CN205116145U - 一种强夯机配套自动施工*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种强夯机配套自动施工***，包括MCU、夯沉量测量***、主杆竖直角度测量***、定位***、强夯机行走***、主杆调节***、卷扬***、预警***和监测***，以上所述各个***相互配合，能检测出强夯机的夯沉量、应力大小、主杆竖直倾角，位点信息等数据，能对施工机械进行安全预警，并控制强夯机进行下一步的操作；同时，还能实现施工现场进行机械、人员、物质的合理调配。与现有技术相比，本实用新型使强夯施工自动化成为可能，不仅能大幅减少施工人员，提高施工效率，而且使施工质量及施工安全可控。施工管理人员可通过控制***对施工现场的所有施工机械、人员进行管理，大大提高了管理水平，节约了管理成本。

Description

一种强夯机配套自动施工***

技术领域

本实用新型涉及一种强夯技术领域，特别是涉及一种强夯配套自动施工***。

背景技术

强夯施工比较简单，主要是夯锤的简单重复起降，但受限于以往设备及各种技术的限制，并没有实现自动施工，传统施工方法所需人工较多，效率低下，而且施工质量得不到保证，安全也不能有效保障。采用新技术的强夯机，解决了自动挂钩，脱钩，自动测量等问题后，使强夯自动化成为可能，本实用新型在一种新型强夯机的基础上，提出了自动施工***。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种强夯机配套自动施工***，主要解决两个问题：

1、解决传统施工方法所需人工较多，效率低下，且并没有实现自动施工的问题；

2、解决对强夯机周围环境不能准确检测和判断，从而使施工质量得不到保证，安全也不能有效保障的问题。

本实用新型为解决上述问题所采取的技术方案为：

一种强夯机配套自动施工***，其特征在于，它包括：

夯沉量测量***，用于检测施工点位的夯沉量数据，并转化为夯沉量数字信号传递至MCU;

MCU,接收夯沉量数字信号，将夯沉量数据与预设值比较，判断强夯机需进行加夯填料、继续夯击或移至下一施工点位，并向卷扬***传递卷扬执行信号；

卷扬***，接收MCU传递的卷扬执行信号，并进行加夯填料、继续夯击或移至下一施工点位。

所述强夯机，包括牵引电机、卷扬机、中空的底座以及安装在底座上的支架，所述支架顶部安装定滑轮，还包括夯锤、自动挂钩脱钩器，所述自动挂钩脱钩器下部钩在夯锤上，上部与缆绳底端连接，缆绳另一端向上绕过支架顶部的定滑轮后，再与牵引电机驱动的卷扬机相连，所述牵引电机和卷扬机设置在底座上。所述底座还包括行走装置，所述行走装置安装在底座支架底部。

所述自动挂钩脱钩器包括动滑轮装置、调节杆和挂钩部，所述调节杆的左半段的端部转动连接在动滑轮底部并有复位弹簧复位，右半段固定连接在动滑轮底部，调节杆左、右半段的自由端各自与一根缆绳连接，每根缆绳的另一端固定连接在限位杆上或底座上且两根缆绳的位置相互对称，所述挂钩部固定连接在调节杆中部下。

所述底座还包括行走装置，所述行走装置安装在底座支架底部。

所述支架内还包括限位器以及穿在限位器中的四根限位杆，每根所述限位杆上端与支架固定连接，下端与底座固定连接，所述缆绳向上穿过限位器。所述限位器为四角星形，每根限位杆穿过限位器的一个角。所述缆绳穿过限位器中心位置。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述夯沉量测量***，它包括：分别设于土层上和卷扬机上的夯沉量检测仪，所述夯沉量检测仪包含距离传感器、声波探测器；

由于采用了上述结构，所述夯沉量检测仪，用于检测夯沉量数据，并转化为夯沉量数字信号传递至MCU；所述夯沉量数据包括：夯沉量、强夯的加固效果、土层的均匀性和土层是否有异常地质，测量夯沉量具体方法为：

强夯机就位后，将夯锤放下，同时夯沉量测量***中的距离传感器开始工作，得出初始数据1，即地面到脱钩位置高度；

卷扬***工作，夯锤起升，到预定高度后，夯锤自动脱钩，夯击地面，测出数据2，即夯锤底面到脱钩位置高度，夯沉量=数据2-数据1。

夯沉量测量***中的声波探测器检测强夯的加固效果、土层的均匀性和土层是否有异常地质；将上述夯沉量数据转化为夯沉量数字信号传递至MCU。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述夯沉量测量***，还包括应力测量***，包含设于限位器或定滑轮上的应力检测仪；

由于采用了上述结构，所述应力测量***，用于测定主缆应力变化，并转化为应力数字信号传递至MCU。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述主杆竖直角度测量***，包括设于主杆上的角度检测仪；

由于采用了上述结构，所述主杆竖直角度测量***，用于测量主杆的竖直倾角值，当该主杆没有倾斜时，此竖直倾角值为零，并转化为角度数字信号传递至MCU。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述强夯机及相关车辆定位***，包括设于强夯机上的***，及可采集***位置信息的北斗基站，所述北斗基站独立设立，用于定位***中无线网络的连接。

由于采用了上述结构，所述强夯机及相关车辆定位***，用于对强夯机和相关车辆进行定位，并转化为位点数字信号传递至MCU。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述强夯机上布置有若干位置传感器；

由于采用了上述结构，所述位置传感器用于监控强夯机上各机构之间的位置，并将位置信息传递至MCU；

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述MCU分别与夯沉量测量***、主杆竖直角度测量***、强夯机及相关车辆定位***、强夯机行走***、主杆调节***、卷扬***、预警***和监测***相连接；

由于采用了上述结构，所述MCU接收夯沉量测量***、主杆竖直角度测量***和强夯机及相关车辆定位***传递的各数字信号，并分别与其预设值相比较，判断强夯机的下一步施工，并控制卷扬***、主杆调节***和强夯机行走***执行相应的命令；同时，所述MCU还将所有数据整合到一起，传递至监测***，以显示在监测***的终端显示设备上；所述MCU接收强夯机上各机构的位置信息，并计算出任意两相邻机构之间的距离值，将该距离值与预设值进行比对，若距离值小于或等于预设值时，向预警***传递报警信号，以防止发生碰撞、剐蹭等事故。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述卷扬***，用于接收MCU传递的夯沉量执行信号，控制强夯机进行下一步夯击，即加夯填料、继续夯击或进行下一点施工；

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述卷扬***，还用于接收MCU传递的应力执行信号，卷扬机启动，控制缆绳的伸缩以实现夯锤按时、按需升降在夯锤升降过程中，能实现自动挂钩、脱钩。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述主杆调节***，包括设于主杆顶部的调节器；

由于采用了上述结构，所述主杆调节***接收到MCU传递的执行信号后，立即停止施工，自动调节主杆至预设位置。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述强夯机行走***，设置有行走装置；

由于采用了上述结构，所述行走***，用于接收MCU传递的行走执行信号，配合强夯机及相关车辆的定位***及北斗导航基站将强夯机移至下一步施工点。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述预警***，所述预警***设置有警报器；

由于采用了上述结构，所述预警***，用于接收MCU传递的执行信号，控制相应的报警器发出预警声和警报闪烁灯闪烁。

本实用新型的强夯机配套自动施工***，所述监测***与MCU相连接，包括设于终端的显示设备；

由于采用了上述结构，所述监测***，用于接收MCU传递来的各种数字信号，传递至各终端显示设备上，并进行显示。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型使强夯施工自动化成为可能，不仅能大幅减少施工人员，提高施工效率，而且使施工质量及施工安全可控。同时，施工管理人员可通过控制***对施工现场的所有施工机械、人员进行管理，大大提高了管理水平，节约了管理成本。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的内部控制结构示意图。

图2是本实用新型的立体结构示意图。

图3是本实用新型的控制中心结构示意图。

附图标记：

1为牵引电机，2为卷扬机，3为底座，4为夯锤，5为自动挂钩脱钩器，6为限位器，7为缆绳，8为支架，9为主杆，10为定滑轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，一种强夯机，包括牵引电机1、卷扬机2、中空的底座3以及安装在底座3上的支架8，所述支架8顶部安装定滑轮10，还包括夯锤4、自动挂钩脱钩器5，所述自动挂钩脱钩器5下部钩在夯锤4上，上部与缆绳7底端连接，缆绳7另一端向上绕过支架8顶部的定滑轮10后，再与牵引电机1驱动的卷扬机2相连，所述牵引电机1和卷扬机2设置在底座3上。所述底座3还包括行走装置，所述行走装置安装在底座支架底部。

所述自动挂钩脱钩器5包括动滑轮装置、调节杆和挂钩部，所述调节杆的左半段的端部转动连接在动滑轮底部并有复位弹簧复位，右半段固定连接在动滑轮底部，调节杆左、右半段的自由端各自与一根缆绳7连接，每根缆绳7的另一端固定连接在限位杆9上或底座3上且两根缆绳7的位置相互对称，所述挂钩部固定连接在调节杆中部下。

所述底座3还包括行走装置，所述行走装置31安装在底座支架32底部。

所述支架8内还包括限位器6以及穿在限位器6中的四根限位杆9，每根所述限位杆9上端与支架8固定连接，下端与底座3固定连接，所述缆绳7向上穿过限位器6。所述限位器6为四角星形，每根限位杆9穿过限位器6的一个角。所述缆绳7穿过限位器6中心位置。

如图1或2所示，一种强夯机配套自动施工***，包括：

夯沉量测量***，所述夯沉量测量***包括分别设于土层上和卷扬机2上的夯沉量检测仪，所述夯沉量检测仪包含距离传感器、声波探测器，用于检测夯沉量数据并转化为夯沉量数字信号传递至MCU;

所述夯沉量测量***中的夯沉量数据包括夯沉量、强夯的加固效果、土层的均匀性和是否有异常地质；测量夯沉量具体为：

强夯机就位后，将夯锤放下，同时夯沉量测量***开始工作，得出初始数据1，即地面到脱钩位置高度；

卷扬***工作，夯锤起升，到预定高度后，夯锤自动脱钩，夯击地面，同时测出数据2，即夯锤底面到脱钩位置高度，夯沉量=数据2-数据1；

夯沉量测量***中的声波探测器检测强夯的加固效果、土层的均匀性和土层是否有异常地质；将上述夯沉量数据转化为夯沉量数字信号传递至MCU。

所述夯沉量测量***，还设置有应力测量***，所述应力测量***，包括设于限位器6或定滑轮10上的应力检测仪，用于测定起重缆绳应力变化，通过测限位器6、主杆9顶部定滑轮10处轴承压，来检测应力大小，以方便判断是否挂钩成功，是否脱钩，并转化为应力数字信号传递至MCU;

所述MCU分别与夯沉量测量***和卷扬***相连接；所述MCU接收夯沉量测量***的夯沉量数字信号，将夯沉量数据与预设值相比较，进而判断强夯机是加夯填料、继续夯击，还是开始下一点施工，并向卷扬***传递执行信号；还接收应力数字信号，将起重缆绳的应力与预设值比较，判断该应力是否与预设值一致，用于判断是否成功挂钩，是否脱钩，进而判断夯锤4所需升降情况，并控制卷扬***实现夯锤的自动挂钩或脱钩；

卷扬***，所述卷扬***用于接收MCU传递的执行信号，控制强夯机进行下一步夯击，即或进行加夯填料或继续夯击或进行下一点施工；所述卷扬***用于接收MCU传递的执行信号，卷扬机2启动，控制缆绳7的伸缩以实现夯锤4按时、按需升降，在夯锤4升降过程中，能实现自动挂钩、脱钩；

主杆竖直角度测量***，所述主杆竖直角度测量***包括设于主杆9上的角度检测仪，用于测量主杆9的竖直倾角值，并转化为角度数字信号传递至MCU;

所述MCU分别与主杆竖直角度测量***和主杆调节***相连接；接收角度数字信号，将该竖直倾角值与阀值比较，若该竖直倾角值与阀值不一致，则计算其差值并判断方向，向主杆调节***传递调节执行信号；

主杆调节***，所述主杆调节***包括设于主杆9顶部的调节器，所述主杆调节***接收到MCU传递的调节执行信号后，立即停止施工，自动调节主杆至预设位置。

强夯机及相关车辆定位***，包括设于强夯机上的***、及可采集***位置信息的北斗基站，用于将每个强夯机及其所在的施工点位进行定位，并转化为位点数字信号传递给MCU；

所述MCU分别与强夯机及相关车辆定位***和强夯机行走***相连接；MCU接收位点数字信号，该位点信息与预设的施工点的位点信息比对，判断其下一步移动方向并计算出移动的距离，并向强夯机行走***传递行走执行信号；

所述强夯机行走***，接收所述行走执行信号，用于接收MCU传递的行走执行信号，并将强夯机移动至下一步施工点位。

所述强夯机上布置有若干位置传感器，用于监控强夯机上各机构之间的位置，并将位置信息传递至MCU；

所述MCU与预警***相连接；MCU接收强夯机上各机构的位置信息，并计算出任意两相邻机构之间的距离值，将该距离值与预设值进行比对，若距离值小于或等于预设值时，向预警***传递报警信号，以防止发生碰撞、剐蹭等事故；

所述预警***设置有警报器，用于接收MCU传递的执行信号，控制相应的报警器发出预警或提醒声并控制警报闪烁灯闪烁。

所述MCU与监测***相连接；MCU将所有数据整合一起，传递至监测***，所述监测***设置有终端显示设备，用于显示相关数据。

经MCU对各种数据进行汇总分析后，得出各种更直观、具体的数据，并反映在终端显示设备上，当以下数据出现异常时，则预警***就会启动：

夯沉量数据：对强夯施工质量最真实、直观的反应，可分析得出强夯的加固效果、土层的均匀性、是否有异常地质等有用东西，进而采取措施，使强夯施工的质量达到理想状态。

主杆竖直倾角数据：可判断强夯机开始夯击后主杆状态是否正常，若竖直倾角与预设值不一致，应立即自动停止施工，找出原因，并调平后，才可继续施工。

各施工机械位置：对各机械进行管理，不能超出预定区域，否则发出预警，当机械距离较近，超过安全距离，可能会发生碰撞或摩擦，所以应发出预警。

经MCU对各种数据进行汇总分析后，得出各种更直观、具体的数据，并反映在终端显示屏上，形成监测预警：⑴夯沉量数据：对强夯施工质量最真实、直观的反应，可分析得出强夯的加固效果、土层的均匀性、是否有异常地质等有用东西，进而采取措施，使强夯施工的质量达到理想状态。⑵主杆竖直倾角数据：可判断强夯机开始夯击后主杆状态是否正常，若倾角超限，应立即自动停止施工，找出原因，并调平后，才可继续施工。⑶应力大小变化：应力是否超限，变化是否正常。⑷各施工机械位置：対各机械进行管理，不能超出预定区域，否者发出预警，当机械距离较近，超过安全距离，应发出预警或提醒。

一种强夯机配套自动施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1、将强夯机及其配套设备运输至施工场地；

步骤2、在施工场地内预设强夯机的工作路线及工作模式;

所述施工工作模式分为下列两种情况：

模式一、可一个点进行完所有施工后再进行下一点施工；

模式二、可分段连续施工，每次施工一排（列）点，施工完成后，再进行下排（列）点施工；具体为:

步骤（1）、先对点1进行施工，待需要加入夯填料时，移动夯机进行点2施工，直到需要加入夯填料时，转入点3施工，如此反复进行，直到对该排（列）最后一个点N施工；

步骤（2）、再对点1至点N填入夯填料，并采用强夯机对点N-1进行强夯施工，直到需要加入夯填料时，转入下点N-2施工，如此反复，直到点1；

步骤（3）、再对点N到点1填入夯填料，并稍加整平；

步骤（4）、再重复一次步骤（1）完成施工。

步骤3、平整施工场地;

步骤4、在定位***的引导下，强夯机到达预定施工起点位置;

步骤5、强夯机就位后，夯沉量测量***、主杆竖直角度测量***、定位***开始工作，并将其测量的数据传递至MCU;MCU接收数据并与预设值比较，分别控制卷扬***、主杆调节***和强夯机行走***执行相关命令；

即：强夯机就位后，主杆竖直角度测量***测量主杆9的竖直倾角值，并转化为角度数字信号传递至MCU;所述MCU判断该竖直倾角值与预设值是否一致，若不一致，计算其差值并判断方向，并控制主杆调节***调节主杆9使之竖直；

夯沉量测量***检测夯沉量数据，并转化为夯沉量数字信号传递至MCU;所述MCU将所述夯沉量数据与预设值比较，进而判断强夯机的下一步施工，即为加夯填料、继续夯击或开始下一点施工；

若开始下一点施工，定位***将每个强夯机及其所在的施工点位进行定位，并转化为位点数字信号传递给MCU,所述MCU判断其下一步移动方向并计算出移动的距离，控制强夯机行走***将强夯机移动至目标施工点。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

步骤6、MCU将所有数据整合传递至监测***，所述监测***将其相关数据显示至终端显示设备上；

步骤7、MCU将强夯机上各机构的位置信息整合，若其中任意两相邻机构之间的距离值，将该距离值与预设值进行比对，若距离值小于或等于预设值时，向预警***传递报警信号；

步骤8、重复步骤4～7完成该点阶段施工，开始下一点施工；

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种强夯机配套自动施工***，其特征在于，它包括：

夯沉量测量***，包括分别设于土层上和卷扬机上的夯沉量检测仪，所述夯沉量检测仪包含距离传感器和声波探测器，用于检测施工点位的夯沉量数据，并转化为夯沉量数字信号传递至MCU;

MCU,接收夯沉量数字信号，将夯沉量数据与预设值比较，判断强夯机需进行加夯填料、继续夯击或移至下一施工点位，并向卷扬***传递卷扬执行信号；

卷扬***，接收MCU传递的卷扬执行信号，并进行加夯填料、继续夯击或移至下一施工点位。

2.如权利要求1所述的强夯机配套自动施工***，其特征在于，

夯沉量测量***，用于测量起重缆绳的应力，并转化为应力数字信号传递至MCU;

MCU,接收应力数字信号，将起重缆绳的应力与阀值比较，若该应力值与阀值相同，则处于挂钩状态，否则处于脱钩状态；向卷扬***传递应力执行信号；

卷扬***，接收MCU传递的应力执行信号，对夯锤的实现自动挂钩或脱钩。

3.如权利要求1或2所述的强夯机配套自动施工***，其特征在于，还包括：

主杆竖直角度测量***，包含设于主杆（9）上的角度检测仪，用于测量主杆（9）的竖直倾角值，并转化为角度数字信号传递至MCU;

MCU,接收角度数字信号，将该竖直倾角值与阀值比较，若该竖直倾角值与阀值不一致，则计算其差值并判断方向，向主杆调节***传递调节执行信号；

主杆调节***，包括设于主杆（9）顶部的调节器，用于接收调节执行信号，并控制强夯机立即停止工作，调节器自动调节主杆至预设位置。

4.如权利要求1或2所述的强夯机配套自动施工***，其特征在于，还包括：

定位***，包括设于强夯机上的***、及可采集***位置信息的北斗基站，用于将每个强夯机及其所在的施工点位进行定位，并转化为位点数字信号传递给MCU；

MCU,接收位点数字信号，该位点信息与预设的施工点的位点信息比对，判断其下一步移动方向并计算出移动的距离，并向强夯机行走***传递行走执行信号；

强夯机行走***，接收所述行走执行信号，并将强夯机移动至下一步施工点位。

5.如权利要求4所述的强夯机配套自动施工***，其特征在于，

所述强夯机上布置有若干位置传感器，用于监控强夯机上各机构之间的位置，并将位置信息传递至MCU；

MCU，接收强夯机上各机构的位置信息，并计算出任意两相邻机构之间的距离值，将该距离值与预设值进行比对，若距离值小于或等于预设值时，向预警***传递报警信号；

预警***，用于接收报警信号，并控制报警器启动。

6.如权利要求1或2或5所述的强夯机配套自动施工***，其特征在于，所述MCU上连接有监测***，所述监测***用于接收MCU传递的各种数据，并进行显示。