CN203879490U - 一种桩孔孔径检测装置及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种桩孔孔径检测装置及旋挖钻机，该桩孔孔径检测装置包括：测距传感器、回转编码器、测深编码器和控制器，测距传感器用于检测其与桩孔内壁的距离，回转编码器与测深编码器分别用于检测测距传感器的回转角度及测距传感器在桩孔中的深度，控制器用于将检测的距离、回转角度和深度拟合形成桩孔的三维图形；通过测距传感器测量其与桩孔内壁的距离，并结合回转编码器测量测距传感器在某一深度下的回转角度，形成桩孔在某一深度的二维图形，然后结合测深编码器测量的测距传感器的不同深度，得出桩孔的三维图形，从而提供了一种结构简单，测量准确，结果直观的桩孔孔径检测装置。

Description

一种桩孔孔径检测装置及旋挖钻机

技术领域

本实用新型涉及桩孔检测装置，尤其涉及一种桩孔孔径检测装置及安装有该桩孔孔径检测装置的旋挖钻机。

背景技术

目前，在基础施工中，经常需要使用旋挖钻机挖桩孔，而桩孔质量直接影响后期基础的质量和使用寿命，所以旋挖钻机在施工过程中对桩孔的测量显得尤为重要。尤其对于变径桩、扩底桩来说，因孔径的变化无法直观的进行测量，因此，如何对变径、扩底桩进行精确测量有很重要的意义。

目前常用的桩孔测量设备中，有利用可以自动张开合拢的四个伞形支腿结合压力补偿器和滑动电位器完成对孔径相关数据的测量，该方法测距采用机械结构，伞形机械臂伸展收缩过程容易受到孔壁、泥浆影响，发生测试过程卡死和精确度下降的问题，而且该方法只能测出孔径变化，无法直观表示钻孔孔径以及深度变化。

因此，如何提供一种桩孔孔径检测装置，以解决现有的桩孔测量设备中对桩孔孔径的测量精度不高、测量结果不够直观的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了克服现有的桩孔测量设备中对桩孔孔径的测量精度不高、结果不够直观的问题，本实用新型提供一种桩孔孔径检测装置及设置有该桩孔孔径检测装置的旋挖钻机。

本实用新型提供的一种桩孔孔径检测装置，包括：

测距传感器，用于测量桩孔内壁与所述测距传感器之间的距离，并生成距离信号；

与所述测距传感器连接的回转编码器，所述回转编码器用于测量所述测距传感器的回转角度，并生成回转角度信号；

与所述测距传感器连接的测深编码器，所述测深编码器用于测量所述测距传感器的深度，并生成深度信号；以及，

与所述测距传感器、所述回转编码器和所述测深编码器信号连接的控制器，所述控制器用于将所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号拟合形成桩孔的三维图形。

进一步地，该桩孔孔径检测装置还包括：

与所述测距传感器、所述回转编码器和所述测深编码器信号连接的信号采集模块，其中，

所述的信号采集模块设置有无线发射单元，所述信号采集模块采集所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号后将其转换成无线信号并发射出去；

所述控制器还设置有无线接收单元，所述无线接收单元接收所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号。

进一步地，所述控制器内还设置有与无线接收单元信号连接的存储单元，

所述存储单元用于将所述无线接收单元传输来的所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号对应接收时间存储。

进一步地，所述控制器为上位机。

进一步地，所述测距传感器为超声波探头或红外测距传感器。

另一方面，本实用新型还提供一种旋挖钻机，所述旋挖钻机设置有上述的桩孔孔径检测装置。

进一步地，所述的测距传感器、所述回转编码器和所述测深编码器安装在所述旋挖钻机的回转头上。

本实用新型提供的一种桩孔孔径检测装置，包括：测距传感器、回转编码器、测深编码器和控制器，测距传感器用于检测其与桩孔内壁的距离，回转编码器与测深编码器分别用于检测测距传感器的回转角度及测距传感器在桩孔中的深度，控制器用于将检测的距离信号、回转角度信号和深度信号拟合形成桩孔的三维图形；具体地，通过测距传感器测量其与桩孔内壁的距离，并结合回转编码器测量测距传感器在某一深度下的回转角度，形成桩孔在某一深度的二维图形，然后结合测深编码器测量的测距传感器的不同深度，得出桩孔的三维图形，从而提供了一种结构简单，测量准确，结果直观的桩孔孔径检测装置。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1所示为本实用新型实施例中桩孔孔径检测装置的结构框图；

图2所示为本实用新型实施例中上位机拟合成的桩孔的三维图形示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有桩孔测量精度不高，结果不够直观等问题，本实用新型实施例提供的桩孔孔径检测装置包括测距传感器、回转编码器、测深编码器和控制器，通过测距传感器测量其与桩孔内壁的距离，并生成距离信号，回转编码器测量测距传感器的回转角度并生成回转角度信号。测深编码器测量测距传感器的深度信号，并通过控制器将距离信号、回转角度信号和深度信号拟合形成三维图形，使该桩孔孔径检测装置测量更准确，结果更直观。

其中，图1为本实用新型优选的实施例，该桩孔孔径检测装置包括超声波探头、回转编码器、测深编码器、数据采集模块和上位机。超声波探头测量该超声波探头与桩孔内壁之间的距离并生产距离信号；回转编码器与该超声波探头连接，用于测量超声波探头的回转角度，并生成回转角度信号；测深编码器与超声波探头连接，用于测量该超声波探头的深度，并生成深度信号。

数据采集模块与该超声波探头、回转编码器和测深编码器信号连接，采集距离信号、回转角度信号和深度信号，并将其模拟信号转换数字信号或将数字信号转换成模拟信号或进行其他信号处理后通过无线发射单元发射出去；而上位机上设置有与无线发射单元对应的无线接收单元，该无线接收单元接收距离信号、回转角度信号和深度信号，并通过上位机内部强大的数据处理功能对采集的距离信号、回转角度信号和深度信号进行拟合，形成桩孔的三维图形，使桩孔孔径结果更直观地显示出来。参见图2，图2中的圆柱形结构即为拟合而成的一种桩孔三维图形。

为了便于后期对桩孔的数据进行提取和分析，本实用新型实施例中在上位机内还设置有存储单元，存储单元与无线接收单元信号连接，对应接收时间接收距离信号、回转角度信号和深度信号，并存储，后期要对桩孔的数据进行提取和分析时，可以将存储单元存储的数据通过上位机按照存储的时间对应显示距离信号、回转角度信号和深度信号。

当然，作为其他选择，作为测距装置的超声波探头，也可以选择其他测距传感器，如红外测距传感器和激光测距传感器等。

作为其他选择，可以选择其他控制器代替上位机，只要能实现上位机对应的数据处理功能，都可以实现本实用新型的目的。

本实用新型的工作原理为，如图1和图2所示，利用超声波探头对桩孔孔壁进行间距测量，利用测深编码器记录超声波探头在桩孔中的深度值，回转编码器用于记录桩孔内的超声波探头的回转角度；利用数据采集模块对超声波探头测量的距离信号、测深编码器测量的深度信号和回转编码器测量的回转角度信号进行采集，利用无线发射单元传输至上位机；上位机通过其无线接收单元接收数据采集模块所采集的信号，在计算机内部进行转换成测试数据，将测试数据进行拟合，实现桩孔三维图形拟合，如图2所示；并通过存储单元对测试数据进行实时、分通道存储，方便后期数据提取和分析。

编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。

本实用新型实施例还提供一种旋挖钻机，该旋挖钻机设置有上述的桩孔孔径检测装置。

优选的，测距传感器、回转编码器和测深编码器安装在旋挖钻机的回转头上，这样，随着回转头在桩孔内的纵向位移以及回转头绕自身轴线的自转，测距传感器、回转编码器和测深编码器在桩孔内也发生纵向移动以及绕回转头轴线转动，并且将大量的距离信号、回转角度信号和深度信号发送给控制器，使得控制器可以根据得到的距离信号、回转角度信号和深度信号拟合出直观的桩孔三维模型。

由于上述的桩孔孔径检测装置具有上述的有益效果，所以设置有该桩孔孔径检测装置的旋挖钻机也同样具有上述的技术效果，其具体实施例与上述桩孔孔径检测装置的实施例类似，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桩孔孔径检测装置，其特征在于，包括：

测距传感器，用于测量桩孔内壁与所述测距传感器之间的距离，并生成距离信号；

与所述测距传感器连接的回转编码器，所述回转编码器用于测量所述测距传感器的回转角度，并生成回转角度信号；

与所述测距传感器连接的测深编码器，所述测深编码器用于测量所述测距传感器的深度，并生成深度信号；以及，

与所述测距传感器、所述回转编码器和所述测深编码器信号连接的控制器，所述控制器用于将所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号拟合形成桩孔的三维图形。

2.根据权利要求1所述的桩孔孔径检测装置，其特征在于，还包括：

与所述测距传感器、所述回转编码器和所述测深编码器信号连接的信号采集模块，其中，

所述的信号采集模块设置有无线发射单元，所述信号采集模块采集所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号后将其转换成无线信号并发射出去；

所述控制器还设置有无线接收单元，所述无线接收单元接收所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号。

3.根据权利要求2所述的桩孔孔径检测装置，其特征在于，所述控制器内还设置有与无线接收单元信号连接的存储单元，

所述存储单元用于将所述无线接收单元传输来的所述距离信号、所述回转角度信号和所述深度信号对应接收时间存储。

4.根据权利要求1-3任一项所述的桩孔孔径检测装置，其特征在于，所述控制器为上位机。

5.根据权利要求4所述的桩孔孔径检测装置，其特征在于，所述测距传感器为超声波探头或红外测距传感器。

6.一种旋挖钻机，其特征在于，所述旋挖钻机设置有如权利要求1-5任一项所述的桩孔孔径检测装置。

7.根据权利要求6所述的旋挖钻机，其特征在于，所述的测距传感器、所述回转编码器和所述测深编码器安装在所述旋挖钻机的回转头上。