[發(fā)明專利]一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610983893.5
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106500770B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚占勇;滕顯飛;孫夢林
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;E02D3/046
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征是，包括：可編程邏輯控制器PLC、信號發(fā)射裝置、信號接收裝置、光學(xué)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(xué)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(fā)射裝置通信；

所述光學(xué)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(shè)置在與夯錘錘鉤連接的滑輪外側(cè)處，所述信號發(fā)射裝置設(shè)置在強(qiáng)夯影響范圍之外并調(diào)平，并且對準(zhǔn)強(qiáng)夯機(jī)；

所述可編程邏輯控制器PLC實時接收信號接收裝置、拉力傳感器以及光學(xué)編碼器所傳遞的信號，并根據(jù)接收的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與計算，確定止夯時刻。

2.如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征是，所述信號發(fā)射裝置能夠調(diào)平和瞄準(zhǔn)；所述信號發(fā)射裝置在強(qiáng)夯機(jī)作業(yè)過程中始終向外發(fā)射一條水平的線型信號，保證機(jī)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。

3.如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征是，所述信號接收裝置只在夯錘提升過程中接收信號發(fā)射裝置發(fā)射出的信號，當(dāng)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(xué)編碼器的角度值。

4.如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征是，所述拉力傳感器實時測量夯錘上升過程中的拉力值，當(dāng)拉力值大于T/2時，可編程邏輯控制器PLC啟動光學(xué)編碼器并記錄此時的角度值；當(dāng)拉力值等于T/4時，可編程邏輯控制器PLC終止光學(xué)編碼器，并記錄此時的角度值；其中，T為夯錘錘重。

5.一種如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)的工作方法，其特征是，包括以下步驟：

第一步：輸入夯錘錘重T、滑輪直徑D和預(yù)定的最后兩擊的平均夯沉量S₀；

第二步：強(qiáng)夯機(jī)在提升夯錘時，拉力傳感器將采集到的拉力信號實時傳輸至可編程邏輯控制器PLC，當(dāng)拉力值大于預(yù)先設(shè)定的T/2時，可編程邏輯控制器PLC隨即啟動光學(xué)編碼器工作，并記錄此時的角度值

第三步：夯錘在提升過程中，信號接收裝置接收到信號發(fā)射裝置發(fā)射出的信號時，將信號傳遞至可編程邏輯控制器PLC，可編程邏輯控制器PLC記錄此時光學(xué)編碼器的角度值和拉力傳感器采集的拉力值F₁，計算此時夯錘上升的高度h₁；

第四步：當(dāng)夯錘上升至指定高度后，脫鉤下落完成一次夯擊，當(dāng)拉力傳感器拉力值減為T/4時，可編程邏輯控制器PLC終止光學(xué)編碼器的工作，并記錄此時的角度值計算此時夯錘上升的高度H₁，即夯錘落距；

第五步：重復(fù)第三步至第四步完成第二擊，其中，記錄的夯錘上升高度分別為h_n、H_n，n為夯擊次數(shù)；

第六步：計算每一擊的夯沉量S_n、累計夯沉量L_n和夯擊能W_n，n為夯擊次數(shù)；

第七步：將每一擊的夯沉量S_n、累計夯沉量L_n和夯擊能W_n發(fā)送至顯示器進(jìn)行實時成圖顯示；

第八步：重復(fù)第六步至第七步，直至最后兩次夯擊的平均夯沉量小于預(yù)先設(shè)定的夯沉量S₀，此時蜂鳴器發(fā)出警報，夯擊終止。

6.如權(quán)利要求5所述的一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)的工作方法，其特征是，所述夯沉量S_n的計算方法為：第n+1次夯擊夯錘上升的高度h_n+1與第n次夯擊夯錘上升的高度h_n之差。

7.如權(quán)利要求5所述的一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)的工作方法，其特征是，所述累計夯沉量L_n的計算方法為：n次夯沉量的累加和。

8.如權(quán)利要求5所述的一種強(qiáng)夯機(jī)施工作業(yè)參數(shù)采集系統(tǒng)的工作方法，其特征是，所述夯擊能W_n的計算方法為：夯錘錘重F_n與落距H_n的乘積。