CN114112682A - 一种基于bim模型的变电站混凝土试块检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置及方法，装置包括安装底座，安装底座上设置有检测台，所述检测台上设置有混凝土抗压强度检测组件和物联网组件；混凝土抗压强度检测组件包括有支撑架，支撑架底部设置有通过液压缸进行连接的压合块；所述检测台上设置有压力传感器，压力传感器上设置有承载台；所述压力传感器通过所述物联网组件与BIM平台通信连接。使用物联网组件，将大量的试块检测原始数据自动上传至BIM模型，与对应构建关联，大大减少了原始检测数据的处理工作，提高了该混凝土试块检测的便捷性及准确性。并且装置原理简单，灵活易操作，检测人员可以很容易的掌握使用方法。
Description
技术领域
本发明属于混凝土检测技术领域，具体涉及一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置及方法。
背景技术
电力是国家经济和安全的命脉，变电站作为重要电力设施，其质量对电力系统稳定运行至关重要。现行设计方案中，钢筋混凝土结构仍大量应用于新建变电站工程。混凝土结构质量与钢筋质量、混凝土质量密切相关。混凝土质量通常采用制作混凝土试块，并测量混凝土试块抗压强度的方式来检测。
按照混凝土结构工程施工质量验收规范的要求，对同一配合比混凝土，每拌制100盘且不超过100m3时，取样不得少于一次，因此整个工程需留置的试块数量众多。
在传统工作模式中，需要试验人员对试块手动进行编号，记录验收结果，数据处理量大，工作不便。
发明内容
为了解决上述数据处理量大的技术问题，本发明提供了一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置及方法，增加物联网组件使检测数据自动同步至工程BIM模型，减少数据处理工作量，提高混凝土强度检测的工作效率，具备可推广性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
本发明的第一方面，提供了一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，包括安装底座，安装底座上设置有检测台，所述检测台上设置有混凝土抗压强度检测组件和物联网组件；混凝土抗压强度检测组件包括有支撑架，支撑架底部设置有通过液压缸进行连接的压合块；所述检测台上设置有压力传感器，压力传感器上设置有承载台；所述压力传感器通过所述物联网组件与BIM平台通信连接。
可选的，所述安装底座上相对设置有用于夹持混凝土试块的两组安装壳，所述检测台横向设置有安装孔；
反向丝杠穿设在所述安装孔内，反向丝杠上设置有两组限位块，两组所述限位块分别位于所述检测台的两侧；
两组所述安装壳的底部均开设有螺纹孔，所述反向丝杠的两端分别螺纹连接在两组所述螺纹孔内。
可选的，反向丝杠的一端固定连接有控制柱，控制柱内穿设有调节杆，调节杆的两端均设置有限位板。
可选的，两组所述安装壳的底部均开设有两组定位滑槽，所述安装底座上设置有两组T型滑轨，所述安装壳通过两组所述定位滑槽分别滑动卡设在两组所述T型滑轨上与所述安装底座连接。
可选的，所述安装壳内相对设置有两组夹持块，两组所述夹持块相对的一侧均开设有多组夹持槽，两组所述夹持块相远离的一侧上均开设有卡槽；
所述安装壳内设置有两组安装块，夹持块通过卡槽分别卡设在两组所述安装块上；
所述安装壳的外侧安装有控制盘，所述控制盘的一侧设置有转轴，所述转轴连接传动电机的输出轴；
所述控制盘的另一侧设置有螺旋轨道，两组所述夹持块朝向控制盘的一端均设置有卡块，所述卡块卡设在所述螺旋轨道上。
可选的，所述夹持槽内均设置有橡胶材质的防滑垫。
可选的，所述安装壳上竖向开设有定位孔，所述夹持块顶部设有用于与定位孔配合的竖向孔，所述定位柱穿设在所述定位孔和竖向孔内，用于对夹持块的运动进行限位。
可选的，所述卡槽的侧壁上还开设有运动限位槽，所述安装块上还设置有运动限位凸起，所述运动限位凸起用于在所述运动限位槽内上下滑动并对所述夹持块的运动距离进行限位。
可选的，承载台底部设置有四组定位杆，检测台上设置有四组定位筒，四组所述定位杆分别穿设在四组所述定位筒内。
本发明的第二方面，提供了一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测方法，包括如下步骤：
首先在BIM模型中标记本次要检测的混凝土试块对应的工程部位，随后开始试块检测；
将混凝土试块夹持在两组安装壳之间，混凝土试块的底侧与承载台接触；
混凝土抗压强度检测组件对混凝土试块进行加压处理，在加压混凝土试块的过程中混凝土试块发生形变，使承载台发生向下的位移，从而将混凝土试块的形变量通过压力的形式传输到压力传感器，压力传感器测量的数据通过物联网组件上传至BIM平台，与BIM模型中对应部位挂接检测数据；
BIM平台接收到数据后，首先做数据完整性及正确性的校验，其次根据解析的数据和已知BIM构件的信息对BIM图形引擎进行渲染；合格的混凝土试块展示绿色，不合格的混凝土试块展示红色，同时自动记录此次测量结果。
本发明的有益效果如下：
1)使用物联网组件，将大量的试块检测原始数据自动上传至BIM模型，与对应构建关联，大大减少了原始检测数据的处理工作，提高了该混凝土试块检测的便捷性及准确性。并且装置原理简单，灵活易操作，检测人员可以很容易的掌握使用方法。
2)通过新型多尺寸夹持槽，可实现对不同尺寸的试块进行牢固固定，避免测试过程中试块脱落，提高混凝土试块检测的便捷性和安全性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例变电站混凝土试块检测装置的外部结构示意图一。
图2是本发明实施例变电站混凝土试块检测装置的外部结构示意图二。
图3是本发明实施例中安装壳的结构示意图。
图4是本发明实施例中安装底座的结构示意图。
图5是本发明实施例变电站混凝土试块检测装置的结构分解图。
图6是本发明实施例中夹持块的结构示意图。
图7是本发明实施例中运动限位凸起和运动限位槽结构示意图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：101-安装底座；102-T型滑轨；103-检测台；104-定位筒；105-安装孔；106-压力传感器；107-支撑架；108-液压缸；109-压合块；201-承载台；202-定位杆；301-安装壳；302-安装块；3020-运动限位凸起；304-定位孔；305-螺纹孔；306-定位滑槽；401-夹持块；402-卡槽；4020-运动限位槽；403-卡块；404-防滑垫；405-夹持槽；406-定位柱；501-控制盘；502-螺旋轨道；503-转轴；504-传动电机；601-反向丝杠；602-限位块；603-控制柱；604-调节杆；605-限位板。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
如图1～7所示，本发明实施例提供了一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，包括安装底座101，安装底座101上设置有检测台103，检测台103上设置有混凝土抗压强度检测组件和物联网组件；混凝土抗压强度检测组件包括有支撑架107，支撑架107底部设置有通过液压缸108进行连接的压合块109；检测台103上设置有压力传感器106，压力传感器106上设置有承载台201，承载台201上开设有多组防滑槽；压力传感器106通过物联网组件与BIM平台通信连接。设置混凝土抗压强度检测组件用以对混凝土试块进行检测，并通过物联网组件将监测数据上传至BIM平台。
设置支撑架107用以安装液压缸108，液压缸108可带动压合块109下移，从而压动混凝土试块使混凝土试块发生形变，混凝土试块在安装后与承载台201的顶部接触，承载台201上开设的防滑槽防止混凝土试块形变后发生打滑的情况，混凝土试块发生形变后压动承载台201向下运动，从而将形变量通过压力的形式传输到压力传感器106上。
作为一种示例，支撑架107设置为倒L形，压合块109设置在倒L形支撑架的横向部分底部位置。
作为一种示例，压力传感器106可选用中诺传力ZNLBM-IIX型号，精度高量程大，且带数显功能，方便工作者直观的观察受力情况，从而方便对混凝土试块硬度进行分析。
应用于本发明的实施例，如图1、2和4、5所示，安装底座101上相对设置有用于夹持混凝土试块的两组安装壳301，检测台103横向设置有安装孔105；反向丝杠601穿设在安装孔105内，反向丝杠601上设置有两组限位块602，两组限位块602分别位于检测台103的两侧；两组安装壳301的底部均开设有螺纹孔305，反向丝杠601的两端分别螺纹连接在两组螺纹孔305内。通过此种设置，限位块602防止反向丝杠601在安装孔105内发生位移，反向丝杠601两端的螺纹旋向相反，且分别与两组安装壳301底部的螺纹孔305配合，通过转动反向丝杠601可控制两组安装壳301相对运动，从而调节两组安装壳301之间的距离，以便于对长度不同的混凝土试块进行安装。通过此种设置，可对两组安装壳301之间的距离进行调节，从而对混凝土试块进行安装。
应用于本发明的实施例，如图5所示，反向丝杠601的一端固定连接有控制柱603，控制柱603内穿设有调节杆604，调节杆604的两端均设置有限位板605。设置控制柱603用以安装调节杆604，通过转动调节杆604可带动控制柱603转动，从而带动反向丝杠601转动，调节杆604可在控制柱603内沿穿设方向移动，方便使用者用力，限位板605防止调节杆604脱落。
另外在一些实施例中，可将控制柱603替换为减速电机，通过电机控制反向丝杠601转动，相对手动控制更加省力，但提高了该实施例的成本。
作为本发明的优选实施例，如图1、4所示，两组安装壳301的底部均开设有两组定位滑槽306，安装底座101上设置有两组T型滑轨102，安装壳301通过两组定位滑槽306分别滑动卡设在两组T型滑轨102上与安装底座101连接。设置T型滑轨102对安装壳301的运动轨迹进行定位，防止安装壳301在运动过程中发生偏移，提高对混凝土试块固定的稳定性。
应用于本发明的实施例，如图3～6所示，安装壳301内相对设置有两组夹持块401，两组夹持块401相对的一侧均开设有多组夹持槽405，两组夹持块401相远离的一侧上均开设有卡槽402；安装壳301内设置有两组安装块302，夹持块401通过卡槽402分别卡设在两组安装块302上；安装壳301的外侧安装有控制盘501，控制盘501的一侧设置有转轴503，转轴503连接传动电机504的输出轴；控制盘501的另一侧设置有螺旋轨道502，两组夹持块401朝向控制盘501的一端均设置有卡块403，卡块403卡设在螺旋轨道502上。通过此种设置，传动电机504通过转轴503带动控制盘501转动，使螺旋轨道502发生转动，夹持块401向中间合拢，从而对混凝土试块进行夹持固定，且固定后的混凝土试块不易发生跳动打滑，避免混凝土试块在固定后脱落，降低检测过程中的风险。
作为本发明的优选实施例，夹持槽405内均设置有橡胶材质的防滑垫404。
作为本发明的优选实施例，安装壳301上竖向开设有定位孔304，夹持块401顶部设有用于与定位孔304配合的竖向孔，定位柱407穿设在定位孔304和竖向孔内，用于对夹持块401的运动进行限位。
作为本发明的优选实施例，如图7所示，卡槽402的侧壁上还开设有运动限位槽4020，安装块302上还设置有运动限位凸起3020，运动限位凸起3020用于在运动限位槽4020内上下滑动并对夹持块401的运动距离进行限位。
作为本发明的优选实施例，承载台201底部设置有四组定位杆202，检测台103上设置有四组定位筒104，四组定位杆202分别穿设在四组定位筒104内。
本发明的第二方面，提供了一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测方法，基于上述的变电站混凝土试块检测装置，包括如下步骤：
该混凝土试块检测装置使用时，首先在BIM模型中标记本次要检测的混凝土试块对应的工程部位，随后开始试块检测；
将混凝土试块的两端分别放置在两组安装壳301内的两组夹持块401之间，夹持块401上的多组夹持槽405的尺寸不同，方便对不同的混凝土试块进行夹持，且夹持更加牢固稳定，通过转动反向丝杠601可带动两组安装壳301相对运动，从而对长度不同的混凝土试块进行夹持，将混凝土试块放置完毕后，两组传动电机504分别控制两组控制盘501转动，控制盘501一侧的螺旋轨道502控制两组夹持块401合拢，对混凝土试块进行夹持，同时防止混凝土试块夹持后产生松动，对混凝土试块固定牢固，以便于对其进行检测。
将混凝土试块固定后，混凝土试块的一侧与承载台201接触，液压缸108控制压合块109下移，对混凝土试块进行加压处理，在加压混凝土试块的过程中混凝土试块发生形变，使承载台201发生向下的位移，从而将混凝土试块的形变量通过压力的形式传输到压力传感器106，压力传感器106测量的数据通过物联网组件上传至BIM平台，与BIM模型中对应部位挂接检测数据。
BIM平台接收到数据后，首先做数据完整性及正确性的校验，其次根据解析的数据和已知BIM构件的信息对BIM图形引擎进行渲染；合格的混凝土试块展示绿色，不合格的混凝土试块展示红色，同时自动记录此次测量结果。
其中，图形引擎采用HTML5/WebGL技术将包含建筑/设备体的原始BIM模型进行解析，用WebGL技术在网页端对BIM模型进行轻量化处理，有效减少BIM模型的面数，生成轻量化后的BIM模型。数据挂接方面，根据与IOT设备既定的协议，逐行解析，按照IOT-ID给BIM模型中的各部位进行数据赋值及渲染。混凝土试块检测过程中，如有脱落现象，BIM图形引擎可根据传感器实时上报的数据进行动态展示及预警，BIM图形引擎中的检测台103红色闪动，同时语音系统开始报警，有效的提示检测人员，避免脱落导致人员受伤。检测数据解析后，平台及BIM图形引擎自动进行合格判断，合格的混凝土试块展示绿色，不合格的混凝土试块展示红色，同时自动记录此次测量结果。
本实施例中，物联网组件采用“BIM+物联网”架构，顶层通过云计算技术实现整体管控。BIM与物联网集成应用，实质上是建筑全过程信息的集成与融合。BIM技术发挥上册信息集成、交互、展示和管理的作用，而物联网技术则承担底层信息感知、采集、传递及监控的功能。二者集成应用可实现检测全过程“信息流闭环”，实现虚拟信息化管理与实体环境硬件之间的有机融合。
作为应用于本发明的实施例，传感器与模型数据交互过程：压力传感器106采集到数据后，通过物联网标准的通信协议，如MQTT、COAP等，将数据上传至BIM平台，实现设备与平台之间数据的高速传输。BIM平台接收到数据后，首先做数据完整性及正确性的校验，确保此次接收的数据是有效且完整的。其次根据解析的数据和已知BIM构件的信息对BIM图形引擎进行渲染。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (10)
1.一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，包括安装底座(101)，安装底座(101)上设置有检测台(103)，所述检测台(103)上设置有混凝土抗压强度检测组件和物联网组件；混凝土抗压强度检测组件包括有支撑架(107)，支撑架(107)底部设置有通过液压缸(108)进行连接的压合块(109)；所述检测台(103)上设置有压力传感器(106)，压力传感器(106)上设置有承载台(201)；所述压力传感器(106)通过所述物联网组件与BIM平台通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，所述安装底座(101)上相对设置有用于夹持混凝土试块的两组安装壳(301)，所述检测台(103)横向设置有安装孔(105)；
反向丝杠(601)穿设在所述安装孔(105)内，反向丝杠(601)上设置有两组限位块(602)，两组所述限位块(602)分别位于所述检测台(103)的两侧；
两组所述安装壳(301)的底部均开设有螺纹孔(305)，所述反向丝杠(601)的两端分别螺纹连接在两组所述螺纹孔(305)内。
3.根据权利要求2所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，反向丝杠(601)的一端固定连接有控制柱(603)，控制柱(603)内穿设有调节杆(604)，调节杆(604)的两端均设置有限位板(605)。
4.根据权利要求3所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，两组所述安装壳(301)的底部均开设有两组定位滑槽(306)，所述安装底座(101)上设置有两组T型滑轨(102)，所述安装壳(301)通过两组所述定位滑槽(306)分别滑动卡设在两组所述T型滑轨(102)上与所述安装底座(101)连接。
5.根据权利要求2所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，所述安装壳(301)内相对设置有两组夹持块(401)，两组所述夹持块(401)相对的一侧均开设有多组夹持槽(405)，两组所述夹持块(401)相远离的一侧上均开设有卡槽(402)；
所述安装壳(301)内设置有两组安装块(302)，夹持块(401)通过卡槽(402)分别卡设在两组所述安装块(302)上；
所述安装壳(301)的外侧安装有控制盘(501)，所述控制盘(501)的一侧设置有转轴(503)，所述转轴(503)连接传动电机(504)的输出轴；
所述控制盘(501)的另一侧设置有螺旋轨道(502)，两组所述夹持块(401)朝向控制盘(501)的一端均设置有卡块(403)，所述卡块(403)卡设在所述螺旋轨道(502)上。
6.根据权利要求5所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，所述夹持槽(405)内均设置有橡胶材质的防滑垫(404)。
7.根据权利要求5所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，所述安装壳(301)上竖向开设有定位孔(304)，所述夹持块(401)顶部设有用于与定位孔(304)配合的竖向孔，所述定位柱(407)穿设在所述定位孔(304)和竖向孔内，用于对夹持块(401)的运动进行限位。
8.根据权利要求5所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，所述卡槽(402)的侧壁上还开设有运动限位槽(4020)，所述安装块(302)上还设置有运动限位凸起(3020)，所述运动限位凸起(3020)用于在所述运动限位槽(4020)内上下滑动并对所述夹持块(401)的运动距离进行限位。
9.根据权利要求1所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，承载台(201)底部设置有四组定位杆(202)，检测台(103)上设置有四组定位筒(104)，四组所述定位杆(202)分别穿设在四组所述定位筒(104)内。
10.一种基于BIM模型的变电站混凝土试块检测方法，基于权利要求1～9任一项所述的基于BIM模型的变电站混凝土试块检测装置，其特征在于，包括如下步骤：
首先在BIM模型中标记本次要检测的混凝土试块对应的工程部位，随后开始试块检测；
将混凝土试块夹持在两组安装壳(301)之间，混凝土试块的底侧与承载台(201)接触；
混凝土抗压强度检测组件对混凝土试块进行加压处理，在加压混凝土试块的过程中混凝土试块发生形变，使承载台(201)发生向下的位移，从而将混凝土试块的形变量通过压力的形式传输到压力传感器(106)，压力传感器(106)测量的数据通过物联网组件上传至BIM平台，与BIM模型中对应部位挂接检测数据；
BIM平台接收到数据后，首先做数据完整性及正确性的校验，其次根据解析的数据和已知BIM构件的信息对BIM图形引擎进行渲染；合格的混凝土试块展示绿色，不合格的混凝土试块展示红色，同时自动记录此次测量结果。
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