本發(fā)明涉及一種基于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的混凝土灌注監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁工藝在我國(guó)得到了充分發(fā)展，這種工藝不僅廣泛用在房建領(lǐng)域中的多層和高層建筑復(fù)合地基處理上，其還用于在變形要求較嚴(yán)的路基加固上。

盡管該工藝得到了系統(tǒng)發(fā)展，并廣泛應(yīng)用在工程實(shí)際，但是目前長(zhǎng)螺旋施工中的混凝土灌注量沒(méi)有有效手段進(jìn)行監(jiān)控，只能憑借人工經(jīng)驗(yàn)估測(cè)樁身混凝土灌注質(zhì)量，導(dǎo)致了實(shí)際應(yīng)用中存在以下問(wèn)題：

（1）混凝土沒(méi)有到達(dá)管底或管內(nèi)，混凝土量沒(méi)有達(dá)到要求，就開(kāi)始提鉆桿，導(dǎo)致樁端孔壁塌落，降低樁端承載力；

（2）提升鉆桿過(guò)快，這可能產(chǎn)生縮頸斷樁或樁徑偏小而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況。此種情況當(dāng)檢查出來(lái)時(shí)，就形成了工程質(zhì)量事故，造成經(jīng)濟(jì)損失；當(dāng)檢查不出來(lái)的時(shí)候，就會(huì)埋伏下工程質(zhì)量隱患；

（3）拔管過(guò)慢又會(huì)造成水泥漿分布不均，樁身強(qiáng)度不足或形成混合料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足或管路堵塞，形成資源的浪費(fèi)與工期的延誤；

（4）樁頂灌注不能很好控制，導(dǎo)致超灌，資源浪費(fèi)；或少灌，導(dǎo)致樁的質(zhì)量問(wèn)題。

綜上所述，亟需設(shè)計(jì)一種基于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的混凝土灌注監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土灌注量和樁身灌注質(zhì)量，提升工程施工管理水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為解決目前環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)儀測(cè)量參數(shù)單一，人機(jī)交互不方便，實(shí)用性差的技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的混凝土灌注監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)模塊、控制處理模塊、遠(yuǎn)程服務(wù)器、顯示模塊、通訊模塊、報(bào)警模塊及移動(dòng)終端；

所述監(jiān)測(cè)模塊與所述控制處理模塊連接，所述監(jiān)測(cè)模塊用于檢測(cè)所述長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的工作狀態(tài)參數(shù)，并將所述工作狀態(tài)參數(shù)傳送至所述控制處理模塊；

所述控制處理模塊用于采集、處理和存儲(chǔ)所述工作狀態(tài)參數(shù)，將處理結(jié)果發(fā)送至所述顯示模塊，并將處理結(jié)果通過(guò)所述通訊模塊發(fā)送至所述遠(yuǎn)程服務(wù)器，所述處理結(jié)果包括數(shù)據(jù)和指令；

所述遠(yuǎn)程服務(wù)器用于接收、存儲(chǔ)和處理所述控制處理模塊及移動(dòng)終端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)及指令；

所述移動(dòng)終端通過(guò)所述通訊模塊分別連接至所述控制處理模塊和遠(yuǎn)程服務(wù)器，用于發(fā)送長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)工作所需數(shù)據(jù)及指令，并用于接收所述控制處理模塊和所述遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)來(lái)的指令；

所述報(bào)警模塊包括信號(hào)燈和揚(yáng)聲器，用于接收所述控制處理模塊發(fā)來(lái)的報(bào)警指令并發(fā)出聲光提醒信號(hào)；

所述監(jiān)測(cè)模塊包括混凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器、孔深監(jiān)測(cè)傳感器、動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器、桅桿傾角傳感器、鉆機(jī)機(jī)身姿態(tài)傳感器、混凝土輸送泵端壓力傳感器和混凝土輸送泵端電壓電流傳感器；

所述控制處理模塊對(duì)各所述傳感器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出單位樁長(zhǎng)混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在所述顯示模塊上顯示，為調(diào)整長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的鉆桿升降速度提供參考；

所述控制處理模塊通過(guò)計(jì)算各所述傳感器的采集數(shù)據(jù)判斷長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的工作狀態(tài)是否正常，若狀態(tài)異常，則所述控制處理模塊向所述報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令，并通過(guò)所述通訊模塊將所述報(bào)警指令發(fā)送至所述移動(dòng)終端和遠(yuǎn)程服務(wù)器。

進(jìn)一步地，所述混凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器為電磁流量計(jì)或超聲流量計(jì)，其設(shè)置在混凝土輸送管道、長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)動(dòng)力頭或長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆桿上，用于監(jiān)測(cè)鉆孔的混凝土灌注量。

進(jìn)一步地，所述孔深監(jiān)測(cè)傳感器為編碼器、成對(duì)接近開(kāi)關(guān)、激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀和紅外測(cè)距儀中的一種，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)或長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)桅桿上，用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度。

進(jìn)一步地，所述桅桿傾角傳感器為單軸傾角傳感器、雙軸傾角傳感器、加速度計(jì)、固體擺式傾角傳感器、液體擺式傾角傳感器和氣體擺式傾角傳感器中的一種，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆桿內(nèi)部或外部，用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)桅桿的傾斜度。

進(jìn)一步地，所述鉆機(jī)機(jī)身姿態(tài)傳感器為陀螺儀、加速度計(jì)、電子羅盤(pán)、磁傳感器中和GNSS設(shè)備中的一種，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)機(jī)身內(nèi)部或外部，用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)機(jī)身姿態(tài)。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器為接近開(kāi)關(guān)、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流傳感器和激光轉(zhuǎn)速傳感器中的一種，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)動(dòng)力頭上，用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)終端為筆記本電腦、手機(jī)、PDA和平板電腦中的一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明可實(shí)時(shí)顯示長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的施工情況，監(jiān)控混凝土灌注量、樁身灌注質(zhì)量、混凝土輸送泵工作狀態(tài)，并以圖形和數(shù)據(jù)的形式在顯示器界面上顯示，便于操作手和施工管理人員對(duì)施工機(jī)械工作狀態(tài)和灌樁質(zhì)量的掌握，提升工程施工管理水平。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中圓圈圈出部分的局部放大圖。

圖中，1.控制處理模塊；2.孔深監(jiān)測(cè)傳感器；3.混凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器；4.接近開(kāi)關(guān)；5.動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器；6.通訊模塊；7.報(bào)警模塊；8.桅桿傾角傳感器；9.機(jī)身姿態(tài)傳感器。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作優(yōu)選詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-3所示，本發(fā)明的基于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的混凝土灌注監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)模塊，控制處理模塊1，遠(yuǎn)程服務(wù)器，顯示模塊，通訊模塊6，報(bào)警模塊7及移動(dòng)終端；控制處理模塊1將各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算，通過(guò)各傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出單位樁長(zhǎng)混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在顯示器上顯示，為調(diào)整長(zhǎng)螺旋鉆桿升降速度提供參考。通過(guò)計(jì)算各傳感器數(shù)據(jù)得知鉆機(jī)工作狀態(tài)是否正常，狀態(tài)異常時(shí)向報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令，并通過(guò)通訊模塊給移動(dòng)終端和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)發(fā)送報(bào)警信息。通過(guò)桅桿傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得到施工時(shí)桅桿實(shí)時(shí)傾斜度。

其中，監(jiān)測(cè)模塊與控制處理模塊1連接，監(jiān)測(cè)模塊包括混凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器3、孔深監(jiān)測(cè)傳感器2、動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器5、桅桿傾角傳感器8、機(jī)身姿態(tài)傳感器9、混凝土輸送泵端壓力傳感器和混凝土輸送泵端電壓電流傳感器；

混凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器3包含但不限于電磁流量計(jì)、超聲流量計(jì)，其設(shè)置在混凝土輸送管道、長(zhǎng)螺旋動(dòng)力頭或長(zhǎng)螺旋鉆桿上，凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器3可與接近開(kāi)關(guān)4配合使用，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸至控制處理模塊1（如機(jī)載計(jì)算機(jī)）上；孔深監(jiān)測(cè)傳感器2包含但不限于編碼器、成對(duì)接近開(kāi)關(guān)4、激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀，其設(shè)置在鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)或鉆機(jī)桅桿上，通過(guò)直接或間接手段監(jiān)測(cè)長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)深度，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)1上；傾角傳感器包含但不限于單軸傾角傳感器、雙軸傾角傳感器、加速度計(jì)、固體擺式傾角傳感器、液體擺式傾角傳感器、氣體擺式傾角傳感器，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆桿內(nèi)部或外部，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線的方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)上；機(jī)身姿態(tài)傳感器9包含但不限于陀螺儀、加速度計(jì)、電子羅盤(pán)、磁傳感器中和GNSS（Global Navigation Satellite System，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）設(shè)備，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)機(jī)身內(nèi)部或外部，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線的方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)上；動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器5包含但不限于接近開(kāi)關(guān)、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器，其設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)動(dòng)力頭，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)1上。

控制處理模塊1不限于機(jī)載計(jì)算機(jī)，其收集監(jiān)測(cè)模塊的數(shù)據(jù)及指令，處理并發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器及顯示模塊；

遠(yuǎn)程服務(wù)器用于接收、存儲(chǔ)、處理控制處理模塊及移動(dòng)終端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)及指令；機(jī)載計(jì)算機(jī)將收集到的各傳感器數(shù)據(jù)按實(shí)時(shí)和/或定時(shí)的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。

移動(dòng)終端用于發(fā)送長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)工作所需數(shù)據(jù)及指令，用于接收機(jī)載計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)來(lái)的各種指令；其包含但不限于筆記本電腦、手機(jī)、PDA、平板電腦。

顯示模塊包括機(jī)載顯示器，用于顯示鉆機(jī)施工數(shù)據(jù)、參數(shù)及、狀態(tài)及混凝土輸送泵狀態(tài)；報(bào)警模塊7包括信號(hào)燈和揚(yáng)聲器，用于發(fā)出聲光信號(hào)提醒；通訊模塊6用于機(jī)載計(jì)算機(jī)1與遠(yuǎn)程服務(wù)器、機(jī)載計(jì)算機(jī)1與移動(dòng)終端的通信。

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，在該實(shí)施例中，通訊模塊6、報(bào)警模塊7設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的操作室上，控制處理模塊1為機(jī)載計(jì)算機(jī)，機(jī)載計(jì)算機(jī)與機(jī)載顯示器為一體設(shè)置；孔深監(jiān)測(cè)傳感器2設(shè)置在鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)上，通過(guò)直接手段監(jiān)測(cè)長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)深度，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)1上。

圖3是圖2中圈出部分的局部放大圖，流量監(jiān)測(cè)傳感器3設(shè)置在長(zhǎng)螺旋動(dòng)力頭上，凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器3與接近開(kāi)關(guān)4配合使用，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)上；動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器5設(shè)置在長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)動(dòng)力頭，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)載計(jì)算機(jī)上。

機(jī)載計(jì)算機(jī)將各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算，通過(guò)混凝土流量監(jiān)測(cè)傳感器3及孔深監(jiān)測(cè)傳感器2數(shù)據(jù)計(jì)算得出單位樁長(zhǎng)混凝土灌注量，并將樁形以圖形形式在顯示器上顯示，為調(diào)整長(zhǎng)螺旋鉆桿升降速度提供參考，機(jī)載計(jì)算機(jī)將收集到的各傳感器數(shù)據(jù)按實(shí)時(shí)和/或定時(shí)的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器；遠(yuǎn)程服務(wù)器，用于收集、存儲(chǔ)、處理長(zhǎng)螺旋控制處理模塊1、個(gè)人計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端發(fā)送來(lái)的各種數(shù)據(jù)和指令；個(gè)人計(jì)算機(jī)，用于發(fā)送長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)工作所需數(shù)據(jù)和指令，個(gè)人計(jì)算機(jī)還用于接收長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器的各種工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與參數(shù)，并顯示輸出。

移動(dòng)終端用于發(fā)送長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)工作所需數(shù)據(jù)和指令，其還用于接收長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器的各種工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與參數(shù)，并顯示輸出，同時(shí)用于接收長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)發(fā)送的報(bào)警信息。

本發(fā)明可對(duì)灌樁混凝土量實(shí)時(shí)監(jiān)控、灌樁形狀以圖形化的形式顯示在顯示模塊上，并將機(jī)載計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)及施工參數(shù)、圖形傳送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。通過(guò)任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)或智能移動(dòng)終端調(diào)用服務(wù)器數(shù)據(jù)，便于操作手和施工、管理人員對(duì)施工機(jī)械工作狀態(tài)和于灌樁質(zhì)量及數(shù)量的掌握；可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速、動(dòng)力頭扭矩、鉆進(jìn)深度、鉆進(jìn)和升降速度、桅桿姿態(tài)等關(guān)鍵施工參數(shù)的準(zhǔn)確采集和顯示；可進(jìn)行長(zhǎng)螺旋施工關(guān)鍵數(shù)據(jù)及參數(shù)的存儲(chǔ)和備份，便于施工管理人員對(duì)于歷史施工數(shù)據(jù)的收集和管理，從根本上解決長(zhǎng)螺旋施工中存在的質(zhì)量問(wèn)題。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。