无线便携式丝杆顶升系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及用于连续地提升载荷的装置领域，具体为一种无线便携式丝杆顶升系统及其使用方法。一种无线便携式丝杆顶升系统，包括顶升机构(1)，其特征是：还包括自适应伸缩单元(2)、控制单元(3)、位移传感器(41)、测力传感器(42)和电源(5)，顶升机构(1)包括顶升丝杆(11)和顶升平台(12)；控制单元(3)包括主控模块(31)、无线传输模块(32)、数据采集模块(33)和电源开关(34)。一种无线便携式丝杆顶升系统的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：a.安装；b.输值；c.启动；d.顶升；e.采集；f.控制；g.停机。本发明专利技术布设方便，便捷轻巧，控制精确。

Wireless portable screw jack system and its application

【技术实现步骤摘要】
无线便携式丝杆顶升系统及其使用方法
本专利技术涉及用于连续地提升载荷的装置领域，具体为一种无线便携式丝杆顶升系统及其使用方法。
技术介绍
在土木工程的新建与改建施工中，时常需要对某些结构构件进行顶升或顶推，包括在大型建筑、桥梁、地铁等领域都广泛需要实施顶升或顶推作业，因此需要选择合适的顶升装置进行施工。现有的顶升装置多采用大型液压系统，可以满足大吨位顶推或顶升工作的需求。但是对于一些小吨位的应用，大型液压系统结构复杂，体积大，效率低，并且需要复杂的布线系统来进行供电与数据的传输，这些繁杂的线缆系统在施工现场容易遭受破坏从而导致整个顶升系统的失效。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，提供一种布设方便、便捷轻巧、控制精确的顶升方案，满足土木工程中小吨位顶升或顶推应用，本专利技术公开了一种无线便携式丝杆顶升系统及其使用方法。本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的：一种无线便携式丝杆顶升系统，包括顶升机构，其特征是：还包括自适应伸缩单元、控制单元、位移传感器、测力传感器和电源，顶升机构包括顶升丝杆和顶升平台，顶升平台固定在顶升丝杆的顶端；自适应伸缩单元包括电机、固定支架和传动机构，电机固定在固定支架上，电机的输出轴通过传动机构连接顶升丝杆，传动机构将电机输出轴的转动转换成顶升丝杆在垂直方向上的平动；控制单元包括主控模块、无线传输模块、数据采集模块和电源开关，主控模块通过信号线分别连接无线传输模块和数据采集模块，主控模块还通过串联了电源开关的信号线连接电机；顶升平台上设有位移传感器和测力传感器，位移传感器和测力传感器都通过信号线连接数据采集模块；电源通过导线分别连接顶升机构、自适应伸缩单元和控制单元。所述的无线便携式丝杆顶升系统，其特征是：电机选用变频电机；传动机构按如下①～③所述选择：①电机的输出轴和顶升丝杆这两者的中心轴线互相重合时，选用丝杠-螺母组件；②电机的输出轴和顶升丝杆这两者的中心轴线互相平行时，选用平行齿轮组；③电机的输出轴和顶升丝杆这两者的中心轴线互相垂直时，选用锥齿轮组或蜗轮-蜗杆组；电源选用蓄电池。所述的无线便携式丝杆顶升系统的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：a.安装：在需要顶升的结构构件下安装各个所述的无线便携式丝杆顶升系统，使各个顶升平台与所述的结构构件紧密连接；b.输值：使各个所述的无线便携式丝杆顶升系统都通过各自的无线传输模块与顶升作业现场的主控电脑无线连接，在所述的主控电脑上输入顶升控制值或控制序列；c.启动：通过所述主控电脑向各个所述的无线便携式丝杆顶升系统的主控模块发出顶升启动指令和顶升控制值，所述主控电脑此时记录各个所述的无线便携式丝杆顶升系统的初始位移，主控模块接收到顶升启动指令后，将顶升控制值转换为电机的转速，并闭合电源开关，电源向电机供电，电机在主控模块控制下按顶升控制值所转换的转速运转，以控制自适应伸缩单元的工作；d.顶升：传动机构将电机输出轴的转动转换成顶升丝杆在垂直方向上的平动，顶升丝杆通过顶升平台顶升所述的结构构件使所述的结构构件发生升降位移；e.采集：主控模块控制位移传感器和测力传感器按照设定频率进行位移数据和测力数据的采样，数据采集模块将位移数据和压力数据汇总并输入主控模块，主控模块通过无线传输模块将位移数据和压力数据上传至所述主控电脑和云端；f.控制：主控模块实时分析位移数据和压力数据，通过嵌入式软件程序计算出所述结构构件的顶升位移变化值，并利用基于位移速率的程序算法控制变频电机的转速，从而精准控制自适应伸缩单元进行顶升工作，通过主控模块实时分析及时矫正电机的转速；g.停机：当所述结构构件的顶升位移接近控制值时，主控模块控制电机缓慢停机。本专利技术采用变频电机驱动自适应传动单元来进行顶升与顶推动作，并且采用基于PID理论的变频控制方法对结构物的位移进行精确控制，本专利技术采用电池供电，并具有无线传输数据的功能，无需在施工现场另外增设供电与信号线。具体来说，本专利技术具有如下有益效果：1.变频电机控制传动单元形成自适应伸缩系统：本专利技术采用基于PID理论的变频控制方法对自适应伸缩单元进行控制，从而带动丝杆完成上部结构物的顶升或者顶推动作，丝杆的伸缩值无限平滑接近控制值，不会发生过冲现象。本专利技术另外还加设了位移传感器用来实时测量丝杆的伸缩量，加设测力传感器用来测量上部结构对平台的压力，作为系统校核的安全冗余。与液压系统驱动的方式相比，本专利技术更加便捷轻巧，并能够更加精准地对结构物的位移进行控制。2.自带电池供电：本专利技术采用自带电池供电，整套顶升装置无需另外布设供电线缆，可以提高现场施工的便捷性。3.数据无线传输：本专利技术的数据传输通过LoRa等无线通讯技术，实现现场的无线自组网控制，并由现场主控电脑，对每个顶升系统进行独立控制，大幅提升数据传输的可靠性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中顶升机构和自适应伸缩单元的结构示意图；图3是本专利技术中控制单元的连接示意图；图4是本专利技术使用时基于位移速率的程序算法示意图。具体实施方式以下通过具体实施例进一步说明本专利技术。实施例1一种无线便携式丝杆顶升系统，包括顶升机构1、自适应伸缩单元2、控制单元3、位移传感器41、测力传感器42和电源5，如图1～图3所示，具体结构是：顶升机构1包括顶升丝杆11和顶升平台12，顶升平台12固定在顶升丝杆11的顶端；自适应伸缩单元2包括电机21、固定支架22和传动机构23，电机21固定在固定支架22上，电机21的输出轴通过传动机构23连接顶升丝杆11，传动机构23将电机21输出轴的转动转换成顶升丝杆11在垂直方向上的平动；控制单元3包括主控模块31、无线传输模块32、数据采集模块33和电源开关34，主控模块31通过信号线分别连接无线传输模块32和数据采集模块33，主控模块31还通过串联了电源开关34的信号线连接电机21；顶升平台12上设有位移传感器41和测力传感器42，位移传感器41和测力传感器42都通过信号线连接数据采集模块33；电源5通过导线分别连接顶升机构1、自适应伸缩单元2和控制单元3。本实施例中：电机21选用变频电机；传动机构23按如下①～③所述选择：①电机21的输出轴和顶升丝杆11这两者的中心轴线互相重合时，选用丝杠-螺母组件；②电机21的输出轴和顶升丝杆11这两者的中心轴线互相平行时，选用平行齿轮组；③电机21的输出轴和顶升丝杆11这两者的中心轴线互相垂直时，选用锥齿轮组或蜗轮-蜗杆组；电源5选用蓄电池。本实施例使用时，按如下步骤依次实施：a.安装：在需要顶升的结构构件下安装各个所述的无线便携式丝杆顶升系统，使各个顶升平台12与所述的结构构件紧密连接；b.输值：使各个所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线便携式丝杆顶升系统，包括顶升机构(1)，其特征是：还包括自适应伸缩单元(2)、控制单元(3)、位移传感器(41)、测力传感器(42)和电源(5)，/n顶升机构(1)包括顶升丝杆(11)和顶升平台(12)，顶升平台(12)固定在顶升丝杆(11)的顶端；自适应伸缩单元(2)包括电机(21)、固定支架(22)和传动机构(23)，电机(21)固定在固定支架(22)上，电机(21)的输出轴通过传动机构(23)连接顶升丝杆(11)，传动机构(23)将电机(21)输出轴的转动转换成顶升丝杆(11)在垂直方向上的平动；/n控制单元(3)包括主控模块(31)、无线传输模块(32)、数据采集模块(33)和电源开关(34)，主控模块(31)通过信号线分别连接无线传输模块(32)和数据采集模块(33)，主控模块(31)还通过串联了电源开关(34)的信号线连接电机(21)；/n顶升平台(12)上设有位移传感器(41)和测力传感器(42)，位移传感器(41)和测力传感器(42)都通过信号线连接数据采集模块(33)；/n电源(5)通过导线分别连接顶升机构(1)、自适应伸缩单元(2)和控制单元(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线便携式丝杆顶升系统，包括顶升机构(1)，其特征是：还包括自适应伸缩单元(2)、控制单元(3)、位移传感器(41)、测力传感器(42)和电源(5)，
顶升机构(1)包括顶升丝杆(11)和顶升平台(12)，顶升平台(12)固定在顶升丝杆(11)的顶端；自适应伸缩单元(2)包括电机(21)、固定支架(22)和传动机构(23)，电机(21)固定在固定支架(22)上，电机(21)的输出轴通过传动机构(23)连接顶升丝杆(11)，传动机构(23)将电机(21)输出轴的转动转换成顶升丝杆(11)在垂直方向上的平动；
控制单元(3)包括主控模块(31)、无线传输模块(32)、数据采集模块(33)和电源开关(34)，主控模块(31)通过信号线分别连接无线传输模块(32)和数据采集模块(33)，主控模块(31)还通过串联了电源开关(34)的信号线连接电机(21)；
顶升平台(12)上设有位移传感器(41)和测力传感器(42)，位移传感器(41)和测力传感器(42)都通过信号线连接数据采集模块(33)；
电源(5)通过导线分别连接顶升机构(1)、自适应伸缩单元(2)和控制单元(3)。


2.如权利要求1所述的无线便携式丝杆顶升系统，其特征是：
电机(21)选用变频电机；
传动机构(23)按如下①～③所述选择：
①电机(21)的输出轴和顶升丝杆(11)这两者的中心轴线互相重合时，选用丝杠-螺母组件；
②电机(21)的输出轴和顶升丝杆(11)这两者的中心轴线互相平行时，选用平行齿轮组；
③电机(21)的输出轴和顶升丝杆(11)这两者的中心轴线互相垂直时，选用锥齿轮组或蜗轮-蜗杆组；
电源(5)选用蓄电池。


3.如权利要求1或2所述的无线便携式丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鸿梁，徐辉，宋爽，
申请(专利权)人：上海同禾工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31