一种无线低功耗支撑轴力伺服系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无线低功耗支撑轴力伺服系统，包括：支撑头总成、云端管理平台、远程监控机及移动客户端；支撑头总成与钢支撑连接后安装在基坑围护结构上；支撑头总成内集成有千斤顶、液压站、控制器、Cat1/NB

【技术实现步骤摘要】
一种无线低功耗支撑轴力伺服系统


[0001]本专利技术涉及支撑轴力伺服系统
，尤其是涉及一种无线低功耗支撑轴力伺服系统。

技术介绍

[0002]基坑开挖过程中需要对基坑的侧壁进行支护，防止其发生变形从而导致周边邻近建筑物的地下结构部件损坏，普通钢支撑在开挖过程中的支护已经难以达到近几年复杂的地下工程设计要求，钢支撑的轴力伺服技术快速发展起来，为基坑开挖过程中的邻近既有建筑物保护提供更好的保障。
[0003]中国技术专利CN206616566U号揭示了一种无线分布式钢支撑轴力控制系统，支撑头与钢支撑连接后安装在基坑围护结构上，数控泵站安装在基坑施工现场并通过线缆和油管连接各个钢支撑的支撑头，本地总控机安装在基坑施工现场，并通过无线网络与数控泵站内置PLC控制器之间进行数据传输与指令下达。然而此种钢支撑轴力控制系统具有如下缺点：
[0004]1)数控泵站为外置型，需要占用施工场地；
[0005]2)数控泵站需要通过油路、线缆连接各支撑头，油路、线缆在施工过程中容易被误损而导致钢支撑失控；
[0006]3)一台数控泵站控制多个支撑头，在对单个支撑头进行加卸载过程中数据采集与系统控制的周期与所控制的支撑头控制点数成正比，控制点数多时，采集控制的周期较长，响应率下降，实时性差；
[0007]4)施工场地需配置本地总控机，作为数控泵站内置PLC控制器与云端之间数据传输、指令接收的中间媒介；
[0008]5)施工现场需对数控泵站接市电以满足数控泵站的运行及无线网络数据传输，功耗大。
[0009]因此，有必要提供一种不占用施工场地，无线低功耗运行的支撑轴力伺服系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种无线低功耗支撑轴力伺服系统，以实现无线低功耗更智能的支撑轴力调节，防止基坑围护结构位移。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术提供一种无线低功耗支撑轴力伺服系统，包括：支撑头总成、云端管理平台、远程监控机及移动客户端；
[0012]所述支撑头总成与钢支撑连接后安装在基坑围护结构上；
[0013]所述支撑头总成内部集成有千斤顶、液压站、控制器、Cat1/NB
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IoT通讯模块、位移传感器、电源系统及压力传感器，所述千斤顶与液压站通过油路连接，油路上安装有所述压力传感器，所述控制器通过线缆分别与液压站、Cat1/NB
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IoT通讯模块、位移传感器及压力
传感器连接，所述电源系统对支撑头总成内部的各部件进行供电，所述控制器与云端管理平台之间通过所述Cat1/NB
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IoT通讯模块经Cat1/NB
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IoT网络进行信号传输；
[0014]所述控制器以一定的频率F抓取位移传感器监测的千斤顶的位移量及压力传感器监测的钢支撑轴力值，控制器通过Cat1/NB
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IoT通讯模块将位移量或轴力值发送至云端管理平台，远程监控机或移动客户端通过网络访问查看云端管理平台内的数据。
[0015]进一步地，控制器内预设有正常轴力值区间，控制器监测抓取的轴力值是否超出正常轴力值区间，若超出正常轴力值区间，控制器将通过云端管理平台向远程监控机或移动客户端发出报警提醒。
[0016]进一步地，当基坑围护结构发生位移变形且当前轴力值未超出正常轴力值区间时，监测人员通过远程监控机或移动客户端查看云端管理平台内的位移量并下发轴力调节指令，指令经云端管理平台传输至控制器，控制器依指令控制液压站对千斤顶进行加载或卸载以增加或降低轴力；
[0017]控制器以频率F再次抓取位移传感器监测的位移量及压力传感器监测的轴力值并通过Cat1/NB
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IoT通讯模块将位移量及轴力值发送至云端管理平台，当前轴力值未超出正常轴力值区间时，监测人员通过远程监控机或移动客户端查看云端管理平台内的位移量以判定基坑围护结构是否仍在发生位移变形；
[0018]若仍在发生位移变形，监测人员将再一次下发轴力调节指令，再次观察下一次轴力值未超出正常轴力值区间情况下的位移量决定是否继续下发轴力调节指令，以此反复监测控制，直至基坑围护结构不再发生位移变形，并保持对位移量持续监测。
[0019]进一步地，所述控制器内设置有指令，该指令依据位移量数值区间设置有相应的轴力调节指令，当基坑围护结构发生位移变形且当前轴力值未超出正常轴力值区间，控制器监测到位移量具体数值，并依位移量具体数值匹配相应的轴力调节指令，并依相应的轴力调节指令控制液压站对千斤顶进行加载或卸载以增加或降低轴力；
[0020]控制器以频率F再次抓取位移传感器监测的位移量及压力传感器监测的轴力值，当前轴力值未超出正常轴力值区间时，控制器依位移量具体数值判定基坑围护结构是否仍在发生位移变形；
[0021]若仍在发生位移变形，控制器将再一次下发相应的轴力调节指令，再次观察下一次轴力值未超出正常轴力值区间情况下的位移量决定是否继续下发轴力调节指令，以此反复监测控制，直至基坑围护结构不再发生位移变形，并保持对位移量持续监测。
[0022]进一步地，所述频率F以基坑围护结构所处具体环境进行确定。
[0023]进一步地，所述无线低功耗支撑轴力伺服系统支持多个基坑围护结构内的多个支撑头总成加卸载监控，云端管理平台可对单个的支撑头总成进行单独数据管理。
[0024]进一步地，所述支撑头总成内部还集成有蓝牙模块，所述蓝牙模块与控制器通过线缆连接，移动客户端可通过连接蓝牙模块对各需要调试的支撑头总成进行现场一对一调试。
[0025]进一步地，所述电源系统包括电池模块及电源管理模块，所述电池模块为由多个锂电池组成的储能装置，对电池模块可进行更换或充电。
[0026]进一步地，控制器控制支撑头总成内部的相应部件工作的同时控制电源管理模块对该些部件进行供电，各部件未被触发工作时处于休眠模式。
[0027]进一步地，所述远程监控机为电脑、平板、手机等电子设备，所述移动客户端为平板、手机等便携式电子设备。
[0028]本专利技术具有如下有益效果：
[0029]1)本申请由于将液压站、控制器集成在支撑头总成内，因此连接各部件的油路、线缆也集成在支撑头总成内，不占用施工现场场地，也避免油路及线缆被误损；
[0030]2)本申请由于将控制器集成在支撑头总成内，可实现对支撑头总成的实时控制，系统实时性与可拓展性可通过云端服务器集群架构支持海量设备高频控制，响应率不会随着支撑头总成控制点数的增加而等比下降，真正实现系统采集控制的实时有效性；
[0031]3)本申请单个支撑头总成内集成有Cat1/NB
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IoT通讯模块，可实现单个支撑头总成与云端管理平台之间直接通过Cat1/NB
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IoT网络进行数据传递与指令接收，无需在现场安装本地总控机作为传输数据的媒介；
[0032]4)由于单个支撑头总成内集成有Cat1/NB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线低功耗支撑轴力伺服系统，其特征在于：所述无线低功耗支撑轴力伺服系统包括：支撑头总成(1)、云端管理平台(2)、远程监控机(3)及移动客户端(4)；所述支撑头总成(1)与钢支撑(5)连接后安装在基坑围护结构(6)上；所述支撑头总成(1)内部集成有千斤顶(11)、液压站(12)、控制器(13)、Cat1/NB
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IoT通讯模块(14)、位移传感器(15)、电源系统(16)及压力传感器(17)，所述千斤顶(11)与液压站(12)通过油路连接，油路上安装有所述压力传感器(17)，所述控制器(13)通过线缆分别与液压站(12)、Cat1/NB
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IoT通讯模块(14)、位移传感器(15)及压力传感器(17)连接，所述电源系统(16)对支撑头总成(1)内部的各部件进行供电，所述控制器(13)与云端管理平台(2)之间通过所述Cat1/NB
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IoT通讯模块(14)经Cat1/NB
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IoT网络进行信号传输；所述控制器(13)以一定的频率F抓取位移传感器(15)监测的千斤顶(11)的位移量及压力传感器(17)监测的钢支撑轴力值，控制器(13)通过Cat1/NB
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IoT通讯模块(14)将位移量或轴力值发送至云端管理平台(2)，远程监控机(3)或移动客户端(4)通过网络访问查看云端管理平台(2)内的数据。2.如权利要求1所述的一种无线低功耗支撑轴力伺服系统，其特征在于：控制器(13)内预设有正常轴力值区间，控制器(13)监测抓取的轴力值是否超出正常轴力值区间，若超出正常轴力值区间，控制器(13)将通过云端管理平台(2)向远程监控机(3)或移动客户端(4)发出报警提醒。3.如权利要求2所述的一种无线低功耗支撑轴力伺服系统，其特征在于：当基坑围护结构(6)发生位移变形且当前轴力值未超出正常轴力值区间时，监测人员通过远程监控机(3)或移动客户端(4)查看云端管理平台(2)内的位移量并下发轴力调节指令，指令经云端管理平台(2)传输至控制器(13)，控制器(13)依指令控制液压站(12)对千斤顶(11)进行加载或卸载以增加或降低轴力；控制器(13)以频率F再次抓取位移传感器(15)监测的位移量及压力传感器(17)监测的轴力值并通过Cat1/NB
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IoT通讯模块(14)将位移量及轴力值发送至云端管理平台(2)，当前轴力值未超出正常轴力值区间时，监测人员通过远程监控机(3)或移动客户端(4)查看云端管理平台(2)内的位移量以判定基坑围护结构(6)是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，宋爽，姚鸿梁，
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：