CN108020354A - 一种建筑膜结构预张力测量装置及方法 - Google Patents

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黄思权
石本竹
卢美玉
李科
何世昌
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    • G01L1/005—Measuring force or stress, in general by electrical means and not provided for in G01L1/06 - G01L1/22
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/045—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands for measuring the tension across the width of a band-shaped flexible member

Abstract

本发明公开了一种建筑膜结构预张力测量装置，包括机械夹紧机构、电子控制机构、显示装置，所述机械夹紧机构包括机架，所述机架的上方设置有伺服电机，所述伺服电机的输出端上连接有丝杆，所述丝杆的一端螺纹连接有固定板，所述固定板上均匀固定连接有夹持装置，所述机架的中部设置有位移传感器，所述丝杆的一侧设置有拉力传感器，所述电子控制机构包括控制箱，所述控制箱的一侧设置有操作台，所述控制箱的下端一侧设置有电源输入端、信号输入端和信号输出端，所述显示装置包括显示屏、键盘和信号接入端，该发明测量精度高，且在测量的时候不破坏膜材，测量后不影响膜结构的正常使用，任何外界环境下都能进行测量。

Description

一种建筑膜结构预张力测量装置及方法
技术领域
本发明属于建筑膜技术领域，更具体地说，尤其涉及一种建筑膜结构预张力测量装置及方法。
背景技术
建筑膜材是一种新兴的建筑材料。随着越来越多的膜结构工程的出现，建筑膜材已被公认为是继砖、石、木材、混凝土和钢之后的“第六种建筑材料”随着现代建筑结构技术的不断发展，集建筑学、结构学、材料学等学科于一体的建筑结构形式——建筑膜结构已经倍受建筑师们的青睐。建筑膜结构具有造型美观自由、透光性能好、环保节能、阻燃性和自洁性良好等优点，因此，建筑膜结构脱颖而出，被称为“21世纪的建筑”。建筑膜结构广泛应用于大型体育场馆的屋顶系统、停车场、入口廊道、观光植物园、娱乐场、购物场、展览会场等公共建筑与休闲景观建筑。
随着科技的进步和社会的发展，薄膜结构在许多领域，尤其是在建筑工程领域，得到了广泛的应用与发展。建筑膜结构是最近几十年才兴起的一种建筑结构体系，它被广泛应用于大型体育场馆、展览会场、娱乐场等建筑中。建筑膜结构自重轻、刚度较小，因而对外荷载的作用非常敏感，容易发生振动，甚至导致工程事故。因此，研究建筑膜结构在暴风雨、冰雹、风卷残物等作用下的振动特性，把握其一般规律，对合理地进行建筑膜结构的设计和施工，防止或减少建筑膜结构工程事故等，具有重要意义。另外，将建筑膜结构非线性振动的研究应用于建筑膜结构预张力测量方法的研究中，也具有较大的工程实践意义；通过所研究的方法测量建筑膜结构的预张力，控制实际张力值与设计值相符合，保证工程质量；并适时检测建筑膜结构在使用过程中的张力值是否变化，以采取有效的措施调整预张力，防止或减少工程事故，目前国内外测量建筑膜结构膜材张力的方法，主要有：应变法、频率法、位移法和“拟索法”等几种。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种建筑膜结构预张力测量装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种建筑膜结构预张力测量装置，包括机械夹紧机构、电子控制机构、显示装置，所述机械夹紧机构包括机架，所述机架的上方设置有伺服电机，所述伺服电机的输出端上连接有丝杆，所述丝杆的一端螺纹连接有固定板，所述固定板上均匀固定连接有夹持装置，所述机架的中部设置有位移传感器，所述丝杆的一侧设置有拉力传感器，所述电子控制机构包括控制箱、操作台、电源输入端、信号输入端、信号输出端和处理器，所述控制箱的一侧设置有操作台，所述控制箱的下端一侧设置有电源输入端、信号输入端和信号输出端，所述显示装置包括显示屏、键盘和信号接入端，所述机械夹紧机构与电子控制机构之间电性连接，所述电子控制机构与显示装置之间电性连接。
具体的，所述夹持装置包括夹臂和电缸，所述夹臂上固定安装有电缸。
具体的，所述伺服电机设置有两组，且两组伺服电机之间垂直设置，并且在同一水平面上。
具体的，所述信号输入端与处理器之间信号连接，所述处理器与信号输出端之间信号电性连接，所述信号输出端与信号接入端之间电性连接。
一种建筑膜结构预张力测量方法，该建筑膜结构预张力测量方法具体步骤如下：
S1、将建筑膜剪切成正方形；
S2、将剪切好的建筑膜固定在机械夹紧机构的夹臂上，此时驱动伺服电机；
S3、拉力传感器和位移传感器分别测量建筑膜拉力和夹臂的位移距离，同时拉力传感器和位移传感器将测量的连续信号传递给电子控制机构的信号输入端；
S4、信号输入端将得到的信号进行处理，将处理的信号通过信号输出端传递给显示装置；
S5、显示装置的信号接入端接收到处理后的信号，将信号显示在显示屏上方便测试人员的收集测试的数据。
本发明的技术效果和优点：本发明通过设置机械夹紧机构、电子控制机构和显示装置机械夹紧机构可以将建筑膜夹紧固定，并且在机械夹紧机构上设置的伺服电机和丝杆方便进行驱动夹持装置的松紧，通过设置的位移传感器，可以测量夹持装置的位移的距离，通过设置的拉力传感器，方便测量建筑膜的张力，拉力传感器和位移传感器可以将连续的测量信号传递给处理器进行信号的处理，电信号转化为数字信号，并且通过显示装置进行显示测量的数据，此方法适用于各种膜材，能测出膜材正交两个方向的预张力，且能测量膜在不同的荷载作用下的张力，能很快应用到实际工程中，操作简单方便，可以边测量边处理数据，并且将数据直观的显示到显示屏上，且能立即读出测量数据，本测量装置测量精度高，且在测量的时候不破坏膜材，测量后不影响膜结构的正常使用，任何外界环境下都能进行测量。
附图说明
图1为发明的结构示意图；
图2为发明的电子控制机构结构示意图；
图3为发明的夹臂结构示意图。
图中：1机械夹紧机构、101机架、102伺服电机、103丝杆、104夹持装置、105固定板、106夹臂、107电缸、108拉力传感器、109位移传感器、2电子控制机构、201控制箱、202操作台、203电源输入端、204信号输入端、205信号输出端、206处理器、3显示装置、301显示屏、302键盘、303信号接入端。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种建筑膜结构预张力测量装置，包括机械夹紧机构1、电子控制机构2、显示装置3，所述机械夹紧机构1包括机架101，所述机架101的上方设置有伺服电机102，所述伺服电机102的输出端上连接有丝杆103，所述丝杆103的一端螺纹连接有固定板105，所述固定板105上均匀固定连接有夹持装置104，所述机架101的中部设置有位移传感器109，所述丝杆103的一侧设置有拉力传感器108，所述电子控制机构2包括控制箱201、操作台202、电源输入端203、信号输入端204、信号输出端205和处理器206，所述控制箱201的一侧设置有操作台202，所述控制箱201的下端一侧设置有电源输入端203、信号输入端204和信号输出端205，所述显示装置3包括显示屏301、键盘302和信号接入端303，所述机械夹紧机构1与电子控制机构2之间电性连接，所述电子控制机构2与显示装置3之间电性连接。
具体的，所述夹持装置104包括夹臂106和电缸107，所述夹臂106上固定安装有电缸107。
具体的，所述伺服电机102设置有两组，且两组伺服电机102之间垂直设置，并且在同一水平面上。
具体的，所述信号输入端204与处理器206之间信号连接，所述处理器206与信号输出端205之间信号电性连接，所述信号输出端205与信号接入端303之间电性连接。
一种建筑膜结构预张力测量方法，该建筑膜结构预张力测量方法具体步骤如下：
S1、将建筑膜剪切成正方形；
S2、将剪切好的建筑膜固定在机械夹紧机构的夹臂上，此时驱动伺服电机；
S3、拉力传感器和位移传感器分别测量建筑膜拉力和夹臂的位移距离，同时拉力传感器和位移传感器将测量的连续信号传递给电子控制机构的信号输入端；
S4、信号输入端将得到的信号进行处理，将处理的信号通过信号输出端传递给显示装置；
S5、显示装置的信号接入端接收到处理后的信号，将信号显示在显示屏上方便测试人员的收集测试的数据。
综上所述：本发明通过设置机械夹紧机构、电子控制机构和显示装置机械夹紧机构可以将建筑膜夹紧固定，并且在机械夹紧机构上设置的伺服电机和丝杆方便进行驱动夹持装置的松紧，通过设置的位移传感器，可以测量夹持装置的位移的距离，通过设置的拉力传感器，方便测量建筑膜的张力，拉力传感器和位移传感器可以将连续的测量信号传递给处理器进行信号的处理，电信号转化为数字信号，并且通过显示装置进行显示测量的数据，此方法适用于各种膜材，能测出膜材正交两个方向的预张力，且能测量膜在不同的荷载作用下的张力，能很快应用到实际工程中，操作简单方便，可以边测量边处理数据，并且将数据直观的显示到显示屏上，且能立即读出测量数据，本测量装置测量精度高，且在测量的时候不破坏膜材，测量后不影响膜结构的正常使用，任何外界环境下都能进行测量。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种建筑膜结构预张力测量装置，包括机械夹紧机构(1)、电子控制机构(2)、显示装置(3)，其特征在于：所述机械夹紧机构(1)包括机架(101)，所述机架(101)的上方设置有伺服电机(102)，所述伺服电机(102)的输出端上连接有丝杆(103)，所述丝杆(103)的一端螺纹连接有固定板(105)，所述固定板(105)上均匀固定连接有夹持装置(104)，所述机架(101)的中部设置有位移传感器(109)，所述丝杆(103)的一侧设置有拉力传感器(108)，所述电子控制机构(2)包括控制箱(201)、操作台(202)、电源输入端(203)、信号输入端(204)、信号输出端(205)和处理器(206)，所述控制箱(201)的一侧设置有操作台(202)，所述控制箱(201)的下端一侧设置有电源输入端(203)、信号输入端(204)和信号输出端(205)，所述显示装置(3)包括显示屏(301)、键盘(302)和信号接入端(303)，所述机械夹紧机构(1)与电子控制机构(2)之间电性连接，所述电子控制机构(2)与显示装置(3)之间电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种建筑膜结构预张力测量装置，其特征在于：所述夹持装置(104)包括夹臂(106)和电缸(107)，所述夹臂(106)上固定安装有电缸(107)。
3.根据权利要求1所述的一种建筑膜结构预张力测量装置，其特征在于：所述伺服电机(102)设置有两组，且两组伺服电机(102)之间垂直设置，并且在同一水平面上。
4.根据权利要求1所述的一种建筑膜结构预张力测量装置，其特征在于：所述信号输入端(204)与处理器(206)之间信号连接，所述处理器(206)与信号输出端(205)之间信号电性连接，所述信号输出端(205)与信号接入端(303)之间电性连接。
5.一种权利要求1所述的建筑膜结构预张力测量方法，其特征在于：该建筑膜结构预张力测量方法具体步骤如下：
S1、将建筑膜剪切成正方形；
S2、将剪切好的建筑膜固定在机械夹紧机构的夹臂上，此时驱动伺服电机；
S3、拉力传感器和位移传感器分别测量建筑膜拉力和夹臂的位移距离，同时拉力传感器和位移传感器将测量的连续信号传递给电子控制机构的信号输入端；
S4、信号输入端将得到的信号进行处理，将处理的信号通过信号输出端传递给显示装置；
S5、显示装置的信号接入端接收到处理后的信号，将信号显示在显示屏上方便测试人员的收集测试的数据。
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