钢质指接连接件的制作方法

本发明领域属于连接件领域，具体为一种钢质指接连接件。

背景技术：

在工程制造中，连接是最常用的技术手段，连接方式也多种多样。

目前钢结构连接采用现场焊接、螺栓连接。现场焊接技术要求高耗时长，只能破坏性拆卸，螺栓连接安装及拆卸都较为耗时，二者工人劳动强度都大，美观性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种钢质指接连接件，包括，子指接件，母指接件，榫楔体以及检测模块，母指接件用以与立柱焊接，通过榫楔体与子指接件连接，其包括，底板，固定环，定位挡板，其中，底板下表面用于焊接立柱，对应的，底板上表面用以布置固定环以及定位挡板，承接插入的榫楔体；定位挡板用以与子指接件配合时定位子指接件，固定环用以固定插入的榫楔体。子指接件用以与方形钢材焊接，通过榫楔体与母指接件连接，其中，底板上表面用于焊接方形钢材，对应的，底板下表面用以布置固定环以及定位挡板，承接插入的榫楔体；定位挡板用以与母指接件配合时定位母指接件，固定环用以固定插入的榫楔体。榫楔体用以连接固定子指接件与母指接件，其包括，定位挡板以及固定体，其中，定位挡板用以定位榫楔体的插入深度，固定体用以与固定环和配合，连接固定子指接件与母指接件。

进一步地，所述数据监测单元，其用以实时监测连接时固定环所受到的压力，并对应变片工作情况进行自检，保证应变片工作正常。所述数据处理单元，其用以接收数据监测单元发出的信息，与预设数据进行对比，提示使用者连接情况，判断连接是否过载，在连接件使用过程中判断连接件是否出现故障，并发出预警。

进一步地，所述应变片设置在固定环内表面内，在固定环内表面上取m个位置，通过应变片检测获取m个位置处的应力，记为应力函数，对应的，数据监测单元由将本实施例固定环按照顺序记录为，第一固定环，第二固定环，第三固定环，第四固定环，第五固定环；第一固定环内获取的应变片应力数据记录为第一固定环应力函数a1(f1，f2……fm)，其中f1表示第一位置处的应力，fm表示第m个位置处的应力。以此方法，依次表示其余固定环应力函数a2,a3,a4,a5。

进一步地，所述数据监测单元，其用以与固定环内应变片相连，实时监测固定环应变片的应变数值。数据监测内部设置有实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)其中，a1表示第一固定环应力函数，a2表示第二固定环应力函数,a3表示表示第三固定环应力函数,a4表示第四固定环应力函数，a5表示第五固定环应力函数。数据监测单元将固定环内应变片应力函数数据持续监测，并持续记录进实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)内。

进一步地，所述数据监测单元具有自检功能，在连接状态下固定环各位置持续受力，且各位置固定环内受力变化是连续的，相邻应变片受力变化不会超过一定值，因此，其内部设置有标准正差值a0，标准正差值a0与应变片间隔有关，间隔越小，a0越小；在连接状态下，对第一固定环进行内应变片工作情况进行自检，数据监测单元将第一位置应力f1与第二位置应力f2做差后的绝对值与标准正差值a0进行比较，

若|f1-f2|>a0，则判断该位置应变片发生故障，若|f1-f2|<a0，则继续下一步，将第二位置应力f2与第三位置应力f3做差后的绝对值与标准正差值a0进行比较，

若|f2-f3|>a0,则判断该位置应变片发生故障，若|f2-f3|<a0，则继续下一步，以此类推，对该固定环内所有位置的应力进行比较。

若自检完成后发生故障的应变片数量超过预设比例k0，则判断该固定环内应变片所提供数据无效，数据监测单元不再检测该区域内应力数据，并发出语音警示提示，提示该固定环所受应力无法被检测。

进一步地，所述数据处理单元，用以接收数据监测单元发出的数据矩阵信息，根据实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)内的应力函数判断连接件固定环是否出现过载，监测连接件是否出现故障；所述数据处理矩阵内设置有数据处理矩阵f(a10,a20,a30,a40,a50)，其中，a10表示第一固定环预设应力函数，a20表示二号固定环预设应力函数,a30表示三号固定环预设应力函数,a40表示四号固定环预设应力函数，a50表示五号固定环预设应力函数；预设预设应力承受范围f1,f2,f3,f4,f5,其中，f1表示第一固定环预设应力，f2表示第二固定环预设应力承受范围，f3第三固定环预设应力承受范围，f4表示第四固定环预设应力承受范围，f5表示第五固定环预设应力承受范围。

数据处理单元处理数据时按照按照预设处理顺序对固定环进行检测，在本实施例的钢质指接连接件，所述第一固定环，第五固定环所受应力最大，其主要固定作用，因此，首先判断第一固定环是否过载，

在第一固定环内，将第一固定环应力函数a1(f1，f2...fm)内各个位置的应力值与第一固定环预设a10(f10，f20...fm0)内的各个位置应力值差值的绝对值与预设应力范围f1进行比较，判断第一固定环是否过载。

若第一位置应力值f1大于预设第一位置应力值f10，且|f1-f10|>f1，则表示该位置过载，以此类推，将每一个位置的应力值与对应预设应力值进行对比并判断是否过载，若过载应力位置数大于应力位置总数m，则判定该固定环过载第一固定环过载，此时，直接发出连接件过载警告，并停止检测。

若第一位置应力值f1小于预设第一位置应力值f10，f1<f10,则判定该位置未过载，继而，用此方法，判断第五固定环是否过载，

若第五固定环过载，则直接发出连接件过载警报，停止检测，若第五固定环不过载，则对第二固定环进行检测；

若第二固定环过载，则记录过载信息，继续对第四固定环检测，若第二固定环不过载，则对第四固定环进行检测；

若第四固定环过载，则发出连接件过载警报，停止检测；若第四固定环不过载，则继续对第三固定环进行检测，

若第三固定环过载，则发出过载警报，检测完成。

进一步地，所述数据处理单元，其内部设置有预设形变应力差值f0，当判断连接成功时，将该时刻对应实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)记录为初始数据矩阵p0(g1,g2,g3,g4,g5)其中，g1表示第一固定环初始应力函数g1(gf1,gf2...gfm)，g2表示二号固定环初始应力函数g2(gf1,gf2...gfm),g3表示表示三号固定环初始应力函数g3(gf1,gf2...gfm),g4表示四号固定环初始应力函数g4(gf1,gf2...gfm)，g5表示五号固定环初始应力函数g5(gf1,gf2...gfm)；并继续接收数据处理单元发出的信息。

在第一固定环内，将第一固定环初始应力函数应力函数g1(gf1，gf2...gfm)内各个位置的应力值与第一固定环实时应力函数p1(f1，f2...fm)内的各个位置应力值的差值与预设断裂应力范围d进行比较，判断该固定环是否发生断裂。

在第一固定环内，

若|f1-gf1|<d则继续检测下一位置，若|f1-gf1|>d则判断第一位置应力变化超过断裂范围；

若|f2-gf1|<d则继续监测下一位置，若|f2-gf1|>d则判断第一位置应力变化超过断裂范围；以此类推，检测所有位置应力是否超过断裂范围，若超过一半的位置应力变化超过断裂范围，则表示该固定环发生断裂或严重形变。对应的，以此方法实时检测所有固定环是否发生断裂或严重形变。

进一步地，所述钢质指接连接件使用时，若将母指接件底板下表面与立柱焊接，子指接件上表面与方钢焊接，将母指接件与子指接件拼合后将榫楔体插入固定环内敲打固定，从而完成连接，形成柱梁连接件。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于，检测系统对固定环所受压力实时监测，并根据检测数据实时判断是够发生过载，是否发生形变或断裂，保证了连接件的可靠性，本发明由母指接件，子指接件，榫楔体组成，结构简单，安装拆卸方便，利用榫楔体固定母指接件与子指接件安装紧固性好。

尤其，所述数据监测单元，其用以与固定环内应变片相连，实时监测固定环应变片的应变数值。数据监测内部设置有实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)其中，a1表示第一固定环应力函数，a2表示第二固定环应力函数,a3表示表示第三固定环应力函数,a4表示第四固定环应力函数，a5表示第五固定环应力函数。数据监测单元将固定环内应变片应力函数数据持续监测，并持续记录进实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)内。因为连接件最为关键的部件为固定环，且固定环受到应力最大，最易破坏，因此，对固定环内应力进行实时，持续的检测，有利于判断连接件的连接情况。

尤其，所述数据处理单元，用以接收数据监测单元发出的数据矩阵信息，根据实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)内的应力函数判断连接件固定环是否出现过载，监测连接件是否出现故障；所述数据处理矩阵内设置有数据处理矩阵f(a10,a20,a30,a40,a50)，其中，a10表示第一固定环预设应力函数，a20表示二号固定环预设应力函数,a30表示三号固定环预设应力函数,a40表示四号固定环预设应力函数，a50表示五号固定环预设应力函数；预设预设应力承受范围f1,f2,f3,f4,f5,其中，f1表示第一固定环预设应力，f2表示第二固定环预设应力承受范围，f3第三固定环预设应力承受范围，f4表示第四固定环预设应力承受范围，f5表示第五固定环预设应力承受范围。

数据处理单元处理数据时按照按照预设处理顺序对固定环进行检测，在本实施例的钢质指接连接件，所述第一固定环，第五固定环所受应力最大，其主要固定作用，因此，首先判断第一固定环是否过载，

在第一固定环内，将第一固定环应力函数a1(f1，f2...fm)内各个位置的应力值与第一固定环预设a10(f10，f20...fm0)内的各个位置应力值差值的绝对值与预设应力范围f1进行比较，判断第一固定环是否过载。

若第一位置应力值f1大于预设第一位置应力值f10，且|f1-f10|>f1，则表示该位置过载，以此类推，将每一个位置的应力值与对应预设应力值进行对比并判断是否过载，若过载应力位置数大于应力位置总数m，则判定该固定环过载第一固定环过载，此时，直接发出连接件过载警告，并停止检测。

若第一位置应力值f1小于预设第一位置应力值f10，f1<f10,则判定该位置未过载，继而，用此方法，判断第五固定环是否过载，

若第五固定环过载，则直接发出连接件过载警报，停止检测，若第五固定环不过载，则对第二固定环进行检测；

若第二固定环过载，则记录过载信息，继续对第四固定环检测，若第二固定环不过载，则对第四固定环进行检测；

若第四固定环过载，则发出连接件过载警报，停止检测；若第四固定环不过载，则继续对第三固定环进行检测，

若第三固定环过载，则发出过载警报，检测完成。

本发明的数据处理单元判断固定环内压力是否过载，及时发现问题，避免过载安装发生事故，提高了连接件可靠性

尤其，所述数据处理单元，其内部设置有预设形变应力差值f0，当判断连接成功时，将该时刻对应实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)记录为初始数据矩阵p0(g1,g2,g3,g4,g5)其中，g1表示第一固定环初始应力函数g1(gf1,gf2...gfm)，g2表示二号固定环初始应力函数g2(gf1,gf2...gfm),g3表示表示三号固定环初始应力函数g3(gf1,gf2...gfm),g4表示四号固定环初始应力函数g4(gf1,gf2...gfm)，g5表示五号固定环初始应力函数g5(gf1,gf2...gfm)；并继续接收数据处理单元发出的信息。

在第一固定环内，将第一固定环初始应力函数应力函数g1(gf1，gf2...gfm)内各个位置的应力值与第一固定环实时应力函数p1(f1，f2...fm)内的各个位置应力值的差值与预设断裂应力范围d进行比较，判断该固定环是否发生断裂。

在第一固定环内，

若|f1-gf1|<d则继续检测下一位置，若|f1-gf1|>d则判断第一位置应力变化超过断裂范围；

若|f2-gf1|<d则继续监测下一位置，若|f2-gf1|>d则判断第一位置应力变化超过断裂范围；以此类推，检测所有位置应力是否超过断裂范围，若超过一半的位置应力变化超过断裂范围，则表示该固定环发生断裂或严重形变。对应的，以此方法实时检测所有固定环是否发生断裂或严重形变。所述处理模块实时监测连接后固定环的受力情况，判断固定环是否发生断裂或严重形变，避免发生事故，保证了连接件的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的钢质指接连接件分解结构图；

图2为本发明实施例所提供的钢质指接连接件装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其为本发明实施例所提供的钢质指接连接件分解结构图，本实施例的钢质指接连接件包括，子指接件3，母指接件2，榫楔体1数据监测模块，数据处理单元，母指接件2用以与立柱焊接，通过榫楔体1与子指接件3连接，其包括，底板8，固定环6，定位挡板4和5，其中，底板8下表面用于焊接立柱，对应的，底板8上表面用以布置固定环6以及定位挡板，承接插入的榫楔体1；定位挡板4用以与子指接件配合时定位子指接件，固定环6用以固定插入的榫楔体1。子指接件3用以与方形钢材焊接，通过榫楔体1与母指接件2连接，其包括，底板10，固定环9，定位挡板11，其包括，其中，底板10上表面用于焊接方形钢材，对应的，底板下表面用以布置固定环9以及定位挡板11，承接插入的榫楔体1；定位挡板11用以与母指接件2配合时定位母指2接件，固定环9用以固定插入的榫楔体1。榫楔体1用以连接固定子指接件3与母指接件2，其包括，定位挡板12以及固定体13，其中，定位挡板12用以定位榫楔体1的插入深度，固定体13用以与固定环6和9配合，连接固定子指接件3与母指接件2。

继续参阅图1所示，母指接件底板8为预设长，宽的矩形板状结构，其下表面用以焊接立柱，上表面用以承接榫楔体，沿底板上表面矩形长边及宽边设置有定位挡板4和5，其设置位置距底板8外沿留有预设宽度，定位挡板4和5为矩形板状结构，其设置有预设高度及宽度，用以与子指接件3配合，定位子指接件3。底板8上表面设置有若干固定环6，其设置位置在定位挡板4和5内侧，各固定环6间具有预设间隔，固定环6为开口朝向底板的凹形结构，其内表面设置有若干应变片未在图上画出，用以检测榫楔体1插入后固定环6各部位受到的应力。所述固定环6设置有预设长度，宽度，高度，用以使榫楔体1穿过，固定榫楔体1，与子指接件配合时定位子指接件的位置。

继续参阅图1所示，子指接件底板10为预设长，宽的矩形板状结构，其上表面用以焊接方形钢材，下表面用以承接榫楔体1，沿底板上表面矩形长边设置有定位挡板11，定位挡板11为矩形板状结构，预设高度及宽度与母指接件定位挡板4相同，用以与母指接件2配合，定位母指接件2。底板10下表面设置有若干固定环9，其设置位置在定位挡板11内侧，各固定环9间具有预设间隔，用以使子指接件3与母指接件2配合时定位环6和9能相互错开，固定环9为开口朝向底板的凹形结构，其内表面设置有若干应变片，用以检测榫楔体1插入后固定环9各部位受到的应力。所述固定环9预设长度，宽度，高度与母指接件固定环6相同，用以使榫楔体1穿过，固定榫楔体1，与母指接件2配合时定位母指接件2的位置。

继续参阅图1所示，榫楔体1定位挡板12为矩形板状结构，其预设高度，宽度与母指接件2沿底板上表面矩形宽边设置的定位挡板相同，用以限制榫楔体1的插入深度，榫楔体1固定块13为工字型结构，当然，本领域技术人员可以理解的是，固定块也可为凹形结构，矩形结构，只要能满足实际受力要求即可，其长度为预设长度，横截面宽度，高度为预设尺寸，固定块13用以连接母指接件2与子指接件3，使连接稳定。

具体而言，所述数据监测单元，其用以实时监测连接时固定环6和9所收到的压力，并对应变片工作情况进行自检，保证应变片工作正常。所述数据处理单元，其用以接收数据监测单元发出的信息，与预设数据进行对比，提示使用者连接情况，判断连接是否过载，在连接件使用过程中判断连接件是否出现故障，并发出预警。

具体而言，参阅图2所示，其为本发明实时例所提供的钢质指接连接件装配示意图，所述应变片设置在固定环内表面内，在固定环6和9内表面上取m个位置，通过应变片检测获取m个位置处的应力，记为应力函数，对应的，数据监测单元由将本实施例固定环按照顺序记录为，第一固定环901，第二固定环601，第三固定环902，第四固定环602，第五固定环903；第一固定环内获取的应变片应力数据记录为第一固定环应力函数a1(f1，f2……fm)，其中f1表示第一位置处的应力，fm表示第m个位置处的应力。以此方法，依次表示其余固定环应力函数a2,a3,a4,a5。

具体而言，所述数据监测单元，其用以与固定环内应变片相连，实时监测固定环应变片的应变数值。数据监测内部设置有实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)其中，a1表示第一固定环应力函数，a2表示第二固定环应力函数,a3表示第三固定环应力函数,a4表示第四固定环应力函数，a5表示第五固定环应力函数。数据监测单元将固定环内应变片应力函数数据持续监测，并持续记录进实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)内。

具体而言，所述数据监测单元具有自检功能，在连接状态下固定环各位置持续受力，且各位置固定环内受力变化是连续的，相邻应变片受力变化不会超过一定值，因此，其内部设置有标准正差值a0，标准正差值a0与应变片间隔有关，间隔越小，a0越小；在连接状态下，对第一固定环901进行内应变片工作情况进行自检，数据监测单元将第一位置应力f1与第二位置应力f2做差后的绝对值与标准正差值a0进行比较，

若|f1-f2|>a0，则判断该位置应变片发生故障，若|f1-f2|<a0，则继续下一步，将第二位置应力f2与第三位置应力f3做差后的绝对值与标准正差值a0进行比较，

若|f2-f3|>a0,则判断该位置应变片发生故障，若|f2-f3|<a0，则继续下一步，以此类推，对该固定环内所有位置的应力进行比较。

若自检完成后发生故障的应变片数量超过预设比例k0，则判断该固定环内应变片所提供数据无效，数据监测单元不再检测该区域内应力数据，并发出语音警示提示，提示该固定环所受应力无法被检测。

具体而言，所述数据处理单元，用以接收数据监测单元发出的数据矩阵信息，根据实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)内的应力函数判断连接件固定环是否出现过载，监测连接件是否出现故障；所述数据处理矩阵内设置有数据处理矩阵f(a10,a20,a30,a40,a50)，其中，a10表示第一固定环预设应力函数，a20表示二号固定环预设应力函数,a30表示三号固定环预设应力函数,a40表示四号固定环预设应力函数，a50表示五号固定环预设应力函数；预设预设应力承受范围f1,f2,f3,f4,f5,其中，f1表示第一固定环预设应力，f2表示第二固定环预设应力承受范围，f3第三固定环预设应力承受范围，f4表示第四固定环预设应力承受范围，f5表示第五固定环预设应力承受范围。

数据处理单元处理数据时按照按照预设处理顺序对固定环进行检测，在本实施例的钢质指接连接件，所述第一固定环，第五固定环所受应力最大，其主要固定作用，因此，首先判断第一固定环是否过载，

在第一固定环内，将第一固定环应力函数a1(f1，f2...fm)内各个位置的应力值与第一固定环预设a10(f10，f20...fm0)内的各个位置应力值差值的绝对值与预设应力范围f1进行比较，判断第一固定环是否过载。

若第一位置应力值f1大于预设第一位置应力值f10，且|f1-f10|>f1，则表示该位置过载，以此类推，将每一个位置的应力值与对应预设应力值进行对比并判断是否过载，若过载应力位置数大于应力位置总数m，则判定该固定环过载第一固定环过载，此时，直接发出连接件过载警告，并停止检测，

若第一位置应力值f1小于预设第一位置应力值f10，f1<f10,则判定该位置未过载，继而，用此方法，判断第五固定环是否过载，

若第五固定环过载，则直接发出连接件过载警报，停止检测，若第五固定环不过载，则对第二固定环进行检测；

若第二固定环过载，则记录过载信息，继续对第四固定环检测，若第二固定环不过载，则对第四固定环进行检测；

若第四固定环过载，则发出连接件过载警报，停止检测；若第四固定环不过载，则继续对第三固定环进行检测，

若第三固定环过载，则发出过载警报，检测完成。

具体而言，所述数据处理单元，其内部设置有预设形变应力差值f0，当判断连接成功时，将该时刻对应实时数据矩阵p(a1,a2,a3,a4,a5)记录为初始数据矩阵p0(g1,g2,g3,g4,g5)其中，g1表示第一固定环初始应力函数g1(gf1,gf2...gfm)，g2表示二号固定环初始应力函数g2(gf1,gf2...gfm),g3表示表示三号固定环初始应力函数g3(gf1,gf2...gfm),g4表示四号固定环初始应力函数g4(gf1,gf2...gfm)，g5表示五号固定环初始应力函数g5(gf1,gf2...gfm)；并继续接收数据处理单元发出的信息。

在第一固定环内，将第一固定环初始应力函数应力函数g1(gf1，gf2...gfm)内各个位置的应力值与第一固定环实时应力函数p1(f1，f2...fm)内的各个位置应力值的差值与预设断裂应力范围d进行比较，判断该固定环是否发生断裂，

在第一固定环内，

若|f1-gf1|<d则继续检测下一位置，若|f1-gf1|>d则判断第一位置应力变化超过断裂范围；

若|f2-gf1|<d则继续监测下一位置，若|f2-gf1|>d则判断第一位置应力变化超过断裂范围；以此类推，检测所有位置应力是否超过断裂范围，若超过一半的位置应力变化超过断裂范围，则表示该固定环发生断裂或严重形变。对应的，以此方法实时检测所有固定环是否发生断裂或严重形变。

具体而言，所述钢质指接连接件使用时，若将母指接件2底板8下表面与立柱焊接，子指接件3上表面10与方钢焊接，将母指接件2与子指接件3拼合后将榫楔体3插入固定环内敲打固定，从而完成连接，形成柱梁连接件。

具体而言，所述钢质指接连接件制作材料可包括，铸铁，合金钢，新型复合材料及其他常用金属，所选制作材料满足实际情况的工程受力要求即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。