專利名稱：驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)球場的可開啟屋頂，尤其是涉及一種用于網(wǎng)球場的大型柔 性結(jié)構(gòu)的可開啟屋頂。
背景技術(shù)：
具有開啟屋頂功能網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)球場的核心技術(shù)是網(wǎng)球場網(wǎng)架屋頂動力開啟 系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)，是世界一流的智能化自動開啟網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)球場屋頂?shù)木C合技術(shù)。 其技術(shù)關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)剛度很小，結(jié)構(gòu)特別柔，開啟過程的動力傳動載荷、溫度應力等 影響都會引起很大的結(jié)構(gòu)變形，行走單元的獨特設(shè)計配以世界一流的智能化自動控 制技術(shù)保證了可移動屋面整個運動過程的受載狀態(tài)和結(jié)構(gòu)變形實時處在極小的脈 動范圍。
經(jīng)相關(guān)檢索，在國內(nèi)外同類型的網(wǎng)球場中，已建成的可開啟屋頂?shù)木W(wǎng)球場數(shù) 量極少，且多為剛性的鋼桁架結(jié)構(gòu)。帶有可開啟功能的網(wǎng)球場且屋頂為柔性結(jié)構(gòu)網(wǎng)
架式的結(jié)構(gòu)形式還未見報道。在國內(nèi)僅有2007年完工的廈門奧網(wǎng)城網(wǎng)球場是具有 網(wǎng)架型帶有可開啟屋頂功能的，屬于類似技術(shù)。但由于原整體設(shè)計，建筑學風載系 數(shù)的選用，屋面整體防水效果、消防要求的體現(xiàn)等項具體要求未能滿足當?shù)叵嚓P(guān)部 門的工程驗收要求，項目至今未能通過質(zhì)檢局總體驗收而交付使用。隨著生活水平 不斷提高，人們對文化和精神生活的要求日益豐富。建設(shè)世界一流的全天候、多功 能體育運動設(shè)施，可有效提升場館功能，實現(xiàn)一館多用、節(jié)能減排、降低能耗，是 提升城市文明形象，滿足人們?nèi)找嬖鲩L體育文化需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能適應柔性 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自由變形的智能化反饋和自動調(diào)整系統(tǒng)的用于網(wǎng)球場的大型柔性結(jié)構(gòu)的 可開啟式屋頂。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān) 控及調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括行走單元、安全錨固鎖緊裝置、運動極限 位置安全保障系統(tǒng)和智能化控制系統(tǒng)，所述的行走單元支撐可開啟屋面，并驅(qū)動可 開啟屋面沿軌道行走開閉，所述的運動極限位置安全保障系統(tǒng)設(shè)置在建筑固定結(jié)構(gòu) 上，所述的行走單元、安全錨固鎖緊裝置和運動極限位置安全保障系統(tǒng)通過信號反 饋傳輸控制系統(tǒng)和電氣及控制系統(tǒng)連接智能化控制系統(tǒng)，該智能化控制系統(tǒng)對可開 啟屋面在整個行走過程實時進行安全監(jiān)控檢測、自反饋和自動三維調(diào)整，使工作過 程各機構(gòu)部件應力值和應變值均處在安全運行的取值范圍之內(nèi)，自動控制全工作行 程，使可開啟屋面安全、平穩(wěn)、持久地運行。
所述的可開啟屋面包括左右兩組允許承載和變形極小的柔性網(wǎng)架屋面。
所述的行走單元包括4-16組，分別安裝在左右兩組柔性網(wǎng)架屋面下方與建筑 固定結(jié)構(gòu)之間，行走單元的獨特設(shè)計保證了可移動屋面不論在工作和非工作狀態(tài)均 能抵抗風載、雪載、溫度變形和地基沉降、地震、整體抗傾覆等極端狀況，行走單 元由變頻電機和減速機構(gòu)驅(qū)動，工作時沿導軌平滑、安全、無阻尼地滑動，支撐并 驅(qū)動左右兩組柔性網(wǎng)架屋面對稱同步移動。
所述的行走單元設(shè)有安全檢測模塊，該安全檢測模塊根據(jù)來自垂直和水平方向 的位移和力傳感器分別采集到的屋面行走過程位移值及受力信息，準確判斷各組行 走單元的受力狀況以及與行走導軌之間的相對位移，并通過智能化控制系統(tǒng)對各組 行走單元姿態(tài)實時做出三維空間位置和受力判斷，實時調(diào)整行走單元運行的位置和 方向，使柔性網(wǎng)架屋面整個運動過程的受載狀態(tài)實時處在極小的脈動范圍，安全順 暢地沿導軌滑動， 一旦某個指征達到預設(shè)臨界值系統(tǒng)即發(fā)出警告指示，并停止行走 單元的行進和柔性網(wǎng)架屋面的移動。
所述的安全錨固鎖緊裝置包括安全鎖銷和電動插銷控制裝置，行走單元抵達需 要位置，智能化控制系統(tǒng)發(fā)出指令，啟動位于每個行走單元邊緣的電動插銷控制裝 置，將行走單元牢固地鎖緊固接在固定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，并分析處理由傳感器傳輸?shù)?數(shù)據(jù)信息，判定出安全鎖銷的插入或抽出是否到達有效全行程位置。
所述的運動極限位置安全保障系統(tǒng)設(shè)有傳感器，該傳感器探測釆集行走單元的 行進速度和空間三維行進坐標，當可開啟屋面運動即將到達極限位置時，運動極限 位置安全保障系統(tǒng)作出預停止的信號響應，當可開啟屋面抵達極限位置時，可開啟 屋面將分別觸及極限位置安全防撞機構(gòu)，該具有阻尼、緩沖、吸震、阻擋并防止可開啟屋面滑出軌道的功能。
所述的智能化控制系統(tǒng)設(shè)有SiXAiN行走單元安全監(jiān)控軟件，該軟件為自研發(fā)
產(chǎn)品，已獲得登記號為2008SR34479的計算機軟件著作權(quán)登記證書。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是在結(jié)構(gòu)剛度很小，結(jié)構(gòu)很柔的網(wǎng)架體系中，成功運 用能適應柔性結(jié)構(gòu)自由變形的智能化自反饋和調(diào)整裝置技術(shù)，填補國內(nèi)外該領(lǐng)域的 空白，驅(qū)動設(shè)備與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的連接方式，保證驅(qū)動動力的傳遞方式和強度、剛度能 滿足網(wǎng)架連接點和柔性結(jié)構(gòu)力傳遞的要求。其中，關(guān)鍵部分是對于適合柔性網(wǎng)架的 驅(qū)動方式和驅(qū)動設(shè)備；配合與柔性結(jié)構(gòu)受力要求及驅(qū)動設(shè)備功能匹配的特殊智能化 控制系統(tǒng)的研發(fā)；通過自動化控制程序的開發(fā)和編制，實現(xiàn)柔性網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在開啟過 程、溫度等影響的結(jié)構(gòu)變形情況下，采用力和位移的自反饋和實時調(diào)整裝置技術(shù)進 行精確控制，滿足柔性結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變形的調(diào)整要求，保證開啟過程的安全平穩(wěn)無噪 聲。為使用過程能夠?qū)崟r適應和克服建筑結(jié)構(gòu)的溫度變形、風載荷、雪載荷和建筑 沉降等因素所附加的額外載荷所具有的行走過程的三維調(diào)整功能,實現(xiàn)實時安全監(jiān) 控檢測、自反饋和自動三維調(diào)整功能，可確保工作各機構(gòu)部件應力值和應變值處在 安全運行的取值范圍之內(nèi)。滿足建筑移動行走單元的自動控制全工作行程的系統(tǒng)要 求，保證每一個運動行走單元均能夠?qū)崿F(xiàn)和確保安全、平穩(wěn)、持久地運行。
通過研制行走單元安全監(jiān)控程序的智能化自反饋和適應性技術(shù)，并嵌入于特殊 的配套調(diào)整行走單元裝置中。核心技術(shù)的應用可使配套的動力驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計及建筑 行走屋面開啟系統(tǒng)在行走單元安全監(jiān)控程序指令的引導下，實現(xiàn)適應剛性、柔性等 各種結(jié)構(gòu)自由變形的自動控制驅(qū)動系統(tǒng)的功能。


圖l為本發(fā)明可開啟式屋頂關(guān)閉時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明可開啟式屋頂開啟時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1的俯視圖； 圖4為圖2中M部的局部放大圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施實例對本發(fā)明進行詳細說明。 實施例1如圖l-5所示，驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括行 走單元1、安全錨固鎖緊裝置2、運動極限位置安全保障系統(tǒng)3和智能化控制系統(tǒng), 所述的行走單元1、安全錨固鎖緊裝置2和運動極限位置安全保障系統(tǒng)3通過信號 反饋傳輸控制系統(tǒng)和電氣及控制系統(tǒng)連接智能化控制系統(tǒng)。
可開啟屋面包括左右兩組柔性網(wǎng)架屋面4，行走單元l設(shè)有八組，分別安裝在 左右兩組柔性網(wǎng)架屋面4下方與建筑固定結(jié)構(gòu)之間，行走單元的獨特設(shè)計保證了可 移動屋面不論在工作和非工作狀態(tài)均能抵抗風載、雪載、溫度變形和地基沉降、地 震、整體抗傾覆等極端狀況，行走單元由變頻電機和減速機構(gòu)驅(qū)動，沿兩條導軌5 平滑、安全、無阻尼地滑動，支撐并驅(qū)動左右兩組柔性網(wǎng)架屋面4對稱同步移動。 左右兩組柔性網(wǎng)架屋面4各安裝四組行走單元1，用于支撐和驅(qū)動柔性網(wǎng)架屋面4 開啟運行，并負責完成軌道行走。行走單元1分別以兩條導軌5為滑行軌道，并沿 可開啟建筑屋面的左右圈梁兩邊分布。在行走單元1通過支撐聯(lián)接柔性網(wǎng)架屋面4 的同時，四組行走單元共同同步驅(qū)動整個建筑屋面隨動滑行，八組行走單元l同步 支撐左右兩邊的建筑屋面的對稱移動。行走單元1設(shè)有安全檢測模塊，該安全檢測 模塊根據(jù)來自垂直和水平方向的位移和力傳感器分別采集到的屋面行走過程位移 值及受力信息，準確判斷各組行走單元的受力狀況以及與行走導軌之間的相對位 移，并通過智能化控制系統(tǒng)對各組行走單元姿態(tài)實時做出三維空間位置和受力判 斷，實時調(diào)整行走單元運行的位置和方向，使柔性網(wǎng)架屋面整個運動過程的受載狀 態(tài)實時處在極小的脈動范圍，安全順暢地沿導軌滑動， 一旦某個指征達到預設(shè)臨界 值系統(tǒng)即發(fā)出警告指示，并停止行走單元的行進和柔性網(wǎng)架屋面的移動。
安全錨固鎖緊裝置2包括安全鎖銷和電動插銷控制裝置，行走單元抵達需要位 置，智能化控制系統(tǒng)發(fā)出指令，啟動位于每個行走單元1邊緣的電動插銷控制裝置， 將行走單元1牢固地鎖緊固接在固定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，并分析處理由傳感器傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)信息，判定出安全鎖銷的插入或抽出是否到達有效全行程位置。智能化控制系統(tǒng) 的安全監(jiān)控軟件能確保鎖銷裝置鎖緊后，八組行走單元和兩片可開啟式建筑屋面均 能與固定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)聯(lián)為一體并保持穩(wěn)固的極限位置狀態(tài)，直至再次需要進行開啟 或閉合運行時才將鎖銷從鎖緊位置抽出。此時行走單元的位移傳感器會實時地監(jiān)視 鎖銷插拔行程絕對位置的變化。安全監(jiān)控可指揮八組行走單元和兩片可開啟式建筑 屋面抵達全開啟或全閉合的極限位置狀態(tài)，還可以在控制系統(tǒng)的指令下指揮，八組 行走單元和兩片可開啟式建筑屋面可按要求準確地停留保持在任意的開啟位置，使可開啟式建筑屋面靈活地處在非完全敞開或完全合攏的任意狀態(tài)。具體位置可按需 通過標定行程手柄靈活設(shè)定。
所述的運動極限位置安全保障系統(tǒng)3設(shè)置在建筑固定結(jié)構(gòu)上，運動極限位置安 全保障系統(tǒng)設(shè)有傳感器，該傳感器探測采集行走單元的行進速度和空間三維行進坐 標，當可開啟屋面即將運動到達極限位置時，運動極限位置安全保障系統(tǒng)3作出預 停止的信號響應，當可開啟屋面抵達極限位置時，可開啟屋面將分別觸及極限位置 安全防撞機構(gòu)，該具有阻尼、緩沖、吸震、阻擋并防止可開啟屋面滑出軌道。
智能化控制系統(tǒng)設(shè)有SiXAiN行走單元安全監(jiān)控軟件，該軟件為自研發(fā)產(chǎn)品， 己獲得登記號為2008SR34479的計算機軟件著作權(quán)登記證書。智能化控制系統(tǒng)對 柔性網(wǎng)架屋面在行走中進行安全監(jiān)控檢測、自反饋和自動三維調(diào)整，使工作各機構(gòu) 部件應力值和應變值均處在安全運行的取值范圍之內(nèi)，自動控制全工作行程，使柔 性網(wǎng)架屋面安全、平穩(wěn)、持久地運行。
根據(jù)可開啟屋面的大小可設(shè)置行走單元4-16組。
權(quán)利要求
1.驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括行走單元、安全錨固鎖緊裝置、運動極限位置安全保障系統(tǒng)和智能化控制系統(tǒng)，所述的行走單元支撐可開啟屋面，并驅(qū)動可開啟屋面沿軌道行走開閉，所述的運動極限位置安全保障系統(tǒng)設(shè)置在建筑固定結(jié)構(gòu)上，所述的行走單元、安全錨固鎖緊裝置和運動極限位置安全保障系統(tǒng)通過信號反饋傳輸控制系統(tǒng)和電氣及控制系統(tǒng)連接智能化控制系統(tǒng)，該智能化控制系統(tǒng)對可開啟屋面在整個行走過程實時進行安全監(jiān)控檢測、自反饋和自動三維調(diào)整，使工作過程各機構(gòu)部件應力值和應變值均處在安全運行的取值范圍之內(nèi)，自動控制全工作行程，使可開啟屋面安全、平穩(wěn)、持久地運行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，其 特征在于，所述的可開啟屋面包括左右兩組允許承載和變形極小的柔性網(wǎng)架屋面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，其 特征在于，所述的行走單元包括4-16組，分別安裝在左右兩組柔性網(wǎng)架屋面下方 與建筑固定結(jié)構(gòu)之間，行走單元保證了可移動屋面不論在工作和非工作狀態(tài)均能抵 抗風載、雪載、溫度變形和地基沉降、地震、整體抗傾覆等極端狀況，行走單元由 變頻電機和減速機構(gòu)驅(qū)動，工作時沿導軌平滑、安全、無阻尼地滑動，支撐并驅(qū)動 左右兩組柔性網(wǎng)架屋面對稱同步移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)， 其特征在于，所述的行走單元設(shè)有安全檢測模塊，該安全檢測模塊根據(jù)來自垂直和 水平方向的位移和力傳感器分別采集到屋面行走過程的位移值及受力信息，準確判 斷各組行走單元的受力狀況以及與行走導軌之間的相對位移，并通過智能化控制系 統(tǒng)對各組行走單元姿態(tài)實時做出三維空間位置和受力判斷，實時調(diào)整行走單元運行 的位置和方向，使柔性網(wǎng)架屋面整個運動過程的受載狀態(tài)實時處在極小的脈動范 圍，安全順暢地沿導軌滑動， 一旦某個指征達到預設(shè)臨界值系統(tǒng)即發(fā)出警告指示， 并停止行走單元的行進和柔性網(wǎng)架屋面的移動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，其 特征在于，所述的安全錨固鎖緊裝置包括安全鎖銷和電動插銷控制裝置，行走單元抵達需要位置，智能化控制系統(tǒng)發(fā)出指令，啟動位于每個行走單元邊緣的電動插銷 控制裝置，將行走單元牢固地鎖緊固接在固定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，并分析處理由傳感器 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，判定出安全鎖銷的插入或抽出是否到達有效全行程位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，其 特征在于，所述的運動極限位置安全保障系統(tǒng)設(shè)有傳感器，該傳感器探測采集行走 單元的行進速度和空間三維行進坐標，當可開啟屋面運動即將到達極限位置時，運 動極限位置安全保障系統(tǒng)作出預停止的信號響應；當可開啟屋面抵達極限位置時， 可開啟屋面將分別觸及極限位置安全防撞機構(gòu)，該具有阻尼、緩沖、吸震、阻擋并 防止可開啟屋面滑出軌道的功能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，其 特征在于，所述的智能化控制系統(tǒng)設(shè)有SiXAiN行走單元安全監(jiān)控軟件。
全文摘要
本發(fā)明涉及驅(qū)動柔性可開啟屋面行走安全監(jiān)控及調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括行走單元、安全錨固鎖緊裝置、運動極限位置安全保障系統(tǒng)和智能化控制系統(tǒng)，所述的行走單元支撐可開啟屋面，并驅(qū)動可開啟屋面沿軌道行走開閉，所述的運動極限位置安全保障系統(tǒng)設(shè)置在建筑固定結(jié)構(gòu)上，所述的行走單元、安全錨固鎖緊裝置和運動極限位置安全保障系統(tǒng)通過信號反饋傳輸控制系統(tǒng)和電氣及控制系統(tǒng)連接智能化控制系統(tǒng)，該智能化控制系統(tǒng)對可開啟屋面整個行走過程實時進行安全監(jiān)控檢測、自反饋和自動三維調(diào)整，使工作過程各機構(gòu)部件應力值和應變值均處在安全運行的取值范圍之內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有能適應柔性網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自由變形的智能化反饋和自動調(diào)整系統(tǒng)等優(yōu)點。
文檔編號E04B7/16GK101555717SQ20091004971
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者泳 唐, 王志民, 瑋 謝, 黃燕苓 申請人:上海諧欣信息科技有限公司