一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测方法与流程

1.本发明涉及转角塔放线滑车在线监测技术领域，尤其涉及一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测方法。


背景技术：

2.放线滑车是牵张放线作业的关键作业工具之一。在放线过程中，滑车被悬挂于铁塔上，起到支撑导线和转向的作用。放线滑车的姿态是多种因素的作用结果，并影响导线及牵引板通过滑车的顺利程度。放线滑车的姿态偏离合理范围时，出现导线跳槽、牵引板卡滞等异常状态的几率增加，此时，若不及时干预，将带来导线受损甚至断线、滑车及铁塔受力过载等事故。根据大量牵张放线施工实践，转角塔放线滑车在作业过程中的力学及姿态比直线塔的情况复杂，也带来更高的施工安全管理难度。现有技术实现了对放线滑车进行受力及姿态的检测，虽然可用于获取滑车自身的姿态，但由于缺乏判别依据，并不能解决转角塔放线倾斜姿态合理性如何进行自动判断的问题。目前对转角塔放线滑车状态的合理性判断，主要是通过人工目测的方法，实际施工中，转角塔放线滑车预倾斜姿态的设置较难通过精确的理论分析与计算来得到，一般通过粗略的估算、结合施工经验来完成，准确率和效率均有待进一步提高。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明的目的在于提供一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测方法，能够对转角塔放线滑车在放线过程中的力与姿态进行持续检测，获取传感数据并通过分析计算来判断滑车是否处在优良的作业状态。
4.为实现上述发明目的，本发明第一方面提供一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测方法，所述方法包括以下步骤：
5.s101、在转角塔放线滑车的主悬挂拉索和预倾斜拉索上分别设置第一监测组件和第二监测组件，第一监测组件、第二监测组件分别在线监测主悬挂拉索和预倾斜拉索的拉力数据和倾斜角度数据；
6.s102、在滑车自身悬挂于空中且无导线通过时，记录此时各条拉索的拉力值和倾斜角度作为初始值；
7.s103、根据滑车在工作状态时其倾斜角度数据、各条拉索的拉力数据相较于初始值的变化情况，判断滑车倾斜状态是否合理，根据判断结果输出相应的预倾斜拉索长度调节指导信息。
8.进一步的，所述步骤s103具体包括以下步骤：
9.s201、基于主悬挂拉索、预倾斜拉索的倾斜角度数据，计算滑车本体的倾斜角度；
10.s202、根据主悬挂拉索、预倾斜拉索的倾斜角度数据，以及滑车受到主悬挂拉索、预倾斜拉索的拉力，计算导线合力方向；
11.s203、判断滑车在工作状态时主悬挂拉索、预倾斜拉索的倾斜角度相较于初始值
是否发生改变，并判断滑车受主悬挂拉索、预倾斜拉索的拉力相较于各自的初始值是否发生改变；
12.s204、根据判断结果生成相应的预倾斜拉索长度调节指导信息。
13.进一步的，所述步骤s201具体包括以下步骤：
14.s301、在防线作业前进行转角塔放线滑车的悬挂时，在完成预倾斜设置后，分别测量预倾斜拉索悬挂点a与主悬挂拉索悬挂点b间距离ab、a点与c点间距离ac、c点与d点之间距离cd、b点与d点之间距离bd的长度，c点为预倾斜拉索与滑车的连接点，d点为主悬挂拉索与滑车的连接点；
15.s302、根据ab、ac、cd、bd的长度，以及主悬挂拉索和预倾斜拉索的倾斜角度数据，通过几何分析计算得到滑车本体的倾斜角度，从而确定滑车轮槽走向。
16.进一步的，步骤s203具体包括以下步骤：
17.s401、判断主悬挂拉索和预倾斜拉索的倾斜角度数据相较于其初始值是否发生变化，若未发生变化，则执行步骤s402，否则执行步骤s403；
18.s402、判断滑车受预倾斜拉索的力f1’和受主悬挂拉索的力f2’相较于各自的初始值是否发生变化，若f1’相较于其初始值未改变，而f2’相较于其初始值增大，则判断滑车倾斜状态合理，若f1’相较于其初始值增大，则记导线合力f3方向与竖直方向夹角为γ，并将其与滑车轮槽方向与竖直方向的夹角进行比较，将两角度的差值作为有效结果输出，并判断滑车倾斜状态不合理；
19.s403、若预倾斜拉索的倾斜角度数据减小，主悬挂拉索的倾斜角度数据增大，且f1’小于其初始值，将主悬挂拉索的倾斜角度数据作为有效结果输出，并判断滑车倾斜状态不合理。
20.进一步的，步骤s204中，当滑车倾斜状态合理时，生成并输出无需改变预倾斜拉索长度的指导信息；
21.当滑车倾斜状态不合理时，若输出两角度的差值，则判断两角度的差值是否为正且大于第一预设阈值，若是，则生成并输出加长预倾斜拉索的长度的指导信息；若输出主悬挂拉索的倾斜角度数据，则判断所输出的倾斜角度数据是否超出第二预设阈值，若是则生成缩短预倾斜拉索长度的指导信息。
22.本发明第二方面提供一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测系统，所述系统包括：
23.第一监测组件，用于设置在主悬挂拉索上，并在线监测主悬挂拉索的拉力数据和倾斜角度数据；
24.第二监测组件，用于设置在预倾斜拉索上，并在线监测预倾斜拉索的拉力数据和倾斜角度数据；
25.记录模块，用于在滑车自身悬挂于空中且无导线通过时，记录此时各条拉索的拉力值和倾斜角度作为初始值；
26.判断模块，用于根据滑车在工作状态时其倾斜角度数据、各条拉索的拉力数据相较于初始值的变化情况，判断滑车倾斜状态是否合理，根据判断结果输出相应的预倾斜拉索长度调节指导信息。
27.本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计
算机程序在被处理器执行时实现前述第一方面所述的方法。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.1、本发明传感组件无需根据不同滑车设计不同安装结构，且不受限于放线滑车的具体形态，安装便捷，可在现有工器具上快速应用；
30.2、本发明中基于传感组件提供的数据可进一步完成转角塔放线滑车所处的工作状态的合理性，便于现场快速判断与决策、采取应对异常状态的措施；
31.3、对比其他可能的技术手段，例如视频监测，本方案的检测元件及数据传输部件的功耗及成本均显著降低。
32.4、本发明的输出可用于在线预警或报警，免去放线过程对持续人工观察的依赖，从而降低施工成本、提高工效、降低施工风险。此外，传感数据及分析基数按结果均为数字化输出，是进一步实现智慧施工中信息传输及数据互联的技术基础。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明实施例提供的一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测方法整体结构示意图。
35.图2是本发明实施例提供的转角塔放线滑车整体结构示意图。
36.图3是本发明实施例提供的转角塔放线滑车受力分析示意图a。
37.图4是本发明实施例提供的转角塔放线滑车受力分析示意图b。
具体实施方式
38.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
39.参照图1和图2，本实施例提供一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测方法，所述方法包括以下步骤：
40.s101、在转角塔放线滑车的主悬挂拉索和预倾斜拉索上分别设置第一监测组件和第二监测组件，第一监测组件、第二监测组件分别在线监测主悬挂拉索和预倾斜拉索的拉力数据和倾斜角度数据。
41.参照图3所示，本实施例使用了两个监测组件，分别作用与转角塔放线滑车的主悬挂拉索和预倾斜拉索，第一监测组件和第二监测组件均集成了姿态传感器和拉力传感器，可在线测取监测组件两端连接的拉力数据并测取自身的姿态角度数据α和β。
42.s102、在滑车自身悬挂于空中且无导线通过时，记录此时各条拉索的拉力值和倾斜角度作为初始值。
43.放线前及放线中，可在线测得作用于第一监测组件上的拉力f2和作用于第二监测组件上的拉力f1。放线作业中，导线通过滑车，且两侧的导线之间存在夹角(包络角)。在滑车两侧导线的力作用下，滑车受到导线施加的合力为f3。滑车处于稳定状态时，滑车达到力
衡状态，则滑车受到主悬挂拉索和预倾斜拉索的受力分别为f1’与f2’，且f1’与f1、f2’与f2大小相等且方向相反。即稳态下，监测组件输出的力数据就是滑车受到两个拉索的拉力。在悬挂及调整完成后，滑车自身悬挂于空中且并无导线通过时，记录此时的拉索的力值作为初始值。
44.s103、根据滑车在工作状态时其倾斜角度数据、各条拉索的拉力数据相较于初始值的变化情况，判断滑车倾斜状态是否合理，根据判断结果输出相应的预倾斜拉索长度调节指导信息。
45.所述步骤s103具体包括以下步骤：
46.s201、基于主悬挂拉索、预倾斜拉索的倾斜角度数据，计算滑车本体的倾斜角度。
47.s202、根据主悬挂拉索、预倾斜拉索的倾斜角度数据，以及滑车受到主悬挂拉索、预倾斜拉索的拉力，计算导线合力方向。参照图4，在已知α、β、f1’与f2’的情况下，根据主悬挂拉索上施加的力f1’，和预倾斜拉索施加力f2’，可计算得出导线的合力方向γ，也就是导线的走向。
48.s203、判断滑车在工作状态时主悬挂拉索、预倾斜拉索的倾斜角度相较于初始值是否发生改变，并判断滑车受主悬挂拉索、预倾斜拉索的拉力相较于各自的初始值是否发生改变。
49.s204、根据判断结果生成相应的预倾斜拉索长度调节指导信息。
50.其中，步骤s201具体包括以下步骤：
51.s301、在防线作业前进行转角塔放线滑车的悬挂时，在完成预倾斜设置后，分别测量预倾斜拉索悬挂点a与主悬挂拉索悬挂点b间距离ab、a点与c点间距离ac、c点与d点之间距离cd、b点与d点之间距离bd的长度，c点为预倾斜拉索与滑车的连接点，d点为主悬挂拉索与滑车的连接点。
52.s302、根据ab、ac、cd、bd的长度，以及主悬挂拉索和预倾斜拉索的倾斜角度数据α、β，通过几何分析计算得到滑车本体的倾斜角度，从而确定滑车轮槽走向。
53.由于滑车、拉索的自重相比导线合力而言很小，因此在力平衡状态下，合理的情况应该是f1’较小可忽略不计，而f3与f2’处于一个直线上。因此可基于上述原理来检查转角塔放线滑车的倾斜状态合理性。步骤s203具体包括以下步骤：
54.s401、判断主悬挂拉索和预倾斜拉索的倾斜角度数据相较于其初始值是否发生变化，若未发生变化，则执行步骤s402，否则执行步骤s403。
55.s402、判断滑车受预倾斜拉索的力f1’和受主悬挂拉索的力f2’相较于各自的初始值是否发生变化，若f1’相较于其初始值未改变，而f2’相较于其初始值增大，则可认为在放线过程中导线对滑车的合力f3大小虽然处于动态变化中，但f3的与f2’方向在一条直线上，也与滑车轮槽方向一致，判断滑车倾斜状态合理。若f1’相较于其初始值增大，则记导线合力f3方向与竖直方向夹角为γ，并将其与滑车轮槽方向(即f2’的方向角β)与竖直方向的夹角进行比较，将两角度的差值(β-γ)作为有效结果输出，并判断滑车倾斜状态不合理。
56.s403、若预倾斜拉索的倾斜角度数据减小，主悬挂拉索的倾斜角度数据增大，且f1’小于其初始值，此时导线对滑车的合力f3与f2’方向在一条直线上，但此时滑车处于上扬的状态，而预倾斜拉索甚至处于松弛无拉力状态，将主悬挂拉索的倾斜角度数据作为有效结果输出，并判断滑车倾斜状态不合理。
57.步骤s204中，当滑车倾斜状态合理时，生成并输出无需改变预倾斜拉索长度的指导信息；
58.当滑车倾斜状态不合理时，若输出两角度的差值，则判断两角度的差值是否为正且大于第一预设阈值，若是，则生成并输出加长预倾斜拉索的长度的指导信息；若输出主悬挂拉索的倾斜角度数据，则判断所输出的倾斜角度数据是否超出第二预设阈值，若是则生成缩短预倾斜拉索长度的指导信息。
59.基于与前述方法实施例相同的发明构思，本发明另一实施例提供一种转角塔放线滑车倾斜状态合理性在线检测系统，所述系统具体包括第一监测组件、第二监测组件、记录模块和判断模块。
60.其中，第一监测组件用于设置在主悬挂拉索上，并在线监测主悬挂拉索的拉力数据和倾斜角度数据。
61.第二监测组件用于设置在预倾斜拉索上，并在线监测预倾斜拉索的拉力数据和倾斜角度数据。
62.记录模块用于在滑车自身悬挂于空中且无导线通过时，记录此时各条拉索的拉力值和倾斜角度作为初始值。
63.判断模块用于根据滑车在工作状态时其倾斜角度数据、各条拉索的拉力数据相较于初始值的变化情况，判断滑车倾斜状态是否合理，根据判断结果输出相应的预倾斜拉索长度调节指导信息。
64.本发明还有一实施例提供一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，实现前述方法实施例所述的方法。
65.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。