一種智能化振搗棒裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于混凝土澆筑設備技術領域，用于在混凝土澆筑施工中對混凝土的振搗質(zhì)量進行實時監(jiān)控，具體涉及一種智能化的振搗棒裝置。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)機械化程度越來越高，人們對工作質(zhì)量的監(jiān)測手段自動化的需求程度也越來越高。傳統(tǒng)的土木工程建設，需要不斷地發(fā)展自動化監(jiān)測系統(tǒng)。而在土木工程建設中，基礎的混凝土施工的質(zhì)量尤為重要，對新拌混凝土澆筑振搗效果的可靠測試與整體評價是混凝土質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一。在混凝土施工質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中，振搗棒的工作狀態(tài)的判定、插入深度的測量、施工位置的實時定位是必不可少的。
[0003]目前施工現(xiàn)場振搗質(zhì)量控制，是通過施工人員的經(jīng)驗來控制振搗棒的插入位置、插入深度、振搗間距等過程控制參數(shù)，從而保證混凝土振搗密實。實踐操作中，工人移動振搗點時，無法做到位置、深度及振搗時間的精準把握，往往多為經(jīng)驗操作，隨意性強，受人為因素與工作條件影響很大;一旦出現(xiàn)欠振、過振及漏振，振搗將不能滿足施工質(zhì)量要求、留下質(zhì)量缺陷且無法及時獲知。這已成為影響混凝土澆筑振搗質(zhì)量的瓶頸問題，雖然已有一些振搗深度和振搗狀態(tài)的檢測方法，但目前國內(nèi)外并無精確有效的技術解決方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型根據(jù)現(xiàn)有技術的不足公開了一種智能化振搗棒裝置。本實用新型要解決的問題是提供一種可以較精確檢測振搗深度、跟蹤振搗狀態(tài)，應用于混凝土精細化施工系統(tǒng)中的智能振搗棒裝置。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]智能化振搗棒裝置，包括振搗棒和與振搗棒驅(qū)動連接的電機，其特征在于:所述振搗棒橫截面為多層包裹的圓形、由中心向外依次是傳動軸、內(nèi)層橡膠層、尼龍加固層和外層橡膠層，在內(nèi)層橡膠層與外層橡膠層之間對稱固定有霍爾傳感器，霍爾傳感器沿振搗棒軸向安裝有多組并通過信號線與深度測試裝置傳輸連接;所述振搗棒還安裝有用于振搗棒狀態(tài)信息檢測的狀態(tài)測試裝置。
[0007]所述霍爾傳感器采用LN4913芯片，二片為一組于振搗棒橫截面對稱布置，沿振搗棒軸向每組之間間距為7CM，霍爾傳感器采用串行供電結構，每組傳感器為一路并通過信號線送入深度測試裝置。
[0008]所述深度測試裝置包括獨立供電的鋰電池、采集霍爾傳感器組的開關量信號并實時計算振搗棒插入深度的MSP430單片機、將計算結果送出的射頻無線串口模塊。
[0009]所述狀態(tài)測試裝置包括采集電動機工作電流的交流電流互感器、濾波及A/D轉(zhuǎn)換模塊、根據(jù)預先整定的電流閾值進行計算判別的MSP430單片機、將計算判別結果送出的射頻無線模塊。
[0010]本實用新型提出了一種將振搗棒的工作狀態(tài)及工作位置實時檢測裝置，包括:智能化振搗棒裝置的結構;霍爾傳感器在振搗棒中的安裝設計；深度測試裝置的設計和狀態(tài)測試裝置的設計。
[0011]在本監(jiān)測系統(tǒng)中，振搗棒的工作狀態(tài)包括:空載，是指振搗棒上電后未插入混凝土時的工作狀態(tài);有載，是指振搗棒上電后完全插入混凝土中的狀態(tài);插入深度，是指振搗棒插入混凝土后棒頭到混凝土表面的距離。
[0012]設計此裝置的目的就是為了實時監(jiān)測混凝土振搗的狀態(tài)，防止欠振、漏振、過振的情況發(fā)生，特別是漏振和欠振這兩種情況。而衡量混凝土振搗以后狀態(tài)的主要指標是其被振搗的時間。
[0013]在狀態(tài)測試裝置中，對于負載電流，通過交流互感器和轉(zhuǎn)換電路將電流按固定比例轉(zhuǎn)換成電壓，然后通過單片機進行A/D采集，按照負載電流的變化規(guī)律來區(qū)分振搗棒的工作狀態(tài)。
[0014]在深度檢測裝置中，通過對霍爾傳感器的開關信號進行采集，計算出振搗棒棒頭插入的深度，最終狀態(tài)信息都會通過射頻模塊發(fā)送到控制中心。
[0015]本實用新型提出的一種智能化振搗棒裝置，其優(yōu)點在于:本實用新型提出的智能化振搗棒裝置同時實現(xiàn)了對振搗棒位置、深度及振搗時間的精準測量，避免出現(xiàn)欠振、過振及漏振的現(xiàn)象;本實用新型通過無線射頻數(shù)據(jù)傳輸，大大簡化了裝置結構的復雜度;本實用新型結構簡潔，使用者容易掌握并應用在混凝土施工中。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型智能化振搗棒裝置布置結構圖；
[0017]圖2是本實用新型智能化振搗棒橫截面結構布置示意圖；
[0018]圖3是本實用新型深度測試裝置框圖；
[0019]圖4是本實用新型狀態(tài)測試裝置框圖。
[0020]圖中，I是振搗棒棒頭，2是霍爾傳感器，3是振搗棒，31是傳動軸，32是內(nèi)層橡膠層，33是尼龍加固層，34是外層橡膠層，4是電機，5是狀態(tài)測試裝置，6是深度測試裝置，7是信號線。
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例對本實用新型進行具體的描述，實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員根據(jù)本實用新型的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整也屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]結合圖1至圖4。
[0023]智能化振搗棒裝置，包括振搗棒3和與振搗棒3驅(qū)動連接的電機4，振搗棒3橫截面為多層包裹的圓形、由中心向外依次是傳動軸31、內(nèi)層橡膠層32、尼龍加固層33和外層橡膠層34，在內(nèi)層橡膠層32與外層橡膠層34之間對稱固定有霍爾傳感器2，霍爾傳感器2沿振搗棒3軸向安裝有多組并通過信號線7與深度測試裝置6傳輸連接;振搗棒3還安裝有用于振搗棒狀態(tài)信息檢測的狀態(tài)測試裝置5。
[0024]本實用新型霍爾傳感器2可以采用LN4913芯片，二片為一組于振搗棒3橫截面對稱布置，沿振搗棒3軸向每組之間間距為7CM，霍爾傳感器2采用串行供電結構，每組傳感器為一路并通過信號線7送入深度測試裝置6。
[0025]深度測試裝置6包括獨立供電的鋰電池、采集霍爾傳感器組的開關量信號并實時計算振搗棒3插入深度的MSP430單片機、將計算結果送出的射頻無線串口模塊。
[0026]狀態(tài)測試裝置5包括采集電動機工作電流的交流電流互感器、濾波及A/D轉(zhuǎn)換模塊、根據(jù)預先整定的電流閾值進行計算判別的MSP430單片機、將計算判別結果送出的射頻無線模塊。
[0027]如圖1所示，智能化振搗棒裝置布置結構示意圖，霍爾傳感器2沿振搗棒3軸向安裝并通過信號線7與深度測試裝置6傳輸連接，本例霍爾傳感器2采用LN4913芯片，二片為一組，共安裝30組，每組之間間距為7CM，所有傳感器采用串行供電方式，每組傳感器為一路，共30路信號并行送入MSP430單片機。根據(jù)使用狀態(tài)需要，通常振搗棒棒頭I前端均插入混凝土層中，故在振搗棒棒頭I前端部沒有布置霍爾傳感器2。
[0028]如圖1所示，將深度測試裝置6安裝在振搗棒3的末端，不改變振搗棒3原來的外觀和機械特性。將狀態(tài)測試裝置5安裝在電機4上端。這兩個裝置以射頻無線方式將測試數(shù)據(jù)發(fā)出。
[0029]振搗棒橫截面結構及霍爾傳感器安裝如圖2所示，由里及外分別是傳動軸31、內(nèi)層橡膠層32、尼龍加固層33和外層橡膠層34，在內(nèi)層橡膠層32與外層橡膠層34之間對稱固定有兩片霍爾傳感器2。
[0030]深度測試裝置框圖如圖3所示，CUP采用低功耗MSP430F149芯片，供電采用可重復充電的2000MAH3.7V鋰電池；30路開關量信號輸入單片機MSP430F149的Pl 口、P2 口、P4 口和P5 口，單片機程序采用循環(huán)查表方式進行，確定每個傳感器的相對位置，根據(jù)每個傳感器位置間的距離，實時計算出當前振搗棒的插入深度，通過射頻無線模塊將計算結果發(fā)送出。射頻無線模塊采用WSN-1101無線數(shù)傳模塊，工作頻率為433MHz，波特率為9600bit/s。
[0031]狀態(tài)測試裝置框圖如圖4所示。CUP采用低功耗MSP430F149芯片，供電采用可重復充電的2000MAH3.7V鋰電池；電流互感器采用2000:1的高精度線性互感器，安裝在電機動力三相電源中其中一相上。采集的交流電流信號經(jīng)橋式整流及LM158調(diào)理送入MSP430F149的A/D輸入端。單片機程序由40點交流采樣、軟件濾波、閾值整定、計算判別和串口發(fā)送等組成。實時計算出當前振搗棒的插入或拔出狀態(tài)，通過射頻無線模塊將計算結果發(fā)送出。射頻無線模塊采用WSN-1101無線數(shù)傳模塊，工作頻率為433MHz，波特率為9600bit/s。
【主權項】
1.一種智能化振搗棒裝置，包括振搗棒(3)和與振搗棒(3)驅(qū)動連接的電機(4)，其特征在于:所述振搗棒(3)橫截面為多層包裹的圓形、由中心向外依次是傳動軸(31)、內(nèi)層橡膠層(32)、尼龍加固層(33)和外層橡膠層(34)，在內(nèi)層橡膠層(32)與外層橡膠層(34)之間對稱固定有霍爾傳感器(2)，霍爾傳感器(2)沿振搗棒(3)軸向安裝有多組并通過信號線(7)與深度測試裝置(6)傳輸連接;所述振搗棒(3)還安裝有用于振搗棒狀態(tài)信息檢測的狀態(tài)測試裝置(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的智能化振搗棒裝置，其特征在于:所述霍爾傳感器(2)采用LN4913芯片，二片為一組于振搗棒(3)橫截面對稱布置，沿振搗棒(3)軸向每組之間間距為7CM，霍爾傳感器(2)采用串行供電結構，每組傳感器為一路并通過信號線(7)送入深度測試裝置(6)。3.根據(jù)權利要求2所述的智能化振搗棒裝置，其特征在于:所述深度測試裝置(6)包括獨立供電的鋰電池、采集霍爾傳感器組的開關量信號并實時計算振搗棒(3)插入深度的MSP430單片機、將計算結果送出的射頻無線串口模塊。4.根據(jù)權利要求2所述的智能化振搗棒裝置，其特征在于:所述狀態(tài)測試裝置(5)包括采集電動機工作電流的交流電流互感器、濾波及A/D轉(zhuǎn)換模塊、根據(jù)預先整定的電流閾值進行計算判別的MSP430單片機、將計算判別結果送出的射頻無線模塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能化振搗棒裝置。包括振搗棒和與振搗棒驅(qū)動連接的電機，振搗棒橫截面為多層包裹的圓形、由中心向外依次是傳動軸、內(nèi)層橡膠層、尼龍加固層和外層橡膠層，在內(nèi)層橡膠層與外層橡膠層之間對稱固定有霍爾傳感器，霍爾傳感器沿振搗棒軸向安裝有多組并通過信號線與深度測試裝置傳輸連接；振搗棒還安裝有用于振搗棒狀態(tài)信息檢測的狀態(tài)測試裝置。本實用新型提出的智能化振搗棒裝置同時實現(xiàn)了對振搗棒位置、深度及振搗時間的精準測量，避免出現(xiàn)欠振、過振及漏振的現(xiàn)象；本實用新型通過無線射頻數(shù)據(jù)傳輸，大大簡化了裝置結構的復雜度；本實用新型結構簡潔，使用者容易掌握并應用在混凝土施工中。
【IPC分類】G01B7/26, E04G21/08
【公開號】CN205348802
【申請?zhí)枴緾N201620086309
【發(fā)明人】何勇, 吳軍, 雷宏, 唐子龍, 毛舒婭
【申請人】中國水利水電第七工程局有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月28日