CN111636406A - 用于强夯机的智能监控系统 - Google Patents

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CN111636406A CN202010466356.XA CN202010466356A CN111636406A CN 111636406 A CN111636406 A CN 111636406A CN 202010466356 A CN202010466356 A CN 202010466356A CN 111636406 A CN111636406 A CN 111636406A
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Abstract

本发明涉及强夯机监控技术领域，公开了一种用于强夯机的智能监控系统，包括控制单元、定位单元和非接触传感单元；控制单元与定位单元连接，以通过定位单元检测出的位置信息计算出强夯机起重单元的夯击位置；控制单元与非接触传感单元连接，以通过非接触传感单元检测到的信息计算出起重单元的夯击次数、提升高度及夯锤落距h；控制单元用于根据初始夯点与其相邻夯点之间的距离d以及夯锤落距h判断强夯机的作业模式，并根据新夯点与其相邻夯点之间的d值和h值是否满足上述作业模式的条件判断新夯点是否合格。该系统不需要改造强夯机的关键结构，能够保证其的使用安全；同时能够准确监控到强夯机的夯击的位置信息以及新夯点的合格率。

Description

用于强夯机的智能监控系统
技术领域
本发明涉及强夯机监控技术领域，具体地，涉及一种用于强夯机的智能监控系统。
背景技术
强夯机(dynamiccompaction)是工程机械领域中一种重要的夯实机械，在开山填淤、围海造田、山区回填、机场建设等地基处理中具有广泛的应用。它是20世纪60年代末由法国工程师Louis开发并创用的。它利用起重设备将夯锤(8-40t)提升到10-40m的高度，然后使夯锤自由下落，以500-8000KN·m的冲击能量作用在地基上，在土中产生冲击波，以克服土颗粒间的各种阻力，使地基压密，从而提高地基的强度，减少沉降，消除湿陷性，膨胀性，提高抗液化能力。强夯法现今已广泛的应用于机场跑道和电站水坝、水库等基础工程的地基加固工程。
目前，强夯工程施工数据测量以及工程现场监测几乎都采用人工测量方式。人工测量方法造成施工过程和工程质量参数可信度降低，施工人员也容易偷工减料，从而造成工程质量无法控制，造成经济损失。
申请日为2017年2月10日，公开号为CN106703003A的授权文件中公开了一种强夯机智能测量监控系统，但是该监控系统需要在强夯机臂架上段的主滑轮轴上安装销轴传感器，因此需要修改强夯机原有机械结构，主滑轮轴销作为主要吊绳主要承力部件，结构强度若有问题会造成承载时销轴断裂，有极大的安全隐患。而且，因强夯机品牌、型号不同，轴销的型号，工艺规格，机械强度要求也不一样，非专业人士不得对强夯机设备进行改装，使用非标准件改装设备后若造成安全事故或者设备故障，厂家不予保修，保修公司不予赔付保险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于强夯机的智能监控系统，该智能监控系统不需要改造强夯机的关键结构，能够保证强夯机的使用安全；同时能够准确监控到强夯机的夯击的位置信息以及新夯点的合格率。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于强夯机的智能监控系统，包括控制单元、定位单元和非接触传感单元；所述控制单元与所述定位单元连接，以通过所述定位单元检测出的位置信息计算出强夯机起重单元的夯击位置；所述控制单元与所述非接触传感单元连接，以通过非接触传感单元检测到的信息计算出所述起重单元的夯击次数、提升高度及夯锤落距h；所述控制单元用于根据初始夯点与相邻夯点之间的距离d以及夯锤落距h判断强夯机的作业模式，并根据新夯点与其相邻夯点之间的d值和h值是否满足上述作业模式的条件判断新夯点是否合格。
优选地，当连续三次或三次以上检测到的h值和d值均满足点夯条件，则所述强夯机的作业模式为点夯模式；当连续三次或三次以上检测到的h值和d值均满足满夯条件，则所述强夯机的作业模式为满夯模式。
优选地，所述定位单元为GNSS定位单元、GPS定位单元和北斗定位单元中的一种。
进一步优选地，所述定位单元包括定位单元主天线和定位单元辅助天线。
更优选地，所述控制单元用于根据公式：
Figure BDA0002512768920000021
计算出夯击位置；
其中，d2为所述起重单元夯锤的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂直距离，所述夯锤的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂足为B；d1是所述定位单元主天线C到垂足B的距离；β为AB连线与正北方向的夹角；r为地球半径；(x，y)为所述定位单元检测到的定位单元主天线的坐标。
优选地，所述控制单元：用于根据所述非接触传感单元检测到的所述起重单元中卷扬机的转动角度确定所述起重单元的夯锤落距及提升高度；用于根据所述非接触传感单元检测到的所述卷扬机转动方向的改变确定所述起重单元的夯击次数。
进一步优选地，所述非接触传感单元包括传感器和多个传感器靶标，以通过所述传感器和多个所述传感器靶标计算所述卷扬机转动的角度以及转动方向。
更优选地，多个所述传感器靶标周向均匀安装在所述卷扬机上，所述传感器适于根据接收到的所述传感器标靶发射的信号确定所述卷扬机的转动角度以及转动方向。
更优选地，所述传感器为霍尔传感计数器，所述传感器靶标为磁铁。
优选地，还包括给太阳能发电系统，所述太阳能发电系统包括光伏板、充放电控制器和储能电池，所述储能电池用于给所述控制单元、非接触传感单元以及所述定位单元供电。
通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
在基础技术方案中，通过非接触传感单元检测其中单元的夯击次数、提升高度及夯锤落距h，通过定位单元检测起重单元的夯击位置，够准确检测起重单元夯击的夯击位置、夯击次数、提升高度及夯锤落距h，提高检测的准确度；非接触传感单元在安装过程中不会破坏强夯机的主要机械结构，保证强夯机工作过程的安全；而且控制单元能够根据夯击位置以及夯锤落距确定强夯机的作业类型，从而准确地根据上述作业类型统计夯击作业的合格率。
有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1是本发明一个实施例的控制原理框图；
图2是本发明一个实施例的安装示意图；
图3是本发明一个实施例中非接触传感单元的安装示意图；
图4是本发明一个实施例的点夯作业效果图；
图5是本发明一个实施例的满夯搭接示意图；
图6是本发明一个实施例中双滑轮组机器结构示意图；
图7是本发明一个实施例中的作业流程图。
附图标记说明
1 起重臂 2 夯锤
3 钢性连接绳 4 卷扬机
5 传感器 6 传感器标靶
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的基本实施方式中，如图1所示，本发明提供一种用于强夯机的智能监控系统，包括控制单元、定位单元和非接触传感单元；所述控制单元与所述定位单元连接，以通过所述定位单元检测出的位置信息计算出强夯机起重单元的夯击位置；所述控制单元与所述非接触传感单元连接，以通过非接触传感单元检测到的信息计算出所述起重单元的夯击次数、提升高度及夯锤落距h；所述控制单元用于根据初始夯点与其相邻夯点之间的距离d以及夯锤落距h判断强夯机的作业模式，并根据新夯点与其相邻夯点之间的d值和h值是否满足上述作业模式的条件判断新夯点是否合格。
其中，夯锤落距为夯程，是保证夯击功，有效提高夯实效果的重要参数之一，但是夯程的超标无疑也会加大施工成本和施工时间，因此有必要做到精准控制。强夯机在正常工作中，先将卷扬机4的钢性连接绳3放到最下提起夯锤2往上移动，当达到一定的高度之后，卷扬机4停止工作，夯锤2往下做自由落体运动，砸向地面从而将填充物压实，并带动转扬机4反向转动。所述夯点与其相邻夯点之间的d值通过计算夯点的位置与相邻夯点之间的位置的矢量差得到。
强夯机作业模式分为点夯，满夯两种。一般来说点夯采取间隔作业，间距是3.5米左右，夯击能量能达到3000-4000KN，可以分两遍跳点梅花布置，点夯击2遍，点夯完成后将夯点填平，然后再满夯一遍，满夯能量1800KN左右，满夯要求夯锤印搭接1/3-1/5锤。图4-图6是点夯和满夯的作业示意图。在第一个夯点的点夯或满夯均完成后并移至下一个夯点时判断第一个夯点的点夯或满夯是否合格，其作业流程如图7所示。
系统采用夯锤落距h与夯点与相邻夯点的距离d(中心距)综合判别强夯机作业模式，在连续三击夯锤落距h与中心距d满足点夯或者满夯作业要求，则判定为作业模式切换，例如某个工作面作业标准为：点夯落距10米，最大中心距5米，满夯落距5米，最大中心距2米，在点夯的作业过程中检测到连续三个夯点落距降低至5米，中心距2米，则系统自动识别为满夯，进行模式切换，以满夯的合格条件对新夯点进行判定。
夯点作业是否合格主要依据夯锤落距h及当前击落点与周围落点的中心距进行判别，落距与中心距根据系统预先录入的作业标准，以及当前作业类型(点夯/满夯)，落距不能小于最小落距，否则记为不合格，因实际作业过程中设备测量误差及机器振动影响，我们采用落点算法计算当前夯点与相邻夯点的中心距：以当前落点为圆心，最小中心距为半径作圆，如图6所示，对于角点，应有至少2个夯点落入圆内，边点3个，其他点4个，不能满足条件的夯点，记为不合格。落距与中心距任意一条不合格，记为本次夯击不合格。
上述基础方案提供的用于强夯机的智能监控系统，通过非接触传感单元检测其中单元的夯击次数和夯锤落距，通过定位单元检测起重单元的夯击位置，够准确检测起重单元夯击的夯击位置、夯击次数和夯锤落距，提高检测的准确度；非接触传感单元在安装过程中不会破坏强夯机的主要机械结构，保证强夯机工作过程的安全；而且控制单元能够根据夯击位置以及夯锤落距确定强夯机的作业类型(如点夯模式和满夯模式)，从而准确地根据上述作业类型统计夯击作业的合格率。
在本发明的一个实施例中，根据夯点与相邻夯点之间的距离d以及夯锤落距h判断强夯机的作业模式的方法为：当连续三次或三次以上检测到的h值和d值均满足点夯条件，则所述强夯机的作业模式为点夯模式，其中，所述点夯或者满夯是根据行业要求设定的，具体可以根据施工条件、土壤条件和机械设备等条件设定，不同工地的设置标准有所不同，本领域技术人员可以根据工地情况、土壤条件或机械设备情况自行设定。更具体地，以某个实施工地为例，该工地使用的强夯机的锤重为26吨，锤的半径为1.2m，则点夯的落距h不小于10m，两个夯点中心距不大于3.6m(见示意图4)；满夯的落距h不小于5m，搭接不小于锤半径的1/4，即0.3m(见示意图5)；以另一个实施工地为例，该工地的强夯机的锤重为32吨，锤的半径为1.3m，则点夯的落距h不小于8.1m，两个夯点中心距不大于3.9m；满夯的落距h不小于4m，搭接不小于锤半径的1/4，即0.32m；以第三个实施工地为例，该工地的强夯锤重为20吨，锤的半径为1.2m，则点夯的落距h不小于12.5m，两个夯点中心距不大于3.2m；满夯的落距h不小于6m，搭接不小于锤半径的1/3，即0.4m；以第四个实施工地为例，该工地的强夯锤重为20吨，锤的半径为1.4m，则点夯的落距h不小于15m，两个夯点中心距不大于3m；满夯的落距h不小于6m，搭接不小于锤半径的1/5，即0.3m。上述提供的实例仅作为参考，鉴于不同工地的施工条件以及施工要求不同，在具体实施过程中，点夯和满夯的判断标准可以根据本领域的行业要求设定，如果与上述实例的条件相符，也可以按上面给的实例要求设定。
所述定位系统可以采用任意一种能够实现准确定位的系统，在本发明的一个实施例中，所述定位单元可以为GNSS定位单元、GPS定位单元和北斗定位单元中的一种。GNSS为全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System)，GPS为全球定位系统(GlobalPositioning System)。
所述控制单元可以根据任意可供选择的方式计算出所述其中单元的夯击位置，为满足信号及防护要求，定位单元需安装在强夯机机身后部，所测到的位置数据并非夯锤2的落点，真实的落点坐标位置需通过计算获得，图2是定位单元及天线安装示意图。在本发明的一个实施例中，所述定位单元包括定位单元主天线和定位单元辅助天线。通过定位单元主天线确定出强夯机的机身坐标点，在强夯机机身的另一侧同样位置安装定位单元辅助天线。更优选地，所述控制单元用于根据公式：
Figure BDA0002512768920000081
计算出夯击位置；其中，d2为所述起重单元夯锤2的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂直距离，所述夯锤2的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂足为B；d1是所述定位单元主天线C到垂足B的距离；β为AB连线与正北方向的夹角，也就是图2中所标的正北方向；r为地球半径(6371.393千米)；(x，y)为所述定位单元检测到的定位单元主天线的坐标。下表为通过本方法计算的位置与实际测量的位置的对比，误差在0.05米内，完全可以满足强夯机作业精度要求。
表1
Figure BDA0002512768920000082
所述非接触传感单元能够通过任意方式确定所述起重单元的夯锤落距和夯击次数，在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，所述强夯机的起重单元包括卷扬机4、起重臂1、夯锤2和钢性连接绳3，该刚性连接绳3可以是钢丝绳或者是其他强度较高、不易磨损或断裂的绳子，所述钢性连接绳3缠绕在所述卷扬机4上，其一端穿过设置在起重臂1顶部的滑轮与夯锤2相连，或者缠绕在起重臂1顶部的滑轮组上，该滑轮组的底部吊挂着夯锤2。所述控制单元用于根据所述非接触传感单元检测到的所述起重单元中卷扬机4的转动角度来确定钢性连接绳3的伸长或缩短的长度，从而确定所述起重单元的夯锤落距及提升高度。所述控制单元用于根据所述非接触传感单元检测到的所述卷扬机4的转动方向的改变确定钢性连接绳3是处于伸长状态还是缩短状态，从而确定所述起重单元的夯击次数。
所述非接触传感单元可以采用现有技术中常用的能够检测夯锤落距及夯击次数的非接触传感器，在本发明的一个实施例中，所述非接触传感单元包括传感器5和多个传感器靶标6，以通过所述传感器5和多个所述传感器靶标6计算所述卷扬机4转动的角度以及转动方向。优选地，如图3所示，多个所述传感器靶标6周向均匀安装在所述卷扬机4上，所述传感器5适于根据接收到的所述传感器标靶6发射的信号确定所述卷扬机4的转动角度以及转动方向。更优选地，所述传感器5为霍尔传感计数器，所述传感器靶标6为磁铁。
具体地，所述夯锤落距与卷扬机4的半径、传感器靶标6的数目、钢性连接绳3的半径有关，由于卷扬机4的半径远大于钢性连接绳3的半径，在计算过程中可以忽略钢性连接绳3的半径，夯锤落距的计算公式可以为：
Figure BDA0002512768920000091
此时转扬机4上绕设的钢性连接绳3绕过起重臂1顶部的滑轮直接与夯锤2相连，其中，R为卷扬机4的半径，N为传感器靶标6的数目，n为从第一个传感器靶标6后经过的传感器靶标6的数目。当强夯机采用滑轮组时，夯锤落距的计算公式可以为：
Figure BDA0002512768920000092
其中，R为卷扬机4的半径，N为传感器靶标6的数目，n为从第一个传感器靶标6后经过的传感器靶标6的数目，a为滑轮组中与夯锤2相连的滑轮上绕的绳的段数，以图6为例，与夯锤2相连的滑轮为下面的两个滑轮，这两个滑轮上绕的刚性连接绳3的段数为4段，则，此时a＝4。
以卷扬机的半径R＝0.48m，采用双滑轮组机器(其结构如图6所示)为例，此时a＝4，当N＝15，n＝15时，
Figure BDA0002512768920000101
实际提升高度为0.74m；当N＝22，n＝15时，
Figure BDA0002512768920000102
实际提升高度为0.55m；当N＝28，n＝35时，
Figure BDA0002512768920000103
实际提升高度为0.965m。
在本发明的一个具体实施方式中，根据强夯机工作原理，设计了检测卷扬机4提升高度的一套传感检测系统：在卷扬机4的周边平均安装了15个磁铁，利用有记忆的双向霍尔传感计数器检测卷扬机转动的相位，卷扬机4正传计数器的值增加，反之计数器的值减小，利用卷扬机4转动的相位值即可计算出钢性连接绳3提升长度。强夯机正常中是一个周而复始的往复运动，提升-下降-提升依次类推。理论上计数器的值也是增加-减小-增加。
本系统采用在提升夯锤2的卷扬机4上安装高精度传感器的方法检测卷扬机4的转动方向与钢性连接绳3收缩/释放的长度来间接测量出夯锤2的提升高度。试验强夯机为双滑轮组机器(其结构如图6所示)，即卷扬机4末端绳索每收缩4米，夯锤2高度提升1米，有效提高了夯程的检测精度。
如图3所示，传感器5每经过一个传感器靶标6，距离增加或减少12.7cm(传感器可以检测出正反转)，此时卷扬机4的半径是固定的。
为了验证本系统检测到的强夯机夯锤落距是否与夯锤2的实际落距一致，项目服务人员在施工现场对本次验证进行了测试。验证过程：先在强夯机夯锤钩上面绑好皮尺，记录好钩到地面的距离，再让操作人员按照正常速度提升夯锤钩，观察强夯机上的终端显示的提升高度是否和皮尺拉出的高度一致。以下为系统测算的提拉高度、夯沉量、夯击次数与实际测量结果的对比：
表2现场夯程验证的详细数据
强夯次数 落距(m) 夯沉量(cm)相对上一次夯击 是/否符合要求
1 12.60 0 是
2 12.82 22 是
3 12.85 3 是
4 13.18 33 是
5 13.53 35 是
6 13.57 4 是
7 13.64 7 是
8 13.68 4 是
9 13.75 7 是
10 13.82 7 是
11 13.85 3 是
12 14.07 22 是
表3夯锤提升高度现场测量数据
序号 皮尺读数(m) 传感器测量的提升高度(m) 误差(m)
1 1.82 0.00 /
2 5.64 3.76 0.06
3 9.23 7.37 0.04
4 13.02 11.24 -0.04
5 10.94 9.09 0.03
6 11.37 9.57 -0.02
7 7.64 5.79 0.03
8 7.32 5.45 0.05
9 11.29 9.50 -0.03
10 8.76 6.98 -0.04
上述表2中夯沉量的计算方法是：取上一次的落距为s0，此次的落距为s1，则夯程量为：s1-s0。以表2中的第二次夯击为例，上一次的落距s0为12.60m，此次的落距s1为12.82m，则其夯程量为：s1-s0＝12.82m-12.60m＝0.22m＝22cm。依此类推，可以计算出第三次夯击到第十二次夯击的夯程量。
上述表3中提到的皮尺测量的提升高度等于此次皮尺读数与上一次皮尺读数之间的差值，传感器测量的提升高度与皮尺测量的提升高度的差就是上述表格中提到的误差。以表3中的2为例，通过皮尺计算出其提升高度为：5.64m-1.82m＝3.82m，而通过传感器测得的提升高度为3.76m，误差为3.82m-3.76m＝0.06m。依此类推，可以计算出3-10的误差。
现场验证表明，本系统检测到的强夯机夯锤2提升高度与实际测量检测到提升高度的误差在6厘米范围内，完全能够满足正常施工使用。
在本发明的一个实施例中，智能控制系统采用可视化的方式将强夯机的实时作业信息集成至平台，并在地图上集成了作业施工图，能够实时，直观地查看施工工况，合格情况。
为避免使用强夯机自身电源为监控设备供电造成电源用电过大造成电压不足，影响强夯机本身控制电路，产生控制失灵的隐患，影响施工安全，在本发明的一个实施例中，所述智能监控系统还包括给太阳能发电系统，所述太阳能发电系统包括光伏板、充放电控制器和储能电池，所述光伏板、充放电控制器以及储能电池的连接可以是本领域技术人员根据常规技术方法连接，所述储能电池用于给所述控制单元、非接触传感单元以及所述定位单元供电。其中，光伏板采用高强度钢化玻璃面板，同时加装1mm直径的钢丝防护网以抵挡施工过程中高速飞溅的石块，并以倾斜45度角背对起重臂方向安装；充放电控制器采用振动感应技术，在检测到振动时启动输出开启监控设备进行监测，超过一定时间未检测到振动则关闭监测设备，以减少电能消耗；储能电池能提供长达48小时的监测设备持续工作，可保证在阴雨天太阳能发电不足情况下设备仍能正常工作。
在本发明的一个相对优选地实施例中，如图1-图3所示，所述智能监控系统，包括控制单元、定位单元和非接触传感单元；所述定位单元为GNSS定位单元，包括GNSS主天线和GNSS辅助天线，所述控制单元用于根据公式
Figure BDA0002512768920000131
计算出夯击位置；其中，d2为所述起重单元夯锤2的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂直距离，所述夯锤2的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂足为B；d1是所述定位单元主天线C到垂足B的距离；β为AB连线与正北方向的夹角，也就是图2中所标的正北方向；r为地球半径(6371.393千米)；(x，y)为所述定位单元检测到的定位单元主天线的坐标；所述非接触传感单元包括传感器为霍尔传感计数器和多个磁铁，多个磁铁沿周向均匀安装在卷扬机4上，霍尔传感计数器能够检测经过其的磁铁的个数，根据其确定卷扬机4的转动角度以及转动方向，从而计算出起重单元的提升高度、夯击次数以及夯锤落距h；所述控制单元用于根据初始夯点与其相邻夯点之间的距离d以及夯锤落距h判断强夯机的作业模式，当连续三次或三次以上检测到的h值和d值均满足点夯条件，则所述强夯机的作业模式为点夯模式，其中，所述点夯或者满夯是根据行业要求设定的，具体可以根据施工条件、土壤条件和机械设备等条件设定，不同工地的设置标准有所不同，本领域技术人员可以根据工地情况、土壤条件或机械设备情况自行设定；以强夯机的锤重为26吨，锤的半径为1.2m为例，则点夯的落距h不小于10m，两个夯点中心距不大于3.6m(见示意图4)；满夯的落距h不小于5m，搭接不小于锤半径的1/4，即0.3m(见示意图5)；并根据新夯点与其相邻夯点之间的距离d值和h值是否满足上述作业模式的条件判断新夯点是否合格；智能控制系统采用可视化的方式将强夯机的实时作业信息集成至平台，并在地图上集成了作业施工图；所述智能监控系统还包括给太阳能发电系统，所述太阳能发电系统包括光伏板、充放电控制器和储能电池，所述光伏板、充放电控制器以及储能电池的连接可以是本领域技术人员根据常规技术方法连接，所述储能电池用于给所述控制单元、非接触传感单元以及所述定位单元供电。
本发明采用了非接触式检测方式对强夯机工作数据进行监控，监控设备电路采用独立供电方式，无需接入强夯机自身电路，无需对强夯机机械部件结构进行改造，完全避免了对机械设备及控制电路的影响，最大限度保证了机械设备在加装监控系统之后的安全性。通过远程监控的方式，本系统可有效保障现场监控人员的人身安全，减少事故发生率；同时，实时全过程的作业监控能够督促施工人员按标准程序施工，有效保证施工质量；数据统计分析能给管理人员提供报表，找出管理弱项，加强管理工作，提升管理水平，降本增效。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，包括控制单元、定位单元和非接触传感单元；
所述控制单元与所述定位单元连接，以通过所述定位单元检测出的位置信息计算出强夯机起重单元的夯击位置；所述控制单元与所述非接触传感单元连接，以通过非接触传感单元检测到的信息计算出所述起重单元的夯击次数、提升高度及夯锤落距h；
所述控制单元用于根据初始夯点与其相邻夯点之间的距离d以及夯锤落距h判断强夯机的作业模式，并根据新夯点与其相邻夯点之间的d值和h值是否满足上述作业模式判断新夯点是否合格。
2.根据权利要求1所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，当连续三次或三次以上检测到的h值和d值均满足点夯条件，则所述强夯机的作业模式为点夯模式；
当连续三次或三次以上检测到的h值和d值均满足满夯条件，则所述强夯机的作业模式为满夯模式。
3.根据权利要求1所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，所述定位单元为GNSS定位单元、GPS定位单元和北斗定位单元中的一种。
4.根据权利要求3所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，所述定位单元包括定位单元主天线和定位单元辅助天线。
5.根据权利要求4所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，所述控制单元用于根据公式：
Figure FDA0002512768910000021
计算出夯击位置；
其中，d2为所述起重单元夯锤(2)的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂直距离，所述夯锤(2)的中心A到所述定位单元主天线C和所述定位单元辅助天线D连线的垂足为B；d1是所述定位单元主天线C到垂足B的距离；β为AB连线与正北方向的夹角；r为地球半径；(x，y)为所述定位单元检测到的定位单元主天线的坐标。
6.根据权利要求1所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，所述控制单元：用于根据所述非接触传感单元检测到的所述起重单元中卷扬机(4)的转动角度确定所述起重单元的夯锤落距及提升高度；用于根据所述非接触传感单元检测到的所述卷扬机(4)转动方向的改变确定所述起重单元的夯击次数。
7.根据权利要求6所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，所述非接触传感单元包括传感器(5)和多个传感器靶标(6)，所述传感器(5)和多个所述传感器靶标(6)适于检测所述卷扬机(4)转动角度以及转动方向。
8.根据权利要求7所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，多个所述传感器靶标(6)周向均匀安装在所述卷扬机(4)上，所述传感器(5)适于根据接收到的所述传感器标靶(6)发射的信号确定所述卷扬机(4)的转动角度以及转动方向。
9.根据权利要求8所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，所述传感器(5)为霍尔传感计数器，所述传感器靶标(6)为磁铁。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于强夯机的智能监控系统，其特征在于，还包括给太阳能发电系统，所述太阳能发电系统包括光伏板、充放电控制器和储能电池，所述储能电池用于给所述控制单元、非接触传感单元以及所述定位单元供电。
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