[發明專利]振搗機實時監測定位系統及方法

有效

• 申請號: 201310738341.4
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103711127A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 王仁坤;陳萬濤;邱向東;尹習雙;劉金飛;鐘桂良;賴剛;劉永亮
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D15/02
• 分類號: E02D15/02;E04G21/06;G01S19/14;G01B21/22
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 濮云杉

技術領域

本發明涉及用于水利工程混凝土工程澆筑施工質量控制的系統，具體的講是振搗機實時監測定位系統及方法。

背景技術

混凝土振搗是混凝土澆筑的關鍵工藝，工藝過程中振搗質量的監測與控制是混凝土質量控制的重要環節之一。目前施工現場振搗質量控制，是通過振搗棒的交錯插入來保證混凝土澆筑區域的全覆蓋，同時通過粗放的經驗方式來控制振搗棒插入位置、振搗間距、振后高程等過程控制參數，從而保證混凝土振搗密實。一般的經驗控制方式為：施工人員按照條帶方向依次有序進行振搗。但實際施工中，往往存在不按條帶法施工的現象，容易增加各工序之間的干擾，尤其是振搗工序中容易出現漏振、重復振搗、欠振等問題，可能產生質量缺陷且難以及時獲知和處理。這已成為混凝土振搗質量控制的通病，需要采用精細化、智能化的技術手段和設備有效的監測振搗位置、控制混凝土振搗質量。

振搗機是在混凝土澆筑施工過程中，為保證混凝土振搗施工效率和效果，將多個振搗棒集成安裝在可旋轉履帶車活動臂前端的一種振搗機械。振搗機作為大體積混凝土振搗的重要施工設備，其振搗施工的質量控制尤為關鍵。在振搗機振搗施工質量控制中，通過對振搗機的振搗棒進行精確定位是其振搗質量監控解決方案的基礎和前提。在實際對振搗機的振搗棒進行定位的過程中，需要考慮定位技術方案、定位傳感設備的安裝、定位坐標的解算等實施細節，確保定位結果精確可靠。

現有技術中主要依靠旁站監理通過旁站觀察判斷混凝土振搗的過程，對振搗機的位置判定采用參照倉面內相對固定物體目測距離的方式，定位精度低，且難以全程、連續監督振搗過程，容易出現有縫搭接、無序振搗的現象；且對振搗機定位過程以定性為主，受個人主觀因素影響明顯，缺乏準確的數據支撐。若施工過程中出現有縫搭接、振搗后高程超標而帶來的漏振等現象，難以準確的識別、實時糾正偏差及事后的追溯。這不利于振搗施工質量的管理，難以有效的保證混凝土澆筑施工質量。

發明內容

本發明提供了一種振搗機實時監測定位系統及方法，實時獲得振搗機上振搗棒的精確三維坐標信息，對振搗機進行監測定位，為振搗質量管理提供準確實時的數據支撐。

本發明振搗機實時監測定位系統，在振搗機的大臂上設有定向天線和定位天線，振搗機的小臂上設有角度傳感器，所述的定向天線、定位天線和角度傳感器均通過有線連接至監測定位主機，監測定位主機通過無線網絡與遠程服務器連接。

優選的，所述的定向天線設置在大臂的中部靠近駕駛室一側，且定向天線的底部位置高于駕駛室高度。將定向天線的設置位置盡量提高，能夠避免其它信號的干擾。

優選的，所述的定位天線設置在靠近大臂與小臂的連接關節處的頂端。將定位天線的設置位置盡量提高能夠保證定向天線與定位天線之間有足夠距離，以加強衛星定位信號的接收和避免信號干擾。

由于振搗機的大臂和小臂均是可運動的，為了保證天線的穩定性使相應的信號數據準確，優選的一種方式是將定向天線和定位天線與大臂間均設置為可旋轉連接，并均設有使其保持穩定的配重。這樣當大臂在上下運動時兩個天線都能保持原有的方向位置，不會歪斜。

進一步的，角度傳感器設于小臂靠近與大臂的連接關節處附近，使測得的角度數據更加準確。

本發明還提供了一種用于上述系統的振搗機實時監測定位方法，包括：

a．通過定向天線確定振搗機大臂與正北方向的水平夾角，通過定位天線接收衛星定位信號實時獲得定位天線處的坐標P(x,y,z)，通過角度傳感器實時獲取振搗機小臂與豎直方向的夾角；

b．根據所述水平夾角、定位天線的坐標P(x,y,z)、小臂與豎直方向的夾角，以及定位天線頂端至大臂與小臂的連接關節旋轉中心的距離，定位天線底端至振搗機的振搗臺架中心關節的距離，計算出振搗臺架上表面中心的坐標位置Q(x1,y1,z1)；

c．通過所述振搗臺架上表面中心的坐標位置Q(x1,y1,z1)和振搗臺架的三維形體數據，實時獲得振搗臺架上的每個振搗棒的坐標。

進一步的，定位天線通過接收GPS查分定位信號或北斗差分定位信號實時獲得定位天線處的坐標P(x,y,z)，也可以采用其它適合的定位方式。

進一步的，步驟b中是將所述的各種數據通過無線網絡發送到遠程服務器中進行計算獲得所述的坐標位置Q(x1,y1,z1)，以減少振搗機上的設備復雜度，提高計算的準確性和效率。