CN105366583B - 基于无线通信的智能千斤顶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于无线通信的智能千斤顶装置，包括液压缸、进油管、出油管、活塞和活塞杆，所述活塞设置在所述液压缸中并且与所述活塞杆的一端固定连接，所述进油管和出油管与所述液压缸连通，还包括控制器、压力传感器、位移传感器和测距挡板，所述压力传感器固定在所述活塞的用于定压物体的端面上，所述位移传感器固定在所述液压缸的外侧壁上，所述测距挡板固定在所述活塞杆上，这种基于无线通信的智能千斤顶装置结构简单，可靠性高，使用和维护都很方便，它通过压力传感器和位移传感器直接对液压千斤顶的输出力和位移进行本地测量，然后通过控制器对测量信号进行处理后输出，性能优异，技术先进，提高测量精度，误差小，实时性好。

Description

基于无线通信的智能千斤顶装置
技术领域
本发明涉及液压千斤顶技术领域，尤其涉及一种基于无线通信的智能千斤顶装置。
背景技术
随着桥梁、大型建筑等对预张力施工的要求，对液压千斤顶的输出力、位移控制要求越来越高。液压千斤顶被广泛地应用于钢索、预制梁、建筑立柱等构件的预张力施工中。目前市场所用液压千斤顶采用活塞式结构，控制系统测量液压系统的油压，根据活塞面积计算获得千斤顶输出力的大小，同时通过位移传感器测量其位移量，从而达到控制效果。
这种测量液压千斤顶的输出力、位移的方式却存在以下缺点：
1、液压千斤顶的油压表一般采用指针式油压表，测量存在较大误差；
2、当采用数字式油压传感器时，由于油压传感器一般被安装在油泵控制侧，与千斤顶还有一段距离，管道会产生油压损耗，油管越长油压损耗越大；
3、液压千斤顶的输出力与油压是非线性关系，输出力大小与油压大小、液压油温度、粘度等均有关系；通常在室温、冷油的状况下对油压与输出力进行标定，而将该标定数据用于热油状态下的输出力测量时，存在较大误差。同时这种标定过程比较繁琐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现在的液压千斤顶在测量输出力和位移时存在误差大、标定繁琐的问题，本发明提供了一种基于无线通信的智能千斤顶装置来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于无线通信的智能千斤顶装置，包括液压缸、进油管、出油管、活塞和活塞杆，所述活塞设置在所述液压缸中并且与所述活塞杆的一端固定连接，所述进油管和出油管与所述液压缸连通，还包括控制器、压力传感器、位移传感器和测距挡板，所述压力传感器固定在所述活塞的用于定压物体的端面上，所述位移传感器固定在所述液压缸的外侧壁上，所述测距挡板固定在所述活塞杆上，所述测距挡板的板面垂直于所述活塞杆；
所述压力传感器与控制器连接，用于检测所述活塞的输出力并将其转化为4～20mA的电流信号传输至控制器；
所述位移传感器与控制器连接，用于以所述测距挡板为参照对象，检测所述活塞杆的位移并将其转化为4～20mA的电流信号传输至控制器；
所述控制器用于对所述输出力的电流信号和位移的电流信号进行处理并输出。
作为优选，所述控制器包括主控单元和信号处理模块，所述信号处理模块用于先将所述输出力的电流信号和位移的电流信号转换为电压信号，然后进行AD转换，最后送入所述主控单元中。
作为优选，所述控制器还包括无线通信模块，所述主控单元通过TTL电平串口与无线通信模块连接。
作为优选，所述控制器还包括串行通信模块，所述主控单元通过TTL电平串口与串行通信模块连接。
作为优选，所述控制器还包括稳压电源模块，所述稳压电源模块外接锂电池，所述稳压电源模块与所述主控单元、压力传感器和位移传感器连接并为它们供电。
作为优选，所述控制器还包括LCD显示屏，所述主控单元通过并口与LCD显示屏连接。
作为优选，所述控制器还包括看门狗电路，所述主控单元与看门狗电路连接。
作为优选，所述压力传感器的型号为JHBH，所述位移传感器为NU175F30TR型超声波位移传感器，所述主控单元采用美国TI公司制造的MSP430F149型号单片机，LCD显示屏的型号为LCD1602A，所述串行通信模块采用SP3232或MAX3232电平转换电路，所述无线通信模块的型号是SX1278，其通信信道的公共频率为433MHz，所述看门狗电路的型号为SIPEX公司制造的SP706S，所述稳压电源模块采用美国NXP公司的电压转换芯片，其型号为TPS63002DRCR，其输出3.3V和24V电压。
本发明的有益效果是，这种基于无线通信的智能千斤顶装置结构简单，可靠性高，使用和维护都很方便，它通过压力传感器和位移传感器直接对液压千斤顶的输出力和位移进行本地测量，然后通过控制器对测量信号进行处理后输出，性能优异，技术先进，提高测量精度，误差小，实时性好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于无线通信的智能千斤顶装置的最优实施例的结构示意图。
图2是本发明的基于无线通信的智能千斤顶装置的最优实施例的控制框架图。
图中1、液压缸，2、进油管，3、出油管，4、活塞，5、活塞杆，6、控制器，7、压力传感器，8、位移传感器，9、测距挡板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1～2所示，本发明提供了一种基于无线通信的智能千斤顶装置，包括液压缸1、进油管2、出油管3、活塞4和活塞杆5，活塞4设置在液压缸1中并且与活塞杆5的一端固定连接，进油管2和出油管3与液压缸1连通，还包括控制器6、压力传感器7、位移传感器8和测距挡板9，压力传感器7固定在活塞4的用于定压物体的端面上，位移传感器8固定在液压缸1的外侧壁上，测距挡板9固定在活塞杆5上，测距挡板9的板面垂直于活塞杆5；压力传感器7与控制器6连接，用于检测活塞4的输出力并将其转化为4～20mA的电流信号传输至控制器6；位移传感器8与控制器6连接，用于以测距挡板9为参照对象，检测活塞杆5的位移并将其转化为4～20mA的电流信号传输至控制器6；控制器6用于对输出力的电流信号和位移的电流信号进行处理并输出。
控制器6包括主控单元、信号处理模块、无线通信模块、串行通信模块、稳压电源模块、LCD显示屏和看门狗电路，信号处理模块用于先将输出力的电流信号和位移的电流信号转换为电压信号，然后进行AD转换，最后送入主控单元中，主控单元通过TTL电平串口与无线通信模块连接，主控单元通过TTL电平串口与串行通信模块连接，主控单元通过并口与LCD显示屏连接，利用无线通信模块、串行通信模块和LCD显示屏将千斤顶的输出力和位移以多种方式传输给用户，稳压电源模块外接锂电池，稳压电源模块与主控单元、压力传感器7和位移传感器8连接并为它们供电，主控单元与看门狗电路连接，主控单元给看门狗电路提供喂狗复位信息，并接受其系统复位控制。
压力传感器7的型号为JHBH，位移传感器8为NU175F30TR型超声波位移传感器8，主控单元采用美国TI公司制造的MSP430F149型号单片机，LCD显示屏的型号为LCD1602A，串行通信模块采用SP3232或MAX3232电平转换电路，无线通信模块的型号是SX1278，其通信信道的公共频率为433MHz，看门狗电路的型号为SIPEX公司制造的SP706S，稳压电源模块采用美国NXP公司的电压转换芯片，其型号为TPS63002DRCR，其输出3.3V和24V电压。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种智能千斤顶，包括液压缸、进油管、出油管、活塞和活塞杆，所述活塞设置在所述液压缸中并且与所述活塞杆的一端固定连接，所述进油管和出油管与所述液压缸连通，其特征在于：还包括控制器、压力传感器、位移传感器和测距挡板，所述压力传感器固定在所述活塞的用于定压物体的端面上，所述位移传感器固定在所述液压缸的外侧壁上，所述测距挡板固定在所述活塞杆上，所述测距挡板的板面垂直于所述活塞杆；
所述压力传感器与控制器连接，用于检测所述活塞的输出力并将其转化为4～20mA的电流信号传输至控制器；
所述位移传感器与控制器连接，用于以所述测距挡板为参照对象，检测所述活塞杆的位移并将其转化为4～20mA的电流信号传输至控制器；
所述控制器用于对所述输出力的电流信号和位移的电流信号进行处理并输出；
所述控制器包括主控单元和无线通信模块，所述主控单元通过TTL电平串口与无线通信模块连接。
2.如权利要求1所述的智能千斤顶，其特征在于：所述控制器还包括串行通信模块，所述主控单元通过TTL电平串口与串行通信模块连接。
3.如权利要求2所述的智能千斤顶，其特征在于：所述控制器还包括稳压电源模块，所述稳压电源模块外接锂电池，所述稳压电源模块与所述主控单元、压力传感器和位移传感器连接并为它们供电。
4.如权利要求3所述的智能千斤顶，其特征在于：所述控制器还包括LCD显示屏，所述主控单元通过并口与LCD显示屏连接。
5.如权利要求4所述的智能千斤顶，其特征在于：所述控制器还包括看门狗电路，所述主控单元与看门狗电路连接。
6.如权利要求5所述的智能千斤顶，其特征在于：所述压力传感器的型号为JHBH，所述位移传感器为NU175F30TR型超声波位移传感器，所述主控单元采用美国TI公司制造的MSP430F149型号单片机，LCD显示屏的型号为LCD1602A，所述串行通信模块采用SP3232或MAX3232电平转换电路，所述无线通信模块的型号是SX1278，其通信信道的公共频率为433MHz，所述看门狗电路的型号为SIPEX公司制造的SP706S，所述稳压电源模块采用美国NXP公司的电压转换芯片，其型号为TPS63002DRCR，其输出3.3V和24V电压。
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