【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程领域，具体涉及一种索力自适应调控系统及方法。
技术介绍
1、结构-拉索系统(如输电塔、斜拉桥、通讯塔等)的不均匀沉降、松动、滑移等对其索力的影响显著，严重降低了结构的稳定性和安全性。以输电塔结构为例，通常依赖于稳定的基础来保持结构直立。若输电塔基础发生不均匀沉降，塔体发生倾斜，进而引发输电线张力分布不均等问题，甚至造成结构损坏或断线事故。由此可见，索力的不均匀变化不仅会造成结构的局部或整体变形，缩短结构使用寿命，增加维护成本，甚至会增加结构失效风险。
2、传统的的索力监测方法有磁通量法、振动频率法、压力测试法以及电测法等，相应的监测方案选用的技术手段较为单一，索力识别精度有限，尚未涉及多途径校核。其次，针对索力监测结果的运维手段主要依靠人力或配合机械设备进行调整，人工调整索力没有考虑环境温度效应，机械设备直接张拉所需能源较大，人员安全性无法保证，且无法实现实时调整和预警功能，索力调整和运维工作缺乏智能化。
技术实现思路
1、基于以上研究现状，本专利技术的目的是提供一种索力自适应调控方法及成套装备。可以通过监测系统、控制系统和作动系统，三系统联动，直接、快速、高效地改变拉索的索力，进而实现结构复位调节。
2、为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
3、本专利技术提出了一种索力自适应调控系统，主要用于结构-拉索系统的倾斜/沉降监测和索力自适应调控，减小结构局部或整体变形、降低维护成本、延长结构使用寿命，进而提升结构-拉索系
4、当下部的作动装置收到指令或是上部拉索的索力发生变化时，通过设置限位支撑板，限制小型第一限位板和第二限位板沿竖直方向的直线运动范围，并利用小型限位板运动到一定位置带动限位支撑板的运动，实现整个装置连贯启动并作用的目的；缸体内填充部分硅油，当机械系统受到外部作用力时(即当拉索带动第一连接板运动时，或是下部旋转电机带动第二连接板运动时)，插杆在硅油液体中上下插拔，产生阻尼力，将机械振动的能量转化为热能，从而减小振动幅度。所述的减振装置通过万向连接头与拉索固定，万向接头结构紧凑、转向灵活，既可以保证实现拉索变角度的动力传递，又对于在转向过程中产生的冲击载荷和振动有较好的吸收和缓冲作用。
5、作为进一步的技术方案，所述的第二连接板下部通过旋转接头与套杆连接，所述的套杆与丝杠传动装置的螺母相连，且丝杠传动装置的丝杆延伸至套杆内，实现当下部旋转电机工作时，将旋转电机和丝杆的旋转运动转化为螺母和套杆的直线运动。
6、作为进一步的技术方案，所述的作动装置放置在外筒内，所述的外筒与套杆接触位置设置多个滚珠，起到减小接触摩擦的作用。
7、作为进一步的技术方案，所述的外筒连接安全卡扣，所述的安全卡扣另一端拴在作动系统基础上，防止作动系统脱落。
8、作为进一步的技术方案，所述的作动系统外安装保险索，当作动系统出现意外故障，如发生断裂，保险索约束拉索，防止结构倾覆，保险索的长度可根据实际结构的工作状态确定。
9、作为进一步的技术方案，所述的旋转电机与旋转套筒相连，丝杠传动装置的丝杆与旋转套筒螺纹配合。
10、作为进一步的技术方案，所述的旋转套筒四周设置吸振层。
11、作为进一步的技术方案，所述的吸振层采用金属橡胶材料，在吸振层内放置若干质量球；吸振层采用金属橡胶材料，因为金属橡胶在无外力作用下呈柔软状态，在发生碰撞时能瞬间变硬并吸收大量能量，所述的吸振层内放置多个质量球，所述的质量球由于惯性在吸振层发生碰撞，利用吸振层吸收能量，以减小旋转套筒的工作振动。
12、作为进一步的技术方案，所述的旋转电机下部与粘弹性材料相连，所述的底板为钢板，放置在粘弹性材料层下部，通过螺栓与粘弹性材料层绑定在一起；防止旋转电机的扭力过大，对底板产生伤害，所述的底板为钢板，放置在粘弹性材料层下部，通过螺栓与粘弹性材料层绑定在一起。
13、第二方面，本专利技术还提供了一种索力自适应调控系统的调控方法，具体如下：
14、步骤1通过穿心式压力测试环测出斜拉索索力；
15、步骤2控制系统自动获取经加速度传感器采集的斜拉索振动频率数据；
16、步骤3控制系统执行fft算法进行频谱分析，得到斜拉索的转换一阶频率；
17、步骤4制定索力均衡策略，通过静力平衡方程来计算，确保四个方向的索力相等或者满足一定的比例关系，得到均衡索力值；
18、步骤5根据斜拉索材料特性和受力情况，考虑温度效应，确定索力-位移关系的模型，计算步骤1中测得的索力与步骤4中的均衡索力差值，并根据斜拉索与水平面的夹角算出斜拉索应当伸长或压缩的位移；
19、步骤6根据电机的动力学特性和作动量需求，建立长度-作动量关系模型，设定电机的控制参数，生成电机的控制指令，对旋转电机进行控制。
20、本专利技术专利的有益效果是：
21、1.本专利技术的索力自适应调控系统是基于花篮螺栓研发的，该调控系统采用
22、旋转电机控制旋转螺栓套筒进而实现索的收放，相比直接张拉索，该策略所需作动力小，易于实现，该装备的工程实用性极强，适用范围广；本专利技术的监测系统采用穿心式压力测试环和加速度传感器，在规定时间内实时监测结构拉索的索力，并在单片机中完成频率转换，制定索力均衡策略，换算收放长度，基于长度-电机作动量关系，输出控制指令；本专利技术创新提出考虑温度效应的索力控制算法，可实现阶段性实时监测、调整索力，大幅降低装备成本和后期运维费用。
23、2.本专利技术的监测系统的传感器、控制系统的单片机以及旋转电机，均为小功率电器，调控系统所需能源较少，因此，可以通过配备太阳能光伏板和蓄电池，即可满足监测、控制和作动需求。
24、3.本专利技术利用作动系统中的旋转电机将单片机输出的控制指令转换为旋转运动，又利用滚珠丝杠副将旋转运动转换为固定在螺母上套杆的直线运动，进而完成拉索的变形调控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种索力自适应调控系统，其特征在于，包括监测系统、控制系统和作动系统；
2.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的第二连接板下部通过旋转接头与套杆连接，所述的套杆与丝杠传动装置的螺母相连，且丝杠传动装置的丝杆延伸至套杆内。
3.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的作动装置放置在外筒内，所述的外筒与套杆接触位置设置多个滚珠。
4.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的外筒连接安全卡扣，所述的安全卡扣另一端拴在作动系统基础上。
5.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的作动系统外安装保险索。
6.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的旋转电机与旋转套筒相连，丝杠传动装置的丝杆与旋转套筒螺纹配合。
7.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的旋转套筒四周设置吸振层。
8.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的吸振层采用金属橡胶材料，在吸振层内放置若干质量球。
9.
10.如权利要求1-9任一所述的索力自适应调控系统的调控方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种索力自适应调控系统，其特征在于，包括监测系统、控制系统和作动系统；
2.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的第二连接板下部通过旋转接头与套杆连接，所述的套杆与丝杠传动装置的螺母相连，且丝杠传动装置的丝杆延伸至套杆内。
3.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的作动装置放置在外筒内，所述的外筒与套杆接触位置设置多个滚珠。
4.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的外筒连接安全卡扣，所述的安全卡扣另一端拴在作动系统基础上。
5.如权利要求1所述的索力自适应调控系统，其特征在于，所述的作动系统外安装保险索...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣坤杰，田利，张辰雨，刘俊才，孟祥瑞，
申请(专利权)人：山东省工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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