[發明專利]一種智能控制拉索預應力調整裝置及其索力調控方法

有效

• 申請號: 202010871728.7
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112081387B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 曾濱;尚仁杰;許慶;邵彥超
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司;中國京冶工程技術有限公司
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12;F15B15/14;F15B19/00;F15B21/08
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

1.一種智能控制拉索預應力調整裝置，其特征在于，安裝在具有拉索（01）的結構端部（02）；包括：外接螺栓桿（03）、液壓缸（04）、活塞塊（05）、伺服油泵（06）、可調螺栓（07）、穿心式壓力傳感器（08）、伺服電機（09）、擰動齒輪（10）和智能控制系統（11）；

所述外接螺栓桿（03）的一端與所述拉索（01）的端頭固定，且垂直所述結構端部（02）的端面向其外部延伸；

所述液壓缸（04）同軸間隔套設在所述外接螺栓桿（03）外側，且端頭與所述結構端部（02）的端面固定；

所述活塞塊（05）固套在所述外接螺栓桿（03）上，且滑動連接在所述液壓缸（04）內部；

所述伺服油泵（06）固定在所述液壓缸（04）上，且與所述活塞塊（05）和結構端部（02）之間形成的油腔連通；

所述可調螺栓（07）與所述外接螺栓桿（03）螺紋連接，且位于所述液壓缸（04）遠離所述結構端部（02）一端的外側，所述可調螺栓（07）外圓周面上具有齒紋；

所述穿心式壓力傳感器（08）固定在所述液壓缸（04）的端部，且位于所述液壓缸（04）的端部和所述可調螺栓（07）之間；

所述伺服電機（09）固定在所述液壓缸（04）上；

所述擰動齒輪（10）與所述伺服電機（09）的動力輸出軸固定連接，且與所述可調螺栓（07）的外部齒紋嚙合；

所述智能控制系統（11）分別與所述穿心式壓力傳感器（08）、伺服油泵（06）和伺服電機（09）電性連接，且用于接收所述穿心式壓力傳感器（08）的壓力信號，并控制所述伺服油泵（06）和伺服電機（09）工作；

所述智能控制系統（11）包括：變送器（110）、邏輯計算單元（111）和伺服驅動器（112）；所述變送器（110）與所述穿心式壓力傳感器（08）電性連接；所述邏輯計算單元（111）的信號輸入端與所述變送器（110）電性連接；所述伺服驅動器（112）的輸入端與所述邏輯計算單元（111）的信號輸出端電性連接，所述伺服驅動器（112）的輸出端分別與所述伺服油泵（05）和伺服電機（09）電性連接；

所述邏輯計算單元（111）包括：索力差值計算器（1110）和PID調節器（1111）；所述索力差值計算器（1110）通過A/D轉換器（1112）與所述變送器（110）電性連接，用于計算所述穿心式壓力傳感器（08）測量的實際工作索力與設定的理想工作索力的差值；所述PID調節器（1111）的輸入端與所述索力差值計算器（1110）電性連接，輸出端通過D/A轉換器（1113）與所述伺服驅動器（112）電性連接；

當時，所述PID調節器（1111）啟動；其中：

；

為索力差值，為理想工作索力，為實際工作索力；

所述PID調節器（1111）傳遞至所述伺服驅動器（112）的控制信號為：

；其中：

為PID算法的比例參數、為PID算法的積分參數、為PID算法的微分參數。

2.根據權利要求1所述的一種智能控制拉索預應力調整裝置，其特征在于，所述索力差值計算器（1110）和PID調節器（1111）采用PLC控制器，所述PLC控制器的型號為西門子SIMATIC S7-1200。

3.根據權利要求1所述的一種智能控制拉索預應力調整裝置，其特征在于，所述伺服驅動器（112）為三菱伺服電機驅動JE-100A/HG-SN102J組合。

4.根據權利要求1-3任一項所述的一種智能控制拉索預應力調整裝置，其特征在于，所述穿心式壓力傳感器（08）的型號為ZGIOM1400KN。

5.根據權利要求1所述的一種智能控制拉索預應力調整裝置，其特征在于，所述擰動齒輪（10）轉動一周對應的所述拉索（01）拉長或放回的量Δ為：

Δ=n_D/n_P*c；

其中：n_D為所述擰動齒輪（10）外圓周的齒數；n_P為所述可調螺栓（07）外圓周的齒數；c為所述可調螺栓（07）與所述外接螺栓桿（03）的螺距。