CN205193023U - 一种多功能地基钎探仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能地基钎探仪，包括电动钎探机、传感器圆阵列模块和声音信号分析模块，所述传感器圆阵列模块获取电动钎探机的夯击信号或求救信号，所述传感器圆阵列模块的信号输出端与声音信号分析模块的信号输入端连接。本实用新型提供一种多功能地基钎探仪，可以突出地完成对于地基成分的评估报告甚至可以通过对由于建筑施工时楼房倒塌被困人员的微弱求救声音信号的分析，确定被困人员的位置，顺利地完成施救任务。

Description

一种多功能地基钎探仪

技术领域

本实用新型涉及一种多功能地基钎探仪，该多功能地基钎探仪适用于建筑物地基勘测领域、文物开采领域甚至灾难搜救等领域。

背景技术

为了保证建筑物安全，设计施工之前工作人员都会规划地点的荷载能力以及地基成分记性监测，以便科学的避开地基成分不符合建筑标准的区域以及根据荷载能力设计合理的建筑楼层高度等工作。传统的人工钎探法，不仅钎探成果只有单一的土地荷载能力，而且钎探结果由于要求夯击次数过多造成探杆不同程度的倾斜，这就使得钎探结果的准确度大打折扣。单一的人工钎探或者钎探机的运作，在浪费人力资源的同时，造成了诸如钎探劳动量大导致的安全隐患、较低的钎探效率等问题。传统人力钎探以及单一的改良钎探机等钎探行为存在的诸如钎探成果单一、钎探效率低、钎探准确度低、人力资源严重浪费等问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种多功能地基钎探仪，可以突出地完成对于地基成分的评估报告甚至可以通过对由于建筑施工时楼房倒塌被困人员的微弱求救声音信号的分析，确定被困人员的位置，顺利地完成施救任务。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种多功能地基钎探仪，包括电动钎探机、传感器圆阵列模块和声音信号分析模块，所述传感器圆阵列模块获取电动钎探机的夯击信号或求救信号，所述传感器圆阵列模块的信号输出端与声音信号分析模块的信号输入端连接。

进一步的，所述电动钎探机包括传动电机、折骨架、落锤、起重链和探杆连接，所述电动钎探机的折骨架一端铰接于带轮轴上，另一端分别与工作轴架车架铰接于工作轴和减速轮轴上，传动电机通过传动装置与工作轴上的起重链带动带有导孔的落锤，打击插入盲孔的探杆。

进一步的，所述传感器圆阵列模块包括八个传感器组成的钎探声音信号采集阵列单元。

进一步的，所述声音信号分析模块包括放大电路模块、数据采集处理模块和上位机模块，所述放大电路模块、数据采集处理模块和上位机模块分别通过小型变压器与电动钎探机的电源供电连接。

有益效果：本实用新型一种多功能地基钎探仪，采用了带自动落锤的电动钎探机，融入了传感器圆阵列模块和声音信号分析模块。在得到电动钎探机通过传感器圆阵列模块传递的钎探声音回馈信号后，分析声音回馈次数以及声音信号的回馈反应时间，可以在有效的完成对于地基荷载能力测试的同时，评估地基深处地质构造和成分。为建筑地基钎探工作提供了新的直观的理论支持和数据支持，更加方便工地技术人员评估建筑建造地点及安全系数。

本实用新型一种多功能地基钎探仪，在传统的地基电动钎探机上，分布式地增加了圆形传感器阵列以及针对于该阵列回馈的声音信号的分析模块。声音信号分析模块的数据采集处理模块融入了计算地质成分以及分析求救信号声源位置的算法，在有效完成地基荷载能力检测任务的同时，对于地基成分的评估以及突发灾难情况下对于被困人员的位置的准确定位等功能，使得该地基钎探仪拥有了钎探效率高、钎探成果丰富、自带功能特殊实用等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的声音信号分析模块的框图；

图3为本实用新型的上位机模块的LCD操作显示界面图。

具体实施方式

设计施工建筑物时，通常需要对建筑基槽的荷载能力进行检测，以便科学地设计大型、高层、重载建筑物的建造地点和建造模式。在楼层较低时(5层以下)，通常采用人工钎探法，钎探工具为铁锤、刚钎、钎尖垂直立于地面。通过一人扶住刚钎，一人抡铁锤砸钢钎上端的方式，在钢钎被砸一定次数后，通过测量钢钎进入测试地面以下的长度来判断地基荷载能力。采用这种方法，虽然操作简单且使用工具少，但是也存在诸多不足。其一，由于劳动重复枯燥，砸钎起钎次数过多造成的劳动量大。在浪费大量人力物力资源的同时，重复劳动带来的肉体和精神上的疲惫容易产生安全隐患。其二，由于砸钎次数过多容易导致钢钎变形或者歪斜，带来了诸如统计错误、数据误差较大等问题影响地基钎探精确度。

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1，一种多功能地基钎探仪，包括电动钎探机、传感器圆阵列模块和声音信号分析模块，所述传感器圆阵列模块获取电动钎探机的夯击信号或求救信号，所述传感器圆阵列模块的信号输出端与声音信号分析模块的信号输入端连接。

所述电动钎探机包括传动电机、折骨架、落锤、起重链和探杆连接，所述电动钎探机的折骨架一端铰接于带轮轴上，另一端分别与工作轴架车架铰接于工作轴和减速轮轴上，传动电机通过传动装置与工作轴上的起重链带动带有导孔的落锤，打击插入盲孔的探杆。所述传感器圆阵列模块包括八个传感器组成的钎探声音信号采集阵列单元。如附图2，所述声音信号分析模块包括放大电路模块、数据采集处理模块和上位机模块，所述放大电路模块、数据采集处理模块和上位机模块分别通过小型变压器与电动钎探机的电源供电连接，所述数据采集处理模块包括多片AD芯片。

在进行建筑工地地基钎探任务时，上位机模块控制电动钎探机的钢钎锤击地基层，将锤击次数以及锤击回馈声音通过传感器圆阵列模块反映给声音信号分析模块。声音信号分析模块通过分析一定的钢钎锤击次数以及声音信号在不同介质中的回馈速度，分析该地基的荷载能力，以及计算地基介质成分，为建筑工地技术人员评估建筑地点和建筑楼层高度和规模提供强有力的数据保障。同时，当地基较深且地基成分尚不明确时，由于钎探导致的地基松动易发生塌方等危险。如若有工作人员不慎被困地基深处，本实用新型多功能地基钎探仪便立即启动灾难人员搜救模式，通过采集被困人员的微弱声音信号，高效实时地反馈被困人员的位置信息，为营救被困人员争取宝贵的时间。

如图2所示，通过传感器圆阵列模块采集了声音回馈信号后，通过放大电路放大以及AD芯片自带的滤波和模数转换后，将声音信号由模拟信号转化为数字信号，随后交给预先嵌入了通过回馈声音信号分析地质成分以及定位搜救人员的算法的可编程逻辑器件FPGA进行高速运算，该FPGA的内嵌RAN用于存储数据，大量的嵌入式乘法器可以使FPGA实时高效地完成对于声音信号数据的处理。最后，将地质钎探结果或灾难人员搜救结果直观地显示在上位机模块的LCD屏上。

如图3所示，为上位机模块该模块的机操作显示部分，针对本实用新型不同的使用模式，设计了地基钎探和灾难人员定位搜救两个控制显示区域，并在每个区域设有开始、暂停、关闭的控制按钮(O/P/F)，其中暂停时连续按下即为继续工作指令。模块化地划分以及直观的LCD显示屏，使得本实用新型可以有条不紊地完成地基钎探工作或灾难人员定位搜救工作，在为地基钎探提供丰富的数据支持的同时也为突发状况提供了一定的技术保障。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种多功能地基钎探仪，其特征在于：包括电动钎探机、传感器圆阵列模块和声音信号分析模块，所述传感器圆阵列模块获取电动钎探机的夯击信号或求救信号，所述传感器圆阵列模块的信号输出端与声音信号分析模块的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述一种多功能地基钎探仪，其特征在于：所述电动钎探机包括传动电机、折骨架、落锤、起重链和探杆连接，所述电动钎探机的折骨架一端铰接于带轮轴上，另一端分别与工作轴架车架铰接于工作轴和减速轮轴上，传动电机通过传动装置与工作轴上的起重链带动带有导孔的落锤，打击插入盲孔的探杆。

3.根据权利要求1所述一种多功能地基钎探仪，其特征在于：所述传感器圆阵列模块包括八个传感器组成的钎探声音信号采集阵列单元。

4.根据权利要求1所述一种多功能地基钎探仪，其特征在于：所述声音信号分析模块包括放大电路模块、数据采集处理模块和上位机模块，所述放大电路模块、数据采集处理模块和上位机模块分别通过小型变压器与电动钎探机的电源供电连接。