[发明专利]一种磁感自适应调控装配路面及其施工工艺和控制方法

权利要求书

1.一种磁感自适应调控装配路面，其特征在于，所述路面由预制磁化混凝土板铺装而成，所述路面还包括磁感调节系统，所述磁感调节系统包括设置在预制磁化混凝土板下端的压力传感装置、设置在路面两端的非金属矩形框架、缠绕在非金属矩形框架上的铜导线圈、与所述铜导线圈电性连接的外接供电装置，以及分别与所述压力传感装置和外接供电装置电性连接的运算装置；

所述运算装置被配置为用于将荷载变化信号转换为磁场变化信号，再将磁场变化信号转化为电流变化信号；

运算装置将荷载变化信号转换为磁场变化信号，被配置为要求磁化混凝土板所承受的车轮荷载小于或等于磁化混凝土板磁极极面面积的最大静摩擦力，车轮荷载与电磁吸力按照下列关系式控制：

P≤F_max＝μF_N＝μF

其中，P为所承受的车轮荷载，F_max为磁极极面面积的最大静摩擦力，F_N为垂直磁极极面的压力，μ为静摩擦系数，F为电磁吸力；

运算装置将磁场变化信号转化为电流变化信号的计算公式如下：

其中，I为线圈电流大小，F为电磁吸力，μ₀为真空磁导率，数值为4π×10^-7N·A^-2，A是磁极的极面面积，n为单位长度线圈匝数，β₁和β₂分别为线圈起点和终点的辅助角大小；

所述运算装置为中央处理器。

2.如权利要求1所述的一种磁感自适应调控装配路面，其特征在于，所述预制磁化混凝士板内均匀定向分布有磁化纤维，相邻的预制磁化混凝土板两模块之间磁极相异。

3.如权利要求1或2所述的一种磁感自适应调控装配路面的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，磁化混凝土板制作，在混凝土搅拌的过程中掺入磁化纤维，将搅拌均匀的混合料倒入提前支好的模具中，对模具外侧的磁化装置通电，通过改变电流的大小和方向产生磁场，使得混合料中的可磁化纤维在磁力作用下均匀定向分布，制备磁化方向相反的两种可磁化混凝土板，可磁化混凝土板在模具中养护后脱模；

S2，在计划铺设自调节磁吸式混凝土装配路面的下方埋置压力传感装置；

s3，将S1中预制的磁化方向相反的两种可磁化混凝土板按照相邻两模块之间磁极相异平铺于路面；

s4，将非金属矩形框架放置在铺装完成的预制磁化混凝土板路面的两侧，与预制磁化混凝土板可磁化纤维分布方向垂直，保持线圈产生的磁场方向与可磁化纤维分布方向保持一致；

s5，将外接供电装置与铜导线圈电连接，将外接供电装置、压力传感装置分别与运算装置电连接，并设置控制开关。

4.如权利要求3所述的一种磁感自适应调控装配路面的施工工艺，其特征在于，所述S1中，可磁化纤维的重量占混凝土重量的20～30％。

5.如权利要求3所述的一种磁感自适应调控装配路面的施工工艺，其特征在于，所述S4中，非金属矩形框架采用模压树脂矩形框架。

6.如权利要求1所述的一种磁感自适应调控装配路面的控制方法，其特征在于，所述路面的磁感调节系统的控制方法包括以下步骤：

(1)磁化混凝土板受到不同类型车辆碾压后所承担的车轮荷载大小发生变化，车轮荷载施加到磁化混凝土板上之后，传递至下层的压力传感装置上，对于磁化混凝土板来说，所承受的车轮荷载小于或等于磁化混凝土板磁极极面面积的最大静摩擦力；

(2)压力传感装置将收到的荷载信号传递至运算装置，运算装置接收到压力传感装置传递的车轮荷载数值信息之后，经过预先设置函数运算，反推得到所需的电磁吸力，运算装置将荷载变化信号装换为磁场变化信号，再转化为电流变化信号；

(3)外接供电装置接收到电流变化信号之后，通过调整线圈电流的大小，控制磁场强弱，从而调整电磁吸力的大小，进而改变磁吸面摩擦力的大小，最终使得磁极极面的最大静摩擦力大于磁化混凝土板所承担的车轮荷载，从而保证磁极极面不发生相对错动，相邻模块不发生错台，保证路面的平整。