CN102561941A - 旋挖钻机及其成孔状态检测装置 - Google Patents

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陈东坡
王翠娟
陈聪
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Abstract

本发明提出一种成孔状态检测装置，用于旋挖钻机成孔轨迹及其倾斜角度的检测，包括上位机及与该上位机通过无线通讯的方式进行数据传送的下位机，该下位机包括：加速度传感器，用于实时检测该下位机在桩孔中的瞬时加速度；数字/模拟转换器，用于将由该加速度传感器检测到的电压模拟信号转换成数字信号，并将该数字信号传送至该中央处理单元；中央处理单元，用于对该数字信号进行分析处理并将处理结果传送至该无线通讯模块并传送至上位机中；无线通讯模块，用于实现该上位机与该下位机之间的无线通讯；电源模块，为该下位机提供电源，该上位机接收到处理结果并进行显示。

Description

旋挖钻机及其成孔状态检测装置
技术领域
本发明涉及桩工机械领域，尤其涉及一种成孔状态检测装置及具有该成孔状态检测装置的旋挖钻机。
背景技术
大型建筑、桥梁、港口及海上工程普遍采用各种灌注桩等深基础形式，而旋挖钻机因为具有的高效、节能、低噪声等优点，在桩基础施工中得到越来越广泛的应用。大量实践表明，桩基的成孔质量直接影响到成桩质量；施工阶段的成孔检测不仅可以指导施工过程，而且可以为成桩检测提供重要参数，因此成孔质量检测是基桩检测中重要的组成部分，其重要性是成桩验收检测所无法取代的，因而提出针对性的解决方法对于钻机的施工单位和钻机的实际操作人员都有着非常重要的价值，所以设计检测成孔状态的成孔状态检测仪则显得尤为重要。
目前，旋挖钻机成孔后一般采用下放钢筋笼的方式检测成孔状态，钢筋笼能下放到孔底即判孔为合格，此方法具有明显的缺点，即：费时费力，而且误差大。另外，成孔后采用超声波装置进行检测，检测装置为两个十字型信号发射器，用绳索连接后通过滑轮组下放，地面的信号接收装置接收到反馈信号，将孔壁情况生成两方向的图像，检测者通过图像能够清楚地了解孔内情况，从而实现成孔状态检测的目的。利用超声波装置进行成孔状态检测，不但价格昂贵，而且还需利用绳索连接，然后通过滑轮组将其下放至孔内。因此具有昂贵的成本代价。还有利用陀螺成孔状态检测技术的传统成孔状态检测装置，使用辅助装置将其吊入孔内进行检测，不但操作不方便、耗时多，而且还需大量人力。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种成孔状态检测装置，用于旋挖钻机成孔轨迹及其倾斜角度的检测，包括上位机及与该上位机通过无线通讯的方式进行数据传送的下位机，该下位机包括：加速度传感器，用于实时检测该下位机在桩孔中的瞬时加速度；数字/模拟转换器，用于将由该加速度传感器检测到的电压模拟信号转换成数字信号，并将该数字信号传送至该中央处理单元；中央处理单元，用于对该数字信号进行分析处理并将处理结果传送至该无线通讯模块并传送至上位机中；无线通讯模块，用于实现该上位机与该下位机之间的无线通讯；电源模块，为该下位机提供电源，该上位机接收到处理结果并进行显示
进一步地，所述加速度传感器包括X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器及Z轴加速度传感器。
进一步地，所述下位机还包括温度传感器，其用于对所述加速度传感器进行温度补偿。
进一步地，所述下位机还包括存储器，其用于存储由所述中央处理单元进行分析后的数据。
进一步地，所述下位机设置于旋挖钻机的钻斗上。
进一步地，所述下位机铰接于所述钻斗的上端盖。
进一步地，所述上位机包括PC机、上位机软件、控制单元及与该控制单元相连接的无线收发芯片，所述PC机用于实时显示桩孔成孔轨迹及桩孔的倾斜角度，所述上位机软件用于实时记录、保存、回放数据，并对所述下位机进行实时监控，所述控制单元用于控制所述下位机的工作，所述无线收发芯片用于将所述控制单元的控制信号传送至所述下位机中并接收由所述下位机传送至所述上位机的处理结果。
本发明还提供一种具有上述成孔状态检测装置的旋挖钻机。
该成孔状态检测装置的下位机直接铰接于钻斗上端盖并同该钻斗共同下放至桩孔中，因此无需利用钢丝绳等辅助装置。另外，该上位机与该下位机通过无线通讯的方式进行数据的传送，实现了非接触式检测和控制，从而避免了操作人员因吊装测量装置离桩孔太近而造成的危险。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的成孔状态检测装置中的上位机的模块图。
图2所示为本发明较佳实施例的成孔状态检测装置中的下位机的模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
请参阅图1，本发明较佳实施例提供一种成孔状态检测装置，其用于对旋挖钻机成孔轨迹及其倾斜角度的检测。
该成孔状态检测装置包括上位机1及下位机2，该上位机1与该下位机2通过无线通讯的方式进行数据传送。
该上位机1包括PC机10、上位机软件13、控制单元11及与该控制单元11相连接的无线收发芯片12。该PC机用于实时显示成孔轨迹及其倾斜角度。该上位机软件13用于实时记录、保存、回放数据，并对所述下位机2进行实时监控。该控制单元11用于控制该下位机2的工作。该无线收发芯片12用于将该控制单元11的控制信号通过无线的方式传送至该下位机2中并接收由该下位机2传送至该上位机1的关于桩孔状态的无线数据信号。
请参阅图2，该下位机2设置于旋挖钻机的钻斗上，并与钻斗一同下放至桩孔中以对桩孔的轨迹及其倾斜角度进行检测。优选地，该下位机2铰接于该钻斗的上端盖，因此可方便调整该下位机2至水平状态，以使检测更加准确。该下位机2包括加速度传感器21、温度传感器22、数字/模拟转换器23、中央处理单元24、存储器25、无线通讯模块26及电源模块27。
该加速度传感器21包括X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器及Z轴加速度传感器。所述加速度传感器21用于实时检测所述下位机2在桩孔中的瞬时加速度。
该温度传感器22用于实现对该加速度传感器21的温度补偿。
该数字/模拟转换器23用于将由该加速度传感器21及该温度传感器22发送的电压信号转换成数字信号并将该数字信号传送至该中央处理单元24。
该中央处理单元24将该数字信号进行分析处理并存储在该存储器25中。
该存储器25中的数据通过该无线通讯模块26传送至该上位机1。该无线通讯模块26还可接收该上位机1发出的指令以控制该下位机2的工作状态。
该电源模块27为该下位机2正常工作提供电源。
当应用该成孔状态检测装置对旋挖钻机成孔状态进行检测时，该下位机2随钻斗一同下放至桩孔中，该上位机1的控制单元11发出控制指令并通过该无线收发芯片12传送至该下位机2中，使该下位机2开启检测功能。在该下位机2下放的过程中，该X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器及Z轴加速度传感器不断地检测三个方向的加速度值，该温度传感器22不断检测桩孔内的温度，所述加速度和温度模拟信号通过该数字/模拟转换器23将转换后的数字信号传送至该中央处理模块24，该中央处理模块24通过分析计算得出该下位机2在桩孔中的位移偏移量及桩孔倾斜角度。该倾斜度等数据被存储至该存储器25中并通过该无线通讯模块26传送至该上位机1。该上位机1的无线收发芯片12接收所述倾斜度等数据并将其传送至该上位机1的显示模块(图未示)中并进行显示以使操作者实时地了解桩孔的轨迹及倾斜角度。当检测工作完成后，通过该控制单元11使该下位机2停止工作。
该成孔状态检测装置的下位机2直接铰接于钻斗上端盖并同该钻斗共同下放至桩孔中，因此无需利用钢丝绳等辅助装置。另外，该上位机1与该下位机2通过无线通讯的方式进行数据的传送，实现了非接触式检测和控制，从而避免了操作人员因吊装测量装置离桩孔太近而造成的危险。
可以理解，该下位机2中的温度传感器22及存储器25可以省却。该加速度传感器21直接将下位机2在桩孔中的偏移量及重力方向与所述下位机2之间的夹角的电压信号传送至该数字/模拟转换器23中。该中央处理单元24对该数字/模拟转换器23传送的所述数字信号进行分析处理并直接将处理结果传送至所述无线通讯模块26中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种成孔状态检测装置，用于旋挖钻机成孔轨迹及其倾斜角度的检测，其特征在于：包括上位机(1)及与所述上位机(1)通过无线通讯的方式进行数据传送的下位机(2)，所述下位机(2)包括：
加速度传感器(21)，用于实时检测所述下位机(2)在桩孔中的瞬时加速度；
数字/模拟转换器(23)，用于将由所述加速度传感器(21)检测到的电压模拟信号转换成数字信号，并将所述数字信号传送至所述中央处理单元(24)；
中央处理单元(24)，用于对所述数字信号进行分析处理并将处理结果传送至所述无线通讯模块(26)并传送至上位机(1)中；
无线通讯模块(26)，用于实现所述上位机(1)与所述下位机(2)之间的无线通讯；
电源模块(27)，为所述下位机(2)提供电源，
所述上位机(1)接收到处理结果并进行显示。
2.根据权利要求1所述的成孔状态检测装置，其特征在于：所述加速度传感器(21)包括X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器及Z轴加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的成孔状态检测装置，其特征在于：所述下位机(2)还包括温度传感器(22)，其用于对所述加速度传感器(21)进行温度补偿。
4.根据权利要求3所述的成孔状态检测装置，其特征在于：所述下位机(2)还包括存储器(25)，其用于存储由所述中央处理单元(24)进行分析后的数据。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的成孔状态检测装置，其特征在于：所述下位机(2)设置于旋挖钻机的钻斗上。
6.根据权利要求5所述的成孔状态检测装置，其特征在于：所述下位机(2)铰接于所述钻斗的上端盖。
7.根据权利要求1所述的成孔状态检测装置，其特征在于：所述上位机(1)包括PC机(10)、上位机软件(13)、控制单元(11)及与该控制单元(11)相连接的无线收发芯片(12)，所述PC机(10)用于实时显示桩孔成孔轨迹及桩孔的倾斜角度，所述上位机软件(13)用于实时记录、保存、回放数据，并对所述下位机(2)进行实时监控，所述控制单元(11)用于控制所述下位机(2)的工作，所述无线收发芯片(12)用于将所述控制单元(11)的控制信号传送至所述下位机(2)中并接收由所述下位机(2)传送至所述上位机(1)的处理结果。
8.一种旋挖钻机，其特征在于：包括如权利要求1-7中任一项所述的成孔状态检测装置。
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