CN204555967U - 一种用于感应脚手架扣件倾角的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于感应脚手架扣件倾角的装置。包括一内置倾角感应模块的壳体，所述壳体底部固定有一磁铁，以便于所述壳体通过该磁铁吸附于脚手架扣件上，所述倾角感应模块包括STM32F10单片机及与该STM32F10单片机连接的三轴加速度传感器、用于与移动终端进行通信的WIFI模块、报警模块和一用于为整个装置供电的电源模块；所述WIFI模块包括WIFI芯片和WIFI天线，所述壳体上部还开设有一用于放置所述WIFI天线的槽口。本实用新型电路、结构简单，易于实现，为大型建筑支架的安全提供了保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于感应脚手架扣件倾角的装置。
背景技术
建筑的整个寿命周期分为建设阶段和使用阶段，结构工程师通常比较重视桥梁的使用年限期间的安全问题，而容易忽视桥梁在建设阶段所面临的各种相关的结构安全或强度和稳定问题。事实上，桥梁在其使用年限中，很少遇到设计中的最大荷载，反而在施工过程中，常因支撑承载力不足而引发意外的倒塌事故。60年代以后，特别是近几年来，随着各种新型钢管脚手架的出现，工程上逐渐采用了钢管支架支撑。例如，碗扣式支架，碗扣接头连接牢固稳定，安全可靠，具有最佳的抗剪、弯、扭的力学性能。该支架可搭设四边形和多边形，没有零散扣件，安装方便、迅速，能灵活的根据上部组装成各种支撑架和其它结构，该架在三维方向均具有可靠的力学性能，整体稳定好，底部由固定底座和可调底座。在支架材料使用上也有了新的突破，产生了一种新型的钢管支架-低合金钢管支架。该支架较低碳钢管支架有许多优点：壁厚减为2.5mm，由于单位长度的重量减轻，支承支架时总重减少，用钢量减少，从而大大提高了经济效益。
但是，随着我国大量现代化大型建筑体系的出现，钢管脚手架已不能适应建筑施工发展的需要，大力开发和推广应用新型脚手架是当务之急。在特殊的工程场合里特别需要对脚手架扣件倾角进行实时检测。目前常用的脚手架扣件检测方法是基于有线线缆传输的倾角检测。有线线缆传输的倾角检测中,传输均采用有线电缆方式完成。首先，虽然此技术手段具有数据传输效率高和技术成熟的优点，但是在大跨度脚手架结构测试中,随着建筑面积的不断增大,从而传感器数量和有线电缆用量随之剧增，导致现场布置和撤离有线电缆工作量大、测试周期长、效率低，甚至可能导致几千米的有线电缆布线工作量难以实施。众多的有线电缆分布复杂凌乱，容易接错线位，为后期的数据处理带来难以补救的损失等。其次，传统有线线缆传输方式中采用模拟信号传输,使得线缆之间容易产生串扰。不仅如此，信号受温度、电磁波的干扰尤为明显。从而造成数据不能正确反应桥梁倾角检测信息。所以根据实际工程需要设计一些带有智能传感器的脚手架扣件是很有必要的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于感应脚手架扣件倾角的装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，包括一内置倾角感应模块的壳体，所述壳体底部固定有一磁铁，以便于所述壳体通过该磁铁吸附于脚手架扣件上，所述倾角感应模块包括STM32F10单片机及与该STM32F10单片机连接的三轴加速度传感器、用于与移动终端进行通信的WIFI模块、报警模块和一用于为整个装置供电的电源模块；所述WIFI模块包括WIFI芯片和WIFI天线，所述壳体上部还开设有一用于放置所述WIFI天线的槽口。
在本实用新型实施例中，所述报警模块包括报警LED灯和蜂鸣器，所述壳体上部还开设有一利于蜂鸣器声音传出的网口，所述壳体侧部设置有用于放置所述LED灯的开口。
在本实用新型实施例中，所述磁铁与脚手架扣件相接触的一面为微弧形，以便于与脚手架扣件相配合。
在本实用新型实施例中，所述三轴加速度传感器采用ADXL362芯片。
在本实用新型实施例中，所述WIFI模块采用marvell公司的WM-GMR-08。
在本实用新型实施例中，所述电源模块包括一锂电池。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型电路、结构简单，易于实现，倾角感应模块能实时感知扣件的倾角变化，为节省功耗，倾角感应模块只在发生角度变化或超过阈值的角度变化才发送给数据中心，当发生超过阈值变化的数据时，系统将自动报警。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
如图1-2所示，本实用新型的一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，包括一内置倾角感应模块的壳体，所述壳体底部固定有一磁铁，以便于所述壳体通过该磁铁吸附于脚手架扣件上，所述倾角感应模块包括STM32F10单片机及与该STM32F10单片机连接的三轴加速度传感器、用于与移动终端进行通信的WIFI模块、报警模块和一用于为整个装置供电的电源模块（所述电源模块包括一锂电池）；所述WIFI模块包括WIFI芯片和WIFI天线，所述壳体上部还开设有一用于放置所述WIFI天线的槽口。
本实施例中，所述报警模块包括报警LED灯和蜂鸣器，所述壳体上部还开设有一利于蜂鸣器声音传出的网口，所述壳体侧部设置有用于放置所述LED灯的开口。
本实施例中，所述磁铁与脚手架扣件相接触的一面为微弧形，以便于与脚手架扣件相配合。
以下具体讲述本实用新型的工作原理。
参照图2所示，脚手架扣件产生倾斜时，ADXL362加速计输出的X、Y和Z轴的测量信号可以测量动态加速度和静态加速度,其量程范围为±1. 2 gn ,输出为周期可调的占空比调制信号,无需经过A/ D 转换直接与数据处理模块连接。采用mcu+wifi 模块形式实现，其中mcu 采用通用的cortex M3 内核的STM32F103RC 处理器，具有处理速度快，外设资源丰富以及拥有海量程序存储器和数据存储器的特点。Wifi 模块采用marvell 公司的WM-G-MR-08与marvell8686 驱动程序一致，只需些许改动即可应用于WM-G-MR-09 模块，保证了产品的延续性。方案将TCP/IP 协议栈与WiFi驱动有机结合，应用于STM32F103RC。协议栈目前采用稳定的lwip1.3.1 版本，无操作系统实现。用户在使用中无须关注协议栈和驱动的技术细节，只需添加具体用户应用相关的代码。所有用户应用程序基于回调方式实现，使其与其他代码完全独立，因此具有接口方便，开发难度小等优点。目前源代码消耗36K 的RAM 和190K 的Flash资源，而STM32F103RC 拥有46K 的RAM 和256K 的Flash 资源，因此系统留有了足够的系统资源供您添加新的应用，相比串口Wifi 等模块式的应用节约了接口时间和硬件成本。所需的能量模块采用的是纽扣锂电池为传感器、微处理器、无线网络提供能量。
ADXL362是AD 公司推出的新一代三轴加速度传感器，采用MEMS 技术，采 用 ADI 公 司 三 轴 加 速 度 传 感 器 ADXL362。ADXL362 既能测量动态加速度也能测量静态加速度，具有超低功耗，采用 SPI 通信。通过配置可以使ADXL362 工作在不同的模式：测量模式(正常模式、低噪声模式、超低噪声模式)、唤醒模式、待机模式。通过ADXL362 来采集系统的运动加速度数据并交由主控制器处理。由于 ADXL362 配置的灵活性，在实际应用中，可根据情况(功耗、环境因素等)选择不同的工作模式，实现最优配置。在一个硅片上包含了一个多晶体硅表面微机械传感器和信号处理电路,实现了开环加速度测量结构。
利用三轴倾斜计算，检测倾斜方法是基于一个参考点，分别确定加速度计各个轴的角度。参照点为器件的典型取值，θ 为水平线和加速度计 X 轴的夹角，ψ为水平线与加速度计 Y 轴的夹角，φ为重力矢量与 Z 轴的夹角。在 X 轴和 Y 轴的起点 0g 处以及 Z 轴上的 1g 处，计算得到的所有角度均为 0 度。三轴倾角的计算公式为的俯仰角、倾滚转角和偏航角采用如下的算法得到被测倾角数据：
其中：AX,AY,AZ分别是三轴加速度计X轴/Y轴/Z轴加速度输出值。
参照图1所示，根据工程特殊需要开发用于感应脚手架扣件倾角的装置，使用方法：在建筑支架安装后，测量各安装有用于感应脚手架扣件倾角的装置的脚手架扣件的倾角。根据各用于感应脚手架扣件倾角的装置的安装位置及计算结果设定预警值。超过预警值则报警器报警，并通过WiFi把数据发送至电脑或手机终端分析其角度值。若支架有进行预压实验，可以存储无荷载与有荷载之间的变化值。作为过程中的极值，也可以在施工的过程中出现超过极值情况下，应马上报警。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，其特征在于：包括一内置倾角感应模块的壳体，所述壳体底部固定有一磁铁，以便于所述壳体通过该磁铁吸附于脚手架扣件上，所述倾角感应模块包括STM32F10单片机及与该STM32F10单片机连接的三轴加速度传感器、用于与移动终端进行通信的WIFI模块、报警模块和一用于为整个装置供电的电源模块；所述WIFI模块包括WIFI芯片和WIFI天线，所述壳体上部还开设有一用于放置所述WIFI天线的槽口。
2.根据权利要求1所述的一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，其特征在于：所述报警模块包括报警LED灯和蜂鸣器，所述壳体上部还开设有一利于蜂鸣器声音传出的网口，所述壳体侧部设置有用于放置所述LED灯的开口。
3.根据权利要求1所述的一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，其特征在于：所述磁铁与脚手架扣件相接触的一面为微弧形，以便于与脚手架扣件相配合。
4.根据权利要求1所述的一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，其特征在于：所述三轴加速度传感器采用ADXL362芯片。
5.根据权利要求1所述的一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，其特征在于：所述WIFI模块采用marvell公司的WM-GMR-08。
6.根据权利要求1所述的一种用于感应脚手架扣件倾角的装置，其特征在于：所述电源模块包括一锂电池。
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