CN114738024B - 锚索预应力控制装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锚索预应力控制装置及使用方法，其中，锚索预应力控制装置包括：预应力调整组件包括控制结构、驱动结构和执行结构，控制结构与驱动结构电连接，驱动结构与执行结构相连，执行结构包括机械手壳体和机械手；锁具组件包括夹片、内锚环、外锚环和锁具壳体，夹片夹持锚索，夹片固定在内锚环内，内锚环位于外锚环内并与外锚环通过螺纹配合，外锚环可转动地安装在锁具壳体内；预应力检测结构与控制结构电连接，预应力检测结构设置在锁具壳体上；机械手与外锚环相配合以驱动外锚环转动，外锚环的转动驱动内锚环做轴向移动。本申请解决了现有技术中的锚索的应力补偿费时费力的问题。

Description

锚索预应力控制装置及使用方法

技术领域

本申请涉及隧道锚索的技术领域，尤其涉及一种锚索预应力控制装置及使用方法。

背景技术

在工程建设中，隧道的稳固程度尤为重要，隧道内的土石塌方会对人员的生命财产造成重大的损失，隧道内的土石通常采用锚索固定的方式进行固定。在基坑、隧道以及边坡固定时，通常先进行应力核算，预应力锚索张拉完成后会产生不同程度的预应力损失。这时需要工作人员对锚索进行应力补偿，在进行应力补偿的时候通常采用人工徒手操作的方法进行，而且还需要多次检测，这样的操作费时费力，甚至具有一定的危险。

现有技术缺点：1、现有预应力锚索在张拉完、稳定之前的一段时间内均会产生不同程度的预应力损失，现有对既有施工锚索进行预应力补偿步骤繁琐、费时费力；2、现有锚索预应力检测手段费时费力，尤其对于压力分散性锚索，在对锚索中的每一根钢绞线进行检测时时，通常需要使用昂贵的检测设备，且时间成本较高。3、对于服役后需要拆除的预应力锚索，由于预应力的存在，锚索难以拆除。

发明内容

本申请提供了一种锚索预应力控制装置及使用方法，以解决现有技术中的锚索的应力补偿费时费力的问题。

为实现上述目的，一方面本申请提供了一种锚索预应力控制装置，包括：预应力调整组件，预应力调整组件包括控制结构、驱动结构和执行结构，控制结构与驱动结构相连，驱动结构与执行结构电连接，执行结构包括机械手壳体和机械手，机械手壳体具有容纳空间，机械手设置在容纳空间内；锁具组件，锁具组件包括夹片、内锚环、外锚环和锁具壳体，夹片夹持锚索，夹片固定在内锚环内，内锚环位于外锚环内并与外锚环通过螺纹配合，外锚环可转动地安装在锁具壳体内；预应力检测结构，预应力检测结构与控制结构电连接，预应力检测结构设置在锁具壳体上，以通过锁具组件对预应力检测结构的作用力来检测锚索的预应力；机械手与外锚环相配合以驱动外锚环转动，外锚环的转动驱动内锚环做轴向移动。

进一步地，锁具壳体具有安装通孔，安装通孔包括第一安装通孔段和第二安装通孔段，第一安装通孔段的内径小于第二安装通孔段以形成台阶，预应力检测结构设置在台阶上，外锚环的外壁与第二安装通孔段的内壁相适配，第二安装通孔段位于第一安装通孔段和执行结构之间。

进一步地，外锚环具有光杆段和螺母段，光杆段的外径大于螺母段的外径，外锚环的光杆段位于第二安装通孔内，台阶对光杆段形成轴向限位，螺母段延伸至锁具壳体的外侧，机械手包括棘轮结构，棘轮结构具有施力孔，施力孔的内壁具有与螺母段的外壁相适配的多边形。

进一步地，驱动结构为液压结构，棘轮结构包括棘轮和活塞推杆，活塞推杆的第一端与棘轮相配合，活塞推杆的第二端与驱动结构相连通。

进一步地，活塞推杆包括活塞本体、第一推杆、第二推杆和第一弹簧，容纳空间包括活塞腔、棘轮腔和连通腔，活塞本体位于活塞腔内，活塞腔靠近棘轮腔的一端具有与液压结构相连通的第一通孔，活塞远离棘轮腔的一端具有与液压结构相连通的第二通孔，第一推杆的第一端与活塞本体相连，第一推杆穿设在连通腔内，第一推杆的第二端位于棘轮腔内，第一推杆的第二端与第二推杆的第一端可转动地相连，第二推杆的第二端与棘轮相抵，第一弹簧的第一端与机械手壳体相连，第一弹簧的第二端连接在第二推杆的第一端和第二端之间以使第二推杆的第二端与棘轮相抵。

进一步地，活塞推杆还包括密封筒，密封筒与活塞本体为一体成型结构，密封筒的第一端与活塞本体的靠近棘轮腔的一侧相连，密封筒的第二端延伸至棘轮腔内，连通腔的内壁与密封筒之间设置有密封圈。

进一步地，机械手为多个，容纳空间为多个，容纳空间与机械手一一对应，各容纳空间的第一通孔通过加压通路串联，各容纳空间的第二通孔通过泄压通路串联。

进一步地，活塞腔的远离棘轮腔的端面具有第一环形凹槽，以使加压通路与第一通孔时时连通，活塞腔的靠近棘轮腔的端面具有第二环形凹槽，以使泄压通路与第二通孔时时连通。

进一步地，棘轮结构还包括止逆结构，止逆结构包括顶柱和第二弹簧，顶柱的第一端与机械手壳体可转动地连接，顶柱的第二端与棘轮相抵顶，第二弹簧的第一端与机械手壳体相连，第二弹簧的第二端连接在顶柱的第一端和顶柱的第二端之间。

根据本申请的另一方面还提供了一种具有锚索预应力检测结构的使用方法，使用方法采用上述的控制装置，使用方法包括：预应力补偿流程时，预应力检测结构检测锚索的预应力，当锚索的预应力小于设计值时，预应力调整组件对外锚环施加正向扭矩进行补偿，直到锚索的预应力等于设计值；锚索的预应力大于设计值时，锚索的预应力调整组件对外锚环施加反向扭矩，直到预应力等于设计值；锚索的预应力等于设计值时，预应力调整组件不对外锚环施加扭矩；卸载流程时，预应力调整组件对外锚环施加反向扭矩，直到卸载完成。

本申请提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请的技术方案，当预应力检测结构检测到锚索的预应力处于非设计值时，进行如下操作：对锚索增加预应力的时候，先将锁具组件对锚索进行拉张，锚索拉张完毕后，通过控制结构控制驱动结构驱动执行结构使得锁具组件的外锚环进行顺时针旋转，外锚环的转动驱动内锚环沿着外锚环的轴向向外移动，使得锚索达到预定预应力，预应力检测结构的设置可以非常容易的获知锚索的预应力。对锚索卸载预应力的时候，将预应力调整组件与外锚环反向配合，使得外锚环逆时针旋转，进而使得锚索的预应力减小甚至预应力为零。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的锚索的应力补偿费时费力的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例的控制装置的工艺结构示意图；

图2示出了图1的控制装置的执行结构的示意图；

图3示出了图1的控制装置的锁具组件的示意图；

图4示出了图1的控制装置的执行结构的活塞本体的推出的剖视示意图；

图5示出了图1的控制装置的执行结构的活塞本体的收回的剖视示意图；

图6示出了本申请的使用方法的流程示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、预应力调整组件；11、控制结构；12、驱动结构；13、执行结构；131、机械手壳体；132、机械手；132a、棘轮；132b、活塞本体；132c、第一推杆；132d、第二推杆；132e、第一弹簧；132f、止逆结构；133、加压通路；134、泄压通路；20、锁具组件；21、夹片；22、内锚环；23、外锚环；24、锁具壳体；30、预应力检测结构；100、锚索。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图5所示，本实施例的一种锚索预应力控制装置，包括：预应力调整组件10、锁具组件20和预应力检测结构30，预应力调整组件10包括控制结构11、驱动结构12和执行结构13，控制结构11与驱动结构12电连接，驱动结构12与执行结构13相连，执行结构13包括机械手壳体131和机械手132，机械手壳体131具有容纳空间，机械手132设置在容纳空间内。锁具组件20包括夹片21、内锚环22、外锚环23和锁具壳体24，夹片21夹持锚索100，夹片21固定在内锚环22内，内锚环22位于外锚环23内并与外锚环23通过螺纹配合，外锚环23可转动地安装在锁具壳体24内。预应力检测结构30与控制结构11电连接，预应力检测结构30设置在锁具壳体24上，以通过锁具组件20对预应力检测结构30的作用力来检测所述锚索的预应力。机械手132与外锚环23相配合以驱动外锚环23转动，外锚环23的转动驱动内锚环22做轴向移动。

本实施例的技术方案，在对隧道内的岩土进行固定的时候，需要采用锚索100固定的方式进行。对锚索100增加预应力的时候，先将锁具组件20对锚索100进行拉张，锚索100拉张完毕后，通过控制结构11控制驱动结构12驱动执行结构13使得锁具组件20的外锚环23进行顺时针旋转，外锚环23的转动驱动内锚环22沿着外锚环23的轴向向外移动，使得锚索100达到预定预应力。对锚索100卸载预应力的时候，将预应力调整组件10与外锚环23反向配合，使得外锚环23逆时针旋转，进而使得锚索100的预应力减小甚至预应力为零。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的锚索100的应力补偿费时费力的问题。

在本实施例的技术方案中，锁具壳体24具有安装通孔，安装通孔包括第一安装通孔段和第二安装通孔段，第一安装通孔段的内径小于第二安装通孔段以形成台阶，预应力检测结构30设置在台阶上，外锚环23的外壁与第二安装通孔段的内壁相适配，第二安装通孔段位于第一安装通孔段和执行结构13之间。上述结构紧凑，操作方便。需要说明的是，本实施例的预应力检测结构30包括轴力计，轴力计中间具有过孔，锚索100穿过该过孔，轴力计为圆环状结构，轴力计的边缘搭接在台阶上，外锚环23和台阶对轴力计形成挤压，根据轴力计承受的压力不同，获取到锚索100的预应力不同。

在本实施例的技术方案中，外锚环23具有光杆段和螺母段，光杆段的外径大于螺母段的外径，外锚环23的光杆段位于第二安装通孔内，安装通孔的两端部具有向内延伸的凸台，顺时针旋转（正向）时，远离预应力调整组件10的一侧的凸台形成上述的台阶，凸台对光杆段形成轴向限位，螺母段延伸至锁具壳体24的外侧，机械手132包括棘轮结构，棘轮结构具有施力孔，施力孔的内壁具有与螺母段的外壁相适配的多边形。光杆段为圆柱形状，安装通孔也是与光杆段相适配的圆柱形，这样保证了外锚环23可以实现转动，两个凸台限制了外锚环23不能够轴向移动，螺母段的设置方便了外锚段与预应力调整组件10的配合。安装通孔的两端的凸台可以为注塑成型，在本实施例中安装通孔的一端的凸台为注塑一体成型，另一端的凸台为压盖形成，压盖与机械手壳体本体通过紧固件可拆卸地连接。需要说明的是，外锚段的外径和内锚段的外径相同也是可以的，在外锚段和内锚段的连接处设置凸环，安装通孔设置与该凸环相适配的凹环，这样也能够对外锚环23的轴向起到限位的作用，进一步地，其它的能够限制外锚环23的轴向移动而并不会限制外锚环23的转动的结构也是可以的。

在本实施例的技术方案中，驱动结构12为液压结构，棘轮结构包括棘轮132a和活塞推杆，活塞推杆的第一端与棘轮132a相配合，活塞推杆的第二端与驱动结构12相连通。通过液压结构做驱动结构12驱动活塞推杆的方式，使得操作方便。棘轮132a的中间具有配合通孔，配合通孔与螺母段相配合，配合通孔为多边形，这样可以作为驱动面驱动外锚段。棘轮132a的外壁设置有朝向同一方向的多个斜齿，例如多个斜齿同时朝向逆时针方向，活塞推杆推动棘轮132a朝向顺时针方向转动。棘轮的具体结构在此不做赘述。需要说明的是，本实施例在使用的时候预应力调整组件10持续保持与锁具组件20配合的状态，这样能够保证锚索100的预应力能够实时进行调整，不需要担心锚索100的预应力的改变。

在本实施例的技术方案中，活塞推杆包括活塞本体132b、第一推杆132c、第二推杆132d和第一弹簧132e，容纳空间包括活塞腔、棘轮腔和连通腔，活塞本体132b位于活塞腔内，活塞腔靠近棘轮腔的一端具有与液压结构相连通的第一通孔，活塞远离棘轮腔的一端具有与液压结构相连通的第二通孔，第一推杆132c的第一端与活塞本体132b相连，第一推杆132c穿设在连通腔内，第一推杆132c的第二端位于棘轮腔内，第一推杆132c的第二端与第二推杆132d的第一端可转动地相连，第二推杆132d的第二端与棘轮132a相抵，第一弹簧132e的第一端与机械手壳体131相连，第一弹簧132e的第二端连接在第二推杆132d的第一端和第二端之间以使第二推杆132d的第二端与棘轮132a相抵。第一弹簧132e将第二推杆132d拉向紧贴棘轮132a，这样避免了活塞推杆与棘轮132a的配合不会出现错位、松脱等问题。第一推杆132c的第二端与第二推杆132d的第一端可转动地相连，这样当活塞推杆推动棘轮132a的一个齿过度到另一个齿的时候，第二推杆132d可以摆动，而不会出现刚性的配合，造成活塞推杆和棘轮132a的卡死现象。需要说明的是，第二推杆132d的第二端具有台阶，远离第一推杆132c的远端台阶与棘轮132a的材质相同，具有缓冲作用，或者第二推杆132d的第二端为具有缓冲材料制成的。具体地，第二推杆132d的第二端的远离棘轮132a的一侧的长度大于第二台阶132d的第二端的靠近棘轮132a的一侧，而且，第二推杆132d的第二端均为弧形，这样进一步避免了活塞推杆与棘轮132a配合出现卡死的现象，使得活塞推杆与棘轮132a的配合更加流畅。

在本实施例的技术方案中，活塞推杆还包括密封筒，密封筒与活塞本体132b为一体成型结构，密封筒的第一端与活塞本体132b的靠近棘轮腔的一侧相连，密封筒的第二端延伸至棘轮腔内，连通腔的内壁与密封筒之间设置有密封圈。密封筒的设置有效地避免了液压油进入棘轮腔，上述结构容易密封，第一推杆132c的设置方便。具体地，第一推杆132c的第一端与活塞本体132b可转动地连接，密封筒与第一推杆132c之间具有间隙，这样第一推杆132c可以实现一定角度的摆动，即第一推杆132c可以以第一推杆132c和活塞本体132b的连接轴转动，上述结构扩大了第一推杆132c和第二推杆132d之间的自由度。活塞本体132b与活塞腔内壁之间也设置有密封圈，这样活塞本体132b的两端的液压油不会出现串油的问题，即活塞本体132b与远离棘轮腔一侧的活塞腔内的液压油不会进入靠近棘轮腔一侧的活塞腔内，而活塞本体132b靠近棘轮腔一侧的活塞腔内的液压油不会进入远离棘轮腔一次侧的活塞腔内。

在本实施例的技术方案中，机械手132为多个，容纳空间为多个，容纳空间与机械手132一一对应，各容纳空间的第一通孔通过加压通路133串联，各容纳空间的第二通孔通过泄压通路134串联。上述结构大大地提高了控制装置的效率，即同一台控制装置可以同时对多个锚索施加预应力。需要说明的是，在本实施例的技术方案中，同一个机械手壳体131内容纳多个机械手132。同一台液压结构可以安装有多个机械手壳体131，这进一步提高了效率，当同一台液压结构同时连接多个机械手壳体131的时候，该液压结构的出口设置一分多的分配管，分配管上安装有电磁阀，通过调节电磁阀的开闭来控制机械手132的工作状态。同一个机械手壳体131上的多个容纳空间的第一通孔通过加压通路133串联，这样保证了同一个机械手壳体131上的机械手施加的作用力相同，这样不需要对每个锚索进行逐一的应力检测，这样大大地提高了效率。同样的道理，同一机械手壳体131的第二通孔通过泄压通路134串联，这样保证了同一机械手壳体131上的机械手施加的作用力相同。预应力检测结构30也是与机械手132相适配的多个，各预应力检测结构30与各容纳空间一一对应地设置。

需要说明的是，上述的加压通路133和泄压通路134为设置在机械手壳体131内的通路，这样不需要单独设置管路，上述结构使得结构紧凑，不易损坏，使用周期较长。在本实施例的技术方案中，容纳空间为三个，三个容纳空间呈三角形布置。

在本实施例的技术方案中，活塞腔的远离棘轮腔的端面具有第一环形凹槽，以使加压通路133与第一通孔时时连通，活塞腔的靠近棘轮腔的端面具有第二环形凹槽，以使泄压通路134与第二通孔时时连通。上述结构保证了即使活塞本体132b与活塞腔的远离棘轮腔的一侧的壁面相抵时，液压油依然会通过第一环形凹槽通过，具体地，第一环形凹槽为圆环形的结构可以大大地降低阻力，加压通路133的同一个活塞腔的进入液压油的进口和流出液压油的出口位于第一环形凹槽的过圆心的直径的两端，这样可以液压油流动的同步性。同样的道理，第二环形凹槽为圆环形的结构可以大大地降低阻力，泄压通路134的同一个活塞腔的进入液压油的进口和流出液压油的出口位于第二环形凹槽的过圆心的直径的两端，这样可以保证液压油流动的同步性。

需要说明的是，在本实施例的技术方案中，机械手壳体131为沿平行于圆柱体的轴线的平面切割一少部分的圆柱体，与加压通路133相连通的机械手壳体131的第一液压油口（液压油进口也是液压油出口）设置在机械手壳体131的平面上，与泄压通路134相连通的机械手壳体131的第二液压油口（液压油进口也是液压油出口）设置在机械手壳体131的平面上，第一液压油口通过机械手壳体131的内部的第一连通通路连通至第一活塞腔的第一环形凹槽，第一环形凹槽的另一端通过第一加压通路连通至第二活塞腔的第一环形凹槽，第二活塞腔的第一环形凹槽的另一端通过第二加压通路连通至第三活塞腔的第一环形凹槽；第二液压油口通过机械手壳体131的内部的第二连通通路连通至第三活塞腔的第二环形凹槽，第二环形凹槽的另一端通过第一泄压通路连通至第二活塞腔的第二环形凹槽，第二活塞腔的第二环形凹槽的另一端通过第二泄压通路连通至第三活塞腔的第二环形凹槽。

当需要提高预应力的时候，控制结构11控制液压结构通过第一液压油口输入液压油进入第一液压腔、第二液压腔和第三液压腔，活塞推杆推动棘轮132a顺时针转动，棘轮132a带动外锚环转动，外锚环23和内锚环22的螺纹配合带动内锚环22的轴向移动，内锚环22驱动夹片21带动锚索增加预应力，此时三个锚索100同时提高预应力（如果有的锚索100的预应力大于液压结构带来的预应力，该锚索100是不动的），活塞推杆推到极限位置后第二液压油口注入带有液压油，第一液压油口的液压油压力降低，活塞推杆收缩至棘轮132a的下一个齿进行重复推动（在此过程中，棘轮132a在止逆结构132f的作用下，不会出现倒转的问题），直到预应力满足要求为止。当需要减小预应力的时候，将预应力调整组件10调转方向，即增加预应力时朝向锁具组件20的一侧变为背离锁具组件20的一侧，这样可以实现锚索100的预应力的降低。

在本实施例的技术方案中，棘轮结构还包括止逆结构132f，止逆结构132f包括顶柱和第二弹簧，顶柱的第一端与机械手壳体131可转动地连接，顶柱的第二端与棘轮132a相抵顶，第二弹簧的第一端与机械手壳体131相连，第二弹簧的第二端连接在顶柱的第一端和顶柱的第二端之间。上述结构操作方便，结构紧凑。第二弹簧对顶柱施加抵顶棘轮132a的作用力，这样保证了棘轮132a和顶柱不会出现松脱而导致棘轮132a倒转的情况发生。需要说明的是，容纳空间内具有凸起，凸起位于顶柱的两侧，上述结构对顶柱摇摆的极限位置进行限位。

在本实施例的技术方案中，控制结构11包括：显示面板、液压与轴向应力转换模块和压力传感器，压力传感器与液压结构的出口相连，压力传感器与液压与轴向应力转换模块电连接，显示面板与液压与轴向应力转换模块电连接。显示面板可以实现可视化管理，工作人员通过显示面板的读数可以比较容易的获知锚索100的预应力的大小，液压与轴向应力转换模块的设置使得工作人员更加容易的获知锚索100的预应力。控制结构还包括控制模块，控制模块与显示面板电连接，显示面板为触控屏，通过触控屏设置参数，控制模块根据触控屏的设置参数对驱动结构12进行控制。上述结构使得锚索预应力控制装置的自动化程度比较好。通过上述可知，本实施例的技术方案可以实现预应力检测结构30和液压结构均能够实现锚索100的预应力的获取，当预应力检测结构30和液压结构获取的锚索100的预应力相差较大的时候，可以进行纠偏，例如预应力检测结构30或者液压结构是否有损坏。

如图6所示，本申请开提供了一种具有锚索预应力检测结构的使用方法，使用方法应用于上述的控制装置，使用方法包括：预应力补偿流程时，预应力检测结构30检测锚索100的预应力，当锚索100的预应力小于设计值时，预应力调整组件10对外锚环23施加正向扭矩进行补偿，直到锚索100的预应力等于设计值；锚索100的预应力大于设计值时，锚索100的预应力调整组件10对外锚环23施加反向扭矩，直到预应力等于设计值；锚索100的预应力等于设计值时，预应力调整组件10不对外锚环23施加扭矩。卸载流程时，预应力调整组件10对外锚环23施加反向扭矩，直到卸载完成。这样的方法省时省力，节省成本，通过同一台控制装置就能够实现锚索100的预应力的调整。图6中的Ⅰ类为锚索预应力小于设计值，Ⅱ类为锚索预应力大于设计值。需要说明的是，本实施例的机械手壳体131具有多个机械手132，这些机械手132共用一个液压结构，多个机械手132可以同时对多个锚索100施加作用力，上述的多个锚索100的预应力不同，例如：当有的锚索100的预应力小于设计值，同时有的锚索100的预应力大于设计值时，机械手132先顺时针转动，对预应力小的锚索100增加预应力，当预应力小的锚索100的预应力等于设计值时，再将预应力调整组件10反过来使用，即机械手132反向转动，对预应力大于设计值的锚索100进行卸载，直至锚索100的预应力等于设计值。

综合上述可知，本申请的控制装置：在对预应力锚索进行预紧时，预应力调整组件10对外锚环23施加预紧方向的扭矩，外锚环23的螺纹与内锚环22的螺纹相互作用，传递扭矩，进而带动夹片21，夹片21锁紧锚索100，进而向预紧方向移动，达到预应力补偿的目的。锁具壳体24，负责与外部锚墩等连接。在进行预应力补偿预紧或卸载时，液压油从输油孔（第一液压油口或第二液压油口）进入，首先推动活塞本体132b，液压油随之进入串联油路（加压通路133或者泄压通路134），进而推动活塞本体132b移动；液压油后进入串联油路（泄压通路134或者加压通路133），最后推动活塞本体132b。依此原理，推动外锚环23，对钢绞线锁具（锁具组件20）施加扭矩进而对钢绞线进行预紧或卸载，活塞本体132b推动方向均为向扭矩施加方向。

完成一个扭矩施加流程后，液压油从输油孔进入，首先推动活塞本体132b：液压油随之进入串联油路，进而推动活塞本体132b；液压油后进入串联油路，最后推动活塞本体132b。依此原理带动外锚环23，以便进入下一次扭矩施加循环，此段的活塞本体132b推动方向为与扭矩施加方向相反的方向。

由于本控制装置的串联油路的存在，可使得控制装置对每一个钢绞线锁具施加相同的扭矩，可按照需要调节油压，可使每一个钢绞线锁具张拉至相同扭矩，最后使得每一根钢绞线所受预应力相同。

本申请的的机械手壳体131上设置有安装提手孔，方便在施工时安装本装置。在进行扭矩施加时，液压油由输油孔进入，经过输油孔进入下一个串联油路，同时推动活塞本体，由连接杆带动棘轮的棘齿，进而推动棘轮。其中，止逆结构132f防止棘轮回转，第一弹簧可保障棘轮始终和活塞推杆相贴合。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种锚索预应力控制装置，其特征在于，包括：

预应力调整组件（10），所述预应力调整组件（10）包括控制结构（11）、驱动结构（12）和执行结构（13），所述控制结构（11）与所述驱动结构（12）电连接，所述驱动结构（12）与所述执行结构（13）相连，所述执行结构（13）包括机械手壳体（131）和机械手（132），所述机械手壳体（131）具有容纳空间，所述机械手（132）设置在所述容纳空间内；

锁具组件（20），所述锁具组件（20）包括夹片（21）、内锚环（22）、外锚环（23）和锁具壳体（24），所述夹片（21）夹持锚索（100），所述夹片（21）固定在所述内锚环（22）内，所述内锚环（22）位于所述外锚环（23）内并与所述外锚环（23）通过螺纹配合，所述外锚环（23）可转动地安装在所述锁具壳体（24）内；

预应力检测结构（30），所述预应力检测结构（30）与所述控制结构（11）电连接，所述预应力检测结构（30）设置在所述锁具壳体（24）上，以通过所述锁具组件（20）对所述预应力检测结构（30）的作用力来检测所述锚索的预应力；

所述机械手（132）与所述外锚环（23）相配合以驱动所述外锚环（23）转动，所述外锚环（23）的转动驱动所述内锚环（22）做轴向移动；

所述机械手（132）包括棘轮结构，所述棘轮结构具有施力孔，所述施力孔的内壁具有与所述外锚环（23）的螺母段的外壁相适配的多边形；

所述驱动结构（12）为液压结构，所述棘轮结构包括棘轮（132a）和活塞推杆，所述活塞推杆的第一端与所述棘轮（132a）相配合，所述活塞推杆的第二端与所述驱动结构（12）相连通；

所述活塞推杆包括活塞本体（132b）、第一推杆（132c）、第二推杆（132d）和第一弹簧（132e），所述容纳空间包括活塞腔、棘轮腔和连通腔，所述活塞本体（132b）位于所述活塞腔内，所述活塞腔靠近所述棘轮腔的一端具有与所述液压结构相连通的第一通孔，所述活塞远离所述棘轮腔的一端具有与所述液压结构相连通的第二通孔，所述第一推杆（132c）的第一端与所述活塞本体（132b）相连，所述第一推杆（132c）穿设在所述连通腔内，所述第一推杆（132c）的第二端位于所述棘轮腔内，所述第一推杆（132c）的第二端与所述第二推杆（132d）的第一端可转动地相连，所述第二推杆（132d）的第二端与所述棘轮（132a）相抵，所述第一弹簧（132e）的第一端与所述机械手壳体（131）相连，所述第一弹簧（132e）的第二端连接在所述第二推杆（132d）的第一端和所述第二端之间以使所述第二推杆（132d）的第二端与所述棘轮（132a）相抵。

2.根据权利要求1所述的锚索预应力控制装置，其特征在于，所述锁具壳体（24）具有安装通孔，所述安装通孔包括第一安装通孔段和第二安装通孔段，所述第一安装通孔段的内径小于所述第二安装通孔段以形成台阶，所述预应力检测结构（30）设置在所述台阶上，所述外锚环（23）的外壁与所述第二安装通孔段的内壁相适配，所述第二安装通孔段位于所述第一安装通孔段和所述执行结构（13）之间。

3.根据权利要求2所述的锚索预应力控制装置，其特征在于，所述外锚环（23）具有光杆段和螺母段，所述光杆段的外径大于所述螺母段的外径，所述外锚环（23）的光杆段位于所述第二安装通孔内，所述台阶对所述光杆段形成轴向限位，所述螺母段延伸至所述锁具壳体（24）的外侧。

4.根据权利要求3所述的锚索预应力控制装置，其特征在于，所述活塞推杆还包括密封筒，所述密封筒与所述活塞本体（132b）为一体成型结构，所述密封筒的第一端与所述活塞本体（132b）的靠近所述棘轮腔的一侧相连，所述密封筒的第二端延伸至所述棘轮腔内，所述连通腔的内壁与所述密封筒之间设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的锚索预应力控制装置，其特征在于，所述机械手（132）为多个，所述容纳空间为多个，所述容纳空间与所述机械手（132）一一对应，各所述容纳空间的第一通孔通过加压通路（133）串联，各所述容纳空间的第二通孔通过泄压通路（134）串联。

6.根据权利要求5所述的锚索预应力控制装置，其特征在于，所述活塞腔的远离所述棘轮腔的端面具有第一环形凹槽，以使所述加压通路（133）与所述第一通孔时时连通，所述活塞腔的靠近所述棘轮腔的端面具有第二环形凹槽，以使所述泄压通路（134）与所述第二通孔时时连通。

7.根据权利要求1所述的锚索预应力控制装置，其特征在于，所述棘轮结构还包括止逆结构（132f），所述止逆结构（132f）包括顶柱和第二弹簧，所述顶柱的第一端与所述机械手壳体（131）可转动地连接，所述顶柱的第二端与所述棘轮（132a）相抵顶，所述第二弹簧的第一端与所述机械手壳体（131）相连，所述第二弹簧的第二端连接在所述顶柱的第一端和所述顶柱的第二端之间。

8.一种锚索预应力控制装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法应用于权利要求1至7中任一项所述的控制装置，所述使用方法包括：

预应力补偿流程时，

预应力检测结构（30）检测锚索（100）的预应力，当锚索（100）的预应力小于设计值时，预应力调整组件（10）对外锚环（23）施加正向扭矩进行补偿，直到锚索（100）的预应力等于设计值；锚索（100）的预应力大于设计值时，锚索（100）的预应力调整组件（10）对外锚环（23）施加反向扭矩，直到预应力等于设计值；锚索（100）的预应力等于设计值时，预应力调整组件（10）不对外锚环（23）施加扭矩；

卸载流程时，

预应力调整组件（10）对外锚环（23）施加反向扭矩，直到卸载完成。

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