新型格构空间网架组合式多管塔及其稳定性监测方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型格构空间网架组合式多管塔，解决了现有技术的不足，技术方案为：包括由主管和辅材、横材构成的塔身、若干根天线、若干根天线支臂、管塔基础和避雷针，其特征在于：所述避雷针配设在塔身的顶部，所述塔身与所述避雷针连接，所述管塔基础为预埋件埋设在地底，所述塔身与所述管塔基础通过螺栓连接，每根所述天线至少水平连接有三根天线支臂，所述天线支臂均通过钢结构网架连接球与主管连接。
【专利说明】
新型格构空间网架组合式多管塔及其稳定性监测方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种管塔及其稳定性监测方法，特别涉及一种新型格构空间网架组合式多管塔及其稳定性监测方法。
【背景技术】
[0002]随着通信事业的快速发展，通信塔桅也逐渐变得多样性，目前常见的形式主要有:单管塔、三角塔、四角角钢塔、三管塔、四管塔、拉线塔等，每种塔型都有其优点和缺点，现在管塔都是采用圆形为主的管材进行搭建，比如拉线塔，它同时适用于屋面和地面，造价合理，安装方便等优点，但同时它也具备了占地面积较大的缺点；三管塔适用场景广泛，特别适用于拟建场地面积较小的情况，节约建设用地，但当塔高要求较低，挂载设备数量较少的情况下，又不能完全体现出它的经济性。
[0003]中国专利申请号:CN200420110137.4，【公开日】:2006年3月15日，公开了一种通信用三管塔，它包括塔基、塔体、平台支架、避雷针，其特征在于:塔体由多根塔柱连接而成，塔柱的三根直立钢管两侧焊接铁板，铁板连接三根水平铁，钢管、铁板、水平铁构成三角形状。但是此技术方案结构受力模式不合理，经济性和性价比较差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决上述现有技术结构受力模式不合理，经济性和性价比较差的问题，提供了一种新型格构空间网架组合式多管塔及其稳定性监测方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种新型格构空间网架组合式多管塔，包括由主管和辅材、横材构成的塔身、若干根天线、若干根天线支臂、管塔基础和避雷针，所述避雷针配设在塔身的顶部，所述塔身与所述避雷针连接，所述管塔基础为预埋件埋设在地底，所述塔身与所述管塔基础通过螺栓连接，每根所述天线至少水平连接有三根天线支臂，所述天线支臂均通过钢结构网架连接球与主管连接。本发明适用与工业开发区等市郊区域、县城、乡镇、农村、山区等对景观要求低、易于征地的区域;特别适用于拟建场地面积较小的情况，节约建设用地;且同时适用于屋面和地面，塔高和根开可根据风压、场景和需求进行灵活调整，结构受力模式合理，有较高的经济性和性价比。
[0006]作为优选，所述主管与主管之间采用外法兰连接、内法兰连接或套接连接。
[0007]作为优选，所述主管与横材之间采用外法兰连接、内法兰连接或套接连接。
[0008]作为优选，还包括有单片机和通信设备，所述管塔基础的顶端固定有第一红外发射器和第二红外发射器，所述第一红外发射器和第二红外发射器对准塔身上同一根主管的一条棱边，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的主管为测量杆，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的棱边为测量棱边，所述测量棱边与第一红外发射器和第二红外发射器位于同一平面，所述测量棱边的两个侧面上均固定有红外接收器阵列，所述测量棱边与第一红外发射器以及第二红外发射器之间设置有竖直分光镜，竖直分光镜通过固定架固定在所述管塔基础上，所述第一红外发射器和第二红外发射器发射的红外线经过竖直分光镜照射在所述红外接收器阵列上，所述红外接收器阵列的输出端与单片机电连接，所述单片机与通信设备电连接，单片机和通信设备固定在所述塔身上，所述红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备均由电源供电。本发明这样设置，可以由单片机通过接收红外接收器阵列的红外信号推断当前测量杆的摇动、晃动和扭动，一旦当前测量杆的摇动、晃动和扭动超过设定值，则单片机通过通信设备进行报警。
[0009]作为优选，所述测量棱边的两个侧面与所述第一红外发射器之间的夹角均相等。
[0010]作为优选，所述第一红外发射器与所述第二红外发射器相互平行。
[0011]作为优选，所述竖直分光镜的中轴线与地面垂直。
[0012]作为优选，还包括有单片机和通信设备，所述管塔基础的顶端固定有第一红外发射器和第二红外发射器，所述第一红外发射器和第二红外发射器对准塔身上同一根主管的一条棱边的同一目标点，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的主管为测量杆，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的棱边为测量棱边，所述第一红外发射器和第二红外发射器位于同一水平面，所述测量棱边的两个侧面上均固定有红外接收器阵列，所述测量棱边与第一红外发射器以及第二红外发射器之间设置有旋转折光镜，旋转折光镜通过固定架固定在所述管塔基础上，所述第一红外发射器和第二红外发射器发射的红外线经过旋转折光镜照射在所述红外接收器阵列上，所述红外接收器阵列的输出端与单片机电连接，所述单片机与通信设备电连接，单片机和通信设备固定在所述塔身上，所述红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备均由电源供电。本技术方案与上述采用竖直分光镜的技术方案相似，米用竖直分光镜的方案可以将红外线分散为四个射入点由红外接收器阵列读取，单片机根据相应照射点之间差值数值的变化推断当前测量杆的运动状态并对应不同的阈值进行对比，然后进行报警，而采用旋转折光镜的技术方案中，两个红外发射器照射在旋转折光镜上进行折射照射在红外接收器阵列，由于旋转折光镜保持旋转状态，所以红外接收器阵列上被照射的点是一个轨迹，单片机可以根据当前获得的轨迹进行分析，根据晃动、沉降和扭动分别设定阈值，一旦超出阈值就进行报警。
[0013]作为优选，所述旋转折光镜包括驱动电机、旋转驱动轴、连接爪盘、减速齿轮组和棱锥状折光镜，所述棱锥状折光镜的底面朝向测量棱边，所述连接爪盘与所述锥状折光镜固定连接，所述连接爪盘的底部与旋转驱动轴的第一端连接，旋转驱动轴的第二端通过减速齿轮组与驱动电机连接，所述驱动电机由电源供电，所述第一红外发射器在棱锥状折光镜上的照射点与第二红外发射器在棱锥状折光镜上的照射点轴向对称。
[0014]—种新型格构空间网架组合式多管塔的稳定性监测方法，适用于如权利要求4至7中任意权利要求所述的新型格构空间网架组合式多管塔，包括以下步骤:步骤一，红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备得电启动，单片机读取预设的对应红外接收器阵列中每个红外接收器的转换值，单片机同时读取预设的阈值，
[0015]步骤二，第一红外发射器和第二红外发射器照射在竖直分光镜上进行分光，红外接收器阵列接收到四个红外信号，单片机根据接收到的红外接收器阵列信号进行查询得到转换值，得出正常态数据，
[0016]步骤三，单片机实时记录当前转换值，若当前转换值推算出红外接收器阵列中中接收到的红外线竖直方向或水平方向波动大于阈值则判定塔身晃动，若当前转换值推算出红外接收器阵列中中接收到的红外线竖直方向数值持续大于阈值则判定塔身沉降过大，若当前转换值推算出红外接收器阵列中接收到的两个红外线水平方向波动中存在数值差且至少一个转换值大于阈值时判定为测量杆扭曲，
[0017]步骤四，单片机根据步骤三中所得出的结论，发送相应信号至通信设备，进行相应的报警动作。
[0018]本发明的实质性效果是:本发明适用与工业开发区等市郊区域、县城、乡镇、农村、山区等对景观要求低、易于征地的区域;特别适用于拟建场地面积较小的情况，节约建设用地;且同时适用于屋面和地面，塔高和根开可根据风压、场景和需求进行灵活调整，结构受力模式合理，有较高的经济性和性价比。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的一种结构不意图；
[0020]图2为本发明中第一红外发射器和第二红外发射器照射红外接收器阵列的示意图；
[0021 ]图3为本发明中单片机部分电路框架示意图；
[0022]图4为本发明中旋转折光镜的一种示意图。
[0023]图中:1、避雷针，2、天线，3、天线支臂，4、第一红外发射器，5、第二红外发射器，6、竖直分光镜，61、棱锥状折光镜，7、红外接收器阵列，8、测量杆，9、单片机，10、通信设备，11、驱动电机，12、减速齿轮组，13、旋转驱动轴，14、连接爪盘。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0025]实施例1:
[0026]—种新型格构空间网架组合式多管塔(参见附图1)，包括由主管和辅材、横材构成的塔身、若干根天线2、若干根天线支臂3、管塔基础和避雷针I，其特征在于:所述避雷针配设在塔身的顶部，所述塔身与所述避雷针连接，所述管塔基础为预埋件埋设在地底，所述塔身与所述管塔基础通过螺栓连接，每根所述天线至少水平连接有三根天线支臂，所述天线支臂均通过钢结构网架连接球与主管连接。所述主管与主管之间采用外法兰连接、内法兰连接或套接连接。所述主管与横材之间采用外法兰连接、内法兰连接或套接连接。还包括有单片机9和通信设备10，所述管塔基础的顶端固定有第一红外发射器4和第二红外发射器5，所述第一红外发射器和第二红外发射器对准塔身上同一根主管的一条棱边，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的主管为测量杆8，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的棱边为测量棱边，所述测量棱边与第一红外发射器和第二红外发射器位于同一平面，所述测量棱边的两个侧面上均固定有红外接收器阵列7，所述测量棱边与第一红外发射器以及第二红外发射器之间设置有竖直分光镜6，竖直分光镜通过固定架固定在所述管塔基础上，所述第一红外发射器和第二红外发射器发射的红外线经过竖直分光镜照射在所述红外接收器阵列上，所述红外接收器阵列的输出端与单片机电连接，所述单片机与通信设备电连接，单片机和通信设备固定在所述塔身上，所述红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备均由电源供电。所述竖直分光镜的中轴线与地面垂直。所述测量棱边的两个侧面与所述第一红外发射器之间的夹角均相等。所述第一红外发射器与所述第二红外发射器相互平行。
[0027]本实施例适用与工业开发区等市郊区域、县城、乡镇、农村、山区等对景观要求低、易于征地的区域;特别适用于拟建场地面积较小的情况，节约建设用地;且同时适用于屋面和地面，塔高和根开可根据风压、场景和需求进行灵活调整，结构受力模式合理，有较高的经济性和性价比。本实施例这样设置，可以由单片机通过接收红外接收器阵列的红外信号推断当前测量杆的摇动、晃动和扭动，一旦当前测量杆的摇动、晃动和扭动超过设定值，则单片机通过通信设备进行报警。
[0028]—种新型格构空间网架组合式多管塔的稳定性监测方法，适用于实施例1所述的新型格构空间网架组合式多管塔，包括以下步骤:
[0029]步骤一，红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备得电启动，单片机读取预设的对应红外接收器阵列中每个红外接收器的转换值，单片机同时读取预设的阈值，
[0030]步骤二，第一红外发射器和第二红外发射器照射在竖直分光镜上进行分光，红外接收器阵列接收到四个红外信号，单片机根据接收到的红外接收器阵列信号进行查询得到转换值，得出正常态数据，
[0031]步骤三，单片机实时记录当前转换值，若当前转换值推算出红外接收器阵列中中接收到的红外线竖直方向或水平方向波动大于阈值则判定塔身晃动，若当前转换值推算出红外接收器阵列中中接收到的红外线竖直方向数值持续大于阈值则判定塔身沉降过大，若当前转换值推算出红外接收器阵列中接收到的两个红外线水平方向波动中存在数值差且至少一个转换值大于阈值时判定为测量杆扭曲，
[0032]步骤四，单片机根据步骤三中所得出的结论，发送相应信号至通信设备，进行相应的报警动作。
[0033]实施例2:
[0034]—种新型格构空间网架组合式多管塔(参见附图4)，包括由主管和辅材、横材构成的塔身、若干根天线、若干根天线支臂、管塔基础和避雷针，其特征在于:所述避雷针配设在塔身的顶部，所述塔身与所述避雷针连接，所述管塔基础为预埋件埋设在地底，所述塔身与所述管塔基础通过螺栓连接，每根所述天线至少水平连接有三根天线支臂，所述天线支臂均通过钢结构网架连接球与主管连接。还包括有单片机和通信设备，所述管塔基础的顶端固定有第一红外发射器和第二红外发射器，所述第一红外发射器和第二红外发射器对准塔身上同一根主管的一条棱边的同一目标点，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的主管为测量杆，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的棱边为测量棱边，所述第一红外发射器和第二红外发射器位于同一水平面，所述测量棱边的两个侧面上均固定有红外接收器阵列，所述测量棱边与第一红外发射器以及第二红外发射器之间设置有旋转折光镜，旋转折光镜通过固定架固定在所述管塔基础上，所述第一红外发射器和第二红外发射器发射的红外线经过旋转折光镜照射在所述红外接收器阵列上，所述红外接收器阵列的输出端与单片机电连接，所述单片机与通信设备电连接，单片机和通信设备固定在所述塔身上，所述红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备均由电源供电。所述旋转折光镜包括驱动电机11、旋转驱动轴13、连接爪盘14、减速齿轮组12和棱锥状折光镜61，所述棱锥状折光镜的底面朝向测量棱边，所述连接爪盘与所述锥状折光镜固定连接，所述连接爪盘的底部与旋转驱动轴的第一端连接，旋转驱动轴的第二端通过减速齿轮组与驱动电机连接，所述驱动电机由电源供电，所述第一红外发射器在棱锥状折光镜上的照射点与第二红外发射器在棱锥状折光镜上的照射点轴向对称。
[0035]本技术方案与上述采用竖直分光镜的技术方案相似，采用竖直分光镜的方案可以将红外线分散为四个射入点由红外接收器阵列读取，单片机根据相应照射点之间差值数值的变化推断当前测量杆的运动状态并对应不同的阈值进行对比，然后进行报警，而采用旋转折光镜的技术方案中，两个红外发射器照射在旋转折光镜上进行折射照射在红外接收器阵列，由于旋转折光镜保持旋转状态，所以红外接收器阵列上被照射的点是一个轨迹，单片机可以根据当前获得的轨迹进行分析，根据晃动、沉降和扭动分别设定阈值，一旦超出阈值就进行报警。
[0036]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【主权项】
1.一种新型格构空间网架组合式多管塔，包括由主管和辅材、横材构成的塔身、若干根天线、若干根天线支臂、管塔基础和避雷针，其特征在于:所述避雷针配设在塔身的顶部，所述塔身与所述避雷针连接，所述管塔基础为预埋件埋设在地底，所述塔身与所述管塔基础通过螺栓连接，每根所述天线至少水平连接有三根天线支臂，所述天线支臂均通过钢结构网架连接球与主管连接。2.根据权利要求1所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:所述主管与主管之间采用外法兰连接、内法兰连接或套接连接。3.根据权利要求1所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:所述主管与横材之间采用外法兰连接、内法兰连接或套接连接。4.根据权利要求1所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:还包括有单片机和通信设备，所述管塔基础的顶端固定有第一红外发射器和第二红外发射器，所述第一红外发射器和第二红外发射器对准塔身上同一根主管的一条棱边，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的主管为测量杆，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的棱边为测量棱边，所述测量棱边与第一红外发射器和第二红外发射器位于同一平面，所述测量棱边的两个侧面上均固定有红外接收器阵列，所述测量棱边与第一红外发射器以及第二红外发射器之间设置有竖直分光镜，竖直分光镜通过固定架固定在所述管塔基础上，所述第一红外发射器和第二红外发射器发射的红外线经过竖直分光镜照射在所述红外接收器阵列上，所述红外接收器阵列的输出端与单片机电连接，所述单片机与通信设备电连接，单片机和通信设备固定在所述塔身上，所述红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备均由电源供电。5.根据权利要求4所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:所述测量棱边的两个侧面与所述第一红外发射器之间的夹角均相等。6.根据权利要求4所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:所述第一红外发射器与所述第二红外发射器相互平行。7.根据权利要求4所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:所述竖直分光镜的中轴线与地面垂直。8.根据权利要求1所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:还包括有单片机和通信设备，所述管塔基础的顶端固定有第一红外发射器和第二红外发射器，所述第一红外发射器和第二红外发射器对准塔身上同一根主管的一条棱边的同一目标点，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的主管为测量杆，被第一红外发射器和第二红外发射器对准的棱边为测量棱边，所述第一红外发射器和第二红外发射器位于同一水平面，所述测量棱边的两个侧面上均固定有红外接收器阵列，所述测量棱边与第一红外发射器以及第二红外发射器之间设置有旋转折光镜，旋转折光镜通过固定架固定在所述管塔基础上，所述第一红外发射器和第二红外发射器发射的红外线经过旋转折光镜照射在所述红外接收器阵列上，所述红外接收器阵列的输出端与单片机电连接，所述单片机与通信设备电连接，单片机和通信设备固定在所述塔身上，所述红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备均由电源供电。9.根据权利要求8所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:所述旋转折光镜包括驱动电机、旋转驱动轴、连接爪盘、减速齿轮组和棱锥状折光镜，所述棱锥状折光镜的底面朝向测量棱边，所述连接爪盘与所述锥状折光镜固定连接，所述连接爪盘的底部与旋转驱动轴的第一端连接，旋转驱动轴的第二端通过减速齿轮组与驱动电机连接，所述驱动电机由电源供电，所述第一红外发射器在棱锥状折光镜上的照射点与第二红外发射器在棱锥状折光镜上的照射点轴向对称。10.—种新型格构空间网架组合式多管塔的稳定性监测方法，适用于如权利要求4至7中任意权利要求所述的新型格构空间网架组合式多管塔，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一，红外接收器阵列、第一红外发射器、第二红外发射器、单片机和通信设备得电启动，单片机读取预设的对应红外接收器阵列中每个红外接收器的转换值，单片机同时读取预设的阈值， 步骤二，第一红外发射器和第二红外发射器照射在竖直分光镜上进行分光，红外接收器阵列接收到四个红外信号，单片机根据接收到的红外接收器阵列信号进行查询得到转换值，得出正常态数据， 步骤三，单片机实时记录当前转换值，若当前转换值推算出红外接收器阵列中中接收到的红外线竖直方向或水平方向波动大于阈值则判定塔身晃动，若当前转换值推算出红外接收器阵列中中接收到的红外线竖直方向数值持续大于阈值则判定塔身沉降过大，若当前转换值推算出红外接收器阵列中接收到的两个红外线水平方向波动中存在数值差且至少一个转换值大于阈值时判定为测量杆扭曲， 步骤四，单片机根据步骤三中所得出的结论，发送相应信号至通信设备，进行相应的报警动作。
【文档编号】G01D21/02GK105909032SQ201610292758
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】姚如胜, 姚云龙, 张佚伦, 杨建雄, 罗春来, 缪昌国
【申请人】华信咨询设计研究院有限公司