CN210262998U - 一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，包括钻机支架和计数记录集成装置，所述钻机支架的内部贯穿连接有导向杆，所述挂钩的下端固定连接有穿心锤，所述导向杆的下端固定连接有锤垫，所述锤垫的下端通过丝扣连接有探杆，所述贯入器的下端安装有移动环，所述钻机支架的下端安装有钻机履带，所述计数记录集成装置的前侧左上端安装有报警扬声器，所述计数记录集成装置的前侧中部安装有显示器。该基于物联网技术的标贯自动记录装置系统，结构严谨，将计数模块、记录模块、数据传送模量、无线通讯模块集为一体，外观简单，使用方便，可自动记录击数，且计数准确，省时省力。

Description

一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统

技术领域

本实用新型涉及岩土工程勘察原位测试技术领域，具体为一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统。

背景技术

标准贯入试验和圆锥动力触探试验均属动力触探方法，是现场测定各类岩土层的二种常用原位测试方法，具有很高的参考价值，可对砂土、粉土、粘性土、碎石土、强风化岩石等的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土液化，成桩的可能性等作出评价。具体是：标准贯入试验采用63.5kg的锤，自76cm的高度自由落下，将长度51厘米、外径5.1厘米、内径3.49厘米的触探杆击入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。圆锥动力触探试验分为轻型、重型、超重型三种，每种试验方法的装置类型存在一定的差异。

但是，目前标准贯入试验和圆锥动力触探试验被区别对待，且二种原位测试方法的击数的计数和记录主要依靠现场人工数数和编录，计数方法为：首先，用尺子在钻杆上按照试验的种类进行标记，标贯试验为15cm、10cm、10cm和10cm，圆锥动探则为10cm、10cm和10cm；其次，根据标记控制贯入器入土深度或探头下降深度，动探试验开始后，由钻探操作人员现场数记锤击数，并报编录员记录到野外记录纸上，该种方法耗费人力和时间，效率不高，人工数数易出错；此外，工程负责人难以同时有效管控所有钻机的动探试验，在工程大、钻孔数量多，工期紧的情况下，极大程度的影响了施工效率，甚至延误工期，为此我们提出了一种基于物联网技术的动力触探自动记录装置系统，用来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，以解决上述背景技术中提出的一般的记录装置，都是人工记录，工作效率低下，而且容易出错，以及在工程大、钻孔数量多和工期紧的情况下，极大程度的影响了施工效率，甚至延误工期的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，包括钻机支架和计数记录集成装置，所述钻机支架的内部贯穿连接有导向杆，且导向杆的上端挂置有挂钩，所述挂钩的下端固定连接有穿心锤，且穿心锤套设在导向杆的外表面，所述导向杆的下端固定连接有锤垫，且锤垫上耦合连接有振动传感器，所述锤垫的下端通过丝扣连接有探杆，且探杆的下端安装有贯入器，所述贯入器的下端安装有移动环，且贯入器的外表面安装有触控传感器，所述钻机支架的下端安装有钻机履带，且钻机支架的下方设置有钻孔，并且钻孔的内部贯穿有探杆，所述计数记录集成装置安装固定在钻机支架的左侧外壳上，且计数记录集成装置通过触控传感器导线与触控传感器相连接，并且计数记录集成装置通过振动传感器导线与振动传感器相连接，所述计数记录集成装置的前侧左上端安装有报警扬声器，且计数记录集成装置的前侧右上端固定安装有报警灯，所述计数记录集成装置的前侧中部安装有显示器，且显示器的下方自左向右依次安装有键盘和语音输入按钮，并且语音输入按钮的下侧设置有强制结束按钮，所述计数记录集成装置的前面左下侧安装有USB接口，且计数记录集成装置的后侧下方开设有电池槽，并且计数记录集成装置的后侧上方设置有卡扣，所述计数记录集成装置的内部自上而下依次安装有计数器、计数处理器、存储器、数据传送模块和无线通讯模块，且计数器和存储器之间信号连接，并且计数处理器的信号输出端与显示器的信号输入端连接。

优选的，所述触控传感器位于贯入器上端位置等间距设置有3个，且3个触控传感器与移动环的间距分别为10cm，20cm，30cm，触控传感器位于贯入器下端位置设置有1个，且触控传感器与移动环的间距分别为15cm，并且移动环与计数器结束传感器的间距为30cm。

优选的，所述报警扬声器和报警灯的信号输入端与计数器结束传感器的信号输出端均相连接。

优选的，所述显示器的屏幕为液晶显示屏，且该显示屏为非触摸屏，并且显示器的表层材质为钢化膜材质。

优选的，所述数据传送模块通过无线通讯模块将存储器与中央服务器信号连接，且中央服务器包括电脑、“pad”和手机。

优选的，所述无线通讯模块用于接收计数处理器与云端服务器之间的双向通讯连接，且云端服务器用于接收计数处理器的数据信息并分别与中央服务器、网络数据库进行信号连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于物联网技术的多功能动力触探自动记录装置系统，结构严谨，将计数模块、记录模块、数据传送模量、无线通讯模块集为一体，外观简单，使用方便，可自动记录击数，且计数准确，省时省力；

1、提供一种试验成本较低，数据准确、快速高效的动力触探试验记录装置；适用于标准贯入试验及圆锥动力触探试验，不受场地及深度限制；能自动计数、记录贯入深度和击数，能将动探成果进行自动显示和存储；

2、可按贯入杆长自动、方便、高精度的修正击数，同时给出实测击数和修正击数；动探记录端设置语音和文本输入界面，能智能识别语音并转化成文本，能将钻孔孔号、动探类型、深度等信息输入数据；能通过无线通讯模块传输到中央服务器，实现工程技术负责人对动探试验的实时管控，提高野外动力触探试验的效率和精度；

3、中央服务器能根据预先设定的岩土信息和试验结果，实时计算出岩土层承载力、变形参数等；中央服务器应能由电脑、平板电脑、手机等设备来承担，降低生产和应用成本；建立云端数据库，电脑、平板电脑、手机等中央服务器的动探试验数据能实现云同步和下载；设置误动作和伪操作识别系统，防止钻机操作人员错、漏或作弊。

附图说明

图1为本实用新型的正视结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程示意图；

图3为本实用新型计数记录集成装置的内部结构示意图；

图4为本实用新型计数记录集成装置的正面结构示意图；

图5为本实用新型计数记录集成装置的背面结构示意图；

图6为本实用新型计数记录集成装置的底面结构示意图。

图中：1、钻机支架；2、挂钩；3、穿心锤；4、导向杆；5、锤垫；6、振动传感器；7、钻孔；8、探杆；9、贯入器；10、移动环；11、计数记录集成装置；12、触控传感器导线；13、振动传感器导线；14、钻机履带；15、触控传感器；16、报警扬声器；17、报警灯；18、计数器；19、计数处理器；20、存储器；21、显示器；22、键盘；23、语音输入按钮；24、强制结束按钮；25、数据传送模块；26、无线通讯模块；27、中央服务器；28、网络数据库；29、云端服务器；30、USB接口；31、卡扣；32、电池槽；33、计数器结束传感器。

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。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，包括钻机支架1、挂钩2、穿心锤3、导向杆4、锤垫5、振动传感器6、钻孔7、探杆8、贯入器9、移动环10、计数记录集成装置11、触控传感器导线12、振动传感器导线13、钻机履带14、触控传感器15、报警灯17、计数器18、计数处理器19、存储器20、显示器21、键盘22、语音输入按钮23、强制结束按钮24、数据传送模块25、无线通讯模块26、中央服务器27、网络数据库28、云端服务器29、USB接口30、卡扣31、电池槽32和计数器结束传感器33，钻机支架1的内部贯穿连接有导向杆4，且导向杆4的上端挂置有挂钩2，挂钩2的下端固定连接有穿心锤3，且穿心锤3套设在导向杆4的外表面，导向杆4的下端固定连接有锤垫5，且锤垫5上耦合连接有振动传感器6，锤垫5的下端通过丝扣连接有探杆8，且探杆8的下端安装有贯入器9，贯入器9的下端安装有移动环10，且贯入器9的外表面安装有触控传感器15，钻机支架1的下端安装有钻机履带14，且钻机支架1的下方设置有钻孔7，并且钻孔7的内部贯穿有探杆8，计数记录集成装置11安装固定在钻机支架1的左侧外壳上，且计数记录集成装置11通过触控传感器导线12与触控传感器15相连接，并且计数记录集成装置11通过振动传感器导线13与振动传感器6相连接，计数记录集成装置11的前侧左上端安装有报警扬声器16，且计数记录集成装置11的前侧右上端固定安装有报警灯17，计数记录集成装置11的前侧中部安装有显示器21，且显示器21的下方自左向右依次安装有键盘22和语音输入按钮23，并且语音输入按钮23的下侧设置有强制结束按钮24，计数记录集成装置11的前面左下侧安装有USB接口30，且计数记录集成装置11的后侧下方开设有电池槽32，并且计数记录集成装置11的后侧上方设置有卡扣31，计数记录集成装置11的内部自上而下依次安装有计数器18、计数处理器19、存储器20、数据传送模块25和无线通讯模块26，且计数器18和存储器20之间信号连接，并且计数处理器19的信号输出端与显示器21的信号输入端连接。

如图1中触控传感器15位于贯入器9上端位置等间距设置有3个，且3个触控传感器15与移动环10的间距分别为10cm，20cm，30cm，触控传感器15位于贯入器9下端位置设置有1个，且触控传感器15与移动环10的间距分别为15cm，并且移动环10与计数器结束传感器33的间距为30cm，便于自动监控传送数据，避免人工监控，提高工作效率，如图3和图4中报警扬声器16和报警灯17的信号输入端与计数器结束传感器33的信号输出端均相连接，便于在出现问题时，及时报警，便于使用。

如图3和图4中显示器21的屏幕为液晶显示屏，且该显示屏为非触摸屏，并且显示器21的表层材质为钢化膜材质，防止长时间触摸导致输入不灵敏；起到防护作用。

如图2中数据传送模块25通过无线通讯模块26将存储器20与中央服务器27信号连接，且中央服务器27包括电脑、“pad”和手机，进行动探数据处理、分析和计算，如图3和图4中无线通讯模块26用于接收计数处理器19与云端服务器29之间的双向通讯连接，且云端服务器29用于接收计数处理器19的数据信息并分别与中央服务器27、网络数据库28进行信号连接，便于及时传送数据，便于分析操作。

工作原理：在使用该基于物联网技术的多功能动力触探自动记录装置系统时，首先将试验装置按照规范要求进行标准贯入或动力触探试验。以标贯试验为例，在贯入过程中，贯入器9前端的移动环10会向上移动，移动的前15cm不计入击数，当其移动到第一个10cm的位置即第一个触控传感器15的位置，移动环10接触到第一个触控传感器15，便将信号传递给计数器18，计数器18通过触控传感器15控制贯入器9贯入深度并发送结束信号，振动传感器6采集振动信号，同时排除干扰信号将其转化成能够触发计数器18的方波信号，输入到计数器18电路中，计数处理器19进行深度修正，计算出修正系数，最终通过显示器21将实测击数和修正击数显示出来，当贯入器9上的计数器结束传感器33触动后，向DIS端输出高电平，使计数器18停止计数，并锁存，显示当前计数值，当贯入器9上的移动环10上移偏离触控传感器15，计数器18清零重新计数，最终实现预计试验段锤击数分别计数，当此次贯入试验结束，但计数器结束传感器33出现故障，可点击设置于计数器18上的强制结束按钮24，计数处理器19自动调用存储器20内数据并求和，再进行深度修正，并将结果在显示器21上依次显示出来，最终实现各段贯入深度和总深度的击数自动记录，数据传送模块25通过无线通讯模块26，将击数信息实时传送到中央服务器27，供项目负责人读取、计算，中央服务器27可用电脑、平板电脑和手机承担，并能通过云端服务器29及时共享和更新动探数据，施工结束后，即可拆开计数器18后面的卡扣31，长时间不进行试验时，建议取下电池槽32的电池，这就是基于物联网技术的多功能动力触探自动记录装置系统进行标准贯入试验的整个过程，其同样可应用于圆锥动力触探试验，具体可参考《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001。

有些实施例中，贯入器9为探头。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，包括钻机支架（1）和计数记录集成装置（11），其特征在于：所述钻机支架（1）的内部贯穿连接有导向杆（4），且导向杆（4）的上端挂置有挂钩（2），所述挂钩（2）的下端固定连接有穿心锤（3），且穿心锤（3）套设在导向杆（4）的外表面，所述导向杆（4）的下端固定连接有锤垫（5），且锤垫（5）上耦合连接有振动传感器（6），所述锤垫（5）的下端通过丝扣连接有探杆（8），且探杆（8）的下端安装有贯入器（9），所述贯入器（9）的下端安装有移动环（10），且贯入器（9）的外表面安装有触控传感器（15），所述钻机支架（1）的下端安装有钻机履带（14），且钻机支架（1）的下方设置有钻孔（7），并且钻孔（7）的内部贯穿有探杆（8），所述计数记录集成装置（11）安装固定在钻机支架（1）的左侧外壳上，且计数记录集成装置（11）通过触控传感器导线（12）与触控传感器（15）相连接，并且计数记录集成装置（11）通过振动传感器导线（13）与振动传感器（6）相连接，所述计数记录集成装置（11）的前侧左上端安装有报警扬声器（16），且计数记录集成装置（11）的前侧右上端固定安装有报警灯（17），所述计数记录集成装置（11）的前侧中部安装有显示器（21），且显示器（21）的下方自左向右依次安装有键盘（22）和语音输入按钮（23），并且语音输入按钮（23）的下侧设置有强制结束按钮（24），所述计数记录集成装置（11）的前面左下侧安装有USB接口（30），且计数记录集成装置（11）的后侧下方开设有电池槽（32），并且计数记录集成装置（11）的后侧上方设置有卡扣（31），所述计数记录集成装置（11）的内部自上而下依次安装有计数器（18）、计数处理器（19）、存储器（20）、数据传送模块（25）和无线通讯模块（26），且计数器（18）和存储器（20）之间信号连接，并且计数处理器（19）的信号输出端与显示器（21）的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，其特征在于：所述触控传感器（15）位于贯入器（9）上端位置等间距设置有3个，且3个触控传感器（15）与移动环（10）的间距分别为10cm，20cm，30cm，触控传感器（15）位于贯入器（9）下端位置设置有1个，且触控传感器（15）与移动环（10）的间距分别为15cm，并且移动环（10）与计数器结束传感器（33）的间距为30cm。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，其特征在于：所述报警扬声器（16）和报警灯（17）的信号输入端与计数器结束传感器（33）的信号输出端均相连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，其特征在于：所述显示器（21）的屏幕为液晶显示屏，且该显示屏为非触摸屏，并且显示器（21）的表层材质为钢化膜材质。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，其特征在于：所述数据传送模块（25）通过无线通讯模块（26）将存储器（20）与中央服务器（27）信号连接，且中央服务器（27）包括电脑、“pad”和手机。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多功能动力触探自动记录系统，其特征在于：所述无线通讯模块（26）用于接收计数处理器（19）与云端服务器（29）之间的双向通讯连接，且云端服务器（29）用于接收计数处理器（19）的数据信息并分别与中央服务器（27）、网络数据库（28）进行信号连接。

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