一種強夯機及其夯擊深度檢測裝置和檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，該夯擊深度檢測裝置包括編碼器和控制器；所述編碼器安裝于所述強夯機的卷揚裝置的轉動部件上，所述編碼器隨所述轉動部件同步轉動，并輸出與轉動圈數相匹配的脈沖；所述控制器接收所述編碼器輸出的脈沖，并根據脈沖數計算所述卷揚裝置的轉動圈數。由于編碼器是在轉動的過程中即時產生脈沖信號，得到的檢測信號是連續(xù)準確的，且編碼器的信號反應快、測量精度高，從而實現了卷揚夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高了夯擊深度檢測的精度。本發(fā)明還公開了一種包括上述夯擊深度檢測裝置的強夯機，以及基于上述夯擊深度檢測裝置的檢測方法。
【專利說明】一種強夯機及其夯擊深度檢測裝置和檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及夯擊設備【技術領域】，特別涉及一種用于強夯機的夯擊深度檢測裝置。本發(fā)明還涉及一種包括上述夯擊深度檢測裝置的強夯機，和基于上述夯擊深度檢測裝置的檢測方法。
【背景技術】
[0002]在建筑工程中多使用強夯機對松土進行壓實處理，具體地，將強夯機的夯錘吊到較大高度后使其自由落下，給地基以強烈的沖擊力和振動，使土體結構破壞，孔隙壓縮，土體局部液化，通過裂縫排出孔隙水和氣體，地基土在新的狀況下固結，從而提高承載能力，并降低其壓縮性。并提高土層的均勻程度，減少將來可能出現的差異沉降。
[0003]強夯機作業(yè)主要包含脫鉤打夯作業(yè)、不脫鉤帶錘打夯作業(yè)兩種模式，其中不脫鉤作業(yè)是指，夯錘起升到作業(yè)高度后，啟動快放模式，夯錘與脫鉤器一同下落，夯錘打到地基后，卷揚鉗盤機構自動鎖住卷揚，避免鋼絲繩過放。由上述工作過程可知，在不脫鉤作業(yè)中需要檢測夯錘的夯擊深度，以便在指定位置及時鎖住卷揚，避免鋼絲繩過放。
[0004]夯擊深度檢測多通過檢測卷揚的轉動圈數得到。具體地，如圖1所示，傳統的夯擊深度檢測裝置包括支架11和檢測板12，支架11固定在強夯機的卷揚13上，檢測板12通過螺栓固定于支架11上；卷揚13的適當位置開設有凹槽14，檢測板12的相應位置設置有長圓孔，長圓孔內安裝有高頻檢測開關15，在安裝過程中，保證檢測板12上的長圓孔覆蓋卷揚13上的凹槽14。在強夯機作業(yè)過程中，夯錘自由下落時，高頻檢測開關15檢測通過的凹槽14數量，并將檢測到的信號傳輸至控制器，控制器記錄凹槽14轉過的數量，即得到卷揚轉動的圈數，從而測算出卷揚的出繩量，進而得出卷揚的夯擊深度。
[0005]但是，上述夯擊深度檢測裝置中，如果卷揚帶錘夯擊速度過快，轉動頻率超過檢測開關的響應頻率，檢測開關記錄的凹槽數量可能有遺漏，甚至無法實現檢測效果；同時，由于檢測開關通過記錄凹槽的數量來判斷卷揚轉動的圈數，若檢測開關停止在兩個凹槽之間則只能估算出結果，導致檢測處的夯擊深度誤差較大；并且，該夯擊深度檢測裝置的檢測精度取決于卷揚上凹槽的數量，凹槽數量多則計算出夯擊深度精度越高，如果凹槽數量少則實現的結果偏差就大，夯擊深度的檢測數值呈離散式分布，檢測精度局限性較大。
[0006]因此，提供一種夯擊深度檢測裝置，使其能夠實現夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高夯擊深度檢測的精度，就成為本領域技術人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，其能夠實現卷揚夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高了夯擊深度檢測的精度。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述夯擊深度檢測裝置的強夯機，以及基于上述夯擊深度檢測裝置的檢測方法。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，包括編碼器和控制器；所述編碼器安裝于所述強夯機的卷揚裝置的轉動部件上，所述編碼器隨所述轉動部件同步轉動，并輸出與轉動圈數相匹配的脈沖；所述控制器接收所述編碼器輸出的脈沖，并根據脈沖數計算所述卷揚裝置的轉動圈數。
[0009]優(yōu)選地，還包括與所述卷揚裝置的輸出齒輪相嚙合的齒輪機構，所述編碼器安裝于所述齒輪機構。
[0010]優(yōu)選地，所述編碼器為CANopen編碼器。
[0011]優(yōu)選地，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述卷揚裝置的馬達上升腔的壓力，并將檢測到的壓力信號傳輸至所述控制器；
[0012]所述控制器接收所述壓力信號，并將相鄰兩壓力的差值與預定差值相比較，當檢測到的相鄰兩壓力的差值大于所述預定差值時，所述控制器開始累加所述編碼器傳輸的脈沖數。
[0013]本發(fā)明還提供一種強夯機，包括卷揚裝置和檢測所述卷揚裝置夯擊深度的夯擊深度檢測裝置，所述夯擊深度檢測裝置為如上所述的夯擊深度檢測裝置。
[0014]本發(fā)明還提供一種夯擊深度檢測方法，包括以下步驟:
[0015]I)檢測卷揚裝置的馬達上升腔的壓力；
[0016]2)計算檢測到的相鄰壓力的差值，并將該壓力的差值與預定差值相比較；當檢測到的壓力的差值小于所述預定差值時，轉回步驟I);當檢測到的壓力的差值大于所述預定差值時，轉向步驟3)；
[0017]3)累加編碼器輸出的脈沖數，并根據所述脈沖數計算夯擊深度。
[0018]進一步地，所述卷揚裝置的輸出齒輪嚙合有齒輪機構，所述編碼器安裝于所述齒輪機構。
[0019]進一步地，所述編碼器為CANopen編碼器。
[0020]本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置用于強夯機，該夯擊深度檢測裝置包括編碼器和控制器；所述編碼器安裝于所述強夯機的卷揚裝置的轉動部件上，所述編碼器隨所述轉動部件同步轉動，并輸出與轉動圈數相匹配的脈沖；所述控制器接收所述編碼器輸出的脈沖，并根據脈沖數計算所述卷揚裝置的轉動圈數。
[0021]編碼器安裝在卷揚裝置的轉動部件上，卷揚裝置轉動時帶動編碼器同步轉動，編碼器在轉動過程中，每轉過預定的圈數發(fā)出一個脈沖信號，控制器接收編碼器發(fā)出的脈沖信號，并根據預定策略計算出卷揚裝置轉動的圈數。由于編碼器是在轉動的過程中即時產生脈沖信號，得到的檢測信號是連續(xù)準確的，且編碼器的信號反應快、測量精度高，從而實現了卷揚夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高了夯擊深度檢測的精度。
[0022]在一種【具體實施方式】中，本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置還包括齒輪機構，該齒輪機構與卷揚裝置的輸出齒輪相嚙合，且編碼器安裝于該齒輪機構上；在卷揚裝置的動作過程中，齒輪機構隨著輸出齒輪轉動，從而通過齒輪比帶動編碼器轉動；通過與輸出齒輪嚙合的齒輪機構安裝編碼器，實現了編碼器在減速器外部的安裝，克服了減速器內部空間狹小的問題，提高了編碼器的安裝方便性。
[0023]在另一種【具體實施方式】中，本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置還包括壓力傳感器，該壓力傳感器檢測卷揚裝置的馬達上升腔的壓力，并將檢測到的壓力信號傳輸至控制器；控制器接收壓力信號，并將相鄰兩壓力的差值與預定差值相比較，當檢測到的相鄰兩壓力的差值大于預定差值時，控制器開始累加編碼器傳輸的脈沖數；這樣，當壓力傳感器檢測到上升腔具有壓力突變時，表明卷揚裝置開始動作，以此作為編碼器計數的基準，進一步提高了夯擊深度檢測的精度。
[0024]本發(fā)明所提供的強夯機和檢測方法均與上述夯擊深度檢測裝置具有相近的技術效果，在此不再贅述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為一種傳統的夯擊深度檢測裝置的結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0027]圖3為圖2所示夯擊深度檢測裝置的控制原理框圖；
[0028]圖4為本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測方法一種【具體實施方式】的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明的核心是提供一種用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，其能夠實現卷揚夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高了夯擊深度檢測的精度。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述夯擊深度檢測裝置的強夯機，以及基于上述夯擊深度檢測裝置的檢測方法。
[0030]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0031]請參考圖2和圖3，圖2為本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置一種【具體實施方式】的結構示意圖；圖3為圖2所示夯擊深度檢測裝置的控制原理框圖。
[0032]在一種【具體實施方式】中，本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置用于強夯機，該夯擊深度檢測裝置包括編碼器2和控制器3 ;所述編碼器2安裝于所述強夯機的卷揚裝置4的轉動部件上，所述編碼器2隨所述轉動部件同步轉動，并輸出與轉動圈數相匹配的脈沖；所述控制器3接收所述編碼器2輸出的脈沖，并根據脈沖數計算所述卷揚裝置4的轉動圈數。
[0033]編碼器2輸出的脈沖與卷揚的轉動圈數相匹配是指，卷揚轉動一圈，編碼器2輸出指定數量的脈沖，例如，卷揚轉過一周，編碼器2輸出360個脈沖，即卷揚每轉過I度，編碼器2輸出一個脈沖，或者卷揚轉過一周編碼器2輸出180個脈沖等。只要編碼器2輸出的脈沖數與卷揚的轉動圈數之間滿足一定的轉換關系即可，控制器3即根據該預定的轉換關系得到卷揚的轉動圈數。
[0034]優(yōu)選地，上述編碼器2為CANopen編碼器，由于強夯機多采用總線控制，使用CANopen編碼器能夠與控制系統實現較好地契合，讀數、控制更加便捷。從理論上來講，上述編碼器2也不局限于CANopen編碼器，也可以為其他常規(guī)的絕對值編碼器。
[0035]這樣，編碼器2安裝在卷揚裝置4的轉動部件上，卷揚裝置4轉動時帶動編碼器2同步轉動，編碼器2在轉動過程中，每轉過預定的圈數發(fā)出一個脈沖信號，控制器3接收編碼器2發(fā)出的脈沖信號，并根據預定策略計算出卷揚裝置4轉動的圈數。由于編碼器2是在轉動的過程中即時產生脈沖信號，得到的檢測信號是連續(xù)準確的，且編碼器2的信號反應快、測量精度高，從而實現了卷揚夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高了夯擊深度檢測的精度。
[0036]進一步地，本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置還包括齒輪機構5，該齒輪機構5與卷揚裝置4的輸出齒輪相嚙合，且編碼器2安裝于該齒輪機構5上；在卷揚裝置4的動作過程中，齒輪機構5隨著輸出齒輪轉動，從而通過齒輪比帶動編碼器2轉動；通過與輸出齒輪嚙合的齒輪機構5安裝編碼器2，實現了編碼器2在減速器外部的安裝，克服了減速器內部空間狹小的問題，提高了編碼器2的安裝方便性。
[0037]從理論上來講，編碼器2也不局限于通過齒輪機構5間接安裝在卷揚裝置4的轉動部件上，也可以直接安裝在輸出齒輪、輸出軸等卷揚裝置4的轉動部件上。
[0038]在上述【具體實施方式】中，本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置還包括壓力傳感器6，該壓力傳感器6檢測卷揚裝置4的馬達上升腔的壓力，并將檢測到的壓力信號傳輸至控制器3 ;控制器3接收壓力信號，并將相鄰兩壓力的差值與預定差值相比較，當檢測到的相鄰兩壓力的差值大于預定差值時，控制器3開始累加編碼器2傳輸的脈沖數；這樣，當壓力傳感器6檢測到上升腔具有壓力突變時，表明卷揚裝置4開始動作，以此作為編碼器2計數的基準，進一步提高了夯擊深度檢測的精度。
[0039]具體地，當強夯機起升的時候，壓力傳感器6記錄上升腔的壓力，當卷揚脫離地面瞬間，編碼器2基數定為零，此時卷揚起升腔壓力值有個突變，夯錘起升編碼器2記錄值定為正向脈沖，夯錘下落則定為負向脈沖，當夯錘起升到作業(yè)高度后，夯錘下落打夯，控制器3采集編碼器2的脈沖數，精確測算出夯錘的夯擊深度。
[0040]顯然地，也可以設定夯錘起升時為負向脈沖，相應的，設定夯錘下落時為正向脈沖。
[0041]上述控制器3與強夯機的主顯示器信號連接，并將計算得到的夯擊深度傳輸給該主顯示器，并在主顯示器上顯示，以便直觀的得到夯擊深度。
[0042]除了上述夯擊深度檢測裝置，本發(fā)明還提供一種包括上述夯擊深度檢測裝置的強夯機，該強夯機的其他各部分結構請參考現有技術，在此不再贅述。
[0043]本發(fā)明還提供一種基于上述夯擊深度檢測裝置的夯擊深度檢測方法，如圖4所示，該夯擊深度檢測方法包括以下步驟:
[0044]S1:檢測卷揚裝置4的馬達上升腔的壓力；
[0045]S2:計算檢測到的相鄰壓力的差值；
[0046]S3:將該壓力的差值與預定差值相比較；當檢測到的壓力的差值小于所述預定差值時，轉回步驟I);當檢測到的壓力的差值大于所述預定差值時，轉向步驟4)；
[0047]S4:累加編碼器2輸出的脈沖數，并根據所述脈沖數計算夯擊深度。
[0048]控制器根據編碼器的脈沖數得到夯擊深度后，可以將該夯擊深度傳輸至強夯機的主顯示器上，并通過主顯示器輸出夯擊深度值，以方便工作人員及時查看。
[0049]這樣，當壓力傳感器6檢測到上升腔具有壓力突變時，表明卷揚裝置4開始動作，以此作為編碼器2計數的基準；編碼器2在轉動過程中，每轉過預定的圈數發(fā)出一個脈沖信號，控制器3接收編碼器2發(fā)出的脈沖信號，并根據預定策略計算出卷揚裝置4轉動的圈數。由于編碼器2是在轉動的過程中即時產生脈沖信號，得到的檢測信號是連續(xù)準確的，且編碼器2的信號反應快、測量精度高，從而實現了卷揚夯擊深度的精確、連續(xù)測量，提高了夯擊深度檢測的精度。
[0050]具體地，當強夯機起升的時候，壓力傳感器6記錄上升腔的壓力，當卷揚脫離地面瞬間，編碼器2基數定為零，此時卷揚起升腔壓力值有個突變，夯錘起升編碼器2記錄值定為正向脈沖，夯錘下落則定為負向脈沖，當夯錘起升到作業(yè)高度后，夯錘下落打夯，控制器3采集編碼器2的脈沖數，精確測算出夯錘的夯擊深度。[0051]上述編碼器2為CANopen編碼器，由于強夯機多采用總線控制，使用CANopen編碼器能夠與控制系統實現較好地契合，讀數、控制更加便捷。從理論上來講，上述編碼器2也不局限于CANopen編碼器，也可以為其他常規(guī)的絕對值編碼器。
[0052]本發(fā)明所提供的夯擊深度檢測裝置還包括齒輪機構5，該齒輪機構5與卷揚裝置4的輸出齒輪相嚙合，且編碼器2安裝于該齒輪機構5上；在卷揚裝置4的動作過程中，齒輪機構5隨著輸出齒輪轉動，從而通過齒輪比帶動編碼器2轉動；通過與輸出齒輪嚙合的齒輪機構5安裝編碼器2，實現了編碼器2在減速器外部的安裝，克服了減速器內部空間狹小的問題，提高了編碼器2的安裝方便性。
[0053]從理論上來講，編碼器2也不局限于通過齒輪機構5間接安裝在卷揚裝置4的轉動部件上，也可以直接安裝在輸出齒輪、輸出軸等卷揚裝置4的轉動部件上。
[0054]以上對本發(fā)明所提供的一種強夯機及其夯擊深度檢測裝置和檢測方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，其特征在于，包括編碼器(2)和控制器(3)；所述編碼器(2)安裝于所述強夯機的卷揚裝置(4)的轉動部件上，所述編碼器(2)隨所述轉動部件同步轉動，并輸出與轉動圈數相匹配的脈沖；所述控制器(3)接收所述編碼器(2)輸出的脈沖，并根據脈沖數計算所述卷揚裝置(4)的轉動圈數。
2.根據權利要求1所述的用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，其特征在于，還包括與所述卷揚裝置(4)的輸出齒輪相嚙合的齒輪機構(5)，所述編碼器(2)安裝于所述齒輪機構(5)。
3.根據權利要求2所述的用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，其特征在于，所述編碼器(2)為CANopen編碼器。
4.根據權利要求1至3任一項所述的用于強夯機的夯擊深度檢測裝置，其特征在于，還包括壓力傳感器(6)，所述壓力傳感器(6)檢測所述卷揚裝置(4)的馬達上升腔的壓力，并將檢測到的壓力信號傳輸至所述控制器(3)； 所述控制器(3)接收所述壓力信號，并將相鄰兩壓力的差值與預定差值相比較，當檢測到的相鄰兩壓力的差值大于所述預定差值時，所述控制器(3)開始累加所述編碼器(2)傳輸的脈沖數。
5.一種強夯機，包括卷揚裝置(4)和檢測所述卷揚裝置(4)夯擊深度的夯擊深度檢測裝置，其特征在于，所述夯擊深度檢測裝置為如權利要求1至4任一項所述的夯擊深度檢測裝置。
6.一種夯擊深度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)檢測卷揚裝置(4)的馬達上升腔的壓力； 2)計算檢測到的相鄰壓力的差值，并將該壓力的差值與預定差值相比較；當檢測到的壓力的差值小于所述預定差值時，轉回步驟I);當檢測到的壓力的差值大于所述預定差值時，轉向步驟3)； 3)累加編碼器(2)輸出的脈沖數，并根據所述脈沖數計算夯擊深度。
7.根據權利要求6所述的夯擊深度檢測方法，其特征在于，所述卷揚裝置(4)的輸出齒輪嚙合有齒輪機構(5 )，所述編碼器(2 )安裝于所述齒輪機構(5 )。
8.根據權利要求7所述的夯擊深度檢測方法，其特征在于，所述編碼器(2)為CANopen編碼器。
【文檔編號】G01B21/18GK103486994SQ201310473106
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】魏群, 周波, 謝觀如, 許瑞虎 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司