CN112575783B - 液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，包括倾角传感器、信号接收器、控制器以及显示器，倾角传感器、信号接收器、控制器以及显示器依次信号连接；其中，倾角传感器安装在锤体上，用于实时检测倾角信号；信号接收器用于接收倾角信号并将倾角信号传递至控制器；控制器用于根据倾角信号以及零位标定数值获取实时倾斜数据，并将实时倾斜数据传递至显示器；显示器用于显示实时倾斜数据。本发明的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置能够实时监测锤体的倾斜信息并进行显示，能够方便工作人员根据倾斜信息调整桩的工作参数，避免打桩力偏载导致桩端损坏、桩倾斜或影响打桩锤的使用寿命。

Description

液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置

技术领域

本发明属于桩工装备制造技术领域，尤其涉及一种液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置。

背景技术

液压打桩锤是一种桩工施工设备，由于其与柴油锤相比具有打击能量大、噪声小、振动小、节能环保等优势，日益获得广泛的应用，尤其在海上工程施工过程中，更能体现液压打桩锤的优异特性。

在打桩过程中，液压打桩锤一般套在桩的外部，其与桩之间的倾斜程度如果存在较大的偏差，将会导致打桩力的偏载，极易造成桩端损坏，同时也损害液压打桩锤的使用寿命。由于液压打桩锤与桩之间是非刚性连接，加之在打桩过程中震动的存在，因此对液压打桩锤锤体倾斜的测量不适用像测量桩倾斜一样采用经纬仪的人工测量方法，如何实现液压打桩锤锤体自身倾斜的快速准确测量是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，以解决现有技术中存在的上述的技术问题。

本发明的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置应用于打桩锤锤体的倾斜测量和显示，包括倾角传感器、信号接收器、控制器以及显示器，所述倾角传感器、所述信号接收器、所述控制器以及所述显示器依次信号连接，其中：

所述倾角传感器安装在锤体上，用于实时检测倾角信号；

所述信号接收器用于接收所述倾角信号并将所述倾角信号传递至所述控制器；

所述控制器用于根据所述倾角信号完成锤体的倾斜数据计算以及锤体的相对倾斜方位计算，并将所述倾斜数据以及所述相对倾斜方位传递至所述显示器；

所述显示器用于显示所述倾斜数据以及所述相对倾斜方位。

在其中的一个实施例中，所述倾角传感器为双轴倾斜传感器。

在其中的一个实施例中，所述倾角传感器的安装位置位于锤体上。

在其中的一个实施例中，所述信号接收器、所述控制器以及所述显示器安装于液压打桩机的操作机构处。

在其中的一个实施例中，所述液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置还包括人机交互面板，所述人机交互面板与所述控制器以及所述显示器信号连接。

在其中的一个实施例中，所述人机交互面板与所述显示器集成为一体结构。

在其中的一个实施例中，所述控制器设有零位标定模块，所述零位标定模块用于根据人机交互面板输入的零位标定信号进行零位标定。

在其中的一个实施例中，所述控制器设有桩相对倾斜偏差计算模块，用于根据人机交互面板输入的桩直径信号进行桩相对倾斜偏差的计算，并输出所述桩相对倾斜偏差。

在其中的一个实施例中，所述控制器设有锤体/桩倾斜方位计算显示模块，用于根据人机交互面板输入的抱桩器油缸位置进行锤体/桩相对所述抱桩器油缸的倾斜方位计算，输出锤体/桩相对所述抱桩器油缸的倾斜方位。

与现有技术相比，本发明的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置能够实时监测锤体的倾斜信息，能够方便工作人员根据倾斜信息调整桩的工作参数，避免打桩力偏载导致桩端损坏、桩倾斜或影响打桩锤的使用寿命。

进一步的，本发明的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置还能够检测桩相对抱桩器油缸的相对偏差量，从而能够及时进行调整，避免打桩不合格需要返工的情况，提高打桩效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的信号连接结构示意图；

图2为本发明液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的显示器显示内容示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提出的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置用于打桩机的锤体的倾斜测量及显示，液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置包括倾角传感器、信号接收器、控制器以及显示器，倾角传感器、信号接收器、控制器以及显示器依次信号连接；其中，倾角传感器安装在锤体上，用于实时检测倾角信号；信号接收器用于接收倾角信号并将倾角信号传递至控制器；控制器用于根据倾角信号完成锤体的倾斜数据计算以及锤体的相对倾斜方位计算，并将倾斜数据以及相对倾斜方位传递至所述显示器；显示器用于显示实时倾斜数据以及相对倾斜方位。

与现有技术相比，本发明的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置能够实时监测锤体的倾斜信息，能够方便工作人员根据倾斜信息调整打桩机道的工作参数，避免打桩力偏载导致桩端损坏、桩倾斜或影响打桩锤的使用寿命。

在上述实施例中，信号接收器中一般设有信号隔离元件，信号隔离元件用于隔离非倾角检测器信号。

在上述实施例中，控制器一般选择可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)，控制器中可以根据液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的需要设有各种控制模块，控制模块中编写有各种控制算法，用于实现液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的各种功能。例如，PLC通过算法将倾角传感器的检测值转化为实际的倾斜角度及倾斜方位，并将倾斜角度以及倾斜方位通过显示器显示，显示器可以清晰显示锤体倾斜角度和倾斜方位。

作为一种可选实施方式，倾角传感器为双轴倾斜传感器。双轴倾斜传感器能够检测物体正交的两个轴向的倾角，根据该双轴倾斜传感器的检测信号可以得到锤体的最终倾角。

作为一种可选实施方式，倾角传感器的安装位置位于锤体的中轴线上。例如，安装在锤体的中心位置，通过将倾角传感器安装于锤体的中心位置能够避免倾角传感器由于安装造成的检测偏差。

进一步优选的，信号接收器、控制器以及显示器用于安装于液压打桩机的操作机构处。将信号接收器、控制器以及显示器安装于打桩机的操作机构处，一方面便于操作人员观察、操作该液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，另一方面，能够保护信号接收器、控制器以及显示器，避免其受打桩震动等影响其工作以及使用寿命。

优选的，信号接收器与倾角传感器通过无线信号连接，无线信号连接的方式便于液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的安装，尤其是便于其安装于现有的打桩机上。在其他实施例中，信号接收器与倾角传感器也可以通过有线信号连接，通过有线信号连接的方式可以使信号接收器与倾角传感器之间的连接信号更为稳定。

作为一种可选实施方式，液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置还包括人机交互面板，人机交互面板与控制器以及显示器信号连接。通过设置人机交互面板，可以方便地对液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置进行控制。优选的，人机交互面板与显示器集成为一体结构。

如图2所示，本发明一实施例的人机交互面板与显示器的一体结构中，一部分用于显示液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的检测数据，一部分用于输入检测辅助参数或控制参数。在本实施例中，显示的检测数据有纵向倾角、桩倾角、倾斜方位角、横向倾角、允许偏差、实际偏差、实际倾斜比等检测数据，输入的检测辅助参数和控制参数有打桩直径、倾斜比、油缸夹角、零位标定以及手动标定等参数。

在其他实施例中，人机交互面板与显示器的一体结构中，也可以根据需要设定不同的显示数据以及输入参数。

作为一种可选实施方式，控制器设有零位标定模块，零位标定模块用于根据人机交互面板输入的零位标定信号进行零位标定。与此相应的，人机交互面板上设有零位标定按钮。在锤体安装到桩上并实际调平后，通过零位标定按钮进行液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置的初始位置标定。在之后的锤体倾斜测量过程中，控制器首先通过倾角传感器的测量信号，然后将该测量信号转换成倾斜角度，并进一步根据初始位置标定值获得相应的倾斜方位，即相对于锤体某一固定位置(如采用卸扣位置)的方位角，由此获得了锤体的倾斜角度以及倾斜方位，进而可以通过显示器进行显示。

进一步优选的，显示器可以显示允许倾斜偏差值，或通过人机交互面板输入允许倾斜偏差值，通过比较检测获得的锤体的倾斜角度以及倾斜方位判断是否在允许偏差值内，若超出允许倾斜偏差值则可通过显示器等装置发出报警信号。

进一步可选的，控制器设有桩相对倾斜偏差计算模块，该桩相对倾斜偏差计算模块用于根据人机交互面板输入的桩直径信号进行桩相对倾斜偏差的计算，并输出相对桩相对倾斜偏差。通过输入桩直径信息，桩相对倾斜偏差计算模块根据锤体的倾斜角度、倾斜方位以及桩直径能够获得相对桩相对倾斜偏差并可以通过显示器显示。

作为一种可选实施方式，控制器设有锤体/桩倾斜方位计算模块，用于根据人机交互面板输入的抱桩器油缸位置进行锤体/桩相对抱桩器油缸的倾斜方位计算，输出锤体/桩相对抱桩器油缸的倾斜方位。控制器设有的锤体/桩倾斜方位计算模块根据锤体的倾斜角度、倾斜方位以及抱桩器油缸位置能够获得锤体/桩相对抱桩器油缸的倾斜方位，从而能够及时对锤体或桩进行调整，避免打桩不合格需要返工的情况，提高打桩效率。

上述液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置工作时，在锤安放到桩上并外部测量调平以后，启动零位标定，将液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置进行零点标定。在零点标定完成后，倾斜传感器的实时测量数据通过控制器的运算后，转化为各种实际的数值信号，并通过显示器显示。

为了保证每次测量的准确性，需要在桩锤定位完成后进行手动标定，此后锤体的倾斜量，都将以此为基准进行。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。

还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (4)

1.一种液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，其特征在于，所述液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置包括倾角传感器、信号接收器、控制器以及显示器，所述倾角传感器、所述信号接收器、所述控制器以及所述显示器依次信号连接，其中：

所述倾角传感器安装在锤体上，用于实时检测倾角信号；

所述信号接收器用于接收所述倾角信号并将所述倾角信号传递至所述控制器；

所述控制器用于根据所述倾角信号完成锤体的倾斜数据计算以及锤体的相对倾斜方位计算，并将所述倾斜数据以及所述相对倾斜方位传递至所述显示器；

所述显示器用于显示所述倾斜数据以及所述相对倾斜方位；

所述倾角传感器为双轴倾斜传感器；

所述倾角传感器的安装位置位于所述锤体的中轴线上，安装在所述锤体的中心位置；

所述控制器设有零位标定模块，所述零位标定模块用于根据人机交互面板输入的零位标定信号进行零位标定，所述控制器设有桩相对倾斜偏差计算模块，用于根据人机交互面板输入的桩直径信号进行桩相对倾斜偏差的计算，并输出所述桩相对倾斜偏差，所述控制器设有锤体/桩倾斜方位计算显示模块，用于根据人机交互面板输入的抱桩器油缸位置进行锤体/桩相对所述抱桩器油缸的倾斜方位计算，输出锤体/桩相对所述抱桩器油缸的倾斜方位；

所述显示器显示允许倾斜偏差值，通过比较检测获得的锤体的倾斜角度以及相对倾斜方位判断是否在允许倾斜偏差值内，若超出允许倾斜偏差值则发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，其特征在于，所述信号接收器、所述控制器以及所述显示器安装于液压打桩机的操作机构处。

3.根据权利要求1所述的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，其特征在于，所述锤体倾斜测量及显示装置还包括人机交互面板，所述人机交互面板与所述控制器以及所述显示器信号连接。

4.根据权利要求3所述的液压打桩锤锤体倾斜测量及显示装置，其特征在于，所述人机交互面板与所述显示器集成为一体结构。

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