一種強夯機施工作業參數採集系統的製作方法

2023-07-09 19:48:01

本實用新型涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種包括夯沉量、累計夯沉量、落距、錘重、夯擊能等強夯施工作業參數採集系統。

背景技術：

強夯法是通過重錘自由落下衝擊土體，致使土體的孔隙壓縮降低其壓縮性，從而提高土體的強度。強夯法由於具有加固效果顯著、設備簡單、施工方便、適用範圍廣、經濟易行和節省材料等優點，在地基、路基加固中被廣泛採用。

在強夯施工過程中有諸多的施工控制參數，現行的《建築地基處理技術規範》(JGJ79-2012)對於夯點夯擊次數規定為：(1)最後兩擊的平均夯沉量應滿足規範要求；(2)夯坑周圍地面不應發生過大的隆起；(3)不因夯坑過深而發生提錘困難。不難看出，最後兩擊的平均夯沉量是強夯施工過程中的止夯控制標準。

而在目前的強夯作業中，仍然依靠人工現場記錄來實現上述夯沉量的逐次記錄。此過程不僅繁瑣耗費人力，且數據的可信度不高，在監管不嚴的情況下可能出現數據造假等現象，導致施工質量降低，從而引發嚴重的工程質量問題。其次，由於地面較為鬆軟，在夯擊過程中會因振動等因素不可避免的會導致強夯機下陷，因此，以強夯機本身作為基準的夯沉量檢測，在實際測量過程中均會產生一定的測量誤差，此誤差對於施工質量的控制來說是不允許的。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提出了一種強夯機施工作業參數採集系統。該系統能夠自動採集存儲施工過程中精準的夯沉量、累計夯沉量、落距、錘重、夯擊能等強夯施工作業參數隨夯擊過程的動態變化，測量結果不受強夯機下陷等因素的影響，便於對施工過程進行全程監控，保證工程質量。

為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種強夯機施工作業參數採集系統，包括：可編程邏輯控制器PLC、信號發射裝置、信號接收裝置、光學編碼器、拉力傳感器、蜂鳴器和顯示器；

所述可編程邏輯控制器PLC與信號接收裝置、光學編碼器、拉力傳感器、蜂鳴器和顯示器分別連接，信號接收裝置與信號發射裝置通信；

所述光學編碼器與夯錘錘鉤上方的滑輪連接，拉力傳感器與鋼絲繩連接，信號接收裝置設置在與夯錘錘鉤連接的滑輪外側處，所述信號發射裝置設置在強夯影響範圍之外並調平，並且對準強夯機。

進一步地，所述信號發射裝置在強夯機作業過程中始終向外發射一條水平的線型信號，保證機械在施工過程中可能存在的傾斜的情況下信號接收裝置始終能夠接收到信號。

進一步地，所述信號接收裝置只在夯錘提升過程中接收信號發射裝置發射出的信號，當信號接收裝置接收到信號時，可編程邏輯控制器PLC記錄此時的光學編碼器的角度值。

進一步地，所述拉力傳感器實時測量夯錘上升過程中的拉力值。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型實現了夯沉量、累計夯沉量、落距、錘重、夯擊能數據的精準採集和動態實時顯示，檢測結果不會受強夯機下陷等因素的影響而產生測量誤差，大大節省了人力、物力資源，降低了成本；

2、本實用新型具有精度高、可靠性高、操作方便等優點，能夠減少人為因素對測量結果精度和可靠性的影響；

3、本實用新型的檢測裝置在夜間或惡劣天氣下仍可進行作業，並不會因為外部環境的變化而影響測量精度；

4、本實用新型效率高、安裝方便，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型強夯機施工作業參數採集系統結構框圖；

圖2為本實用新型的整體結構示意圖；

圖3為本實用新型顯示器呈現的效果簡圖。

其中，1.可編程邏輯控制器PLC，2.拉力傳感器，3.信號接收裝置，4.信號發射裝置，5.光學編碼器，6.顯示器，7.蜂鳴器。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明：

如圖1、2所示，一種強夯機施工作業參數採集系統，該系統以強夯機為基礎，包括可編程邏輯控制器PLC1，拉力傳感器2，信號接收裝置3，信號發射裝置4，光學編碼器5，顯示器6，蜂鳴器7；

可編程邏輯控制器PLC1與信號接收裝置3、光學編碼器5、拉力傳感器2、蜂鳴器7和顯示器6分別連接，信號接收裝置3與信號發射裝置4通信；

光學編碼器5輸入端與夯錘錘鉤上方的滑輪、可編程邏輯控制器PLC1連接，輸出端與可編程邏輯控制器PLC1連接；拉力傳感器2輸入端與鋼絲繩連接，輸出端與可編程邏輯控制器PLC1連接；信號接收裝置3接收信號發射裝置4的信號輸出端與可編程邏輯控制器PLC1連接；蜂鳴器7輸入端與可編程邏輯控制器PLC1連接；顯示器6輸入端與可編程邏輯控制器PLC1連接；

可編程邏輯控制器PLC1實時接收信號接收裝置3、拉力傳感器2、光學編碼器5所傳遞的信號；信號發射裝置4在強夯機作業過程中始終發射信號；信號發射裝置4設置水準氣泡，能夠調平和瞄準；信號發射裝置4在強夯機作業過程中始終向外發射一條水平的線型信號，保證機械在施工過程中可能存在的傾斜的情況下信號接收裝置3始終能夠接收到信號。

信號接收裝置3在可編程邏輯控制器PLC1和拉力傳感器2的控制下只在夯錘提升過程中接收信號發射裝置4發射出的信號，當信號接收裝置3接收到信號時，可編程邏輯控制器PLC1記錄此時的光學編碼器5的角度值；拉力傳感器2實時測量夯錘上升過程中的拉力值，當拉力值大於T/2(T為夯錘錘重)時，可編程邏輯控制器PLC1啟動光學編碼器5並記錄此時的角度值，當拉力值等於T/4(T為夯錘錘重)時，可編程邏輯控制器PLC1終止光學編碼器5，並記錄此時的角度值；顯示器在夯擊過程中能夠實時顯示夯擊曲線圖，如圖3所示。

根據拉力傳感器採集的拉力值可以得到夯錘錘重，根據光學編碼器記錄的角度值可以得到夯錘落距，根據夯錘錘重和夯錘落距可以得到夯擊能。根據夯錘的上升高度可以得到夯沉量。

夯錘在提升過程中，當信號接收器裝置3接收到信號後，可編程邏輯控制器PLC1計算此時的上升高度，並得到前一擊的夯沉量，當最後兩次夯擊的平均夯沉量小於預先設定的止夯標準時，蜂鳴器7發出警報，此時駕駛員即可停止提升夯錘並更換下一夯點。

需要說明的是，本實用新型中涉及到的可編程邏輯控制器PLC採用市面上現有的控制器即可以實現，無需對控制器本身進行改進。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。