拉杆测力系统的制作方法

本实用新型涉及拉杆测力领域，具体而言，涉及一种拉杆测力系统。

背景技术：

地下连续墙结构板桩码头的地下连续墙施工工艺是在泥浆中完成的，这种结构的特点是：主体单元较小，相互连接欠佳，致使码头整体的刚性较差，为此，提高码头的整体刚性就需要使地下连续墙每片墙体受力均匀，也就是要控制好每片地下连续墙与锚碇墙间的拉杆内力。拉杆由钢质材料制造，用以将码头前墙(地下连续墙形式)与锚锭墙连为一体，拉杆直径一般为40～80毫米，长度大于前墙可能整体滑移的距离；拉杆一般不少于四节，两端两节部分埋入锚锭墙及前墙；中间两根用紧张器(正反螺纹)连为一根，两端分别与露出锚锭墙及前墙外面的另两节拉杆连接。拉杆安装的预紧力决定了地下连续墙板桩结构码头的整体刚度。

目前，国内板桩码头拉杆内力的调节都是通过在拉杆中设有的正反螺纹的紧张器实现的，这种结构不可能直接测得拉杆内力(预紧力)。而只能是依据螺旋副轴存在的力学原理，通过控制在螺母上施加的扭矩完成。通常采用如下两种方式控制拉杆安装的预紧力：第一种方式是通过与紧张器并列的千斤顶的度数确定拉杆预紧力，通过将固定在卧式千斤顶两端的一个专用夹具，分别卡住拉杆紧张器两侧的拉杆，当安装人员旋紧紧张器时，千斤顶压力增大到设计要求预紧力时，紧张器停止旋紧，然后拆卸专用夹具，进行下一道工序；第二种方式是通过剪式恒力仪控制拉杆预紧力，工作原理是将试件被剪断时的外力作用在传动螺旋副轴的切线方向上，因被剪试件面积、材质一样、力矩不变(是恒扭矩)，此时在螺旋副轴切线方向产生轴向力即不变，这便保证了拉杆初拉力的恒定。

但是，第一种方式存在如下缺点：千斤顶显示的拉力并非完全是拉杆轴向拉力，因此有一定误差；用千斤顶控制拉力，精度不高；拉杆被夹部位需设专用夹具，提高成本。第二种方式存在如下缺点：剪式恒力仪控制的外力，会受标定材质的不均匀性、标定件尺寸的误差、刀口锋利与否等中间环节的影响，准确度不够高。而且，上述两种方式得到的预紧力的记录均由人为操作完成，易受到人为因素的干扰。

针对现有技术中拉杆预紧力测定费工、费时、易出现记录人为失误的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种拉杆测力系统，克服了现有技术中拉杆预紧力靠人工记录的缺陷，使拉杆预紧力测定费工、费时、易出现记录人为失误的技术问题得到了解决。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种拉杆测力系统，包括：拉杆测力仪，包括：卡瓦、加力杆和传感器，卡瓦卡紧拉杆紧张器，加力杆的一端与卡瓦连接，加力杆中间的第一节点通过传感器与卡瓦连接，加力杆用于当围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力时，通过传感器控制卡瓦和拉杆的螺母围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力，以使拉杆产生预紧力，传感器用于检测卡瓦向拉杆施加的切向力的数值，并将数值发送至第一设备；第一设备，与拉杆测力仪建立通信关系，用于接收并储存切向力的数值。

进一步地，第一设备包括：第一通信装置，用于接收切向力的数值；存储装置，与第一通信装置连接，用于储存切向力的数值。

进一步地，第一设备还包括：处理器，与第一通信装置连接，用于判断切向力的数值是否大于或等于预设值；报警装置，与处理器连接，用于当切向力的数值大于或等于预设值时输出报警提示信息。

进一步地，第一设备还包括：显示屏，与第一通信装置连接，用于显示切向力的数值。

进一步地，拉杆测力系统还包括：第二设备，与第一设备连接，用于处理切向力的数值得到处理后的切向力的数值；打印设备，与第二设备连接，用于打印处理后的切向力的数值。

进一步地，拉杆测力仪还包括：第二通信装置，与传感器连接，用于将切向力的数值传输至第一设备。

进一步地，第一通信装置和第二通信装置包括：蓝牙模块。

进一步地，第一节点通过传感器的一端与卡瓦连接，传感器的另一端与卡瓦的第二节点连接，第二节点为切向力施加恒定力矩的位置。

进一步地，加力杆由钢管制成。

进一步地，加力杆与卡瓦通过插接式链接。

在本实用新型实施例中，拉杆测力系统可以由拉杆测力仪和第一设备组成，拉杆测力仪可以由卡瓦、加力杆、传感器组成，卡瓦卡紧拉杆紧张器，加力杆的一端与卡瓦连接，加力杆中间的第一节点通过传感器与卡瓦连接，当加力杆围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力时，通过传感器控制卡瓦和拉杆的螺母围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力，以使拉杆产生预紧力，传感器检测卡瓦向拉杆施加的切向力的数值，并将数值发送至第一设备，由第一设备进行储存。与现有技术相比，结构简单、读数直接方便，操作便捷，免去对标定件的率定，减少辅助劳动；通过直接读取传动给拉杆的螺旋副轴的切向力，使切向力所产生的内力达到所需预紧力，避免了因标定材质的不均匀性、标定件尺寸的误差、刀口锋利与否等中间环节对精准度产生的影响，而且加力大小可控，适应不同拉杆预紧力要求，实现一机多用，另外，通过第一设备对切向力的数据进行自动化处理，克服了现有技术中拉杆预紧力靠人工记录的缺陷，从而解决了现有技术中拉杆预紧力测定费工、费时、易出现记录人为失误的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种拉杆测力系统的示意图；以及

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的拉杆螺旋副轴的构造示意图。

其中，上述附图中包括如下附图标记：

1、加力杆；2、卡瓦；3、拉杆紧张器；4、传感器；5、第一设备；6、第二设备；7、打印设备。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种拉杆测力系统的实施例。

图1是根据本实用新型实施例的一种拉杆测力系统的示意图，如图1所示，该拉杆测力系统包括：拉杆测力仪和第一设备5。

其中，如图1所示，拉杆测力仪包括：卡瓦2、加力杆1和传感器4，卡瓦2卡紧拉杆紧张器3，加力杆1的一端与卡瓦2连接，加力杆1中间的第一节点c通过传感器4与卡瓦2连接，加力杆1用于当围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力时，通过传感器4控制卡瓦2和拉杆的螺母围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力，以使拉杆产生预紧力，传感器4用于检测卡瓦2向拉杆施加的切向力的数值，并将数值发送至第一设备5；第一设备5与拉杆测力仪建立通信关系，用于接收并储存切向力的数值。

具体地，上述的第一设备5可以是智能手机(包括Android手机、IOS手机)、IPAD、平板电脑、笔记本电脑等设备，在本实用新型实施例中，以智能手机为例进行说明。

可选地，第一节点c通过传感器4的一端与卡瓦2连接，传感器4的另一端与卡瓦2的第二节点b连接，第二节点b为切向力施加恒定力矩的位置。

具体地，拉杆螺旋副轴的构造如图2所示，根据螺纹机构原理可知，轴向力(即预紧力)F'与螺纹中径处的圆周力(切向力)Ft存在如下关系：

其中，由于拉杆螺纹副轴材料、尺寸一样(忽略掉加工中的误差)，tg(λ+ρ')可视为定值，因此，只要控制螺纹中径处的圆周力(切向力)Ft恒定，轴向力F'(预紧力)必然恒定，因此，可以通过控制螺母中切向力实现对拉杆预紧力的控制。

基于上述分析可知，可以通过两组杠杆原理及扭矩传递原理，控制螺母中的切向力。卡瓦2卡紧拉杆紧张器3，卡瓦2通过杠杆原理控制螺母中的切向力，切向力力矩为A，施加恒定力矩A的位置为a，根据杠杆原理可以确定切向力施加恒定力矩B的位置b(即上述的第二节点)；传感器4的一端固定在位置b，另一端固定在加力杆1下端设置的支点c(即上述的第一节点)，实现扭矩传递；加力杆1通过杠杆原理控制传递给卡瓦2的力矩C，进一步控制螺母中的切向力，其中，操作员施加力的力矩为D。

需要说明的是，如图1所示，为了减小操作人员施加的外力，可以根据需要设定加力杆1的长度d。

可选地，加力杆1由钢管制成。

可选地，加力杆1与卡瓦2通过插接式链接。

具体地，加力杆1可以由空心钢管制成，并与卡瓦2插接式连接，

在一种可选的方案中，当需要向拉杆施加预紧力时，可以将卡瓦2与拉杆紧张器3连接，操作人员通过操作加力杆1，当加力杆1围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力时，通过传感器4控制卡瓦2和拉杆的螺母围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力，以使拉杆产生预紧力，因此，传感器4能够检测到当前向拉杆施加的切向力的数值，并将数值发送至第一设备5，通过第一设备5对切向力的数值进行自动存储。

在本实用新型上述实施例中，拉杆测力系统可以由拉杆测力仪和第一设备5组成，拉杆测力仪可以由卡瓦2、加力杆1、传感器4组成，卡瓦2卡紧拉杆紧张器3，加力杆1的一端与卡瓦2连接，加力杆1中间的第一节点c通过传感器4与卡瓦2连接，当加力杆1围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力时，通过传感器4控制卡瓦2和拉杆的螺母围绕拉杆的纵向轴进行旋转加力，以使拉杆产生预紧力，传感器4检测卡瓦2向拉杆施加的切向力的数值，并将数值发送至第一设备5，由第一设备5进行储存。与现有技术相比，结构简单、读数直接方便，操作便捷，免去对标定件的率定，减少辅助劳动；通过直接读取传动给拉杆的螺旋副轴的切向力，使切向力所产生的内力达到所需预紧力，避免了因标定材质的不均匀性、标定件尺寸的误差、刀口锋利与否等中间环节对精准度产生的影响，而且加力大小可控，适应不同拉杆预紧力要求，实现一机多用，另外，通过第一设备5对切向力的数据进行自动化处理，克服了现有技术中拉杆预紧力靠人工记录的缺陷，进而解决了现有技术中拉杆预紧力测定费工、费时、易出现记录人为失误的技术问题。

可选地，在本实用新型上述实施例中，第一设备5包括：第一通信装置和存储装置。

其中，第一通信装置用于接收切向力的数值；存储装置与第一通信装置连接，用于储存切向力的数值。

具体地，上述的第一通信装置和显示屏可以是第一设备5自带的通信模块和内存或存储器，本实用新型对此不作具体限定。

可选地，第一通信装置可以包括：蓝牙模块。

具体地，第一设备5和拉杆测力仪可以通过无线方式进行连接，根据实际连接需求，选择通过蓝牙的通信方式进行连接。

在一种可选的方案中，为了方便操作人员后续获知此次操作情况，拉杆测力仪在向拉杆施加切向力的同时，传感器4将采集到的切向力的数值实时通过无线网络传输给第一设备5的通信模块，第一设备5可以将此时的切向力的数值进行存储。

需要说明的是，第一设备5的通信模块接收到的是切向力的数值的编码数据，在接收到编码数据之后，需要通过第一设备5的处理器进行处理，从而得到实际数值，并进行储存。

可选地，在本实用新型上述实施例中，第一设备5还包括：处理器和报警装置。

其中，处理器与第一通信装置连接，用于判断切向力的数值是否大于或等于预设值。报警装置与处理器连接，用于当切向力的数值大于或等于预设值时输出报警提示信息。

具体地，上述的处理器和报警装置可以是第一设备5自带的控制芯片和扬声器；上述的预设值可以是根据上述公式，基于拉杆预紧力的施加要求所确定的向拉杆施加的切向力的最大值。

在一种可选的方案中，为了及时提醒操作人员，当接收到的切向力的数值达到预设值时，可以确定拉杆预紧力达到施加要求，第一设备5的扬声器自动播放加力完成的语音信息，从而操作人员可以确定拉杆预紧力按要求施加完成，并停止加力。

需要说明的是，为了减少第一设备5记录的数据量，可以当接收到的切向力的数值达到预设值，也即确定拉杆预紧力达到施加要求时，将相应的切向力的数值进行存储。

可选地，在本实用新型上述实施例中，第一设备5还包括：显示屏。

其中，显示屏与第一通信装置连接，用于显示切向力的数值。

具体地，上述的存储装置可以是第一设备5自带的显示屏。

在一种可选的方案中，在接收到的切向力的数值之后，通过第一设备5的显示屏进行显示，从而操作人员实时获知当前施加力的大小。

可选地，在本实用新型上述实施例中，如图1所示，拉杆测力系统还包括：第二设备6和打印设备7。

其中，第二设备6与第一设备5连接，用于处理切向力的数值得到处理后的切向力的数值；打印设备7与第二设备6连接，用于打印处理后的切向力的数值。

具体地，上述的第二设备6可以是笔记本电脑、PC电脑等计算机设备，在本实用新型实施例中，以笔记本电脑为例进行说明，可以通过无线方式与第一设备5进行连接；上述的打印设备7可以是通过数据线或者无线传输方式与第二设备6连接的打印机。

在一种可选的方案中，在智能手机存储切向力的数值之后，并通过笔记本电脑上处理软件进行处理，根据实际工作需要和监理的要求，通过电脑对拉杆预紧力加载数据进行整理，生成相应的报表，并通过打印机打印成文本文件进行存档。

可选地，在本实用新型上述实施例中，拉杆测力仪还包括：第二通信装置。

其中，第二通信装置与传感器4连接，用于将切向力的数值传输至第一设备5。

可选地，第二通信装置可以包括：蓝牙模块。

具体地，第二通信装置可以是与第一通信装置相同的通信模块，从而实现第一设备5和拉杆测力仪之间的无线连接。

在一种可选的方案中，当操作人员操作加力杆1时，传感器4会通过拉杆测力仪的通信模块连续输出切向力数值的编码数据。第一设备5的通信模块接收到编码数据之后，经过后台软件程序进行处理，并实施跟踪显示，供现场操作人员参考。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。