CN107238535A - 液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法 - Google Patents

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朱尚毅
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Abstract

本专利涉及液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法。这个方法包括：千斤顶、加载柱、水平门式框架、挂板、力传感器、AD/DA转换器、导线、上位机、油缸和控制电脑组成。千斤顶由伺服控制器控制，千斤顶前端与水平门式框架接触，水平门式框架通过挂板与试件相连。前端装有力传感器，通过导线将力反馈给AD/DA转换器。AD/DA转换器将反馈力传输给上位机，由上位机计算加载力命令传输给AD/DA转换器，转化为模拟信号传输给另一台电脑控制作动器加载，作动器上的力也会反馈给控制电脑。通过作动器进行小幅度的加载，在将要超过作动器量程时，添加千斤顶加载，结合两个千斤顶可实现双向加载。这种方法可以利用现有千斤顶提高作动器的双向加载能力，经济实用。

Description

液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法
技术领域
本发明涉及液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法，属于建筑结构试验技术领域。
背景技术
在大部分加载试验如抗震性能评估试验、模拟试验中，经常需要大的加载力，如果不考虑千斤顶的情况下会需要很多的作动器加载，一方面占了过多的空间，不易控制，另一方面也增大了成本。而当使用千斤顶加载时由于单向加载的特性也不易控制，且其使用范围受限。因此本发明提出了一种添加液压千斤顶提高液压伺服作动器加载能力的方法，其具有双向千斤顶协同作动器加载，操作简单，易控制，成本少等特点，完美解决了现在大型足尺结构试验中作动器加载吨位不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可控制的拉压式的千斤顶加载系统，又通过外环控制系统与作动器一起提供加载力，作动器加载能力不足时可用千斤顶弥补作动器加载吨位不足的问题，又可通过伺服控制器进行千斤顶拉压的控制，具有经济适用、简单方便的优点。
本发明采用的技术方案如下：
液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法,其特征在于：该系统包括千斤顶加载系统27、外环控制系统28、作动器加载系统29、反力系统30；
其中，千斤顶加载系统27由柱子1、横梁6、圆台形挂板7、长方体形挂板8、拉式千斤顶9、水平门式框架10、油缸11、油管12、伺服控制器13、传感器14、压式千斤顶25、活塞杆26构成；
外环控制系统28由AD/DA转换器16、上位机19、作动器4、作动器控制器23构成；
作动器加载系统29由作动器4、圆台形挂板7构成；
反力系统30由反力墙3、强力地板24构成；
拉式千斤顶9与压式千斤顶25左右对称放置于柱子1两侧，并通过活塞杆26与传感器14相连，从而作用于同一水平门式框架10，并作用于圆台形挂板7上。而柱子1上下两端与横梁6接触，横梁6与长方体形挂板8接触。由油缸11供油的伺服控制器13控制拉式千斤顶9与压式千斤顶25的加载，形成千斤顶加载系统27；拉式千斤顶9与压式千斤顶25上的力反馈15给AD/DA转换器16，并数值反馈18给上位机19，由上位机19计算后输出数值命令17给AD/DA转换器16，再输出模拟命令20给作动器控制器23，由此构成外环控制系统28；作动器控制器23收到命令后输出作动器模拟命令22给作动器4，作动器4加载的同时将控制量21反馈给作动器控制器23；千斤顶加载系统27通过长方体形挂板8与反力墙3接触，试验体2作用于强力地板24，构成反力系统30。
本发明的液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法由千斤顶加载系统27、外环控制系统28、作动器加载系统29、反力系统等构成30，具有千斤顶可拉压控制，系统反馈控制作动器加载等多重功能，弥补了作动器加载能力不足以及千斤顶单向加载的缺点，且造价低，施工简便，可适用于各种大量程的试验加载系统。
附图说明：
图1是液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法示例的剖立面示意图；
图2是液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法示例一层俯视图；
图3是液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法示例二层俯视图；
图4是液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法示例局部示意图；
图中：1-柱子、2-试验体、3-反力墙、4-作动器、5-抱梁、6-横梁、7-圆台形挂板、8-长方体形挂板、9-压式千斤顶、10-水平门式框架、11-油缸、12-油管、13-伺服控制器、14-传感器、15-千斤顶力反馈、16-AD/DA转换器、17-数值命令、18-数值反馈、19-上位机、20-模拟命令、21-控制量、22-作动器模拟命令、23-作动器控制器、24-强力地板、25-拉式千斤顶、26-活塞杆、27-千斤顶加载系统、28、外环控制系统。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
如图1-图4所示，本发明的液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法,包括千斤顶加载系统、外环控制系统、作动器加载系统、反力系统；其中，千斤顶加载系统由柱子1、横梁6、圆台形挂板7、长方体形挂板8、拉式千斤顶9、水平门式框架10、油缸11、油管12、伺服控制器13、传感器14、压式千斤顶25、活塞杆26构成；外环控制系统由AD/DA转换器16、上位机19作动器4、作动器控制器23构成；反力系统由反力墙3、强力地板24构成；拉式千斤顶9与压式千斤顶25左右对称放置于柱子1两侧，并通过活塞杆26与传感器14相连，从而作用于同一水平门式框架10，并作用于圆台形挂板7上。而柱子上下两端与横梁2接触，横梁与长方体形挂板8接触。由油缸11供油的伺服控制器13控制拉式千斤顶9与压式千斤顶25的加载，形成千斤顶加载系统；拉式千斤顶9与压式千斤顶25上的力反馈15给AD/DA转换器16，并数值反馈18给上位机19，由上位机计算后输出数值命令17给AD/DA转换器16，再输出模拟命令20给作动器控制器23，由此构成外环控制系统；作动器控制器23收到命令后输出作动器模拟命令22给作动器4，作动器加载的同时将控制量21反馈给作动器控制器23；千斤顶加载系统通过长方体形挂板8与反力墙3接触，试验体2作用于强力地板24，构成反力系统。
二层有两个作动器与千斤顶以及一层有两个作动器都作用于同一试验体上，当二层作动器加载量程将要超出时，通过液压伺服控制器输油给千斤顶进行加载，可以通过输给千斤顶调节加载力的大小,而千斤顶的力反馈给外环的信号转换器，并通过上位机计算得到正确的结果，将接下来所需的模拟命令传输给作动器进行加载，而作动器加载的同时将力和位移反馈给控制器，构成一个外环控制系统。添加液压千斤顶外环升级作动器加载能力系统很好的解决了作动器加载能力不足以及千斤顶单向加载的问题。而作动器与千斤顶的联合加载可适用于各种大量程的试验加载系统。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (3)

1.液压千斤顶与电液伺服作动器联合加载方法, 其特征在于：该系统包括千斤顶加载系统（27）、外环控制系统（28）、作动器加载系统（29）、反力系统（30）；所述千斤顶加载系统（27）由柱子（1）、横梁（6）、圆台形挂板（7）、长方体形挂板（8）、拉式千斤顶（9）、水平门式框架（10）、油缸（11）、油管（12）、伺服控制器（13）、传感器（14）、压式千斤顶（25）、活塞杆（26）构成；所述外环控制系统（28）由AD/DA转换器（16）、上位机（19）、作动器（4）、作动器控制器（23）构成；所述作动器加载系统（29）由作动器（4）、圆台形挂板（7）构成；所述反力系统（30）由反力墙（3）、强力地板（24）构成；所述拉式千斤顶（9）与压式千斤顶（25）左右对称放置于柱子（1）两侧，并通过活塞杆（26）与传感器（14）相连，从而作用于同一水平门式框架（10），并作用于圆台形挂板（7）上；而柱子（1）上下两端与横梁（6）接触，横梁（6）与长方体形挂板（8）接触；由油缸（11）供油的伺服控制器（13）控制拉式千斤顶（9）与压式千斤顶（25）的加载，形成所述千斤顶加载系统（27）；拉式千斤顶（9）与压式千斤顶（25）上的力反馈（15）给AD/DA转换器（16），并数值反馈（18）给上位机（19），由上位机（19）计算后输出数值命令（17）给AD/DA转换器（16），再输出模拟命令（20）给作动器控制器（23），由此构成所述外环控制系统（28）；所述作动器控制器（23）收到命令后输出作动器模拟命令（22）给作动器（4），作动器（4）加载的同时将控制量（21）反馈给作动器控制器（23）；所述千斤顶加载系统（27）通过长方体形挂板（8）与反力墙（3）接触，试验体（2）作用于强力地板（24），构成所述反力系统（30）。
2.根据权利要求1所述的千斤顶加载系统(27)，其特征在于：所述拉式千斤顶（9）与压式千斤顶（25）置于水平门式框架（10）实现了拉压结合的特点，改变了千斤顶只能单向推力的问题。
3.根据权利要求2所述的千斤顶-作动器（4）联合加载系统，其特征在于：所述拉式千斤顶（9）与压式千斤顶（25）通过力反馈（15）、AD/DA转换器（16）、数值命令（17）、数值反馈（18）、上位机（19）、模拟命令（20）、作动器模拟命令（22）、作动器控制器（23）和作动器（4）构成外部控制系统，增加了作动器（4）的加载能力，利用现有压式千斤顶（25）解决了作动器加载能力不足的问题。
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