CN107059949A - 信号转换轴及应用该信号转换轴的灌注桩超灌监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信号转换轴，包括左端盖及右端盖，还包括贯穿所述右端盖并与所述右端盖固定连接的固定轴，以及设置于所述左端盖及右端盖之间、可转动地套设于所述固定轴上的转动机构，所述转动机构与所述固定轴电性连接，所述转动机构与所述左端盖之间还设置有用于实现所述转动机构内部配合顶紧的E型档环。本发明还涉及一种灌注桩超灌监测装置，包括设备支架，还包括上述信号转换轴，所述信号转换轴借助所述左端盖及右端盖与所述设备支架固定连接。综上所述，本发明设计精巧，结构简单，使用效果良好，具有很高的使用及推广价值。

Description

信号转换轴及应用该信号转换轴的灌注桩超灌监测装置

技术领域

本发明涉及一种轴结构及应用该轴结构的装置，尤其涉及一种信号转换轴，及应用该信号转换轴、在混凝土灌注过程中使用的灌注桩超灌监测装置，属于建筑工程领域。

背景技术

灌注桩是直接在所设计的桩位上开设截面为圆形孔，成孔后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成，根据成孔工艺的不同，灌注桩可以分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩和人工挖孔的灌注桩等，由于灌注桩具有施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，灌注桩在施工中得到较为广泛的应用。

虽然混凝土灌注桩在建筑工程上的应用越来越多，但是混凝土灌注桩的顶标高控制一直以来是混凝土灌注桩工程施工的难点之一，这是因为，在灌注桩加工过程中由于多种原因，例如外加剂掺量过高或用水量超标，导致混凝土坍落度过大甚至离析，出现浮浆，浮浆经振捣后会聚集在混凝土的上部形成浮浆层，而浮浆层凝固后的强度无法达到灌注桩标准的要求，因此为了避免浮浆层的影响，在对灌注桩的顶标高控制时，往往要在设定的灌注桩高度上超灌指定高度，一般灌注桩需超高度为500mm以上，并在混凝土凝固后将浮浆部分凿除，所以如果顶标高设置的过低就无法避开浮浆层最终形成的桩体也就不合格，如果顶标高设置的过高，则造成混凝土的浪费以及后续施工（凿除浮浆层和超出灌注桩设计高度部分的混凝土）的困难。

目前，在超灌高度的控制过程中，较难解决的问题是如何准确的识别混凝土和浮浆的分界面，从而确定混凝土的实际高度，传统的施工方法是人工通过测绳将重物放置于灌注桩的设计标高位置或者竹竿触探，依靠工作人员的手感或经验来判断重物是否对人手有拉力或者是否有混凝土对竹竿施加推力来识别混凝土和浮浆的分界面，然而这些方法对作业人员的要求较高，并且也无法保证重物或竹竿底部准确位于灌注桩的设计标高位置，因此分界面的识别误差较大，同时，由于工地现场环境复杂，这些方法受工地现场作业环境影响较大，使得识别精度进一步降低。

中国专利CN201310141689.5揭示了一种水下灌注桩砼超灌检测器及其使用方法，但是该专利中的装置仅适用于水下灌注桩，并不完全适用于普通的灌注桩。而且，该装置是在灌注桩已经超灌的前提下，再通过检测器来确定已超灌的高度是否满足设计标高，因此该装置只能用于超灌后的确认核实，无法实现对超灌的高度进行有效地控制，并且这种装置的使用方法较为复杂，在一定程度上会影响到操作效率。

所以截至目前，并没有一套设备能够完善地解决上述问题，大部分施工企业只能以加大顶标高的方式来保证成桩质量，但这样一来，不仅增加了灌注成本，而且也造成了资源的浪费。

除此之外，在使用现有的检测设备时，都需要将检测器下放至坑洞内，为了便于检测器的回收，都会在检测器的末端连接有一根线缆、并将线缆与连接轴固定连接。由于线缆在其工作过程中承担着传递信号的作用，因此线缆需要连接诸多电性部件，这样一来，如果所述连接轴采用传统轴体结构，则无法满足线缆的正常使用需要。若采用电刷式结构，则会造成轴体生产成本增加。而且传统的电刷式结构由于其全接触的特征，因此其转动摩擦较大，比较依赖机械驱动，且很容易发生磨损，从而进一步增加了设备的后期维护费用。

综上所述，如何提供一种能够顺畅转动并实现信号传输的信号转换轴，以及应用该信号转换轴、并能够在混凝土灌注过程中使用的灌注桩超灌监测装置，就成为了本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种信号转换轴，及应用该信号转换轴、在混凝土灌注过程中使用的灌注桩超灌监测装置。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种信号转换轴，包括左端盖及右端盖，还包括贯穿所述右端盖并与所述右端盖固定连接的固定轴，以及设置于所述左端盖及右端盖之间、可转动地套设于所述固定轴上的转动机构，所述转动机构与所述固定轴电性连接，所述转动机构与所述左端盖之间还设置有用于实现所述转动机构内部配合顶紧的E型档环。

优选地，所述转动机构包括至少两组相配合的转动组件，每组所述转动组件均包括按序叠合设置的隔离板、输入铜片、波形铜片以及输出铜片，所述输入铜片与所述输出铜片借助设置于二者间的所述波形铜片实现二者的电性连接。

优选地，所述输入铜片上固定连接有一个用于实现其与所述隔离板间配合定位的连接耳；所述输出铜片上固定连接有一根用于实现其与所述固定轴电性连接的连接片，所述连接片的长度随其所在的转动组件与所述右端盖间的间距扩大而增加。

优选地，还包括用于密封的密封组件，所述密封组件包括用于实现所述转动机构与所述右端盖间密封连接的第一密封环，以及用于实现所述信号转换轴整体与其所安装的机械设备间密封连接的第二密封环。

一种灌注桩超灌监测装置，包括设备支架，还包括上述信号转换轴，所述信号转换轴借助所述左端盖及右端盖与所述设备支架固定连接。

优选地，还包括用于实现对混凝土灌注高度进行实时监测的监测传感器，以及固定设置于所述设备支架上、与所述监测传感器电性连接、用于反馈所述监测传感器监测结果的报警组件，所述监测传感器借助设置于所述设备支架上的连接组件与所述设备支架连接；还包括固定设置于所述设备支架上、与所述监测传感器及所述报警组件信号连接、用于实现二者间信号中转的中控主机。

优选地，所述中控主机与所述监测传感器借助铠装电缆实现二者信号连接，所述中控主机与所述报警组件借助信号传输电缆、网络或蓝牙实现二者信号连接；所述监测传感器为水分监控传感器，所述报警组件包括三色警示灯及蜂鸣器。

优选地，所述连接组件包括可转动地设置于所述设备支架上的绕线卷筒，以及贯穿设置于所述绕线卷筒的中心位置的所述信号转换轴，所述信号转换轴中的所述固定轴与所述绕线卷筒固定连接，所述固定轴的一端伸出于所述设备支架外、并与折叠式手摇柄固定连接；还包括所述铠装电缆，所述铠装电缆均匀盘绕于所述绕线卷筒的周向外侧，其一端与所述信号转换轴电性连接、另一端与所述监测传感器电性连接。

优选地，所述铠装电缆包括用于完成数据信号传输的信号传输电缆，以及包覆于所述信号传输电缆周向外侧、起保护作用的硬质抗拉保护层，所述硬质抗拉保护层为钢丝绳、钢片护甲或链条。

优选地，所述设备支架的侧面固定设置有用于在装置的非工作状态下完成所述监测传感器收纳的传感器支撑架；还包括用于在灌注过程中将所述监测传感器固定于钢筋笼尾端设计标高处的固定夹具，所述固定夹具与所述钢筋笼可活动地连接。

本发明的突出效果为：本发明的信号转换轴采用铜片接触的方式取代了通常使用的电刷结构，不仅使得信号转换轴在保证信号传输的前提下，转动更为顺畅，而且也在最大限度上降低了轴体磨损，节约了后期的设备维护费用。同时，本发明的信号转换轴还能够应用于各类机械当中，具有很高的使用性和推广价值。

本发明中的灌注桩超灌监测装置能够通过传感器检测不同液体中的水分含量，进而判断混凝土是否已达到设定标高、并在达到设定标高后及时报警，以提醒作业人员停止灌注混凝土。这样一来，既保证了灌注桩的有效灌注高度，又在最大程度上降低了超灌量，有利于减小灌注材料的浪费，降低了后续的凿除难度。并且整个作业过程完全采用自动化的方式进行，受人为因素的影响较小，从而保证了控制精度和灌注效率。

综上所述，本发明设计精巧，结构简单，使用效果良好，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明中信号转换轴的爆炸示意图；

图2是本发明中灌注桩超灌监测装置的立体结构示意图；

图3是本发明中灌注桩超灌监测装置的正面结构示意图；

其中：1、右端盖；2、固定轴；3、E型档环；4、隔离板；5、输入铜片；51、连接耳；6、波形铜片；7、输出铜片；71、连接片；8、第一密封环；9、第二密封环；10、设备支架；11、监测传感器；12、报警组件；13、中控主机；14、铠装电缆；15、绕线卷筒；16、折叠式手摇柄；17、传感器支撑架。

具体实施方式

本发明揭示了一种信号转换轴，及应用该信号转换轴、在混凝土灌注过程中使用的灌注桩超灌监测装置。

如图1所示，一种信号转换轴，包括左端盖（图中未示出）及右端盖1，其特征在于：还包括贯穿所述右端盖1并与所述右端盖1固定连接的固定轴2，以及设置于所述左端盖及右端盖1之间、可转动地套设于所述固定轴2上的转动机构，所述转动机构与所述固定轴2电性连接，所述转动机构与所述左端盖之间还设置有用于实现所述转动机构内部配合顶紧的E型档环3。

所述转动机构包括至少两组相配合的转动组件，每组所述转动组件均包括按序叠合设置的隔离板4、输入铜片5、波形铜片6以及输出铜片7，所述输入铜片5与所述输出铜片7借助设置于二者间的所述波形铜片6实现二者的电性连接。

所述波形铜片6的形状与现有的波形弹片的形状类似，在所述转动组件的组合状态下，所述输入铜片5与所述波形铜片6、所述波形铜片6与所述输出铜片7始终保持多点触接，这样的设置方式既可以保证所述转动组件内部的电性连接，还可以减小铜片间的接触面积，降低接触摩擦，提升转动顺滑度。

所述输入铜片5上固定连接有一个用于实现其与所述隔离板4间配合定位的连接耳51；所述输出铜片7上固定连接有一根用于实现其与所述固定轴2电性连接的连接片71，所述连接片71的长度随其所在的转动组件与所述右端盖1间的间距扩大而增加。

具体而言，在本实施例中，所述转动机构包括四组相配合的转动组件，距离所述右端盖1越远的转动组件中的所述连接片71的长度越长，这样的结构设置是为了保证所述输出铜片7与所述固定轴2间的电性连接。

所述信号转换轴还包括用于密封的密封组件，所述密封组件包括用于实现所述转动机构与所述右端盖1间密封连接的第一密封环8，以及用于实现所述信号转换轴整体与其所安装的机械设备间密封连接的第二密封环9。

如图2~图3所示，一种灌注桩超灌监测装置，包括设备支架10，其特征在于：还包括上述信号转换轴，所述信号转换轴借助所述左端盖及右端盖1与所述设备支架10固定连接。

所述灌注桩超灌监测装置还包括用于实现对混凝土灌注高度进行实时监测的监测传感器11，以及固定设置于所述设备支架10上、与所述监测传感器11电性连接、用于反馈所述监测传感器11监测结果的报警组件12，所述监测传感器11借助设置于所述设备支架10上的连接组件与所述设备支架10连接；还包括固定设置于所述设备支架10上、与所述监测传感器11及所述报警组件12信号连接、用于实现二者间信号中转的中控主机13。

所述中控主机13与所述监测传感器借助铠装电缆14实现二者信号连接，所述中控主机13与所述报警组件12借助信号传输电缆、网络或蓝牙实现二者信号连接；此处所述网络也可以细分为有线网络或无线网络，因为上述连接方式均属于现有技术，在此不做进一步赘述。在本实施例中，所述中控主机13与所述报警组件12借助信号传输电缆完成信号连接。所述监测传感器11为水分监控传感器，所述报警组件12包括三色警示灯及蜂鸣器。

所述连接组件包括可转动地设置于所述设备支架10上的绕线卷筒15，以及贯穿设置于所述绕线卷筒15的中心位置的所述信号转换轴，所述信号转换轴中的所述固定轴2与所述绕线卷筒15固定连接，所述固定轴2的一端伸出于所述设备支架10外、并与折叠式手摇柄16固定连接；还包括所述铠装电缆14，所述铠装电缆14均匀盘绕于所述绕线卷筒15的周向外侧，其一端与所述信号转换轴电性连接、另一端与所述监测传感器11电性连接。

在实际的使用过程中，操作者可以通过摇动所述折叠式手摇柄16来带动所述绕线卷筒15转动，从而完成所述铠装电缆14的伸展与回收。

所述铠装电缆14包括用于完成数据信号传输的信号传输电缆，以及包覆于所述信号传输电缆周向外侧、起保护作用的硬质抗拉保护层，所述硬质抗拉保护层为钢丝绳、钢片护甲或链条。

所述监测传感器11为尺寸小于导料管和钢筋笼之间间隙的不规则柱体，其直径小于49mm，长度小于325mm，这样的具体规格是为了进一步保证所述监测传感器11的使用，具体而言，所述导料管和钢筋笼之间的最小间隙为80mm，且为了保证监测的准确性，所述监测传感器11在使用时，与金属间的距离应保证在15mm以上。

所述设备支架10的侧面固定设置有用于在装置的非工作状态下完成所述监测传感器11收纳的传感器支撑架17；还包括用于在灌注过程中将所述监测传感器11固定于钢筋笼尾端设计标高处的固定夹具（图中未示出），所述固定夹具与所述钢筋笼可活动地连接。

具体而言，所述固定夹具与所述钢筋笼可采用绑带连接或卡扣连接，但需要保证所述固定夹具在所述钢筋笼上能够被顺利取下，从而使所述固定夹具能够多次回收、重复利用。此处还需要注意的是，所述固定夹具与所述钢筋笼之间的连接需要具备一定的刚性，这样设置的目的在于避免在混凝土灌注过程中，所述监测传感器11因不断上升的泥浆而发生垂直方向位移，从而影响监测效果。

一下简述上述灌注桩超灌监测装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、将灌注桩超灌监测装置移动至合适工位，将固定夹具固定设置于钢筋笼尾端的设计标高处，随后将监测传感器11安装于所述固定夹具中，并启动中控主机13，随后，报警组件12中的黄灯亮起并蜂鸣确认，装置随即进入工作状态；

S2、使用吊机将所述钢筋笼下放置设计标高，使所述固定夹具与所述监测传感器11浸没于泥浆中；

S3、进行混凝土灌注，由于泥浆内各材料的密度不同，因此泥浆整体会出现分层现象，

当所述监测传感器11进入混凝土与泥浆的混合层内时，所述中控主机13接收到所述监测传感器11的信号，所述中控主机13随即发出信号启动所述报警组件12，所述报警组件12中的绿灯亮起并伴随间歇性蜂鸣，装置开始预警，此时操作者应减慢灌注速度，

当所述监测传感器11进入混凝土层内时，所述中控主机13接收到所述监测传感器11的信号，所述中控主机13随即发出信号启动所述报警组件12，所述报警组件12中的红灯亮起并伴随持续性蜂鸣，装置开始报警，此时操作者应结束灌注；

S4、结束混凝土灌注，取出导料管，并利用连接组件完成所述监测传感器11的回收，最终完成灌注桩灌注。

本发明的信号转换轴采用铜片接触的方式取代了通常使用的电刷结构，不仅使得信号转换轴在保证信号传输的前提下，转动更为顺畅，而且也在最大限度上降低了轴体磨损，节约了后期的设备维护费用。同时，本发明的信号转换轴还能够应用于各类机械当中，具有很高的使用性和推广价值。

本发明中的灌注桩超灌监测装置能够通过传感器检测不同液体中的水分含量，进而判断混凝土是否已达到设定标高、并在达到设定标高后及时报警，以提醒作业人员停止灌注混凝土。这样一来，既保证了灌注桩的有效灌注高度，又在最大程度上降低了超灌量，有利于减小灌注材料的浪费，降低了后续的凿除难度。并且整个作业过程完全采用自动化的方式进行，受人为因素的影响较小，从而保证了控制精度和灌注效率。

综上所述，本发明设计精巧，结构简单，使用效果良好，具有很高的使用及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种信号转换轴，包括左端盖及右端盖（1），其特征在于：还包括贯穿所述右端盖（1）并与所述右端盖（1）固定连接的固定轴（2），以及设置于所述左端盖及右端盖（1）之间、可转动地套设于所述固定轴（2）上的转动机构，所述转动机构与所述固定轴（2）电性连接，所述转动机构与所述左端盖之间还设置有用于实现所述转动机构内部配合顶紧的E型档环（3）。

2.根据权利要求1所述的信号转换轴，其特征在于：所述转动机构包括至少两组相配合的转动组件，每组所述转动组件均包括按序叠合设置的隔离板（4）、输入铜片（5）、波形铜片（6）以及输出铜片（7），所述输入铜片（5）与所述输出铜片（7）借助设置于二者间的所述波形铜片（6）实现二者的电性连接。

3.根据权利要求2所述的信号转换轴，其特征在于：所述输入铜片（5）上固定连接有一个用于实现其与所述隔离板（4）间配合定位的连接耳（51）；所述输出铜片（7）上固定连接有一根用于实现其与所述固定轴（2）电性连接的连接片（71），所述连接片（71）的长度随其所在的转动组件与所述右端盖（1）间的间距扩大而增加。

4.根据权利要求1所述的信号转换轴，其特征在于：还包括用于密封的密封组件，所述密封组件包括用于实现所述转动机构与所述右端盖（1）间密封连接的第一密封环（8），以及用于实现所述信号转换轴整体与其所安装的机械设备间密封连接的第二密封环（9）。

5.一种灌注桩超灌监测装置，包括设备支架（10），其特征在于：还包括如权利要求1~4任一所述的信号转换轴，所述信号转换轴借助所述左端盖及右端盖（1）与所述设备支架（10）固定连接。

6.根据权利要求5所述的灌注桩超灌监测装置，其特征在于：还包括用于实现对混凝土灌注高度进行实时监测的监测传感器（11），以及固定设置于所述设备支架（10）上、与所述监测传感器（11）电性连接、用于反馈所述监测传感器（11）监测结果的报警组件（12），所述监测传感器（11）借助设置于所述设备支架（10）上的连接组件与所述设备支架（10）连接；还包括固定设置于所述设备支架（10）上、与所述监测传感器（11）及所述报警组件（12）信号连接、用于实现二者间信号中转的中控主机（13）。

7.根据权利要求6所述的灌注桩超灌监测装置，其特征在于：所述中控主机（13）与所述监测传感器借助铠装电缆（14）实现二者信号连接，所述中控主机（13）与所述报警组件（12）借助信号传输电缆、网络或蓝牙实现二者信号连接；所述监测传感器（11）为水分监控传感器，所述报警组件（12）包括三色警示灯及蜂鸣器。

8.根据权利要求7所述的灌注桩超灌监测装置，其特征在于：所述连接组件包括可转动地设置于所述设备支架（10）上的绕线卷筒（15），以及贯穿设置于所述绕线卷筒（15）的中心位置的所述信号转换轴，所述信号转换轴中的所述固定轴（2）与所述绕线卷筒（15）固定连接，所述固定轴（2）的一端伸出于所述设备支架（10）外、并与折叠式手摇柄（16）固定连接；还包括所述铠装电缆（14），所述铠装电缆（14）均匀盘绕于所述绕线卷筒（15）的周向外侧，其一端与所述信号转换轴电性连接、另一端与所述监测传感器（11）电性连接。

9.根据权利要求7所述的灌注桩超灌监测装置，其特征在于：所述铠装电缆（14）包括用于完成数据信号传输的信号传输电缆，以及包覆于所述信号传输电缆周向外侧、起保护作用的硬质抗拉保护层，所述硬质抗拉保护层为钢丝绳、钢片护甲或链条。

10.根据权利要求6所述的灌注桩超灌监测装置，其特征在于：所述设备支架（10）的侧面固定设置有用于在装置的非工作状态下完成所述监测传感器（11）收纳的传感器支撑架（17）；还包括用于在灌注过程中将所述监测传感器（11）固定于钢筋笼尾端设计标高处的固定夹具，所述固定夹具与所述钢筋笼可活动地连接。