[發明專利]一種起吊塔片空間姿態實時監控方法及系統

有效

• 申請號: 202110859296.2
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113625224B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 唐波;楊曉峰;劉鋼;彭鑫妮;李楓航;張龍斌;謝黃海;匡宇來;鄭心儀;姚佳奇;張燦
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種起吊塔片空間姿態實時監控方法及系統，在懸浮抱桿分解組立鐵塔的過程中，采用UWB無線測距技術，建立組塔施工空間的三維直角坐標系，然后利用空間幾何關系，求解得到了起吊塔片到已組塔身起吊側平面的最短距離，從而實現了整個鐵塔組立過程中對起吊塔片到已組塔身距離實時、精確地監測。本發明采用UWB無線測距技術和數據無線通信技術，免去了施工環境和空間對數據傳輸的限制，實現了關鍵距離數據獲取的實時性、準確性和客觀性。

技術領域

本發明涉及架空輸電線路內懸浮抱桿組塔施工技術領域，具體涉及一種起吊塔片空間姿態實時監控方法及系統。

背景技術

架空輸電線路鐵塔組立是架空輸電線路施工工程中必不可少的一環，但是鐵塔組立受地形、地貌等因素影響較大，且用于鐵塔組立抱桿高度有時遠小于桿塔呼高，因而常采用不受地形、地貌以及桿塔呼高限制的懸浮抱桿分解組塔方式。而在采用懸浮抱桿起吊塔片的過程中，起吊塔片與已組塔身之間的距離過近會發生摩擦碰撞，輕則導致起吊塔片鋼材變形，重則直接造成倒塔事故。因此，在采用懸浮抱桿分解組塔的過程中，實時監測起吊塔片與已組塔身之間的距離具有重要的工程意義。

目前在懸浮抱桿分解組立鐵塔過程中，主要是通過人眼觀測的方式來判斷起吊塔片與已組塔身之間的距離是否滿足工程要求，這種方式受人為因素影響較大且存在明顯的誤差，不能實時、準確的判斷起吊塔片與已組塔身的距離。同時，在起吊塔片的過程中起吊塔片的位置是不斷變化的，現有的超聲波測距、紅外測距等方法均難以直接監測兩者之間的距離。故為保證塔片起吊過程中起吊塔片與已組塔身之間的距離始終滿足工程要求，亟待需要一種起吊塔片空間姿態實時監控方法與裝置。

發明內容

為解決在懸浮抱桿起吊塔片時無法實時、準確的監測起吊塔片與已組塔身之間的距離這一技術問題。本發明提供一種起吊塔片空間姿態實時監控方法及系統，在懸浮抱桿分解組立鐵塔的過程中，采用UWB無線測距技術，建立組塔施工空間的三維直角坐標系，然后利用空間幾何關系，求解得到了起吊塔片到已組塔身起吊側平面的最短距離，從而實現了整個鐵塔組立過程中對起吊塔片到已組塔身距離實時、精確地監測。

本發明采取的技術方案為：

一種起吊塔片空間姿態實時監控方法，在懸浮抱桿分解組立鐵塔的過程中，采用UWB無線測距技術，建立組塔施工空間的三維直角坐標系，然后利用空間幾何關系，求解得到了起吊塔片到已組塔身起吊側平面的最短距離，從而實現了整個鐵塔組立過程中對起吊塔片到已組塔身距離實時、精確地監測。

一種起吊塔片空間姿態實時監控方法，包括以下步驟：

步驟一、建立組塔施工空間的三維直角坐標系：

在輸電鐵塔4個塔腿位置設置4個基站節點a1、a2、a3、a4，在已組塔身起吊側主材位置頂端設立1個標簽節點b1，在起吊塔片上設立不在同一條直線上的3個標簽節點c1，c2，c3；然后根據已組塔身塔腿根開得到四個基站節點a1、a2、a3、a4的三維空間坐標分別為：(x_a1,y_a1,z_a1)、(x_a2,y_a2,z_a2)、(x_a3,y_a3,z_A3)、(x_a4,y_a4,z_a4)，四個標簽節點為未知節點，坐標待求，其空間直角坐標分別為：b1(x_b1,y_b1,z_b1)、c1(x_c1,y_c1,z_c1)、c2(x_c2,y_c2,z_c2)、c3(x_c3,y_c3,z_c3)。

步驟二中，已組塔身塔腿跟開具體是指已組塔身塔腿與塔腿之間的距離，如圖6中標注L。