CN109706910B - 一种适用于建筑工程的减震打夯机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于建筑工程的减震打夯机，包括箱体，所述箱体的顶部设置有太阳能电池板，且所述太阳能电池板上设置有报警器，所述箱体上设置有散热窗，且所述箱体的内侧顶部设置有温度传感器，减震弹簧可减少振动电机的振动强度，且减震弹簧共计有4个，且它们均匀分布在配重箱的底部，同时可增加机器的工作稳定性，降低机器振动对人体的伤害，保护操作者身体健康，太阳能电池板可通过太阳能对蓄电池进行充电，为机器进行工作续航，加快工程进度，同时节约能源，节能环保，温度传感器和振动传感器的联合使用，能够及时发现故障，并提醒操作者排除故障，避免机器损坏，延长机器的使用寿命。

Description

一种适用于建筑工程的减震打夯机

技术领域

本发明属于建筑机械工程领域，具体涉及一种适用于建筑工程的减震打夯机。

背景技术

现有的打夯机因减震效果不好，对人的身体会造成极大的伤害，同时也降低了机器的运行稳定性，且现有的打夯机大多采用柴油机产生动力，加大能源消耗，且对环境有一定的污染，且现有的打夯机没有检测故障的功能，从而使操作者不能及时发现打夯机存在的隐患和故障，造成机器损坏，同时增加机器的维修费用，降低机器的使用寿命。

发明内容

本发明为解决以上的技术问题，提供一种适用于建筑工程的减震打夯机。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种适用于建筑工程的减震打夯机，包括箱体，箱体的顶部设置有太阳能电池板，且太阳能电池板上设置有报警器，箱体上设置有散热窗和把手，且箱体的内侧顶部设置有温度传感器，箱体的内侧底部设置有振动电机，且振动电机的两侧分别设置有振动传感器和蓄电池，且箱体的内侧设置有风机，振动电机的底部设置有动力传动杆，箱体的底部设置有配重箱，且配重箱的底部设置有减震弹簧，且减震弹簧的底部设置有压实板，压实板的两侧设置有防护板。

进一步而言，太阳能电池板的输出端与蓄电池的输入端连接，温度传感器用于采集打夯机作业时的温度信号，温度传感器的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，第一信号处理电路的输出端与控制器的输入端连接，振动传感器用于采集打夯机作业时的振动信号，振动传感器的输出端与第二信号处理电路的输入端连接，第二信号处理电路的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与报警器的输入端连接。

进一步而言，减震弹簧共计有4个，且它们均匀分布在配重箱的底部，减震弹簧一端与压实板固定连接，且减震弹簧另一端与配重箱固定连接，箱体与太阳能电池板固定连接，蓄电池与箱体固定连接。

进一步而言，振动传感器和温度传感器均与箱体固定连接。

进一步而言，散热窗共计有若干个，且它们均匀分布在箱体上，且风机与箱体固定连接，把手与箱体通过焊接方式固定连接，且把手上设置有防滑套。

进一步而言，温度传感器用于采集打夯机作业时的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至第一信号处理电路，V1为经过第一信号处理电路处理后的电压信号，第一信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，温度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与控制器的ADC端口连接。

进一步而言，信号放大单元包括集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4。

其中，温度传感器的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，滑动变阻器R3的一端接地，滑动变阻器R3的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R4的一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与电阻R5的一端连接，二极管D4的负极接地，电阻R5的另一端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与集成运放A1的输出端连接，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，二极管D2的负极与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R6的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R6的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R7的一端与电阻R10的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R8的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放的A3的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A3的输出端连接，二极管D3的正极与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R12的一端接地，电阻R12的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R12的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R11的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R13的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R22的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R22的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R14的一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R14的另一端与信号滤波单元的输入端连接。

进一步而言，信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C1-C2以及集成运放A5-A7。

其中，信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R17的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A6的输出端连接，电阻R17的另一端与集成运放A5的输出端并联后与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与电容C1的一端并联后与集成运放A6的反相输入端连接，电容C1的另一端与集成运放A6的输出端并联后与电阻R19的一端连接，集成运放A6的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C2的一端并联后与集成运放A7的反相输入端连接，集成运放A7的同相输入端接地，电容C2的另一端与集成运放A7的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R20的另一端与集成运放A7的输出端连接，电阻R21的一端与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A6的输出端连接，集成运放A7的输出端与控制器的ADC端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至控制器的ADC端口。

进一步而言，振动传感器用于采集打夯机作业时的振动信号，将采集的振动信号转换为电压信号V2，并将电压信号V2传输至第二信号处理电路，V3为经过第二信号处理电路处理后的电压信号，第二信号处理电路包括信号放大模块和信号滤波模块，振动传感器的输出端与信号放大模块的输入端连接，信号放大模块的输出端与信号滤波模块的输入端连接，信号滤波模块的输出端与控制器的ADC端口连接。

进一步而言，信号放大模块包括集成运放A8-A10、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4。

其中，振动传感器的输出端与三极管T1的基极连接，电容C3的一端接地，电容C3的另一端与电阻R23的一端连接，振动传感器的输出端还与电阻R23的另一端连接，电阻R24的一端与电容C4的一端连接，电阻R24的另一端与电阻R23的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A9的输出端连接，电阻R24的一端还与集成运放A9的反相输入端连接，电容C4的另一端还与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与三极管T2的基极连接，电容C5的一端接地，电容C5的另一端与三级管T2的基极连接，电阻R26的一端与-15V电源连接，电阻R26的另一端与三极管T2的发射极连接，电阻R27的一端与三极管T1的集电极连接，电阻R27的另一端与三极管T1的发射极连接，三极管T1的发射极与+15V电源连接，三极管T1的集电极与集成运放A8的同相输入端连接，集成运放A8的反相输入端接地，三极管T2的集电极与集成运放A8的同相输入端连接，电阻R28的一端与电阻R26的一端连接，电阻R28的另一端与三极管T2的集电极连接，电阻R29的一端与电阻R26的一端连接，电阻R29的另一端与三极管T4的发射极连接，电阻R30的一端与三极管T3的发射极连接，电阻R30的另一端与三极管T1的发射极连接，三极管T3的基极与电阻R27的一端连接，三极管T4的基极与电阻R28的另一端连接，集成运放A8的输出端与电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与集成运放A10的输出端连接，电容C6的一端接地，电容C6的另一端与电阻R32的一端连接，电阻R32的一端与三极管T4的集电极连接，电阻R32的另一端与集成运放A10的同相输入端连接，集成运放A10的反相输入端接地，电容C7的一端接地，电容C7的另一端与集成运放A9的同相输入端连接，电阻R33的一端与集成运放A9的同相输入端连接，电阻R34的一端接地，电阻R33的另一端与电阻R34的另一端连接，电阻R34的另一端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与集成运放A10的输出端连接，电阻R36的一端与集成运放A10的输出端连接，电阻R36的另一端与信号滤波模块的输入端连接。

进一步而言，信号滤波模块包括电阻R37-R43、电容C8-C9以及集成运放A11-A13。

其中，信号放大模块的输出端与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端与电阻R39的一端并联后与集成运放A11的反相输入端连接，电阻R39的另一端与集成运放A11的输出端连接，电阻R38的一端接地，电阻R38的另一端与电阻R43并联后与集成运放A11的同相输入端连接，电阻R43的另一端与集成运放A12的输出端连接，电阻R39的另一端与集成运放A11的输出端并联后与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端与电容C8的一端并联后与集成运放A12的反相输入端连接，电容C8的另一端与集成运放A12的输出端并联后与电阻R41的一端连接，集成运放A12的同相输入端接地，电阻R41的另一端与电容C9的一端并联后与集成运放A13的反相输入端连接，集成运放A13的同相输入端接地，电容C9的另一端与集成运放A13的输出端连接，电阻R42的一端与集成运放A11的反相输入端连接，电阻R42的另一端与集成运放A13的输出端连接，电阻R43的一端与集成运放A11的同相输入端连接，电阻R43的另一端与集成运放A12的输出端连接，集成运放A13的输出端与控制器的ADC端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V3传输至控制器的ADC端口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明结构科学合理，使用安全方便，减震弹簧可减少振动电机的振动强度，且减震弹簧共计有4个，且它们均匀分布在配重箱的底部，同时可增加机器的工作稳定性，降低机器振动对人体的伤害，保护操作者身体健康，太阳能电池板可通过太阳能对蓄电池进行充电，为机器进行工作续航，加快工程进度，同时节约能源，节能环保，温度传感器用于采集打夯机作业时的温度信号，振动传感器用于采集打夯机作业时的振动信号，并将温度信号和振动信号分别传输至相应的信号处理电路进行信号放大和信号滤波处理，然后将处理后的温度信号和振动信号传输至控制器，控制器将接收到的温度信号和振动信号与预设温度阈值和振动阈值进行比较，若温度信号大于预设温度阈值或振动信号大于预设振动阈值，则控制器触发报警器发送报警信息，以提醒操作者排除故障，避免机器损坏，延长机器的使用寿命。散热窗和风机的联合使用，可快速降低箱体内部温度，避免因温度高机器不能运行而影响工程进度。

(2)由于温度传感器采集的信号为微弱的电压信号，因而第一信号处理电路中的信号放大单元通过集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4对温度传感器输出的电压V0进行放大处理，由集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4构成的信号放大单元只有0.3μV/℃的漂移、3μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内30nV的噪声。其中，第一信号处理电路中的信号滤波单元使用电阻R15-R21、电容C1-C2以及集成运放A5-A7对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了温度检测的精度。

(3)由于振动传感器采集的信号为微弱的电压信号，因而第二信号处理电路中的信号放大模块通过集成运放A8-A11、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4对振动传感器输出的电压V2进行放大处理，由集成运放A8-A11、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4构成的信号放大模块只有0.2μV/℃的漂移、2μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内20nV的噪声。其中，第二信号处理电路中的信号滤波模块使用电阻R37-R43、电容C8-C9以及集成运放A11-A13对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了振动检测的精度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为本发明的俯视结构示意图。

图3为本发明的侧视结构示意图。

图4为本发明的第一信号处理电路的电路图。

图5为本发明的第二信号处理电路的电路图。

图6为本发明的图像处理装置的示意图。

图中：1-箱体、2-太阳能电池板、3-配重箱、4-散热窗、5-温度传感器、6-报警器、7-风机、8-把手、9-振动传感器、10-振动电机、11-蓄电池、12-动力传动杆、13-减震弹簧、14-压实板、15-防护板、16-防滑套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种适用于建筑工程的减震打夯机，包括箱体1，箱体1的顶部设置有太阳能电池板2，且太阳能电池板2的右下侧设置有报警器6，箱体1的左侧设置有散热窗4，且箱体1的右侧设置有把手8，把手8的外侧设置有防滑套16，且箱体1的内侧顶部设置有温度传感器5，箱体1的内侧底部中间位置设置有振动电机10，且振动电机10的左侧设置有振动传感器9，振动电机10的右侧设置有蓄电池11，且箱体1的内侧右侧设置有风机7，振动电机10的底部设置有动力传动杆12，箱体1的底部设置有配重箱3，且配重箱3的底部设置有减震弹簧13，且减震弹簧13的底部设置有压实板14，压实板14的两侧设置有防护板15。

其中，太阳能电池板2的输出端与蓄电池11的输入端连接，温度传感器5用于采集打夯机作业时的温度信号，温度传感器5的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，第一信号处理电路的输出端与控制器的输入端连接，振动传感器9用于采集打夯机作业时的振动信号，振动传感器9的输出端与第二信号处理电路的输入端连接，第二信号处理电路的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与报警器6的输入端连接。

其中，第一信号处理电路、第二信号处理电路、控制器均固定设置于箱体1内，温度传感器5与第一信号处理电路通过导线连接，振动传感器9与第二信号处理电路也通过导线连接，第一信号处理电路和第二信号处理电路与控制器的ADC端口连接，控制器与报警器6电连接。

本实施例中，减震弹簧13共计有4个，且它们均匀分布在配重箱3的底部，减震弹簧13一端与压实板14通过螺丝固定连接，且减震弹簧13另一端与配重箱3通过螺丝固定连接，减震弹簧13可减少振动电机10的振动强度，同时可增加机器的工作稳定性，同时降低机器振动对人体的伤害，保护操作者身体健康。

本实施例中，箱体1与太阳能电池板2通过螺丝固定连接，蓄电池11与箱体1通过螺丝固定连接，且太阳能电池板2与蓄电池11电性连接，太阳能电池板2可通过太阳能对蓄电池11进行充电，为机器进行工作续航，加快工程进度，同时节约能源，节能环保。

蓄电池11还能够为温度传感器5、报警器6、风机7、振动传感器9、振动电机10、第一信号处理电路、第二信号处理电路以及控制器提供电力支持。

具体地，振动传感器9和温度传感器5均与箱体1通过螺丝固定连接。

本实施例中，温度传感器5用于采集打夯机作业时的温度信号，振动传感器9用于采集打夯机作业时的振动信号，并将温度信号和振动信号分别传输至相应的信号处理电路进行信号放大和信号滤波处理，然后将处理后的温度信号和振动信号传输至控制器，控制器将接收到的温度信号和振动信号与预设温度阈值和振动阈值进行比较，若温度信号大于预设温度阈值或振动信号大于预设振动阈值，则控制器触发报警器发送报警信息，以提醒操作者排除故障，避免机器损坏，延长机器的使用寿命。

具体地，控制器内包括两个比较电路，分别为第一比较电路和第二比较电路。第一比较电路将接收到的温度信号和预设温度阈值进行比较，若接收到的温度信号大于预设温度阈值，则第一比较电路输出高电平，并将该高电平传输至报警器6，报警器6在接收到高电平后发送报警信息；第二比较电路将接收到的振动信号和预设振动阈值进行比较，若接收到的振动信号大于预设振动阈值，则第二比较电路输出高电平，并将该高电平传输至报警器6，报警器6在接收到高电平后发送报警信息。

本发明提供的适用于建筑工程的减震打夯机还包括一显示器，显示器设置于箱体1上，控制器将接收到的温度信号和振动信号通过控制器内部的射频模块传输至显示器，工作人员能够在使用打夯机作业时实时对打夯机作业时的温度信号和振动信号进行监测。

本发明提供的适用于建筑工程的减震打夯机还包括一图像采集装置和图像处理装置，图像采集装置设置于箱体1上，用于采集打夯机作业时周围环境的图像信息，图像采集装置将采集到的图像信息传输至图像处理装置。

请参阅图6，图像处理装置包括图像增强单元、图像平滑单元、图像降噪单元以及图像锐化单元。

其中，图像采集装置的输出端与图像增强单元的输入端连接，图像增强单元的输出端与图像平滑单元的输入端连接，图像平滑单元的输出端与图像降噪单元的输入端连接，图像降噪单元的输出端与图像锐化单元的输入端连接，图像锐化单元的输出端与控制器的输入端连接。

图像采集装置用于采集打夯机作业时周围环境的图像信息，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，图像增强单元对图像f(x,y)进行图像清晰度增强处理，经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，

图像平滑单元对图像g(x,y)进行图像平滑处理，经过图像平滑处理后的图像二维函数为h(x,y)，平滑函数为q(x,y)，其中，

h(x，t)＝q(x，y)*g(x，y)。

其中，﹡为卷积符号，σ为自定义可调常数，平滑的作用是通过σ来控制的。

上述实施方式中，图像平滑单元将经过图像增强处理后的图像亮度进行平缓渐变，减小突变梯度，从而改善图像质量。

图像降噪单元对图像h(x,y)进行图像降噪处理，经过图像降噪处理后的图像二维函数为d(x,y)，其中，

d(x，y)＝h(x+1，y+1)+2h(x-1，y)-2h(x+1，y)+2h(x，y-1)+2h(x-1，y-1)。

上述实施方式中，图像降噪单元的目的是为了改进图像平滑单元输出图像的质量，除去图像中的噪声，使边缘清晰，提高图像的可判读性。

图像锐化单元对图像d(x,y)进行图像锐化处理，经过图像锐化处理后的图像二维函数为s(x,y)，

上述实施方式中，图像锐化单元补偿经过图像降噪处理后的图像的轮廓，增强图像的边缘及灰度跳变的部分，使图像变得更加清晰。

最后将图像s(x,y)通过控制器内部的射频模块传输至显示器进行显示，工作人员在使用打夯机作业时也能够实时获取打夯机在作业时周围图像。

图像处理装置对采集的图像依次进行图像增强、图像平滑、图像降噪、图像锐化处理，可高效、快速的提取图像采集装置的图像信息，可提高对打夯机在作业时周围图像的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

本发明提供的适用于建筑工程的减震打夯机还包括一存储装置，存储装置设置于箱体1内，存储装置与控制器连接，用于存储控制器接收到的温度信号、振动信号以及图像信息。

工作人员能够通过存储装置上的数据传输接口读取存储装置内存储的温度信号、振动信号以及图像信息。

本实施例中，振动电机10的底部设置有动力传动杆12，在打夯机作业时，振动电机10将振动通过动力传动杆12传输至压实板14。

本实施例中，散热窗4共计有若干个，且它们均匀分布在箱体1的左侧，且风机7与箱体1通过螺丝固定连接，且风机7与蓄电池11电性连接，散热窗4和风机7的联合使用，可快速降低箱体1内部温度，避免因温度高机器不能运行而影响工程进度。

本实施例中，把手8与箱体1通过焊接方式固定连接，且把手8的上面设置有防滑套16，焊接方式连接增加了把手8与箱体1的连接稳定性，防滑套16可增加操作者对机器的把控，减少因手滑而使机器脱离控制造成的意外伤害。

请参阅图4，温度传感器5用于采集打夯机作业时的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至第一信号处理电路，V1为经过第一信号处理电路处理后的电压信号，第一信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，温度传感器5的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与控制器的ADC端口连接。

具体地，信号放大单元包括集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4。

其中，温度传感器5的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，滑动变阻器R3的一端接地，滑动变阻器R3的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R4的一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与电阻R5的一端连接，二极管D4的负极接地，电阻R5的另一端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与集成运放A1的输出端连接，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，二极管D2的负极与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R6的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R6的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R7的一端与电阻R10的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R8的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放的A3的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A3的输出端连接，二极管D3的正极与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R12的一端接地，电阻R12的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R12的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R11的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R13的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R22的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R22的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R14的一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R14的另一端与信号滤波单元的输入端连接。

具体地，信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C1-C2以及集成运放A5-A7。

其中，信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R17的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A6的输出端连接，电阻R17的另一端与集成运放A5的输出端并联后与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与电容C1的一端并联后与集成运放A6的反相输入端连接，电容C1的另一端与集成运放A6的输出端并联后与电阻R19的一端连接，集成运放A6的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C2的一端并联后与集成运放A7的反相输入端连接，集成运放A7的同相输入端接地，电容C2的另一端与集成运放A7的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R20的另一端与集成运放A7的输出端连接，电阻R21的一端与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A6的输出端连接，集成运放A7的输出端与控制器的ADC端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至控制器的ADC端口。

上述实施方式中，第一信号处理电路的噪声在30nV以内，漂移为0.3μV/℃，集成运放A1和A4为LT1227低漂移放大器，集成运放A2和A3均为LT1229低漂移放大器，集成运放A5、A6和A7均为LT1097运放，由于集成运放A1、A4的直流偏移与漂移并不会影响电路的整体偏移，从而使得电路有着极低的偏移和漂移，滑动变阻器R3用于调整增益。

第一信号处理电路采用二极管D1-D4作为非线性元件构成的放大电路，二极管结合点电压随温度波动，通过平衡结构进行了一阶补偿。信号处理电路中的信号放大单元采用四组集成运放，可以节省空间而且工作良好。

在第一信号处理电路中，电阻R1的阻值为75Ω，电阻R2的阻值为100Ω，滑动变阻器R3的阻值为2KΩ，电阻R4的阻值为150Ω，电阻R5的阻值为150Ω，R6的阻值为1KΩ，电阻R7的阻值为20KΩ，电阻R8的阻值为20KΩ，电阻R9的阻值为1KΩ，电阻R10的阻值为9.88KΩ，电阻R11的阻值为20KΩ，电阻R12的阻值为1KΩ，电阻R13的阻值为1KΩ，电阻R14的阻值为5.1KΩ，电阻R15的阻值为1.7KΩ，电阻R16的阻值为4.7KΩ，电阻R17的阻值为10KΩ，电阻R18的阻值为5KΩ，电阻R19的阻值为1KΩ，电阻R20的阻值为5KΩ，电阻R21的阻值为5KΩ，电阻R22的阻值为1KΩ，电容C1的电容值为390pF，电容C2的电容值为470pF，二极管D1-D4的型号均为1N4148。

由于温度传感器5采集的信号为微弱的电压信号，因而第一信号处理电路中的信号放大单元通过集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4对温度传感器5输出的电压V0进行放大处理，由集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4构成的信号放大单元只有0.3μV/℃的漂移、3μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内30nV的噪声。其中，第一信号处理电路中的信号滤波单元使用电阻R15-R21、电容C1-C2以及集成运放A5-A7对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了温度检测的精度。

请参阅图5，振动传感器9用于采集打夯机作业时的振动信号，将采集的振动信号转换为电压信号V2，并将电压信号V2传输至第二信号处理电路，V3为经过第二信号处理电路处理后的电压信号，第二信号处理电路包括信号放大模块和信号滤波模块，振动传感器9的输出端与信号放大模块的输入端连接，信号放大模块的输出端与信号滤波模块的输入端连接，信号滤波模块的输出端与控制器的ADC端口连接。

具体地，信号放大模块包括集成运放A8-A10、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4。

其中，振动传感器9的输出端与三极管T1的基极连接，电容C3的一端接地，电容C3的另一端与电阻R23的一端连接，振动传感器9的输出端还与电阻R23的另一端连接，电阻R24的一端与电容C4的一端连接，电阻R24的另一端与电阻R23的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A9的输出端连接，电阻R24的一端还与集成运放A9的反相输入端连接，电容C4的另一端还与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与三极管T2的基极连接，电容C5的一端接地，电容C5的另一端与三级管T2的基极连接，电阻R26的一端与-15V电源连接，电阻R26的另一端与三极管T2的发射极连接，电阻R27的一端与三极管T1的集电极连接，电阻R27的另一端与三极管T1的发射极连接，三极管T1的发射极与+15V电源连接，三极管T1的集电极与集成运放A8的同相输入端连接，集成运放A8的反相输入端接地，三极管T2的集电极与集成运放A8的同相输入端连接，电阻R28的一端与电阻R26的一端连接，电阻R28的另一端与三极管T2的集电极连接，电阻R29的一端与电阻R26的一端连接，电阻R29的另一端与三极管T4的发射极连接，电阻R30的一端与三极管T3的发射极连接，电阻R30的另一端与三极管T1的发射极连接，三极管T3的基极与电阻R27的一端连接，三极管T4的基极与电阻R28的另一端连接，集成运放A8的输出端与电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与集成运放A10的输出端连接，电容C6的一端接地，电容C6的另一端与电阻R32的一端连接，电阻R32的一端与三极管T4的集电极连接，电阻R32的另一端与集成运放A10的同相输入端连接，集成运放A10的反相输入端接地，电容C7的一端接地，电容C7的另一端与集成运放A9的同相输入端连接，电阻R33的一端与集成运放A9的同相输入端连接，电阻R34的一端接地，电阻R33的另一端与电阻R34的另一端连接，电阻R34的另一端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与集成运放A10的输出端连接，电阻R36的一端与集成运放A10的输出端连接，电阻R36的另一端与信号滤波模块的输入端连接。

具体地，信号滤波模块包括电阻R37-R43、电容C8-C9以及集成运放A11-A13。

其中，信号放大模块的输出端与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端与电阻R39的一端并联后与集成运放A11的反相输入端连接，电阻R39的另一端与集成运放A11的输出端连接，电阻R38的一端接地，电阻R38的另一端与电阻R43并联后与集成运放A11的同相输入端连接，电阻R43的另一端与集成运放A12的输出端连接，电阻R39的另一端与集成运放A11的输出端并联后与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端与电容C8的一端并联后与集成运放A12的反相输入端连接，电容C8的另一端与集成运放A12的输出端并联后与电阻R41的一端连接，集成运放A12的同相输入端接地，电阻R41的另一端与电容C9的一端并联后与集成运放A13的反相输入端连接，集成运放A13的同相输入端接地，电容C9的另一端与集成运放A13的输出端连接，电阻R42的一端与集成运放A11的反相输入端连接，电阻R42的另一端与集成运放A13的输出端连接，电阻R43的一端与集成运放A11的同相输入端连接，电阻R43的另一端与集成运放A12的输出端连接，集成运放A13的输出端与控制器的ADC端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V3传输至控制器的ADC端口。

上述实施方式中，第二信号处理电路的噪声在20nV以内，漂移为0.2μV/℃，集成运放A8和A10为LT1010低漂移放大器，集成运放A9为LTC1150低漂移放大器，集成运放A11、A12和A13均为LT1097运放，由于集成运放A8-A11的直流偏移与漂移并不会影响电路的整体偏移，从而使得电路有着极低的偏移和漂移。

信号放大模块有超过20MHz的小信号带宽，电阻R34和电阻R35的反馈分压馈送到集成运放A9，分压比与电路的增益比例相等，在本实施例中为10。

信号放大模块中，当增益在1-20之间时，小信号带宽超过20MHz，信号放大模块中的环路相当稳定，并且集成运放A10同相输入端的电容C6在较宽增益范围内提供了较好的阻尼。

在第二信号处理电路中，电阻R23的阻值为10MΩ，电阻R24的阻值为1KΩ，电阻R25的阻值为10KΩ，电阻R26的阻值为330Ω，电阻R27的阻值为33Ω，R28的阻值为33Ω，电阻R29的阻值为68Ω，电阻R30的阻值为68Ω，电阻R31的阻值为470Ω，电阻R32的阻值为1KΩ，电阻R33的阻值为10MΩ，电阻R34的阻值为1KΩ，电阻R35的阻值为9KΩ，电阻R36的阻值为5.1KΩ，电阻R37的阻值为1.7KΩ，电阻R38的阻值为4.7KΩ，电阻R39的阻值为10KΩ，电阻R40的阻值为5KΩ，电阻R41的阻值为1KΩ，电阻R42的阻值为5KΩ，电阻R43的阻值为5KΩ，电阻R44的阻值为1KΩ，C3的电容值为10pF,C4的电容值为50pF，C5的电容值为10pF，C6的电容值为10pF，C7的电容值为60pF,C8的电容值为390pF，电容C9的电容值为470pF，三极管T1和T2的型号为2N3904，三极管T3和T4的型号为2N2219。

由于振动传感器9采集的信号为微弱的电压信号，因而第二信号处理电路中的信号放大模块通过集成运放A8-A11、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4对振动传感器9输出的电压V2进行放大处理，由集成运放A8-A11、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4构成的信号放大模块只有0.2μV/℃的漂移、2μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内20nV的噪声。其中，第二信号处理电路中的信号滤波模块使用电阻R37-R43、电容C8-C9以及集成运放A11-A13对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了振动检测的精度。

本发明的工作原理及使用流程：首先将打夯机运送到工作区域，然后开启振动电机10和风机7，然后操作者手握把手8对打夯机进行移动控制，振动电机10通过动力传动杆12将动力传给压实板14，通过压实板14的振动对地面进行打夯压实，同时减震弹簧13对机器起到减震效果，温度传感器5和振动传感器9实时对机器进行检测，能够及时发现机器故障，并提醒操作者排除故障，避免机器损坏，保护机器，延长机器的使用寿命。

以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种适用于建筑工程的减震打夯机，包括箱体（1），其特征在于：所述箱体（1）的顶部设置有太阳能电池板（2），且所述太阳能电池板（2）上设置有报警器（6），所述箱体（1）上设置有散热窗（4）和把手（8），且所述箱体（1）的内侧顶部设置有温度传感器（5），所述箱体（1）的内侧底部设置有振动电机（10），且所述振动电机（10）的两侧分别设置有振动传感器（9）和蓄电池（11），且所述箱体（1）的内侧设置有风机（7），所述振动电机（10）的底部设置有动力传动杆（12），所述箱体（1）的底部设置有配重箱（3），且所述配重箱（3）的底部设置有减震弹簧（13），且所述减震弹簧（13）的底部设置有压实板（14），所述压实板（14）的两侧设置有防护板（15）；

所述太阳能电池板（2）的输出端与所述蓄电池（11）的输入端连接，所述温度传感器（5）用于采集打夯机作业时的温度信号，所述温度传感器（5）的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，所述第一信号处理电路的输出端与控制器的输入端连接，所述振动传感器（9）用于采集打夯机作业时的振动信号，所述振动传感器（9）的输出端与第二信号处理电路的输入端连接，所述第二信号处理电路的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述报警器（6）的输入端连接；

所述温度传感器（5）用于采集打夯机作业时的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述第一信号处理电路，V1为经过所述第一信号处理电路处理后的电压信号，所述第一信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，所述温度传感器（5）的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述控制器的ADC端口连接；

所述信号放大单元包括集成运放A1-A4、电阻R1-R2、R4-R14、R22、滑动变阻器R3以及二极管D1-D4；其中，所述温度传感器（5）的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，滑动变阻器R3的一端接地，滑动变阻器R3的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R4的一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与电阻R5的一端连接，二极管D4的负极接地，电阻R5的另一端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与集成运放A1的输出端连接，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，二极管D2的负极与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R6的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R6的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R7的一端与电阻R10的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R8的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放的A3的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A3的输出端连接，二极管D3的正极与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R12的一端接地，电阻R12的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R12的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R11的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R13的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R22的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R22的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R14的一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R14的另一端与所述信号滤波单元的输入端连接；

所述信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C1-C2以及集成运放A5-A7；其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R17的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A6的输出端连接，电阻R17的另一端与集成运放A5的输出端并联后与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与电容C1的一端并联后与集成运放A6的反相输入端连接，电容C1的另一端与集成运放A6的输出端并联后与电阻R19的一端连接，集成运放A6的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C2的一端并联后与集成运放A7的反相输入端连接，集成运放A7的同相输入端接地，电容C2的另一端与集成运放A7的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R20的另一端与集成运放A7的输出端连接，电阻R21的一端与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A6的输出端连接，集成运放A7的输出端与所述控制器的ADC端口连接，所述第一信号处理电路将处理后的电压信号V1传输至所述控制器的ADC端口；

所述振动传感器（9）用于采集打夯机作业时的振动信号，将采集的振动信号转换为电压信号V2，并将电压信号V2传输至所述第二信号处理电路，V3为经过所述第二信号处理电路处理后的电压信号，所述第二信号处理电路包括信号放大模块和信号滤波模块，所述振动传感器（9）的输出端与所述信号放大模块的输入端连接，所述信号放大模块的输出端与所述信号滤波模块的输入端连接，所述信号滤波模块的输出端与所述控制器的ADC端口连接；

所述信号放大模块包括集成运放A8-A10、电阻R23-R36、电容C3-C7以及三极管T1-T4；其中，所述振动传感器（9）的输出端与三极管T1的基极连接，电容C3的一端接地，电容C3的另一端与电阻R23的一端连接，所述振动传感器（9）的输出端还与电阻R23的另一端连接，电阻R24的一端与电容C4的一端连接，电阻R24的另一端与电阻R23的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A9的输出端连接，电阻R24的一端还与集成运放A9的反相输入端连接，电容C4的另一端还与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与三极管T2的基极连接，电容C5的一端接地，电容C5的另一端与三级管T2的基极连接，电阻R26的一端与-15V电源连接，电阻R26的另一端与三极管T2的发射极连接，电阻R27的一端与三极管T1的集电极连接，电阻R27的另一端与三极管T1的发射极连接，三极管T1的发射极与+15V电源连接，三极管T1的集电极与集成运放A8的同相输入端连接，集成运放A8的反相输入端接地，三极管T2的集电极与集成运放A8的同相输入端连接，电阻R28的一端与电阻R26的一端连接，电阻R28的另一端与三极管T2的集电极连接，电阻R29的一端与电阻R26的一端连接，电阻R29的另一端与三极管T4的发射极连接，电阻R30的一端与三极管T3的发射极连接，电阻R30的另一端与三极管T1的发射极连接，三极管T3的基极与电阻R27的一端连接，三极管T4的基极与电阻R28的另一端连接，集成运放A8的输出端与电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与集成运放A10的输出端连接，电容C6的一端接地，电容C6的另一端与电阻R32的一端连接，电阻R32的一端与三极管T4的集电极连接，电阻R32的另一端与集成运放A10的同相输入端连接，集成运放A10的反相输入端接地，电容C7的一端接地，电容C7的另一端与集成运放A9的同相输入端连接，电阻R33的一端与集成运放A9的同相输入端连接，电阻R34的一端接地，电阻R33的另一端与电阻R34的另一端连接，电阻R34的另一端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与集成运放A10的输出端连接，电阻R36的一端与集成运放A10的输出端连接，电阻R36的另一端与所述信号滤波模块的输入端连接；

所述信号滤波模块包括电阻R37-R43、电容C8-C9以及集成运放A11-A13；其中，所述信号放大模块的输出端与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端与电阻R39的一端并联后与集成运放A11的反相输入端连接，电阻R39的另一端与集成运放A11的输出端连接，电阻R38的一端接地，电阻R38的另一端与电阻R43并联后与集成运放A11的同相输入端连接，电阻R43的另一端与集成运放A12的输出端连接，电阻R39的另一端与集成运放A11的输出端并联后与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端与电容C8的一端并联后与集成运放A12的反相输入端连接，电容C8的另一端与集成运放A12的输出端并联后与电阻R41的一端连接，集成运放A12的同相输入端接地，电阻R41的另一端与电容C9的一端并联后与集成运放A13的反相输入端连接，集成运放A13的同相输入端接地，电容C9的另一端与集成运放A13的输出端连接，电阻R42的一端与集成运放A11的反相输入端连接，电阻R42的另一端与集成运放A13的输出端连接，电阻R43的一端与集成运放A11的同相输入端连接，电阻R43的另一端与集成运放A12的输出端连接，集成运放A13的输出端与所述控制器的ADC端口连接，所述第二信号处理电路将处理后的电压信号V3传输至所述控制器的ADC端口。

2.根据权利要求1所述的适用于建筑工程的减震打夯机，其特征在于：所述减震弹簧（13）共计有4个，且它们均匀分布在配重箱（3）的底部，所述减震弹簧（13）一端与压实板（14）固定连接，且所述减震弹簧（13）另一端与配重箱（3）固定连接，所述箱体（1）与太阳能电池板（2）固定连接，所述蓄电池（11）与箱体（1）固定连接。

3.根据权利要求1所述的适用于建筑工程的减震打夯机，其特征在于：所述振动传感器（9）和所述温度传感器（5）均与箱体（1）固定连接。

4.根据权利要求1所述的适用于建筑工程的减震打夯机，其特征在于：所述散热窗（4）共计有若干个，且它们均匀分布在箱体（1）上，且所述风机（7）与箱体（1）固定连接，所述把手（8）与箱体（1）通过焊接方式固定连接，且所述把手（8）上设置有防滑套（16）。