[發明專利]礫石土料摻配過程信息自動采集裝置

在審

• 申請號: 201710104552.0
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106774097A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王曉玲;鄧韶輝;崔博;關濤;劉明輝
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;G01S19/14;G08C17/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 吳學穎

技術領域

本發明涉及一種信息采集設備，更具體的說，是涉及一種礫石土料摻配過程信息采集裝置。

背景技術

在土質心墻堆石壩的設計中，起防滲作用的心墻土料的選擇與設計至關重要。礫石土在自然界分布廣泛，具有壓實性能好、填筑密度大、抗剪強度高、沉降變形小和承載力高的工程特性，因此在堆石壩防滲體中得到了廣泛應用。目前已建和在建的高心墻堆石壩中，基本上都已礫石土作為心墻防滲料。高心墻礫石土堆石壩的心墻填筑方量常以百萬方為量級，但現場開挖土石料級配多不能滿足設計要求，無法直接上壩使用。通過將現場取得的粗、細兩種級配礫石土料按一定比例進行摻配，使顆粒級配滿足設計要求后才能上壩使用。

礫石土料的摻配通常采用正、反鏟機械，摻配次數是決定摻配料最終是否滿足涉及要求的重要因素。然而，常規的依靠監理員和施工員人為控制摻配次數，由于受人為因素干擾大，管理粗放，故質量控制的精度不高。因此，對心墻堆石壩礫石土摻配過程信息進行實時自動采集，進而對礫石土的摻配過程進行在線監控，對于實現工程精細化管理、確保施工質量具有十分重要的意義。

目前，國內外并沒有用于心墻堆石壩礫石土料摻配過程信息自動采集的裝置，無法滿足工程實際應用的需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種實時的、全天候、高精度、全自動的礫石土料摻配過程信息采集裝置，實時采集摻配機械的動態位置信息、定位時間信息、摻配機械大臂作業狀態信息和摻配機械小臂作業狀態信息。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的礫石土料摻配過程信息采集裝置，包括電源模塊，所述電源模塊連接有GPS定位模塊、機械大臂作業狀態監控模塊、機械小臂作業狀態監控模塊和無線傳輸模塊；所述無線傳輸模塊包括無線通訊的電臺發送模塊和電臺接收模塊，所述電臺發送模塊連接有CPU中央處理器，所述CPU中央處理器分別連接GPS定位模塊、機械大臂作業狀態監控模塊和機械小臂作業狀態監控模塊；所述電臺接收模塊連接有串口轉以太網模塊，所述串口轉以太網模塊與總控中心服務器通過預置網絡進行通信。

所述電源模塊包括依次連接的電源濾波電路、DC-DC非隔離降壓模塊和輸出電源濾波及去紋波電壓電路，所述電源濾波電路的輸入端連接摻配機械的輸出電源，所述輸出電源濾波及去紋波電壓電路輸出的直流電壓為GPS定位模塊、機械大臂作業狀態監控模塊、機械小臂作業狀態監控模塊和無線傳輸模塊供電。

所述GPS定位模塊的衛星天線和差分電臺天線、無線傳輸模塊的外置天線均設置于摻配機械駕駛室頂部。

所述機械大臂作業狀態監控模塊和機械小臂作業狀態監控模塊均采用傾角傳感器，所述機械大臂作業狀態監控模塊設置于摻配機械大臂中心處，所述機械小臂作業狀態監控模塊設置于摻配機械小臂中心處。

所述CPU中央處理器與機械大臂作業狀態監控模塊通過RS232進行通信，所述CPU中央處理器與機械小臂作業狀態監控模塊通過RS232進行通信，所述CPU中央處理器與GPS定位模塊通過RS232進行通信。

所述電源模塊、GPS定位模塊、機械大臂作業狀態監控模塊、機械小臂作業狀態監控模塊和無線傳輸模塊設置于設備集成機箱內部，且各模塊間設置有隔板。

與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：

(1)本發明中，GPS定位模塊獲取摻配機械的位置信息和定位時間信息，發送給CPU中央處理器，另外，機械大臂作業狀態監控模塊和機械小臂作業狀態監控模塊采集得到大、小臂的橫滾角和俯仰角，CPU中央處理器將橫滾角和俯仰角經過數學運算后得到摻配機械大臂傾角、小臂傾角、大臂旋轉角和小臂旋轉角，CPU中央處理器對摻配機械的位置信息、定位時間信息、大臂作業狀態信息和小臂作業狀態信息進行處理，獲取符合網絡上傳送的數據包，根據CPU中央處理器的指令將數據包調制成無線通迅信號發送給預置網絡Internet，預置網絡根據無線通迅信號中包含的目的地IP地址發送到總控中心服務器；

(2)本發明適應了摻配作業的施工特點，符合心墻堆石壩對礫石土摻配過程的高控制要求，而且實時采集摻配機械作業的大、小臂作業狀態，為全面監控心墻堆石壩礫石土摻配質量提供了數據基礎；

(3)本發明集成無線傳輸模塊，實現了動態數據的遠程實時傳送，并經數據防丟包處理，數據傳輸穩定性好，為礫石土摻配質量的遠程全天候實時監控提供了條件。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。