一种基于人工智能的铁塔多参数监测装置的制作方法

1.本发明涉及一种监测设备，具体是一种基于人工智能的铁塔多参数监测装置。


背景技术：

2.地壳运动、恶劣气候、老化氧化、潜在的人为偷盗破坏等因素，都会给铁塔带来一定的安全隐患，甚至导致铁塔倾斜、倒塌等。目前，传统的铁塔维护主要靠定期巡检、人为观测，这些是非常必要的安全防护手段，但是局限性太大，无法做到全方位、及时、准确的观测。尤其是某些参数人工实测困难，并且不容易及时发现问题，无法满足铁塔实时监测的需求。铁塔一旦出现倾斜、倒塌等将产生巨大影响。为了消除铁塔安全隐患，避免出现倾斜、倒塌等危及安全的事件发生，需要采用先进的监控技术设备对铁塔进行实时的安全监测,为铁塔的提前有效及时发现问题，以及将来的集中整治、中修、大修提供基础参考数据。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于人工智能的铁塔多参数监测装置，以解决上述背景技术中提出的无法对铁塔做到全方位、及时、准确的观测问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于人工智能的铁塔多参数监测装置，包括预埋件和固定在所述预埋件上的安装台，还包括：固定座，所述固定座固定设置在所述安装台上；其中，所述安装台上部开设有圆形的凹陷，所述固定座设置在所述凹陷内；触动组件，所述触动组件为四组，四组所述触动组件沿圆周等距设置在所述固定座上，四组所述触动组件分别与铁塔的四个塔腿连接，用于监测各塔腿沉降；测量机构，所述测量机构安装在所述固定座上，所述测量机构连接所述触动组件，所述测量机构用于同所述触动组件配合量化各塔腿的沉降量；以及导电组件，所述导电组件设置在所述安装台上并连接所述触动测量机构，所述导电组件在塔腿沉降时将所述测量机构接电。
5.作为本发明进一步的方案：所述触动组件包括：球壳，所述球壳用于同所述测量机构球接；摆动杆，所述摆动杆的一端与所述球壳固定，所述摆动杆用于在塔腿沉降时触发所述测量机构；伸缩结构，所述伸缩结构连接所述摆动杆，所述伸缩结构用于连接所述摆动杆和塔腿；以及第二连接球，所述第二连接球安装在所述伸缩结构靠近塔腿的一端，所述第二连接球用于同塔腿球接。
6.作为本发明再进一步的方案：所述伸缩结构包括：伸缩杆，所述伸缩杆沿着所述摆动杆的长度方向上与之滑动连接，且所述第二连
接球固定在所述伸缩杆远离所述摆动杆的一端；螺管，所述螺管固定在所述伸缩杆的外壁上，其轴线同所述伸缩杆平行；丝杠，所述丝杠转动安装在所述摆动杆的外壁上，且丝杠与所述螺管螺纹配合；以及调节轮，所述调节轮固定在所述丝杠远离所述螺管的一端，所述调节轮用于驱动所述丝杠转动。
7.作为本发明再进一步的方案：所述测量机构包括：滑动块，所述滑动块为四个，在所述固定座上设置有“十”字型轨道，“十”字型轨道上设置有嵌合槽，所述滑动块滑动嵌合在所述嵌合槽上；压力传感器，所述压力传感器也为四个，所述压力传感器安装在所述“十”字型轨道的交汇处，并与“十”字型轨道的四条槽道对应；柱形弹簧，在每一所述槽道内均设置有一个柱形弹簧，所述柱形弹簧的一端与所述压力传感器抵接，另一端与所述滑动块抵接；所述滑动块上固定有第一连接球，所述第一连接球与对应位置的触动组件中的球壳球接。
8.作为本发明再进一步的方案：所述槽道内固定有导杆，在所述滑动块上开设有同所述导杆适配的穿孔，在所述“十”字型轨道的中心处安装有发射器，每一所述压力传感器均与所述发射器通讯，所述柱形弹簧套设在所述导杆上。
9.作为本发明再进一步的方案：所述导电组件包括：供电柱，所述供电柱竖直固定在所述安装台的中心，在所述固定座的下部中心设置有设置有用于容纳所述供电柱的柱形空腔；固定接头，所述固定接头为四个且沿圆周等距安装在所述供电柱的外壁上；活动接头，所述活动接头沿所述供电柱的轴线活动设置在所述供电柱的外壁上，活动接头也为四个，四个所述活动接头与四个固定接头一一对应；所述活动接头通过传动结构连接所述滑动块，所述固定接头同所述供电柱内的电池电性连接，活动接头与所述发射器电性连接。
10.作为本发明再进一步的方案：所述传动结构包括：穿槽,所述穿槽设置在所述固定座上，穿槽的上部与所述嵌合槽连通，下部贯穿所述固定座；吸片，所述吸片为弧形片状磁片，磁性吸附在所述供电柱上，所述吸片可在所述供电柱外壁滑动，吸片为四个，四个活动接头分别安装在四个吸片上；连杆，所述连杆穿过所述穿槽连接所述吸片和所述滑动块，连杆的一端与所述吸片转动连接，另一端与所述滑动块铰接。
11.作为本发明再进一步的方案：所述预埋件为四个，分别焊接固定在所述安装台的四角，在所述预埋件的底部固定有角铁，所述角铁上开设有通孔，通孔内穿设有螺栓。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置通过设置四组触动组件分别与铁塔的四个塔腿球接，使得在其中某一个或几个塔腿发生沉降导致整铁塔沉降或倾斜时能够触发测量机构，利用测量机构得出每一塔腿的沉降矢量，再对各个矢量求和得出整体铁塔的倾斜量或沉降量；
此外，设置了发射器与云平台通讯，实现智能监测功能，配合导电组件最大化的增加发射器的续航能力，保证在铁塔未发生沉降或倾斜时发射器不工作，只有在铁塔产生异常时才对发射器供电，降低了电池的更换频率。
附图说明
13.图1为基于人工智能的铁塔多参数监测装置的结构示意图。
14.图2为基于人工智能的铁塔多参数监测装置的拆解图。
15.图3为基于人工智能的铁塔多参数监测装置中伸缩结构的示意图。
16.图4为基于人工智能的铁塔多参数监测装置中测量机构的示意图。
17.图5为固定座上的槽道和嵌合槽的结构示意图。
18.图6为固定座上的穿槽示意图。
19.图7为供电柱和安装台的连接示意图。
20.图8为供电柱上的固定接头的结构示意图。
21.图中：1-预埋件；2-安装台；3-固定座；4-滑动块；5-嵌合槽；6-柱形弹簧；7-导杆；8-压力传感器；9-发射器；10-第一连接球；11-球壳；12-摆动杆；13-伸缩杆；14-第二连接球；15-螺管；16-丝杠；17-连杆；18-活动接头；19-供电柱；20-固定接头；21-穿槽；22-吸片。
具体实施方式
22.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。
23.另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
24.请参阅图1~8，本发明实施例中，一种基于人工智能的铁塔多参数监测装置，包括预埋件1和固定在预埋件1上的安装台2；预埋件1为四个，分别焊接固定在安装台2的四角，在预埋件1的底部固定有角铁，角铁上开设有通孔，通孔内穿设有螺栓。
25.通过在铁塔的四角中央挖设填埋坑，并用混凝土砌筑与四个预埋件1适配的方形坑基；将该装置的四个预埋件1埋于坑基中，并通过每一角铁上的螺栓与坑基的混凝土底面固定，从而将安装台2固定在铁塔中心的地面上。
26.装置还包括固定座3、四组触动组件、安装在固定座3上的测量机构、以及导电组件；固定座3固定设置在安装台2上，四组触动组件沿圆周等距设置在固定座3上，四组触动组件分别与铁塔的四个塔腿连接，用于监测各塔腿沉降；测量机构安装在固定座3上，测量机构连接触动组件，测量机构用于同触动组件配合量化各塔腿的沉降量；导电组件设置在安装台2上并连接触动测量机构，导电组件在塔腿沉降时将测量机构接电。
27.安装台2上部开设有圆形的凹陷，固定座3设置在凹陷内；在本发明实施例中，当铁塔发生沉降或倾斜时，铁塔的其中一个或几个塔腿发生
沉降，沉降的塔腿相对设置在固定座3上的触动组件发生相对位移，带动与之连接的触动组件动作，同时导电组件将发生沉降的一侧的测量机构接通电源，通过测量机构对该侧的塔腿沉降量进行量化，当只有部分塔腿发生沉降时，则表示该铁塔发生倾斜，利用测量机构对沉降侧的塔腿沉降量计算，得出倾斜角度；当四个塔腿的沉降量相同时，则表示整个铁塔未倾斜，而是整体沉降，沉降量与单一一侧的塔腿沉降量对应，以此可监测铁塔的沉降或倾斜；由于设置了导电组件，因此可以实现在铁塔发生沉降或倾斜时将测量机构监测量化的结果发出，而在铁塔未发生沉降或倾斜时，测量机构不工作，达到节省电力的效果，防止长时间保持测量机构通电将电源储备的电能全部耗尽，增加电源更换或充电的频率，此外，还可避免电源电力耗尽后未及时更换电源或向电源充电，导致在铁塔发生倾斜或沉降时测量机构不能及时将测得的沉降或倾斜信息发出，致使意外发生。
28.作为本发明的一种实施例，触动组件包括用于同测量机构球接的球壳11、一端与球壳11固定的摆动杆12、连接摆动杆12的伸缩结构、以及安装在伸缩结构靠近塔腿的一端的第二连接球14；摆动杆12用于在塔腿沉降时触发测量机构，伸缩结构用于连接摆动杆12和塔腿；第二连接球14用于同塔腿球接。
29.在本发明实施例中，利用球壳11实现触动组件的一端与测量机构球接，配合第二连接球14达到触动组件的另一端与塔腿球接，故在铁塔朝任一方向发生倾斜时均能通过与之球接的触动组件传导至测量机构上，从而实现对铁塔倾斜沉降的万向监测目的。
30.作为本发明的一种实施例，伸缩结构包括沿着摆动杆12的长度方向上与摆动杆12滑动连接的伸缩杆13、固定在伸缩杆13的外壁上的螺管15、转动安装在摆动杆12的外壁上的丝杠16；第二连接球14固定在伸缩杆13远离摆动杆12的一端，螺管15轴线同伸缩杆13平行；丝杠16与螺管15螺纹配合；其中，在丝杠16远离螺管15的一端固定有调节轮，调节轮用于驱动丝杠16转动。
31.在本发明实施例中，不同规格的铁塔尺寸并不相同，为了使每一摆动杆12均能与塔腿连接，设计了伸缩结构，当铁塔的规格较大时，可以通过伸缩结构使得第二连接球14与塔腿球接。
32.具体是，转动调节轮使丝杠16从螺管15中伸出，从而带动伸缩杆13顺着摆动杆12伸长，保证位于伸缩杆13端部的第二连接球14能够触及到塔腿上的球接处。
33.当然了，在塔腿上也固定有用于同第二连接球14球接的球套。
34.作为本发明的一种实施例，测量机构包括四个滑动块4，在固定座3上设置有“十”字型轨道，“十”字型轨道上设置有嵌合槽5，滑动块4滑动嵌合在嵌合槽5上；在“十”字型轨道的交汇处安装有压力传感器8，压力传感器8也为四个，并与“十”字型轨道的四条槽道对应；在每一槽道内均设置有一个柱形弹簧6，柱形弹簧6的一端与压力传感器8抵接，另一端与滑动块4抵接；滑动块4上固定有第一连接球10，第一连接球10与对应位置的触动组件中的球壳11球接。
35.当铁塔的某一塔腿发生沉降时必然通过触动组件带动该侧的滑动块4顺着槽道滑动并挤压该槽道上的柱形弹簧6，通过柱形弹簧6挤压与之对应的压力传感器8，由于柱形弹簧6的弹性力与之形变量呈线性关系，因此可将压力传感器8监测到的压力值转换为滑动块4的移动值，最终得出塔腿的沉降量。
36.在铁塔发生倾斜时，其沉降的塔腿数量可能为一个或两个或三个，又因为相邻两个滑动块4的运动轨迹夹角为90
°
（四组触动组件沿圆周等距设置在固定座3上），因此可将多个压力传感器8监测到的塔腿沉降量求矢量和，得出铁塔的整体倾斜方向和角度。
37.需要注意的是，在初始状态下（即柱形弹簧6处于自然状态下），滑动块4处于槽道的中央位置，也就是说，滑动块4可向靠近压力传感器8的一侧活动挤压柱形弹簧6，也可以向远离压力传感器8的一侧活动，与柱形弹簧6分离；当铁塔发生倾斜时，一般沉降的一侧塔腿会下沉，在下沉的同时，对向的塔腿会相应的向上拔起，即沉降侧的塔腿通过触动组件带动与之连接的滑动块4向靠近压力传感器8的一侧移动，触发与之对应的压力传感器8；而对向的塔腿通过触动组件带动与之连接的滑动块4向远离压力传感器8的一侧移动，与之对应的压力传感器8不触发；总体来说，压力传感器8各自具有自己的方位，且相邻两个压力传感器8之间的方位夹角为90
°
，因此，当对每一压力传感器8进行编号后，其所测得的数值为矢量值；例如，某一铁塔的四个塔腿分别按照正东、正西、正南、正北的方向架设；则对应与各个塔腿连接的滑动块4的运动轨迹也是按照正东、正西、正南、正北的方向分布，若按照编号1、编号2、编号3、编号4的顺序分别对每一滑动块4进行编号，则每一滑动块4发生位移时，不仅具有数值，同时还具有方向值，也就是说每一滑动块4监测的塔腿沉降为矢量值，通过将多个沉降矢量值求和可得出铁塔的倾斜角度和方向。
38.作为本发明的一种实施例，柱形弹簧6套设在导杆7上，导杆7固定在槽道内，“十”字型轨道的中心处安装有发射器9，每一压力传感器8均与发射器9通讯；其中，在滑动块4上开设有同导杆7适配的穿孔。
39.在本发明实施例中，通过设置的导杆7与嵌合槽5配合可对滑动块4的运动轨迹导向，另外，由于柱形弹簧6套设在导杆7上，因此在当柱形弹簧6受到滑动块4挤压时，柱形弹簧6不会发生弯曲，而只能沿着其中心线压缩，避免柱形弹簧6从槽道内脱离。
40.作为本发明的一种实施例，导电组件包括供电柱19、固定接头20、以及活动接头18，供电柱19竖直固定在安装台2的中心，在固定座3的下部中心设置有设置有用于容纳供电柱19的柱形空腔；固定接头20为四个且沿圆周等距安装在供电柱19的外壁上；活动接头18沿供电柱19的轴线活动设置在供电柱19的外壁上，活动接头18也为四个，四个活动接头18与四个固定接头20一一对应；活动接头18通过传动结构连接滑动块4，在供电柱19内可拆卸设置有纽扣电池，固定接头20同供电柱19内的电池电性连接，活动接头18与发射器9电性连接。
41.在本发明实施例中，当滑动块4顺着槽道移动时，通过传动结构带动活动接头18向固定接头20靠近并接通电池，以使发射器9通电工作，将被触发的压力传感器8所监测到的压力值通过无线网络传输至云平台，监测人员可通过登录云平台接收数据；由于只有在固定接头20与活动接头18对接后才将发射器9接通电源，因此在未发生倾斜或沉降时，发射器9处于断电状态，以减少电源的电力损耗；需要说明的是，固定接头20为柱形接头，活动接头18为筒状接头，当活动接头18插入到固定接头20中后保持其内壁与固定接头20的外壁贴合，处于导电状态；而筒状的活动接头18内部依然具有一定的冗余深度，以确保塔腿进一步沉降或倾斜时依然能够保持发射器9工作，以持续监测压力传感器8监测到的信息。
42.作为本发明的一种实施例，传动结构包括设置在固定座3上的穿槽21、具有磁性的弧形片状吸片22、以及穿过穿槽21连接吸片22和滑动块4的连杆17；穿槽21的上部与嵌合槽5连通，下部贯穿固定座3；吸片22磁性吸附在供电柱19上，吸片可在供电柱19外壁滑动，吸片22为四个，四个活动接头18分别安装在四个吸片22上；连杆17的一端与吸片22转动连接，另一端与滑动块4铰接。
43.在本发明实施例中，当某一塔腿沉降时带动滑动块4向压力传感器8的一侧滑动，并通过连杆17带动与之连接的吸片22向下运动，以使该吸片22上安装的活动接头18插入到固定接头20中，使该侧的压力传感器8监测到的数据通过发射器9向云平台传输；供电柱19的外壁包覆有一层铁片，一方面可以防护内部的纽扣电池受压变形漏电，另一方面还可与吸片22产生吸附力；此外，由于固定接头20和活动接头18之间的间隙十分小，故到塔腿发生较小的沉降后活动接头18就能插入到固定接头20上，在活动接头18插入到固定接头20上后，通过固定接头20对活动接头18导向，以防止活动接头18继续沿导电柱19滑动时吸片22在供电柱19的表面翻转错位。
44.本发明中的铁塔监测装置不仅能够对铁塔的倾斜参数进行监测，还能够对铁塔的整体沉降量进行监测，利用发射器和无线网络配合与云平台通讯，具有智能多参数实时监测的效果。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。