[發明專利]強夯機夯深測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201310165928.0
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103471541A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉成良;陶建峰;吳亞瑾;楊海燕;覃程錦
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;E02D3/046
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，具體地，涉及一種強夯機夯深測量裝置及測量方法。?

背景技術

強夯機（dynamic?compaction）是工程機械領域中一種重要的夯實機械，在開山填淤、圍海造田、山區回填、機場建設等地基處理中具有廣泛的應用。強夯機的工作過程是反復將80-400KN的錘（最重的達2000kN）起吊到8-25m高度后使其自由下落，巨大的勢能形成強大的沖擊力，進而提高地基的強度、降低壓縮性、改善抵抗震動液化能力、消除濕陷性等。?

現有的夯深自動測量（compaction?depth）方法有以下幾種：中國發明專利（申請號：201010511427.X）公開了一種基于激光測距與圖像識別的強夯工程自動監測方法，該方法采用激光測量方式測量夯沉量，由于現場工況惡劣，泥土飛濺，容易遮擋激光，實際應用效果不佳。中國發明專利（申請號：200920245491.0）采用起重機臂壓力變形的測量控制光廣電編碼器讀數以計算繩長，獲取夯沉量，，該系統比較復雜，而且施工現場風大，對起重機臂的壓力變形影響較大，故而施工現場的環境適應性較差。另一項中國發明專利（申請號：201110112066.6），通過測量卷揚馬達壓力信號，觸發光電編碼器計數獲取繩長，進而計算夯沉量；該方法具有一定的適用性，但是，由于馬達油壓受夯錘吸附力影響，基準油壓（即光電編碼器開始計數時的油壓）波動性較大，測量精度重復性差。?

發明內容

鑒于現有自動夯深測量方式的局限性，本發明提出一種新的夯深測量裝置和夯深測量方法。?

本發明所述的強夯機夯深測量裝置包括：夯錘位置觸發傳感器、無線信號發射器、無線信號接收器、PLC、編碼器和顯示器，其中：夯錘位置觸發傳感器設置在強夯?機夯錘上，夯錘位置觸發傳感器的輸出端與無線信號發射器連接；無線信號發射器與無線信號接收器通信連接，無線信號接收器輸出端連接PLC；編碼器輸入端連接卷揚，輸出端連接PLC；顯示器與PLC連接。?

優選地，夯錘位置觸發傳感器包括夯錘位置感知機構和觸發元件，夯錘位置感知機構與觸發元件連接，觸發元件與無線信號發射器連接。?

優選地，夯錘位置感知機構包括動桿和彈簧，彈簧設置在動桿內腔，一端與動桿內底連接，另一端與夯錘連接。?

優選地，觸發元件為光電開關、電磁式開關或接近開關。?

優選地，動桿的底面低于夯錘底面。?

優選地，夯錘底部中心處設置有安裝孔，夯錘位置觸發傳感器設置在安裝孔內。?

優選地，無線信號接收器集成在PLC上，無線信號發射器集成在夯錘位置觸發傳感器上。?

基于本發明夯深測量裝置的夯深測量方法包括以下步驟：?

步驟1：PLC設定夯錘下落高度H和預定夯沉量s；?

步驟2：根據設定的夯錘下落高度H設定夯擊最高限位；?

步驟3：夯打，當夯錘降落至地面后，PLC計算繩長值L并發送至顯示屏顯示，測量兩次后計算差值得到夯深量s’。?

優選地，步驟2具體包括以下步驟：?

步驟201：自由下落夯錘，當夯錘底面接觸地面時，夯錘位置觸發傳感器觸發，PLC記錄觸發時編碼器的角度φ；?

步驟202：依據測量得到的φ和設定夯擊高度H，計算出對應的編碼器角度值；?

步驟203：PLC記錄??????????????????????????????????????????????????，并將其作為此后每次擊打的提升高度基準。?

優選地，步驟3具體包括以下步驟：?

步驟301：下落夯錘；PLC依據編碼器的輸出實時監測下落繩長L，當夯錘底面接觸地面時，夯錘位置觸發傳感器觸發，PLC記錄傳感器觸發時編碼器的角度???，計算獲得繩長L1，并發送至顯示器進行顯示；?

步驟302：夯錘穩定后，提升夯錘，當編碼器的角度轉至???時，停止提升，換向，下落夯錘，PLC實時監測下落時的繩長L，當夯錘底面接觸地面時，夯錘位置觸發傳感器觸發，PLC記錄傳感器觸發時編碼器的角度???，并計算獲得繩長L2；?

步驟303：PLC自動完成s’=L2-L1的計算，并將s’和L2的值發送到顯示屏上顯示；?

步驟304：將s’與設定s值比較，若s’>s，則重復步驟302與步驟303，直至s’<s；若s’<s，則完成夯擊工作。?