CN103913210B - 混凝土浇灌上升高度自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，包括：悬吊单元，具有悬浮于混凝土表层的悬浮挂体以及吊挂悬浮挂体的牵引绳；用于收放牵引绳的一盘绳筒，具有盘绳筒本体和盘绳轴；位于悬浮挂体和盘绳筒之间，与牵引绳滑动连接、用于检测牵引绳上牵引力的拉力传感单元；与盘绳筒滑动连接，当盘绳筒转动时，与盘绳筒相互摩擦感应盘绳筒的滑动距离，测出牵引绳的收放长度，最终测得悬浮挂体位于混凝土中深度的深度传感单元；以及与盘绳轴相连接，用于提供收放牵引绳的动力的力源控制单元。有益效果：结构紧凑，可测100米以下的深度，且占地面积小，节省空间，不用改变原有的施工设备，移动方便，可动态连续自动测量，不受人为因素影响。

Description

混凝土浇灌上升高度自动测量装置

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置。

背景技术

地下连续墙混凝土浇灌是通过导管在泥浆下进行的，在该过程中，如导管埋入混凝土中太浅，流动性很大的混凝土会从导管周围冒出，将管外被泥浆严重污染的劣质混凝土卷入墙体内。如导管埋入混凝土中过深，又会使混凝土流动不畅，甚至引起钢筋笼上浮。经文献检索：中国专利号为：201310420292.X，名称为：灌注桩混凝土浇注控制系统及方法，该方法是在浇灌混凝土的导管底部一定高度位置上设置有压力感应器，通过在高度位置上感应压力差并转化为信号输送至外部的控制主机中处理，进而控制电机运转带动缆绳提升导管的上升时间和速度。目前混凝土浇灌的上升高度是由当班人员用吊测绳的方式进行测量并控制导管埋管深度，在该过程中易受沉渣、测量、测绳误差甚至错误等因素影响导致埋管深度出现偏差，而且一旦埋管深度没达到要求会造成整幅地下墙质量不能达到要求，并带来渗漏水等隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，该测量装置采用浮标的形式，具有不受场地、人为因素影响，且操作简单可靠的特点，同传统测绳相比更为精确，可连续实时了解泥浆下混凝土浇灌的上升高度，确保每幅地下连续墙导管埋管深度满足要求，从而解决了现有技术测量过程中易受沉渣、人为测量误差甚至错误等因素影响导致埋管深度出现偏差，甚至由于埋管深度没达到要求，带来的渗漏水等隐患。

一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，包括：悬吊单元，具有悬浮于混凝土表层的悬浮挂体以及吊挂所述悬浮挂体的牵引绳；与所述牵引绳的一端相连接，用于卷收或展放所述牵引绳的一盘绳筒，所述盘绳筒具有一盘绳筒本体以及位于盘绳筒本体中部的盘绳轴；位于所述悬浮挂体和所述盘绳筒之间，与所述牵引绳滑动连接、用于检测所述牵引绳上牵引力大小的拉力传感单元；与所述盘绳筒滑动连接，当所述盘绳筒转动时，通过与所述盘绳筒相互摩擦感应盘绳筒的滑动距离，以供检测所述牵引绳的收放长度，最终测得所述悬浮挂体位于混凝土中深度的深度传感单元；以及与所述盘绳筒的盘绳轴相连接，用于提供收放所述牵引绳的动力的力源控制单元。

优选地，所述悬浮挂体的形状为水珠状。

优选地，与所述盘绳筒对应连接有理绳单元，所述理绳单元包括：第一链传动组件、理绳丝杆以及理绳部件；所述第一链传动组件与所述盘绳筒中的盘绳轴传动连接，所述理绳丝杆轴接在所述第一链传动组件内，所述理绳部件滑动连接于所述理绳丝杆上。

优选地，所述理绳部件包括：理绳框，螺纹连接于所述理绳丝杆且在所述第一链传动组件带动所述理绳丝杆转动的情形下沿着所述理绳丝杆移动；缠绕有所述牵引绳的理线轮，轴接于所述理绳框且在所述理绳丝杆沿着所述理绳丝杆移动的情形下带动所述牵引绳有序缠绕于所述盘绳筒的筒壁。

优选地，所述第一链传动组件包括：第一链轮、第二链轮及第一滚子链条，所述第一链轮与所述第二链轮经由所述第一滚子链条与所述盘绳筒的盘绳轴传动连接，所述理绳丝杆轴接于所述第一链轮。

优选地，还包括位于盘绳筒边缘设于用于压挤绳索于盘绳筒上的压绳轮。

优选地，所述力源控制单元包括第二链传动组件以及电机，所述电机输出转速动力经由第二链传动组件传递给所述盘绳筒。

优选地，所述第二链传动组件包括：第三链轮、第四链轮、第二滚子链条，所述第三链轮与所述第四链轮经由所述第二滚子链条与所述盘绳筒的盘绳轴相连接。

优选地，所述拉力传感单元为拉力传感器，所述深度传感单元为深度传感器，所述拉力传感器和所述深度传感器电连接一显示设备。

优选地，所述牵引绳为钢丝绳，位于所述盘绳筒和所述拉力传感器之间的钢丝绳上设有至少一个平缓过渡的导向轮。

本发明提供一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，与现有技术相比较，本发明所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，具有结构紧凑，可测100米以下的深度，且占地面积小，节省了施工空间，不用改变原有的施工设备，搬运移动方便，工作时只有混凝土深度测量头和牵引混凝土深度测量头的钢丝绳在泥浆液面下，其余部分都在地面上，设备的整体工作可靠，可动态连续自动测量，不受人为因素影响，尤其适用于地下连续墙混凝土浇灌上升高度的自动测量，从而解决了现有技术测量过程中易受沉渣、人为测量误差甚至错误等因素影响导致埋管深度出现偏差，甚至由于埋管深度没达到要求，带来的渗漏水等隐患。

附图说明

图1为本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置的结构示意图；

图2为本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置中悬浮挂体置于混凝土层和沉渣层中的结构示意图；以及

图3为本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置中理绳部件配合理绳丝杆理绳的结构示意图。

具体实施方式

为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

图1为本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置的结构示意图。

结合图1所示，本发明提供一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，包括：悬吊单元10、盘绳筒20、理绳单元、压绳轮40、力源控制单元、拉力传感单元60、导向轮70以及深度传感单元80。

图2为本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置中悬浮挂体置于混凝土层和沉渣层中的结构示意图。

请参阅图2，悬吊单元10，具有悬浮于混凝土层90表面的悬浮挂体11以及吊挂悬浮挂体的牵引绳12。在本实施例中，悬浮挂体11为一混凝土深度测量头，其形状为水珠状，该测量头的密度在设置上要大于泥浆层110和沉渣层100的密度，且小于混凝土层90的密度，使得该测量头可以沉降在泥浆层110和沉渣层100之下，浮在混凝土层90之上。进一步地，该测量头外围直径选为100mm，工作中的浮标比重约为2.30g/cm³，比重可通过牵拉牵引绳12上的拉力进行微调，从而可以准确确定混凝土的高度。牵引绳12优选为钢丝绳，该钢丝绳12长度优选为110m，在钢丝绳12上保持拉力值约为1kg。

盘绳筒20，具有一盘绳筒本体以及位于盘绳筒本体中部的盘绳轴21，本实施例中盘绳筒20为圆柱体结构，盘绳轴21设于盘绳筒本体中部的圆心上。盘绳筒20将钢丝绳12缠绕在盘绳筒20的筒壁上，用于卷收和放出钢丝绳12。

图3为本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置中理绳部件配合理绳丝杆理绳的结构示意图。

请参阅图1和图3所示，理绳单元设在盘绳筒20左上方，该理绳单元包括第一链传动组件、理绳丝杆32以及理绳部件33；本实施例中，第一链传动组件具有第一链轮311、第二链轮312以及第一滚子链条313。第一链轮311、第二链轮312经由第一滚子链条313与盘绳筒20的盘绳轴21传动连接，理绳丝杆32轴接在第一链轮上311。理绳部件33具有一理绳框331，理绳框中间轴接一理线轮332，理绳丝杆32贯穿理绳框331的一侧，并与理绳框331螺纹连接，以供理绳框331能够在理绳丝杆32上左右滑动。进一步地，在理绳框331另一侧还设有一限位光杆34，该限位光杆34与理绳丝杆32相互平行，并配合理绳丝杆31使得理绳部件33在左右滑动时更加平稳。钢丝绳12的一端经由理绳框331中的理线轮332后缠绕在盘绳筒20的筒壁上。当理绳框331左右滑动时，带动钢丝绳12相对盘绳筒20筒壁左右滑动，用以有序排列钢丝绳。更进一步地，理绳丝杆32的丝杆螺距为1.25mm，钢丝绳12在盘绳筒20筒壁上排列的间隔为1.75mm。当盘绳筒20中的盘绳轴21顺时针转动时，通过第一滚子链条313带动第一链轮311和第二链轮312转动，使得与第一链轮轴接311的理绳丝杆32以一定的速度比例转动，收紧钢丝绳12，使得钢丝绳12有序缠绕在盘绳筒20上，以供拉高悬浮挂体11的高度。当盘绳筒20中的盘绳轴21逆时针转动时，通过第一滚子链条313带动第一链轮311和第二链轮312转动，缠绕在盘绳筒20上的钢丝绳12经由理绳丝杆32有序地松放钢丝绳，以供降低悬浮挂体11的高度。

压绳轮40设置于盘绳筒20边缘，用于压挤钢丝绳12贴合在盘绳筒上，该压绳轮40辅助理绳丝杆32缠钢丝绳并使钢丝绳12保持有序状态。本实施例中，压绳轮40的个数为两个，分别位于盘绳筒20左侧上方和左侧下方，配合夹持盘绳筒20，以供达到最佳的理绳效果。

力源控制单元包括第二链传动组件以及电机52，所述电机52输出转速动力经由第二链传动组件传递给所述盘绳轴21。该第二链传动组件包括：第三链轮511、第四链轮512、第二滚子链条513。电机52在本实施例中优选为蜗轮蜗杆调速电机，该蜗轮蜗杆调速电机52具有可减速和增加转矩等特点，运用在本实施例中，可平缓地提供给盘绳筒20转速。所述第三链轮511、第四链轮512经由第二滚子链条513与所述盘绳筒20的盘绳轴21相连接，以供蜗轮蜗杆52调速电机开启时，由电机提供动力带动第三链轮511转动，然后连动与第三链轮511连接的第二滚子链条513旋转，从而将动力传递给盘绳轴21，最终实现与盘绳轴21轴接的盘绳筒20转动，使得盘绳筒20上的钢丝绳12可以自动放线和卷收，以至拉动悬浮挂体11上升或下降。

拉力传感单元60在本实施例中为一拉力传感器，设置于悬浮挂体11的上方，使得钢丝绳12经由拉力传感器60与悬浮挂体11相连接，用以测量钢丝绳12对悬浮挂体11的拉力，并将钢丝绳12的拉力变化转化成电信号控制蜗轮蜗杆调速电机52的启动和停止。

位于盘绳筒20和拉力传感器60之间的钢丝绳12上设有至少一个平缓过渡的导向轮70，本实施例中，导向轮70的个数为两个，分别设置在理绳丝杆32的一侧和拉力传感器60的一侧，使得钢丝绳12平缓过度到拉力传感器60内。

深度传感单元80在本实施例中为一深度传感器，设置于盘绳筒20的下边缘圆弧内侧，并与该下边缘贴合，当盘绳筒20转动放绳或收绳时，深度传感器80通过与盘绳筒20摩擦接触，可在标定的长度范围内准确计量钢丝绳12的收放长度，从而了解悬浮挂体11所处位置的高度。

显示设备90为一监视记录仪用以监测施工参数，包括悬浮挂体11所处高度位置和钢丝绳12所受拉力大小，以便事后分析和混凝土浇灌过程中指导导管的起拔时间和距离。

现结合上述实施例说明本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置的工作过程。

请参阅图1和图3，在混凝土地下连续墙的浇灌过程中，首先通过装置的深度传感器80对所测的深度范围进行标定，然后启动蜗轮蜗杆调速电机52，将悬浮挂体11混凝土深度测量头降至设定深度，再将蜗轮蜗杆调速电机52控制选择开关置为工作位置，由于工作中的悬浮挂体11混凝土深度测量头比重大于沉渣小于混凝土，该悬浮挂体11测量头始终紧贴着混凝土表面，牵拉悬浮挂体11测量头的钢丝绳12对悬浮挂体11测量头施加约1kg的拉力，拉力传感器60测出钢丝绳12所受拉力并转换成电信号，随着浇灌混凝土的上升，悬浮挂体11浮标相应上升，当钢丝绳12所受拉力小于1kg时，由拉力传感器60发出电信号，蜗轮蜗杆调速电机52启动，通过钢丝绳12带动悬浮挂体11测量头上升，当混凝土不再上升时，钢丝绳12所受拉力大于1kg时，由拉力传感器60发出电信号，蜗轮蜗杆调速电机52停止，盘绳筒20在收放钢丝绳12的过程中，通过摩擦带动深度传感器80，从而测出悬浮挂体11测量头的移动距离，钢丝绳总长达到110m，储存在盘绳筒的外圆周上，理绳丝杆32使钢丝绳12在盘绳筒20上的排列间距为1.75mm，当盘绳筒20在卷收或展放钢丝绳12时，通过第一链传动组件带动理绳丝杆32转动，使得理绳框331中的理线轮332在理绳丝杆32上左右滑动。进一步地，由于理绳丝杆32与盘绳轴21是平行设置的，以至理绳框331中的理线轮332能够相对盘绳筒20的筒壁轴向左右滑动，使得经由理线轮332的钢丝绳12沿盘绳筒20的筒壁轴向左右滑动，可以有序的将钢丝绳12排列在盘绳筒20上。导向轮70把缠绕在盘绳筒上的钢丝绳平稳过渡到拉力传感器60，压绳轮40则使在盘绳筒上的钢丝绳12保持整齐有序的状态，监视记录仪则把深度传感器80和拉力传感器60发出的电信号以可阅读形式显示和记录下来。

以下对本发明混凝土浇灌上升高度自动测量装置的动力传输全过程进行说明。首先由电机提供动力带动第三链轮511转动，然后与第三链轮511连动连接的第二滚子链条513旋转，从而将动力传递给盘绳轴21，轴接带动盘绳轴21转动，进而实现与盘绳轴21轴接的盘绳筒20转动，使得盘绳筒20上的钢丝绳12可以自动放线和卷收，当在盘绳轴21转动的同时，与盘绳轴21传动连接的第一链传动组件开始运作，从而连动第一链轮311转动，使得与第一链轮311轴接的理绳丝杆32开始旋转，进而使得理绳部件33中与理绳丝杆32螺纹连接的理绳框331同步沿理绳丝杆32长度方向左右滑动，如此，带动与轴接在理绳框331中的理线轮332以盘绳筒20作为参照物左右滑移。如此，结合盘绳筒20的转动和理线轮332的左右滑移，最终使得钢丝绳12有序缠绕于所述盘绳筒20的筒壁上，以至拉动悬浮挂体11上升或下降。

本发明提供一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，与现有技术相比较，本发明的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，具有结构紧凑，可测100米以下的深度，且占地面积小，节省了施工空间，不用改变原有的施工设备，搬运移动方便，工作时只有混凝土深度测量头和牵引混凝土深度测量头的钢丝绳在泥浆液面下，其余部分都在地面上，设备的整体工作可靠，可动态连续自动测量，不受人为因素影响，尤其适用于地下连续墙混凝土浇灌上升高度的自动测量，从而解决了现有技术测量过程中易受沉渣、人为测量误差甚至错误等因素影响导致埋管深度出现偏差，甚至由于埋管深度没达到要求，带来的渗漏水等隐患。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (7)

1.一种混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，包括：

悬吊单元，具有悬浮于混凝土表层的悬浮挂体以及吊挂所述悬浮挂体的牵引绳；

与所述牵引绳相连接、用于卷收或展放所述牵引绳的一盘绳筒，所述盘绳筒具有一盘绳筒本体以及位于盘绳筒本体中部的盘绳轴；

位于所述悬浮挂体和所述盘绳筒之间，与所述牵引绳滑动连接、用于检测所述牵引绳上牵引力大小的拉力传感单元；

与所述盘绳筒滑动连接、用于通过与所述盘绳筒相互摩擦感应盘绳筒的滑动距离而检测所述牵引绳的收放长度的深度传感单元，所述深度传感单元所检测到的所述牵引绳的收放长度即为所述悬浮挂体位于混凝土中深度；以及

与所述盘绳筒的盘绳轴相连接，用于提供收放所述牵引绳的动力的力源控制单元；

与所述盘绳筒对应连接有理绳单元，所述理绳单元包括：第一链传动组件、理绳丝杆以及理绳部件；所述第一链传动组件与所述盘绳筒中的盘绳轴传动连接，所述理绳丝杆轴接在所述第一链传动组件内，所述理绳部件滑动连接于所述理绳丝杆上；

所述理绳部件包括：理绳框，螺纹连接于所述理绳丝杆且在所述第一链传动组件带动所述理绳丝杆转动的情形下沿着所述理绳丝杆移动；缠绕有所述牵引绳的理线轮，轴接于所述理绳框且在沿着所述理绳丝杆移动的情形下带动所述牵引绳有序缠绕于所述盘绳筒的筒壁；

所述第一链传动组件包括：第一链轮、第二链轮及第一滚子链条，所述第一链轮与所述第二链轮经由所述第一滚子链条与所述盘绳筒的盘绳轴传动连接，所述理绳丝杆轴接于所述第一链轮。

2.如权利要求1所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，所述悬浮挂体的形状为水珠状。

3.如权利要求1所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，还包括位于盘绳筒边缘设于用于压挤绳索于盘绳筒上的压绳轮。

4.如权利要求3所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，所述力源控制单元包括第二链传动组件以及电机，所述电机输出转速动力经由第二链传动组件传递给所述盘绳筒。

5.如权利要求4所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，所述第二链传动组件包括：第三链轮、第四链轮、第二滚子链条，所述第三链轮与所述第四链轮经由所述第二滚子链条与所述盘绳筒的盘绳轴传动连接。

6.如权利要求1所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，所述拉力传感单元为拉力传感器，所述深度传感单元为深度传感器，所述拉力传感器和所述深度传感器电连接一显示设备。

7.如权利要求6所述的混凝土浇灌上升高度自动测量装置，其特征在于，所述牵引绳为钢丝绳，位于所述盘绳筒和所述拉力传感器之间的钢丝绳上设有至少一个平缓过渡的导向轮。