CN219604353U - 一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置，包括测距仪、图像采集器、信息传输设备、信号接收器和计算机，所述测距仪能够测量与预制桩的测点之间的距离，所述图像采集器能够获取预制桩的图像，所述信息传输设备将所述测距仪获取的距离与所述图像采集器获取的图像传输至所述信号接收器，并由所述计算机处理获得预制桩的垂直度。其通过将预制桩关于测距仪的偏位数据和预制桩关于图像左右侧的偏位数据结合，能够获取预制桩的垂直度，这种获取预制桩的垂直度的方法更加精确。且可在对预制桩沉桩过程中的垂直度进行实时监测，自动化程度较高，操作方便，结果直观，可有效节约人力资源，并且具有较高测量精度。

Description

一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置

技术领域

本实用新型涉及沉桩垂直度监测技术领域，特别是一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置。

背景技术

预制桩是指在工厂或施工现场施工前就已提前制作好的桩型，包括混凝土桩、钢管桩、PHC桩等，其施工方法一般为先起吊立桩，由定位架定位，后利用设备通过静压、振动或锤击等方式沉入土中。预制桩施工时的桩身垂直度控制，是预制桩施工质量控制的重要环节，各规范对此有严格要求。例如《码头结构施工规范》要求预制桩施工桩身垂直度不能大于1％，而对于管板组合桩等特殊基础，对于垂直度的要求则是不大于1‰。因此在施工时对桩身垂直度的实时观测十分重要。目前一般由互成直角的两台全站仪实施，但这种方法存在人工目测精度不高，受周围环境影响大，且耗费人力和设备资源等问题，与目前施工自动化与智能化的趋势不符。因此，工程中急需一种自动化程度高，可节约人力及设备资源的预制桩沉桩垂直度实时监测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术对预制桩沉桩垂直度的检测方法，存在的检测精度不高，受周围环境影响大，且耗费人力和设备资源问题，提供一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置，包括测距仪、图像采集器、信息传输设备、信号接收器和计算机，所述测距仪能够测量与预制桩的测点之间的距离，所述图像采集器能够获取预制桩的图像，所述信息传输设备将所述测距仪获取的距离与所述图像采集器获取的图像传输至所述信号接收器，并由所述计算机处理获得预制桩的垂直度。

本方案所述制桩沉桩垂直度实时监测装置，利用测距仪能够测量与预制桩的测点之间的距离，能够获取预制桩关于测距仪的偏位数据，通过图像采集器获取预制桩的图像，能够通过图像对比判断预制桩关于图像左右侧的偏位数据，通过将预制桩关于测距仪的偏位数据和预制桩关于图像左右侧的偏位数据结合，能够获取预制桩的垂直度，这种获取预制桩的垂直度的方法更加精确。且整个过程中，测距仪采集与预制桩的测点之间的距离，图像采集器获取预制桩的图像均是自动获取，并将获取的距离数据和图像通过信息传输设备传输给信号接收器，再由计算机处理获得预制桩的垂直度，除了前期的安装，基本不需要人工和其它设备的辅助，所需人力和设备资源更少。

优选的，预制桩沉桩垂直度实时监测装置还包括支撑装置，所述测距仪和图像采集器均安装在所述支撑装置上，支撑装置与预制桩中间视线无遮挡，即测距仪和图像采集器均在同一点对数据和图像进行采集，测距仪获取预制桩关于支撑装置前后的偏位距离，图像采集器获取预制桩关于支撑装置左右的偏位图像，即可获取预制桩的垂直度；将测距仪和图像采集器设置在同一个位置，设置方便，且便于对预制桩的垂直度的判断。

优选的，所述支撑装置为可移动的三脚架或固定的钢支撑。

支撑装置采用可移动的三脚架，便于转移。支撑装置采用固定的钢支撑，更加稳定。

优选的，所述支撑装置上设有调平基座，所述测距仪和图像采集器均安装在所述调平基座上，所述调平基座能够对所述测距仪和图像采集器进行调平，便于调平测距仪和图像采集器，保证获取的数据和图像准确，且便于数据处理。

优选的，所述测距仪和图像采集器均设置于钢框架内，所述钢框架设置于所述调平基座上，所述调平基座能够对所述钢框架进行调平，便于测距仪和图像采集器的安装和调平，且钢框架能够对测距仪和图像采集器进行保护。

优选的，所述钢框架用于朝向所述预制桩的一侧打开，所述钢框架其余侧均封闭，所述测距仪的测量端和图像采集器的采集端朝向所述钢框架打开的一侧。

所述测距仪的测量端和图像采集器的采集端朝向所述钢框架打开的一侧，保证数据和图像的正常采集；且钢框架对测距仪和图像采集器的保护效果更好，能够起到挡灰和遮雨的作用。

优选的，所述信息传输设备安装于所述钢框架的外侧，便于传输信息给信号接收器。

优选的，所述调平基座包括上底座和下底座，所述上底座的上表面设有圆气泡，所述上底座和下底座之间通过三个竖直设置的脚螺旋螺纹连接，所述测距仪和图像采集器设置于所述上底座，所述下底座设置于所述支撑装置上，调平操作简单，调平效果好。

优选的，所述测距仪为激光测距仪，测距效果好；

和/或，所述图像采集器为高清摄像头，获取图像能力强，且获取图像能力清洗，便于进行图像对比；

和/或，所述信号接收器为数据收发器，能够接收信息传输设备传输的数据和图像，且能够发送相应的指令，能够控制测距仪和图像采集器的开关。

优选的，所述信息传输设备为无线传输设备，便于将信号接收器和计算机设置于控制室，便于监控预制桩沉桩垂直度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述制桩沉桩垂直度实时监测装置，利用测距仪能够测量与预制桩的测点之间的距离，能够获取预制桩关于测距仪的偏位数据，通过图像采集器获取预制桩的图像，能够通过图像对比判断预制桩关于图像左右侧的偏位数据，通过将预制桩关于测距仪的偏位数据和预制桩关于图像左右侧的偏位数据结合，能够获取预制桩的垂直度，这种获取预制桩的垂直度的方法更加精确。且整个过程中，除了前期的安装，基本不需要人工和其它设备的辅助，可节约人力和设备资源。

附图说明

图1是本实用新型所述预制桩沉桩垂直度实时监测装置的激光测距仪和高清摄像头的安装正面示意图；

图2是本实用新型所述预制桩沉桩垂直度实时监测装置的激光测距仪和高清摄像头的安装侧面示意图；

图3是支撑装置和调平基座的结构示意图；

图4是调平基座的平面示意图；

图5是数据收发器和计算机的连接示意图；

图6是当桩身发生前后偏位时，本实用新型所述预制桩沉桩垂直度实时监测装置监测系统工作示意图；

图7是当桩身发生左右偏位时，本实用新型所述预制桩沉桩垂直度实时监测装置监测系统工作示意图。

图标：1-垂直度监测仪器；2-激光测距仪；3-高清摄像头；4-无线传输设备；5-调平基座；51-圆气泡；52-脚螺旋；6-钢框架；7-支撑装置；8-数据收发器；9-计算机；10-预制桩；11-桩锤；12-软件生成竖直线。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例提供一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置，参见图1-图5，包括测距仪、图像采集器、信息传输设备、信号接收器和计算机9，所述测距仪能够测量与预制桩10的测点之间的距离，所述图像采集器能够获取预制桩10的图像，所述信息传输设备将所述测距仪获取的距离与所述图像采集器获取的图像传输至所述信号接收器，并由所述计算机9处理获得预制桩10的垂直度。

本实施例所述制桩沉桩垂直度实时监测装置，利用测距仪能够测量与预制桩10的测点之间的距离，能够获取预制桩10关于测距仪的偏位数据，如图6所示；通过图像采集器获取预制桩10的图像，能够通过图像对比判断预制桩10关于图像左右侧的偏位数据，如图7所示，通过将预制桩10关于测距仪的偏位数据和预制桩10关于图像左右侧的偏位数据结合，能够获取预制桩10的垂直度，这种获取预制桩10的垂直度的方法更加精确。且整个过程中，测距仪采集与预制桩10的测点之间的距离，图像采集器获取预制桩10的图像均是自动获取，并将获取的距离数据和图像通过信息传输设备传输给信号接收器，再由计算机9处理获得预制桩10的垂直度，除了前期的安装，基本不需要人工和其它设备的辅助，所需人力和设备资源更少。

本实施例中，所述测距仪为激光测距仪2，测距效果好。

本实施例中，所述图像采集器为高清摄像头3，获取图像能力强，且获取图像能力清洗，便于进行图像对比。

本实施例中，所述信号接收器为数据收发器8，能够接收信息传输设备传输的数据和图像，且能够发送相应的指令，能够控制测距仪和图像采集器的开关。

本实施例中，所述信息传输设备为无线传输设备4，便于将信号接收器和计算机9设置于控制室，便于监控预制桩10沉桩垂直度。

实施例2

本实施例提供一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置，参见图1-图7所示，其包括激光测距仪2、高清摄像头3、无线传输设备4、调平基座5、支撑装置7、数据收发器8及计算机9。激光测距仪与高清摄像头作为实时监测装置的数据采集模块，主要用于现场的数据及视频信息采集，共同安装固定在调平基座5上，调平基座安装在施工桩旁固定的支撑装置7上，支撑装置7与预制桩10中间视线无遮挡。信号接收器和计算机9作为装置数据处理显示模块，放置在控制室中。在预制桩沉桩施工过程中，激光测距仪与摄像头分别实时采集测距仪距预制桩直线距离以及预制桩的沉桩施工图像，将采集的数据及图像通过无线传输设备传输至信号接收器与计算机，通过计算机专业软件测量对比测距仪与桩身的距离，以及摄像头画面中桩身轮廓线与竖直线的重合度，分别得到互相垂直两方向上预制桩的倾斜情况，并直接显示到计算机屏幕上。

所述激光测距仪为市面常规激光测距仪，作用为实时测量监测装置与预制桩测试竖直线的距离，在预制桩起吊定位立桩完毕后，操控测距仪选定预制桩上一个点作为初始点，测量距离作为初始距离。随后在预制桩沉桩施工过程中，实时测试初始测点所在直线与装置的距离，根据前后距离变化情况即可知桩前后方向位移，如图6所示。

所述高清摄像头用于实时监测并计算桩身左右偏移。实施原理如下：立桩时，将监测仪器整体调平，再将高清摄像头对准预制桩，利用监测软件生成的两条竖直线，调整竖直线放置于预制桩左右两轮廓线上，通过观测竖直线与轮廓线是否重合来确定桩身是否垂直，以指导立桩工作。在打桩过程中，通过观察摄像头视频中竖直线与预制桩左右轮廓线的偏位量，通过像素距离计算公式，计算预制桩的左右方向倾斜度。

如图3和图4所示，所述调平基座包括上底座和下底座，所述上底座的上表面设有圆气泡51，圆气泡作为调平指示器，可显示仪器的平整度，所述上底座和下底座之间通过三个竖直设置的脚螺旋52螺纹连接，3个脚螺旋成等边三角形，作为仪器支座，可通过旋转脚螺旋使仪器升高或降低以达到调平效果。所述测距仪和图像采集器设置于所述上底座，所述下底座设置于所述支撑装置7上，调平操作简单，调平效果好。

本实施例中，所述支持装置分为可移动式和固定式，可移动的为普通三脚架，便于转移。固定式为固定在某视野开阔无遮挡位置的钢支撑，更加稳定。所述计算机为带有专业分析软件计算机，可对测距仪和摄像头数据进行分析显示。

进一步的，激光测距仪与高清摄像头通过简易钢架拼装，固定在调平基座上，与调平基座组成一个整体，所述调平基座5能够对所述钢框架6进行调平，便于激光测距仪和高清摄像头的安装和调平。在使用时，激光测距仪与高清摄像头共同安装固定在支撑装置上，即激光测距仪和高清摄像头均在同一点对数据和图像进行采集，激光测距仪获取预制桩10关于支撑装置7前后的偏位距离，如图6所示；高清摄像头获取预制桩10关于支撑装置5左右的偏位图像，如图7所示，即可获取预制桩10的垂直度；将激光测距仪和高清摄像头设置在同一个位置，设置方便，且便于对预制桩10的垂直度的判断。

本实施例中，钢框架6能够对测距仪和图像采集器进行保护。如图1和图2所示，所述钢框架6用于朝向所述预制桩10的一侧打开，所述钢框架6其余侧均封闭，所述测距仪的测量端和图像采集器的采集端朝向所述钢框架6打开的一侧，保证数据和图像的正常采集，如图2所示，右侧为钢框架6打开的一侧，且该侧是朝向预制桩10的一侧。且钢框架6其余侧封闭，对测距仪和图像采集器的保护效果更好，能够起到挡灰和遮雨的作用。

进一步的，激光测距仪与高清摄像头构成监测装置的数据采集部分，通过无线传输设备4，在监测时将所采集信号无线传输至数据收发器8并传至计算机软件中，由计算机专业软件分析处理并显示。无线传输设备4安装于所述钢框架6的外侧，便于传输信息给信号接收器。

进一步的，数据收发器8与计算机9可放置在控制室中，远程监控沉桩垂直度情况，当发现偏位，立马通知现场操作人员，实时纠偏。

进一步的，计算机分析软件主要具有两个功能，1、实时显示激光测距仪2数据，即激光测距仪2与预制桩10桩身距离，并与初始值比较，计算前后方向偏差值；2、实时显示摄像头拍摄的打桩画面，预先设置好与预制桩10轮廓线重合竖直线，在沉桩过程中根据偏差像素计算预制桩10左右方向偏差值。

本实施例中，参考附图1，所述激光测距仪2与高清摄像头3均为常规测距仪与摄像头，通过钢框架6安装在一起，并一起固定在调平基座5上。形成监测仪器的主机，在使用前安装在支撑装置7上。

在预制桩10进行沉桩施工前，在桩位旁视野开阔无遮挡处安装支撑装置7并固定，随后在支撑装置7上安装垂直度实时垂直度监测仪器1，并调节调平基座5，使仪器完全水平，随后将仪器对准施工的预制桩10，打开采集仪器、数据传输设备与计算机，使垂直度监测仪器1与计算机9连接。利用激光测距仪2测量仪器至预制桩10的距离并记录为初始距离L，同时开启监测软件中的摄像头功能，利用软件在画面中生成的两根软件生成竖直线12，并将其分别与预制桩10左右轮廓线重合。

在沉桩施工过程中，利用桩锤11通过静压、振动或锤击等方式沉桩，激光测距仪2将实时测试监测垂直度监测仪器1至预制桩10的距离，并在计算机9软件中计算与初始距离L的差值，即为预制桩前后方向的偏差量ΔLi，如图6所示。同时，监测软件将实时显示高清摄像头3拍摄的预制桩10沉桩画面，并通过软件中竖直线12与预制桩轮廓线的偏差像素，计算预制桩左右方向偏差位移量ΔSi，如图7所示。如此，即可直观了解预制桩10沉桩过程垂直度情况。

本实施例提供的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，与当前常用垂直度监测方法相比，可在对预制桩沉桩过程中的垂直度进行实时监测，自动化程度较高，操作方便，结果直观，可有效节约人力资源，并且具有较高测量精度，监测结果精确。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，包括测距仪、图像采集器、信息传输设备、信号接收器和计算机(9)，所述测距仪能够测量与预制桩(10)的测点之间的距离，所述图像采集器能够获取预制桩(10)的图像，所述信息传输设备用于将所述测距仪获取的距离与所述图像采集器获取的图像传输至所述信号接收器。

2.根据权利要求1所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，还包括支撑装置(7)，所述测距仪和图像采集器均安装在所述支撑装置(7)上。

3.根据权利要求2所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述支撑装置(7)为可移动的三脚架或固定的钢支撑。

4.根据权利要求2所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述支撑装置(7)上设有调平基座(5)，所述测距仪和图像采集器均安装在所述调平基座(5)上，所述调平基座(5)能够对所述测距仪和图像采集器进行调平。

5.根据权利要求4所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述测距仪和图像采集器均设置于钢框架(6)内，所述钢框架(6)设置于所述调平基座(5)上，所述调平基座(5)能够对所述钢框架(6)进行调平。

6.根据权利要求5所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述钢框架(6)用于朝向所述预制桩(10)的一侧打开，所述钢框架(6)其余侧均封闭，所述测距仪的测量端和图像采集器的采集端朝向所述钢框架(6)打开的一侧。

7.根据权利要求6所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述信息传输设备安装于所述钢框架(6)的外侧。

8.根据权利要求4所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述调平基座(5)包括上底座和下底座，所述上底座的上表面设有圆气泡(51)，所述上底座和下底座之间通过三个竖直设置的脚螺旋(52)螺纹连接，所述测距仪和图像采集器设置于所述上底座，所述下底座设置于所述支撑装置(7)上。

9.根据权利要求1-8任一所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述测距仪为激光测距仪(2)；

和/或，所述图像采集器为高清摄像头(3)；

和/或，所述信号接收器为数据收发器(8)。

10.根据权利要求1-8任一所述的预制桩沉桩垂直度实时监测装置，其特征在于，所述信息传输设备为无线传输设备(4)。