一种测量风机塔架倾斜角的装置的制作方法

1.本实用新型涉及风机塔架检测技术领域，更具体地，涉及一种测量风机塔架倾斜角的装置。


背景技术：

2.在风机运行过程中，塔架将风荷载、叶片惯性荷载等传递给基础。由于地基土的不均匀沉降或者基础的局部破坏，会导致塔架的底部发生倾斜，从而导致塔架倾斜。由于塔架属于高耸结构，底部微小倾斜所引起的高差在顶部会数十倍的放大，导致机舱偏移。塔架长期倾斜会导致基础破坏加剧、塔架螺栓受力不均等一系列问题。因此应对风机塔架的倾斜角实施巡检。
3.目前的检查手段是采用全站仪或水准仪等测量仪器在风机外实施测量，测量效率低、测量结果受人员主观影响大，风雨天气条件下测量也有困难。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的上述技术问题，本技术提供了一种测量风机塔架倾斜角的装置，使用该装置，在风机塔架内部即可快速测量风机塔架倾斜角，测量精度高，而且不受风雨天气影响。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.一种测量风机塔架倾斜角的装置，包括激光发射组件和标靶组件，所述激光发射组件包括激光发射装置、水平仪和用于安装所述激光发射装置和所述水平仪的底座，所述激光发射装置包括至少三个发射管，所述发射管沿所述水平仪的周向间隔设置并且相互之间形成固定角度，所有所述发射管靠近所述水平仪的一端相交于一点上或者所述发射管的延长线相交于一点上，且进行测量时，该点位于所述风机塔架的内侧壁上；所述发射管在同一平面上或者发射管所在的平面相互平行，每个发射管发射的激光颜色各不相同；所述水平仪与所述发射管在同一平面或者所述水平仪所在的平面与所述发射管所在的平面平行；所述标靶组件包括基座、透明刻度尺和摄影装置，所述透明刻度尺按刻度从下到上或从下到上的顺序垂直安装于基座上，所述摄影装置固定设置于所述基座上且所述摄影装置的镜头朝向所述透明刻度尺设置。优选的，所有的所述发射管位于同一平面上。
7.在一些实施方式中，所述水平仪为数显双轴倾角仪。数显双轴倾角仪水平调节精度高，而且可直接通过面上读数确定底座是否处于水平。
8.在一些实施方式中，所述所述发射管远离所述水平仪的一端位于同一弧线上。
9.在一些实施方式中，所述底座呈圆形，所述发射管远离所述水平仪的一端与所述底座的外侧齐平。
10.在一些实施方式中，所述激光发射组件还包括固定座，所述固定座与所述底座连接且靠近水平仪设置。
11.在一些实施方式中，所述固定座与所述底座通过第一转轴和第二转轴连接，第一
转轴和第二转轴相互垂直设置，所述第一转轴的两端分别与所述固定座和所述第二转轴连接，所述第二转轴与所述底座连接；所述第一转轴和第二转轴均为阻尼旋转轴。
12.在一些实施方式中，所述固定座和所述基座均有磁性。
13.相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：
14.本技术的装置，测量精度好、效率高，可在风机塔架内部进行使用，不受外部风雨天气的影响，而且不受人员主观影响。另外，还可直接长时间置于风机塔架内部同一标高面上，通过远程控制摄影装置的方式进行摄影并传回图片，以随时观测风机塔架倾斜角的变化。
附图说明
15.图1为本技术激光发射组件的结构示意图；
16.图2为本技术的标靶组件的结构示意图；
17.图3为标靶组件的透明刻度尺正面图；
18.图4为本技术装置测量示意图；
19.其中，1
‑
激光发射组件，11
‑
底座，12
‑
水平仪，13
‑
第一发射管，14
‑
第二发射管，15
‑
第三发射管，16
‑
固定座，17
‑
第二转轴，18
‑
第一转轴，2
‑
标靶组件，21
‑
基座，22
‑
摄影装置，23
‑
透明刻度尺。
具体实施方式
20.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
23.下述的具体实施方式中，以发射管的发射方向为正方向，以与激光发射方向相反的方向为反方向。
24.如图1
‑
3所示，一种测量风机塔架倾斜角的装置，包括激光发射组件1和标靶组件2，激光发射组件包括激光发射装置、水平仪12和用于安装水平仪和激光发射装置12的底座11，底座11呈圆形；激光发射装置包括第一发射管13、第二发射管14、第三发射管15，三个发射管沿水平仪12的周向间隔设置并且相互之间形成固定夹角，第一、第二、第三发射管远离水平仪12的一端与底座11的外侧齐平，且第一、第二、第三发射管的反向延长线相较于一点，当进行测量时，该点位于风机塔架内侧壁上。本装置中的水平仪12和第一、第二、第三发射管位于同一平面上，且每个发射管发射的激光颜色各不相同。如图2和图3所示，标靶组件
2包括基座21、摄影装置22和透明刻度尺23，透明刻度尺23按刻度从下到上(或从上到下)的顺序垂直安装于基座21上，摄影装置22固定设置于基座21上且摄影装置22的镜头朝向透明刻度尺23设置，可以使得摄影装置22拍摄到透明刻度尺上的刻度。本装置中，水平仪12选用数显双轴倾角仪，摄影装置22选用微距镜头。
25.上述技术方案中，使用本技术的装置测量风机塔架倾斜角时，将激光发射组件1和标靶组建2放置于风机塔架的同一标高面上，具体为：将底座11放置于风机塔架内部的其中一个法兰上，然后通过调节水平仪12使得第一、第二、第三发射管所在的平面与大地水平面平行，然后三个发射管发射不同颜色的激光，激光打在风机塔架内侧壁上。基于风机塔架的安装特殊性，安装时，沿着风机塔架内侧周向的法兰依次接触，因此，发射管发射的激光位于法兰的上方，将标靶组件2放置于激光所在位置，使激光打在透明刻度尺23上，然后启动摄影装置22拍摄透明刻度尺23，即可确定所在的激光所在的点在透明刻度尺上的读数。
26.具体如图4所示，环形为第一、第二、第三发射管所在的水平面与风机塔架内侧壁相交形成的环形性状。经设置，使得第一、第二、第三发射管发射的激光反向延长线相较于一点，当进行测量时，该点位于o点，根据激光的位置，将三个标靶组件分别放置于对应法兰的同一位置上，使得激光打在透明刻度尺上，通过刻度尺读数确定每个点在竖直方向上的位置，如：第一发射管13发射的激光在第一个标靶组件上的点为a，第二发射管14发射的激光在第二个标靶组件上的点为b，第三发射管15发射的激光在第三个标靶组件上的点为c。假设a点为最低点，以经过oa的水平面为基准平面、与经过o点的垂直于所述基准平面的垂线组合建立空间极坐标系。oo’为经过o点的环形的切线，以oo’为x轴、经过o点和环形圆心的射线为y轴，以经过o点的垂直于所述基准平面的垂线为z轴，建立空间极坐标系。其中，基于激光发射组件的设置，第一发射管发射的激光oa与oo’形成的夹角α为已知、第二发射管和第一发射管之间的夹角β为已知，第三发射管和第二发射管之间的夹角γ为已知，环形的直径长度为d，d为风机塔架安装时法兰顶部所在的平面与内侧壁相交形成圆环的直径。则在该空间极坐标系中，a点的空间极坐标为(α，l
a
，z
a
)、b点的空间极坐标为(α+β，l
b
，z
b
)、c点的空间极坐标为(α+β+γ，l
c
，z
c
)，l
a
为oa的长度
×
cosα，oa的长度为d
×
sinα，同理，根据角α、β、γ分别算出l
b
、l
c
；因以oa所在的水平面为基准平面，因此，在z轴方向上，z
a
＝0，z
b
、z
c
分别为b、c点刻度尺读数减去a点刻度尺读数，由此得出a、b、c三者的空间极坐标，然后根据三点的坐标计算出a、b、c三点所在的平面的平面方程，并计算经过a点的水平面的平面方程，最后计算两个平面的夹角，即为风机塔架的倾斜角。
27.确定a、b、c三个点的空间极坐标后，平面的计算方式和原理与专利公开文件cn202011145712.4中的计算方式和原理相同。
28.具体地，本技术中，水平仪、发射管以胶粘的形式固定于底座上。
29.进一步地，激光发射组件1还包括固定座16，固定座16与底座11连接且靠近水平仪12设置，底座11可通过固定座16固定于风机塔架内侧壁上。优选的，底座11通过转轴与固定座16连接，转轴包括相互垂直设置的第一转轴18和第二转轴17，第一转轴18的两端分别与固定座16和第二转轴17连接，第二转轴17与底座11连接，第一转轴和第二转轴均为阻尼旋转轴，第一转轴18和第二转轴17的设置，可以使底座11可绕着第一转轴18的中轴线转动，也可绕着第二转轴17的中轴线转动，以实现底座11调节呈水平。
30.更进一步地，本实施例中，固定座16和基座21均有磁性，安装激光发射组件1和摄
影组件2时，可直接通过固定座16和基座21与风机塔架通过磁力连接，使装置的安装和拆除更方便。
31.需要说明的是，除了磁力连接，还可通过粘接的方式将激光发射组件1和标靶组件2安装于风机塔架内部同一标高面上(如法兰的同一位置上)。另外，发射管的数量不仅限于3个，还可为多个。
32.本技术还可将激光发射组件1和摄影组件2固定安装于风机塔架内，通过远程控制的方式控制摄影装置拍摄图片并传回控制端，以随时观察风机塔架的倾斜角变化。
33.本技术中的所述的“标高面”，是指风机塔架安装时与大地水平面平行的面，该标高面保持与风机塔架的中轴线垂直。
34.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
35.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。