一种分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置的制作方法

本发明涉及智能筋技术领域，更具体地，涉及一种分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置。

背景技术：

BFRP筋即为玄武岩纤维增强塑料钢筋，其具有强度高、抗疲劳、耐性好等优点，近年来在工程中得到越来越广泛的实际应利用。由于BFRP筋的弹性模量较低，与混凝土的粘结滑移效果相较于通用螺纹钢有所不同，因此在三点弯曲梁中放置BFRP筋，会影响该梁的起裂性能。为了研究BFRP筋混凝土结构的起裂性能，探索BFRP筋与混凝土的粘结滑移对裂缝开展的影响，需要制作以BFRP筋为组合材料的混凝土三点弯梁并预留裂缝。由于使用点式传感器监测BFRP筋粘结滑移性能的效果不佳，易遗漏重要数据且较容易损坏，因此，使用恰当的方式布置分布式光纤传感器监测BFRP筋的粘结滑移及应变等信息可以保证数据的准确性与全面性。

常见的智能筋分为以下几类：筋材表面开槽型，指在筋材表面用打磨的方式开槽，并将分布式光纤放置于其中，并使用胶体封装；筋材轴心打孔型，指在筋材的内部使用激光穿孔，然后用分布式光纤穿入，并使用胶体封装；筋材表面缠绕性，指在筋材的表面使用缠绕的方式布置分布式光纤，并采用胶体粘接固定。以上方式互有优劣，开槽型工序最为简单，但开槽型对筋材的要求较高，尤其是对于线束型的筋材，在其表面开槽会影响其力学性能；打孔型要求的技术水平最高，造价不菲，而对于筋材表面的应变信息的收集并不精确，且对封装材料的要求很高；缠绕型对筋材表面的应变收集较好，且可以增加传感器的监测精度，但在BFRP表面螺旋布置分布式光纤有很多难点。总结目前智能筋的生产现状，主要存在两个问题：第一，人工缠绕等方式所形成的产品，其光纤的缠绕水平难以保证，不均匀的间距对试验造成的误差不可忽视；第二，缠绕光纤费时费力，对封装材料也有一定的要求。因此，需要一种可以自动生产均匀缠绕的分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置器。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的至少一种缺陷，提供一种分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置，能生产分布式光纤传感BFRP智能筋。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置，包括支座、驱动轴、用于推动BFRP筋材的助推轴、光纤传输系统；所述驱动轴用于驱动所述助推轴和所述光纤传输系统；所述助推轴与待加工的BFRP筋材共轴，用于推动BFRP筋材沿轴向转动前进；所述光纤传输系统包括用于传输光纤的输送带，所述输送带运动方向和所述助推轴轴向垂直。

本发明通过在支座上设置驱动轴和助推轴，驱动轴驱动助推轴转动并沿轴向前进，从而推动BFRP筋材沿轴向前进，同时驱动轴驱动光纤传输系统的输送带输送光纤，光纤与BFRP筋材的轴向垂直，筋材在沿轴向转动前进的同时，光纤不断地进行缠绕，从而实现分布式光纤传感BFRP智能筋的生产。

进一步的，所述支座设有二块平行设置的固定板，所述固定板上分别设有共轴设置的导孔和共轴设置的套孔；所述驱动轴转动套接于所述导孔，通过驱动装置驱动进行转动；所述助推轴包括套环和螺纹杆，所述套环转动套接于所述套孔，并与所述驱动轴同步转动，所述螺纹杆螺纹配合套接于所述套环。驱动轴控制套环转动，并且螺纹杆与套环螺纹配合，因此可控制螺纹杆沿轴向前进。

进一步的，所述光纤传输系统包括门式架和用于驱动所述输送带的传动轮。

进一步的，所述门式架包括平行所述驱动轴的绕线轴和两根垂直所述驱动轴设置的连接杆，所述连接杆一端与所述绕线轴固定连接，另一端设有转动套接于所述驱动轴的套筒；所述传动轮包括第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动传动轮套接于所述驱动轴并与所述驱动轴同步转动，所述第二传动轮转动套接于所述门式架，所述第一传动轮和所述第二传动轮通过输送带连接且同步转动。门式架相对所述驱动轴转动，而传动轮与驱动轴同步转动，可带动输送带输送光纤。

进一步的，所述驱动轴上设有凹口，所述套筒套接于所述凹口。凹口的设置可放置门式架在驱动轴上滑移。

进一步的，所述驱动轴固定设有第一传动齿轮，所述套环外侧固定设有第二传动齿轮，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合。

进一步的，所述助推轴与所述BFRP筋材连接处设有用于夹紧BFRP筋材的夹套。夹套能对BFRP筋材进行固定，防止筋材滑移。

进一步的，所述固定板上设有用于对驱动轴进行轴向固定的定子。

进一步的，所述支座设有不小于一块辅助支撑板，所述辅助支撑板上设有辅助导孔，所述导孔和所述辅助导孔共轴。辅助支撑板能提高装置的结构强度。

进一步的，所述光纤传输系统设于远离所述所述助推轴的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置通过在支座上设置驱动轴和助推轴，驱动轴驱动助推轴转动并沿轴向前进，从而推动BFRP筋材沿轴向前进，同时驱动轴驱动光纤传输系统的输送带输送光纤，光纤与BFRP筋材的轴向垂直，筋材在轴向前进的同时，光纤不断地进行缠绕，从而实现分布式光纤传感BFRP智能筋的生产。本发明结构简单，成本低，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置的结构示意图。

图2为支座的结构示意图。

图3为驱动轴的结构示意图。

图4为套环的结构示意图。

图5为螺纹杆的结构示意图。

图6为门式架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1至图6所示为本发明一种分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置的第一实施例。如图1所示，分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置包括支座1、驱动轴2、用于推动BFRP筋材的助推轴3、光纤传输系统；驱动轴2用于驱动助推轴3和光纤传输系统；助推轴3与待加工的BFRP筋材共轴，用于推动BFRP筋材沿轴向转动前进；光纤传输系统包括用于传输光纤的输送带4，输送带4运动方向和助推轴3轴向垂直。光纤传输系统设于远离助推轴3的一侧。

本发明通过在支座上设置驱动轴2和助推轴3，驱动轴2驱动助推轴3转动并沿轴向前进，从而推动BFRP筋材沿轴向前进，同时驱动轴2驱动光纤传输系统的输送带4输送光纤，光纤与BFRP筋材的轴向垂直，筋材在沿轴向转动前进的同时，光纤不断地进行缠绕，从而实现分布式光纤传感BFRP智能筋的生产。

如图2所示，支座1设有二块平行设置的固定板11，固定板11上分别设有共轴设置的导孔111和共轴设置的套孔112。支座1设有不小于一块辅助支撑板12，在本实施例中，设有三块辅助支撑板12。辅助支撑板12上设有辅助导孔111，导孔111和辅助导孔111共轴。

如图2和图3所示，驱动轴2转动套接于导孔111，通过驱动装置驱动进行转动。

如图4和图5所示，助推轴3包括套环31和螺纹杆32，套环31转动套接于套孔112，并与驱动轴2同步转动，螺纹杆32螺纹配合套接于套环31。助推轴3与BFRP筋材连接处设有用于夹紧BFRP筋材的夹套321。

其中，驱动轴2固定设有第一传动齿轮21，套环31外侧固定设有第二传动齿轮311，第一传动齿轮21和第二传动齿轮311啮合。固定板11上设有用于对驱动轴2进行轴向固定的定子22。

如图1和图6所示，光纤传输系统包括门式架5和用于驱动输送带4的传动轮。门式架5包括平行驱动轴2的绕线轴52和两根垂直驱动轴2设置的连接杆51，连接杆51一端与绕线轴52固定连接，另一端设有转动套接于驱动轴2的套筒；传动轮包括第一传动轮61和第二传动轮62，第一传动传动轮61套接于驱动轴2并与驱动轴2同步转动，第二传动轮62转动套接于门式架5，第一传动轮61和第二传动轮62通过输送带4连接且同步转动。其中，驱动轴2上设有凹口，套筒套接于凹口。

在使用本发明提供的分布式光纤传感BFRP智能筋生产装置时，先把待加工的筋材固定在助推轴3的夹套321上，并把输送带上的光纤一端固定在筋材上，另一端受恒力拉伸。驱动轴2转动，同时输送带4和助推轴3在驱动轴的驱动下转动；筋材不断旋转前进，同时输送带3输送光纤至筋材处不断缠绕，从而完成分布式光纤传感BFRP智能筋生产。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。