在实际使用的过程中柱状结构的规格很难统一，这时候需要提供另一只实施方式，那就是将上夹板211和下夹板212设置成非半圆的弧形结构，这样小于该弧形半径的柱
状结构都能够实现夹持，这样即使规格不同也能实现对柱体的夹持，但相对于半弧形结构
来说夹持的固定能力会降低。

[0057] 也可以将上夹板211和下夹板212设置成直板结构，这样能够适应主体部分为方形的段臂使用。

[0058] 此外，可以在上夹板211和下夹板212的内表面上设置橡胶层，以提高夹持时与接触面的摩擦力，从而实现固定能力的提升。

[0059] 本实施例中的支撑件214包括下指板214b，下指板214b固定在下夹板212与上夹板211转动连接的一侧，而支撑部则是上夹板211的外表面。

[0060] 图6对测量系220进行公开，图中测量系220包括测量臂221、基点臂222和连接臂223，测量臂221和基点臂222转动连接，基点臂222和连接臂223转动连接，连接臂223安装在
支撑部上，安装方式可以是固定安装，也可以是可拆卸的安装，优选采用可拆卸的安装，从
而方便携带，也方便对坏的一方进行更换，并且在测量臂221和基点臂222转接处以及基点
臂222和连接臂223的转接处均搭载角度传感器，以对相应臂体即测量臂221和基点臂222的
转动角度进行测量。

[0061] 使用时，通过上夹板211和下夹板212将支撑部上的测量系220安装在可测空间的一级段臂上（也就是说此时需要对二级段臂的倾斜角度进行测量，如果对三级段臂的倾斜
角度进行测量则需要将测量系220安装在二级段臂上，以此类推），并且在安装时需要借助
水平仪调整支撑部的状态，使支撑部保持水平；

[0062] 然后结合图8和图9所示，转动基点臂222使其贴合二级段臂，并在贴合处形成基点，这时候以基点建立测量坐标系B，从而利用重新建立的测量坐标系B对测量线的转动角
度进行测量，这样就能够对伸出的段臂进行测量了，也就是二级段臂，进而解决两个段臂之
间的倾斜角度难以测量的问题，而且基点臂222和连接臂223转接的水平轴向上形成基坐标
系A，测量坐标系B和基坐标系A结合得到双坐标系，双坐标系中通过基坐标系A得到形成角，
因为本实施例二级段臂伸出后形成断崖，所以上述形成角指的是断崖的形成角，而基坐标
系A对应的是安装在基点臂222和连接臂223转接处的角度传感器，该角度传感器测量方式
是以水平线为起点顺/逆时针转动形成的角度，即图9中的a4；

[0063] 而后继续结合图8和图9所示，转动测量臂221使其贴合二级段臂，此时测量坐标系B中会形成测量线的测量角，具体通过安装在测量臂221和基点臂222转接处的角度传感器
实现，该角度传感器测量方式是以基点臂222的轴向为起点顺/逆时针转动形成的角度，即
图9中的a1；

[0064] 最后参阅图9所示，根据两平行线之间内错角相等的原理可知：a3=a4，因为a3和a4互为内错角，而a1=a2+a3，这里a2是对比角，由此可以推出a2=a1‑a4，这时候a1和a4都是能
够被测出的，所以a2也能够计算得出，得出的a2与90度角对比，其中：

[0065] a2=90°，则表示二级段臂相对于一级段臂来说没有发生倾斜；

[0066] a2≠90°，则表示二级段臂相对于一级段臂来说发生倾斜，倾斜角度以及方向通过a2‑90得出，例如：a2=100，那么100‑90=10，这时候可以得出二级段臂相对于一级段臂来说
向逆时针方向倾斜10度；a2=80，那么80‑90=‑10，这时候可以得出二级段臂相对于一级段臂
来说向顺时针方向倾斜10度。

[0067] 此外，为了保证测量臂221和基点臂222贴合段臂的稳定性，如图6所示，在测量臂221与段臂贴合的一侧设置有磁吸板224，在测量臂221与段臂贴合时磁吸板224能够吸住段
臂，使上夹板211连接的稳定性得到提高，当测量臂221稳定后，基点臂222自然也就稳定了。

[0068] 不仅如此，磁吸板224还能吸住基点臂222或者下夹板212，如果连接臂223固定安装在支撑部上，那么磁吸板224能够吸住下夹板212，这样通过磁吸板224与下夹板212吸合
避免测量臂221和基点臂222摆动，以便于携带；

[0069] 如果连接臂223能够拆卸，那么通过测量臂221和基点臂222叠合，让磁吸板224吸住基点臂222，同样也是便于携带。

[0070] 第二实施例，

[0071] 本实施例对支撑件214的另一种实施方式进行公开，支撑系210由上、下板体组成，并且在上、下板体上设置螺栓结构，通过上、下板体之间形成夹持空间210A，将夹持空间
210A套在段臂的主体部分外，然后使上、下板体贴合段臂的主体部分，再拧紧螺栓结构，这
样就能够实现对段臂主体部分的夹持。

[0072] 因为这种方式操作起来较为繁琐，而且结构也较为现有，同样关于支撑系210的同等实施方式有很多，所以在此不进行赘述。

[0073] 图10示出了本发明的第三实施例，

[0074] 相对于上述两个实施例来说，本实施例不对通信铁塔的倾斜角度进行测量，而是对坡面的坡度进行测量，图10中b3是能够被基坐标系A测出的形成角，本实施例中形成角指
的是坡面形成的角度，而b1是能够被测量坐标系B测出的测量角，同理因为b2和b3为内错
角，所以b2=b3，而坡面的倾角c是相对于水平来说的，所以c=b1+b2，并能推导出c=b1+b3，而
b1和b3均能够被测出的，所以坡面的倾角c也是能够被计算出的。

[0075] 本实施例中因为不需要支撑系210实现夹持，而是需要将支撑系210平稳的放置在水平面上，为此，本实施例中公开图7示出的支撑系210，支撑系210包括上夹板211和下夹板
212，同样上夹板211和下夹板212转动连接，上指板213固定在上夹板211与下夹板212转接
的一侧；

[0076] 不同的是，支撑件214包括主板体214a，在主板体214a的顶部设置水平的上板体214c，通过上板体214c形成支撑部，主板体214a的底部设置延伸板体214e，延伸板体214e通
过下板体214d与下夹板212固定连接，且下板体214d与延伸板体214e的支撑点处于同一水
平线上，并且在延伸板体214e的外侧还设置有下指板214b，其中：

[0077] 主板体214a上开设有预留槽214A，上指板213穿过预留槽214A与下指板214b处于同侧；

[0078] 预留槽214A内设置有弹性板215，上指板213通过弹性板215实现与下指板214b的弹性连接。

[0079] 综上，通过下板体214d配合延伸板体214e在水平面上对测量系220进行支撑，而且上板体214c与延伸板体214e以及下板体214d是一体的，所以在水平面上进行支撑后上板体
214c就处于水平状态了。

[0080] 第四实施例，

[0081] 本实施例在连接臂223内搭载水平角度传感器，其目的是弥补支持部不在水平状态下的角度，这样就无需考虑支持部是否处于水平了，使测量更加便捷和快速，适用范围也
更广，其具体原理如下：

[0082] 因为在基坐标系A中连接臂223一旦不水平（也就是说上述实施例中连接臂223都是处于水平状态的），其测量的a4以及b3的结果都会发生变化，因为基坐标系A的水平轴已
经倾斜了，这时候通过水平角度传感器测出水平轴倾斜的角度，然后弥补水平轴倾斜的角
度，以保证在连接臂223不水平的环境下，依然能够得出最终的测量结果。

[0083] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明
的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种
变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所
附的权利要求书及其等效物界定。