多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng)

　　隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，內(nèi)河改造項(xiàng)目的推進(jìn)，有些橋梁由于建造時(shí)間比較長(zhǎng)，已經(jīng)顯得無法滿足城市進(jìn)一步發(fā)展的需要，特別是通航高度的不足更是如此，橋梁的提升改造開始提上日程，這些橋梁的上部結(jié)構(gòu)的狀況都比較完好，部分橋梁更是見證了歷史，完全廢除橋梁的上部結(jié)構(gòu)不太合理，而采用同步頂升橋梁的上部結(jié)構(gòu)是解決通航凈空不足的一個(gè)很好的辦法。橋梁頂升技術(shù)的關(guān)鍵在于保持橋梁上部結(jié)構(gòu)的完整性，要保證橋梁上部結(jié)構(gòu)的完整性，保持橋梁上部結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有狀況下的同步頂升。這就需要我們采用先進(jìn)的技術(shù)方法，如本作品設(shè)計(jì)的多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng)等。

　　另外荷載試驗(yàn)是一種較直觀的承載力評(píng)定方法，且被廣大工程技術(shù)人員普遍接受，其主要通過在具體結(jié)構(gòu)上施加與設(shè)計(jì)荷載或使用荷載相當(dāng)?shù)耐廨d，采用分級(jí)加載的方法，利用檢測(cè)儀器測(cè)試結(jié)構(gòu)控制部位與控制截面在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下的撓度、應(yīng)力、裂縫、橫向分布系數(shù)等特性變化情況，將測(cè)試結(jié)果和結(jié)構(gòu)按相應(yīng)荷載作用下的計(jì)算值與有關(guān)規(guī)范規(guī)定值作比較，從而評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力。這就需要操作簡(jiǎn)單，加載靈活的試驗(yàn)設(shè)備。本作品介紹的多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)荷載的同步加載，能夠較好的為社會(huì)實(shí)踐以及教學(xué)研究服務(wù)。

　　2)總體的設(shè)計(jì)思路

　　該作品介紹一例用AVR單片機(jī)ATmega128同時(shí)控制的多路電動(dòng)缸加載系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng))。利用電子稱的傳感模塊獲得載荷信號(hào)，下位機(jī)在顯示信號(hào)電壓的同時(shí)通過RS232串口向上位機(jī)作數(shù)據(jù)通信。上位機(jī)用VB6.0編程，人機(jī)對(duì)話界面突出執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)標(biāo)定功能做了更加方便靈活的設(shè)計(jì)和處理。由于本作品中電動(dòng)缸為計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)同步加載系統(tǒng)，且電動(dòng)缸加載位置和加載數(shù)值大小可自由靈活的根據(jù)實(shí)際需要改變，從而增加了本作品的適用范圍。由于作品中計(jì)算機(jī)通過顯示器可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話界面。其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了，針對(duì)實(shí)際需要，突出操作的直觀性和安全性，模擬程度高，實(shí)用性好。本作品提出的多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng)可靠高效，可應(yīng)用于相關(guān)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的加載控制中。

　　3)設(shè)計(jì)意圖

　　在教學(xué)、科研工作中,經(jīng)常需要在結(jié)構(gòu)模型上做各種力學(xué)性能試驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是荷載數(shù)值不大，但試件承載形式多樣;設(shè)備加載次數(shù)頻繁。往往是大型設(shè)備用不上，簡(jiǎn)單的加載設(shè)備或方法又不能滿足要求。

　　針對(duì)此種情況，本作品嘗試用AVR單片機(jī)ATMega128來采集荷載數(shù)據(jù)，進(jìn)而同時(shí)控制多路電動(dòng)缸產(chǎn)生拉壓動(dòng)作，獲得滿意效果。特別是在試件承載位置要求精確，而試件尺寸空間又不寬裕的情況下，尤其適用。故本作品所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制方便，加載精度高，可根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)多點(diǎn)同步加載的同步控制系統(tǒng)，進(jìn)而滿足土木工程、力學(xué)等相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)中復(fù)雜結(jié)構(gòu)受力行為的試驗(yàn)教學(xué)工作，系統(tǒng)拓展后還可進(jìn)一步應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究工作。

　　4)主要組成

　　根據(jù)該作品的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)意圖制作了的多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括：控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)連接的加載裝置。其中控制系統(tǒng)包括：AVR Mega128單片機(jī)、電源、傳感器、計(jì)算機(jī)、RS232接口;加載裝置包括：傳感器、電動(dòng)缸、直流電機(jī)、反力架。

　　5)工作原理

　　首先將傳感器進(jìn)行標(biāo)定(①、點(diǎn)擊面板標(biāo)定按鈕(變紅)，②、施加標(biāo)定荷載并用滑塊使顯示值和標(biāo)定值一致，③再點(diǎn)擊標(biāo)定按鈕(變綠))，標(biāo)定完成后將傳感器、電動(dòng)缸、直流電機(jī)在反力架上安裝就位，將各個(gè)電動(dòng)缸推桿對(duì)準(zhǔn)所要施加作用力的位置，電動(dòng)缸的動(dòng)力來自直流電機(jī)。對(duì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用專用集成電路L298N。接通電源，計(jì)算機(jī)采用VB6.0編程，其人機(jī)對(duì)話界面突出執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)標(biāo)定功能做了更加方便靈活的設(shè)計(jì)和處理，可根據(jù)實(shí)際需要給出各個(gè)電動(dòng)缸所要施加力的大小，施加作用力時(shí)防止試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵淮涡允芰^大而破壞采用逐級(jí)加載的方式。從而達(dá)到多點(diǎn)同步加載的效果。

　　作品名稱：　多點(diǎn)同步加載及控制系統(tǒng)

　　學(xué)?；騿挝唬禾m州交通大學(xué)