一种强夯机施工作业参数采集系统的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种包括夯沉量、累计夯沉量、落距、锤重、夯击能等强夯施工作业参数采集系统。

背景技术：

强夯法是通过重锤自由落下冲击土体，致使土体的孔隙压缩降低其压缩性，从而提高土体的强度。强夯法由于具有加固效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点，在地基、路基加固中被广泛采用。

在强夯施工过程中有诸多的施工控制参数，现行的《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)对于夯点夯击次数规定为：(1)最后两击的平均夯沉量应满足规范要求；(2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起；(3)不因夯坑过深而发生提锤困难。不难看出，最后两击的平均夯沉量是强夯施工过程中的止夯控制标准。

而在目前的强夯作业中，仍然依靠人工现场记录来实现上述夯沉量的逐次记录。此过程不仅繁琐耗费人力，且数据的可信度不高，在监管不严的情况下可能出现数据造假等现象，导致施工质量降低，从而引发严重的工程质量问题。其次，由于地面较为松软，在夯击过程中会因振动等因素不可避免的会导致强夯机下陷，因此，以强夯机本身作为基准的夯沉量检测，在实际测量过程中均会产生一定的测量误差，此误差对于施工质量的控制来说是不允许的。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种强夯机施工作业参数采集系统。该系统能够自动采集存储施工过程中精准的夯沉量、累计夯沉量、落距、锤重、夯击能等强夯施工作业参数随夯击过程的动态变化，测量结果不受强夯机下陷等因素的影响，便于对施工过程进行全程监控，保证工程质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种强夯机施工作业参数采集系统，包括：可编程逻辑控制器PLC、信号发射装置、信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器；

所述可编程逻辑控制器PLC与信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器分别连接，信号接收装置与信号发射装置通信；

所述光学编码器与夯锤锤钩上方的滑轮连接，拉力传感器与钢丝绳连接，信号接收装置设置在与夯锤锤钩连接的滑轮外侧处，所述信号发射装置设置在强夯影响范围之外并调平，并且对准强夯机。

进一步地，所述信号发射装置在强夯机作业过程中始终向外发射一条水平的线型信号，保证机械在施工过程中可能存在的倾斜的情况下信号接收装置始终能够接收到信号。

进一步地，所述信号接收装置只在夯锤提升过程中接收信号发射装置发射出的信号，当信号接收装置接收到信号时，可编程逻辑控制器PLC记录此时的光学编码器的角度值。

进一步地，所述拉力传感器实时测量夯锤上升过程中的拉力值。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型实现了夯沉量、累计夯沉量、落距、锤重、夯击能数据的精准采集和动态实时显示，检测结果不会受强夯机下陷等因素的影响而产生测量误差，大大节省了人力、物力资源，降低了成本；

2、本实用新型具有精度高、可靠性高、操作方便等优点，能够减少人为因素对测量结果精度和可靠性的影响；

3、本实用新型的检测装置在夜间或恶劣天气下仍可进行作业，并不会因为外部环境的变化而影响测量精度；

4、本实用新型效率高、安装方便，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型强夯机施工作业参数采集系统结构框图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型显示器呈现的效果简图。

其中，1.可编程逻辑控制器PLC，2.拉力传感器，3.信号接收装置，4.信号发射装置，5.光学编码器，6.显示器，7.蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1、2所示，一种强夯机施工作业参数采集系统，该系统以强夯机为基础，包括可编程逻辑控制器PLC1，拉力传感器2，信号接收装置3，信号发射装置4，光学编码器5，显示器6，蜂鸣器7；

可编程逻辑控制器PLC1与信号接收装置3、光学编码器5、拉力传感器2、蜂鸣器7和显示器6分别连接，信号接收装置3与信号发射装置4通信；

光学编码器5输入端与夯锤锤钩上方的滑轮、可编程逻辑控制器PLC1连接，输出端与可编程逻辑控制器PLC1连接；拉力传感器2输入端与钢丝绳连接，输出端与可编程逻辑控制器PLC1连接；信号接收装置3接收信号发射装置4的信号输出端与可编程逻辑控制器PLC1连接；蜂鸣器7输入端与可编程逻辑控制器PLC1连接；显示器6输入端与可编程逻辑控制器PLC1连接；

可编程逻辑控制器PLC1实时接收信号接收装置3、拉力传感器2、光学编码器5所传递的信号；信号发射装置4在强夯机作业过程中始终发射信号；信号发射装置4设置水准气泡，能够调平和瞄准；信号发射装置4在强夯机作业过程中始终向外发射一条水平的线型信号，保证机械在施工过程中可能存在的倾斜的情况下信号接收装置3始终能够接收到信号。

信号接收装置3在可编程逻辑控制器PLC1和拉力传感器2的控制下只在夯锤提升过程中接收信号发射装置4发射出的信号，当信号接收装置3接收到信号时，可编程逻辑控制器PLC1记录此时的光学编码器5的角度值；拉力传感器2实时测量夯锤上升过程中的拉力值，当拉力值大于T/2(T为夯锤锤重)时，可编程逻辑控制器PLC1启动光学编码器5并记录此时的角度值，当拉力值等于T/4(T为夯锤锤重)时，可编程逻辑控制器PLC1终止光学编码器5，并记录此时的角度值；显示器在夯击过程中能够实时显示夯击曲线图，如图3所示。

根据拉力传感器采集的拉力值可以得到夯锤锤重，根据光学编码器记录的角度值可以得到夯锤落距，根据夯锤锤重和夯锤落距可以得到夯击能。根据夯锤的上升高度可以得到夯沉量。

夯锤在提升过程中，当信号接收器装置3接收到信号后，可编程逻辑控制器PLC1计算此时的上升高度，并得到前一击的夯沉量，当最后两次夯击的平均夯沉量小于预先设定的止夯标准时，蜂鸣器7发出警报，此时驾驶员即可停止提升夯锤并更换下一夯点。

需要说明的是，本实用新型中涉及到的可编程逻辑控制器PLC采用市面上现有的控制器即可以实现，无需对控制器本身进行改进。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。