專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)樁基施工記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種記錄儀，特別是一種自動(dòng)樁基施工記錄儀。
中國(guó)專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)92227465.7)中公開(kāi)了一種“自動(dòng)樁基施工記錄儀”。雖然也能自動(dòng)記錄樁基進(jìn)土長(zhǎng)度，并能自動(dòng)打印和顯示每米擊錘數(shù)和總錘數(shù)。但其可靠性不高，容易產(chǎn)生誤差，記錄不夠準(zhǔn)確。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、性能可靠，可保證記錄數(shù)據(jù)真實(shí)性的自動(dòng)樁基施工記錄儀。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到本實(shí)用新型包括樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路、復(fù)合式擊樁次數(shù)檢測(cè)器及檢測(cè)電路、比較及整形電路、單片計(jì)算機(jī)電路、顯示器、微型打印機(jī)、電源電路、箱體，其特征在于還有接于樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路、比較及整形電路與單片計(jì)算機(jī)電路之間的樁進(jìn)土長(zhǎng)度及錘擊信號(hào)識(shí)別與控制邏輯電路，以及與樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路相連的角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器包括計(jì)數(shù)輪、包絡(luò)輪、轉(zhuǎn)向輪、重錘、鋼絲繩、上滑輪、彈簧、通光光盤(pán)，鋼絲繩的一端固定在樁鼻上，并分別繞過(guò)轉(zhuǎn)向輪、兩個(gè)包絡(luò)輪、計(jì)數(shù)輪、轉(zhuǎn)向輪、上滑輪后，通過(guò)彈簧與重錘相連，通光光盤(pán)與計(jì)數(shù)輪同軸安裝，鋼絲繩對(duì)計(jì)數(shù)輪的包絡(luò)角度小于360°。紅外開(kāi)關(guān)管M1、M1P、M2、M2P的輸出分別接集成電路IC2的1～4腳，經(jīng)比較整形后的錘擊聲音脈沖信號(hào)PM1C及錘擊振動(dòng)脈沖信號(hào)PACC分別接至IC2的5、6腳，重錘操作手柄動(dòng)作信號(hào)HAND接IC2的10腳，IC2分離出正進(jìn)尺脈沖信號(hào)STEP在23腳輸出至中央處理集成電路IC8的15腳，負(fù)進(jìn)尺脈沖信號(hào)NC0UNT在21腳輸出至IC8的13腳，合成的錘擊計(jì)數(shù)信號(hào)KNOCK在19腳輸出至IC8的12腳。振動(dòng)信號(hào)通過(guò)振動(dòng)傳感器S輸出的雙端差分信號(hào)接至集成電路IC1的2、3腳，IC1的輸出6腳通過(guò)電容C17接到比較與整形電路中集成電路IC22A的3腳。


圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型箱體外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型與打樁機(jī)配合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為通光光盤(pán)與計(jì)數(shù)輪的裝配結(jié)構(gòu)圖；圖5～圖8為本實(shí)用新型的電原理圖。
本實(shí)用新型下面將結(jié)構(gòu)附圖(實(shí)施例)作進(jìn)一步詳述參照
圖1、圖2，本實(shí)用新型由角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器1、樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路2、復(fù)合式擊樁次數(shù)檢測(cè)器及檢測(cè)電路3、比較及整形電路4、信號(hào)識(shí)別與控制邏輯電路5、單片計(jì)算機(jī)電路6、顯示器7、微型打印機(jī)8、電源電路9、箱體10等組成。圖2中，10為箱體、11為數(shù)碼及報(bào)警顯示屏、12為面板式打印機(jī)、13為電源開(kāi)關(guān)、14為開(kāi)始鍵、15為打印鍵、16為暫停鍵、17為貫入度選擇鍵。
參照?qǐng)D3、圖4，角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器1包括計(jì)數(shù)輪1-1、兩個(gè)包絡(luò)輪1-2、轉(zhuǎn)向輪1-3、1-11、重錘1-5、鋼絲繩1-6、上滑輪1-7、彈簧1-10、通光光盤(pán)1-15等。其原理是用鋼絲繩1-6把樁的豎向位移帶動(dòng)計(jì)數(shù)輪1-1及固定在同一軸上的通盤(pán)1-15(或其它可360°測(cè)量的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)角位移傳感器)測(cè)出同步的角位移，通過(guò)光電開(kāi)關(guān)獲得計(jì)數(shù)信號(hào)，再由傳輸電纜輸入控制電路，換算成樁管入土長(zhǎng)度。鋼絲繩1-6的一端固定在樁鼻1-8上，而樁鼻1-8又固定在樁管1-4上，鋼絲繩1-6分別繞過(guò)轉(zhuǎn)向輪1-3、兩個(gè)包絡(luò)輪1-2、計(jì)數(shù)輪1-1、轉(zhuǎn)向輪1-11、上滑輪1-7，其末端通過(guò)彈簧1-10懸掛一重錘1-5，重錘1-5置于貫通樁架的鐵管1-14中。為防止計(jì)數(shù)輪1-1和鋼絲繩1-6之間產(chǎn)生滑動(dòng)所帶來(lái)的長(zhǎng)度誤差，用兩個(gè)包絡(luò)輪1-2使鋼絲繩1-6對(duì)計(jì)數(shù)輪1-1的包絡(luò)角度既小于360°，又保證有足夠磨擦力。用帶緩沖彈簧的重錘1-5拉緊鋼絲繩1-6，并由此對(duì)計(jì)數(shù)輪1-1保持一個(gè)穩(wěn)定的向心壓力，使二者有足夠的磨擦力，彈簧1-10可緩沖錘擊時(shí)施于鋼絲繩的突發(fā)拉力。另圖中1-12為滑輪組基架、1-13為樁機(jī)大梁、1-9為樁架頂梁；上滑輪1-7裝于樁架頂梁1-9上；因?yàn)橛?jì)數(shù)輪1-1裝于樁機(jī)基架前橫梁的內(nèi)腔，而且長(zhǎng)度又必須與錘擊配合，儀器才予記錄，故在設(shè)計(jì)中杜絕了人為造成的誤差。為消除風(fēng)吹、樁管縱向跳動(dòng)乃至人為起動(dòng)樁繩等引起的計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的計(jì)數(shù)誤差，儀器采用定向正、負(fù)計(jì)數(shù)。與計(jì)數(shù)輪1-1同軸的通光光盤(pán)1-15周邊有數(shù)十個(gè)等分園周排列的徑向光縫，當(dāng)光縫通過(guò)騎在光盤(pán)周邊的紅外開(kāi)關(guān)管的時(shí)候，開(kāi)關(guān)管便發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)；數(shù)個(gè)紅外開(kāi)關(guān)管規(guī)則排列，使得可用特定的邏輯電路從開(kāi)關(guān)管發(fā)出的信號(hào)中方便地檢測(cè)出通光光盤(pán)1-15正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的角位移，再?gòu)拇私俏灰茡Q算出鋼絲繩1-6的線位移。
擊樁次數(shù)檢測(cè)器及檢測(cè)電路中，必須每次擊樁在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)有兩種或兩種以上的有效訊號(hào)同時(shí)產(chǎn)生，方記為一錘，這是數(shù)據(jù)防的一個(gè)重要措施。這些擊樁信號(hào)可以是重錘擊樁的聲音、擊樁時(shí)的樁臺(tái)振動(dòng)，沉管灌注樁的錘擊操縱桿動(dòng)作，錘擊引起樁身沉降或彈跳產(chǎn)生的正反向位移信號(hào)等。
聲音信號(hào)的檢測(cè)采用圖5中所示的電話(huà)，振動(dòng)信號(hào)是通過(guò)振動(dòng)傳感器S輸出的雙端差分信號(hào)接至IC1的兩個(gè)輸入端2腳及3腳得到IC1放大，由IC1的6腳輸出后接到與聲音信號(hào)檢測(cè)相同的比較與整形電路。IC1的1腳及8腳之間，還接有調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的可調(diào)電阻VR1。
圖5～圖8中，集成電路IC8(型號(hào)89C51或MCS-51)組成中央控制CPU；集成電路IC10即地址譯碼器；集成電路IC16為地址鎖存器；集成電路IC15為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；集成電路IC4為系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘；集成電路IC6、IC9A、IC9B、IC14B、IC14D及P7組成打印機(jī)接口；集成電路IC5、IC7、P6組成設(shè)計(jì)貫入度選擇接口；集成電路IC24、IC22B、N11等構(gòu)成聲音信號(hào)的調(diào)理、比較、整形電路；集成電路IC25、IC22A、N12等構(gòu)成振動(dòng)信號(hào)的調(diào)理、比較、整形電路；集成電路U1、U8構(gòu)成串并轉(zhuǎn)換電路；發(fā)光管LED1～LED8為顯示器。
錘擊及正負(fù)進(jìn)尺檢測(cè)脈沖信號(hào)分別接至MCS-51單片機(jī)CPU的兩個(gè)外部中斷及一個(gè)計(jì)數(shù)器引腳，供CPU計(jì)數(shù) CPU的P0端口為低8位地址與數(shù)據(jù)線分時(shí)復(fù)用，ALE引腳提供低8位地址鎖存允許信號(hào)，地址、數(shù)據(jù)線分離后連接至外部數(shù)據(jù)存貯器RAM；CPU讀、寫(xiě)信號(hào)經(jīng)地址譯碼后與打印機(jī)8連接，使打印機(jī)可被CPU按外部數(shù)據(jù)存貯器的方式訪問(wèn)，CPU輸出至打印機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)須經(jīng)一級(jí)緩沖，提供系統(tǒng)日期及時(shí)間的實(shí)時(shí)進(jìn)鐘、提供設(shè)計(jì)貫入度選擇的開(kāi)關(guān)電路也都以外部數(shù)據(jù)存貯器的方式聯(lián)接在CPU的總線上；CPU與發(fā)光數(shù)碼管顯示器的連接采用串行口擴(kuò)展并行口接口電路，為靜態(tài)顯示方式。儀器在以下三種情況下會(huì)發(fā)出蜂鳴聲外部交流電源斷電、預(yù)制樁接樁時(shí)未按暫停鍵、施工達(dá)到設(shè)計(jì)貫入度要求；蜂鳴聲屬于哪一種情況可以有無(wú)LED顯示器顯示及相應(yīng)的發(fā)光管指示燈亮來(lái)區(qū)分。
程序規(guī)定CPU做的初始化工作包括CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯單元清零，發(fā)光二極管顯示清零，允許CPU計(jì)數(shù)器T1工作及接受兩個(gè)外部中斷信號(hào)INT0和INT1以便對(duì)擊樁檢測(cè)的KNOCK脈沖信號(hào)及進(jìn)尺測(cè)量的STEP、NCOUNT脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
初始化工作完成后，就要循環(huán)檢測(cè)打印鍵AN是否按下，檢測(cè)的原理是在P1.1引腳輸出低電平信號(hào)，若AN鍵按下便將P1.0與P1.1接通，CPU讀P1.0的狀態(tài)，是低電位就表示已按下AN鍵，此時(shí)禁止CPU進(jìn)一步接受外部計(jì)數(shù)信號(hào)，由發(fā)光二極管LED顯示器顯示并由打印機(jī)8打印輸出累計(jì)的樁柱進(jìn)尺數(shù)和擊樁數(shù)。
在CPU循環(huán)等待AN按下的過(guò)程中，如有KNOCK或STEP、NCOUNT信號(hào)到來(lái)，CPU就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行它們各處的中斷處理程序，記錄錘擊和進(jìn)尺數(shù)據(jù)。
打印機(jī)按CPU的外部數(shù)據(jù)存貯器方式聯(lián)接，其十六進(jìn)制地址為7FFFH，對(duì)此地址的外數(shù)據(jù)存貯器寫(xiě)指令即完成向打印機(jī)輸出數(shù)據(jù)(PRN STROBE、PRN DATA)，讀指令可獲得打印機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)(忙或閑，PRN BUSY)。
8個(gè)移位寄存器74164串接于CPU的串行輸出口，在操作模式0下成為CPU的擴(kuò)展并行接口，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光數(shù)碼顯示二極管，串行接口的RXD引腳輸出串行移位信號(hào)，TXD引腳輸出移位同步脈沖，協(xié)調(diào)移位寄存器與CPU串口的工作。
CPU有輸入接口接受交直流雙重電源的交流電源信號(hào)及接樁用的暫停鍵信號(hào)，使得需要時(shí)儀器可發(fā)出警報(bào)聲。
交直流雙重電源有控制信號(hào)接至面板LED顯示器，當(dāng)交流電源斷電時(shí)，LED顯示器自動(dòng)熄滅。
本記錄儀所打印的數(shù)據(jù)包括樁的入土長(zhǎng)度、每米錘擊數(shù)(或壓力、接樁暫停信息)、總錘擊數(shù)、最后一米錘擊數(shù)和最后三陣貫入度，并有儀器編號(hào)、施工日期、時(shí)間，和同一日期的打樁流水號(hào)，同一條樁的打印流水號(hào)。另本記錄儀在施工達(dá)到設(shè)計(jì)貫入度要求時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)訊。在工作中遇到外接交流電斷電時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、可顯示自動(dòng)記錄的樁基進(jìn)土長(zhǎng)度及錘擊數(shù)，并在打印時(shí)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析輸出施工規(guī)范要求的多項(xiàng)參數(shù)；每米錘擊數(shù)，最后三陣費(fèi)入度及最后一米錘擊數(shù)等。提高了施工過(guò)程數(shù)據(jù)的真實(shí)性，減少了工作人員，保證了記錄數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線路合理，性能可靠，使用方便，它可長(zhǎng)期與樁機(jī)連成一體，以便記錄每一條樁的施工過(guò)程，適合建筑地基樁基礎(chǔ)施工中廣泛推廣使用。
3、打樁滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，儀器可自動(dòng)報(bào)訊，且儀器具有數(shù)據(jù)防偽性能。
4、可提供原位承樁土承載力水平數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)樁基施工記錄儀，包括樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路(2)、復(fù)合式擊樁次數(shù)檢測(cè)器及檢測(cè)電路(3)、比較及整形電路(4)、單片計(jì)算機(jī)電路(6)、顯示器(7)、微型打印機(jī)(8)、電源電路(9)、箱體(10)，其特征在于還有樁進(jìn)土長(zhǎng)度及錘擊信號(hào)識(shí)別與控制邏輯電路(5)、角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器(1)，樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路(2)、比較及整形電路(4)的輸出端與樁進(jìn)土長(zhǎng)度及錘擊信號(hào)識(shí)別與控制邏輯電路(5)的輸入端相連，角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器(1)的輸出端與樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路(2)的輸入端相連，角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器(1)包括計(jì)數(shù)輪(1-1)、包絡(luò)輪(1-2)、轉(zhuǎn)向輪(1-3)、(1-11)、重錘(1-5)、鋼絲繩(1-6)、上滑輪(1-7)、彈簧(1-10)、通光光盤(pán)(1-15)，鋼絲繩(1-6)的一端固定在樁鼻(1-8)上，并分別繞過(guò)轉(zhuǎn)向輪(1-3)、兩個(gè)包絡(luò)輪(1-2)、計(jì)數(shù)輪(1-1)、轉(zhuǎn)向輪(1-11)、上滑輪(1-7)后，通過(guò)彈簧(1-10)與重錘(1-5)相連，通光光盤(pán)(1-15)與計(jì)數(shù)輪(1-1)同軸安裝，鋼絲繩(1-6)對(duì)計(jì)數(shù)輪(1-1)的包絡(luò)角度小于360°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于通光光盤(pán)(1-15)周邊有數(shù)十個(gè)等分園周排列的徑向光縫，在通光光盤(pán)(1-15)旁設(shè)有紅外開(kāi)關(guān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于復(fù)合式擊樁次數(shù)檢測(cè)器及檢測(cè)電路(3)中麥克風(fēng)MIC通過(guò)電容C48與集成電路IC24的3腳相接，IC22B的7腳通過(guò)電容C49、二極管D11、電阻R68與三極管N11的基極相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路(2)中的振動(dòng)傳感器S與集成電路IC25的2、3腳相連，IC25的輸出6腳通過(guò)電容C17與比較及整形電路(4)中集成電路IC22A的3腳相接，IC22A的輸出1腳通過(guò)電容C51、二極管D13、電阻R69與三極管N12的基極相接。
專(zhuān)利摘要一種自動(dòng)樁基施工記錄儀,包括樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路、復(fù)合式擊樁次數(shù)檢測(cè)器及檢測(cè)電路、比較及整形電路、單片計(jì)算機(jī)電路、顯示器、微型打印機(jī)、電源電路、箱體,其特征在于:還有接于樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路、比較及整形電路與單片計(jì)算機(jī)電路之間的樁進(jìn)土長(zhǎng)度及錘擊信號(hào)識(shí)別與控制邏輯電路,以及與樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)電路相連的角位移式樁基進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器。本實(shí)用新型由于采用了特殊的樁擊進(jìn)土長(zhǎng)度檢測(cè)器及擊樁次數(shù)檢測(cè)器,并通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)電路檢測(cè)出信號(hào),由單片機(jī)進(jìn)行控制處理,故可準(zhǔn)確可靠地記錄樁基進(jìn)土長(zhǎng)度及擊樁次數(shù),并可處動(dòng)打印出來(lái),從而起到提高施工管理水平和質(zhì)量監(jiān)督以及減少工作人員的作用。
文檔編號(hào)E02D3/00GK2384988SQ9923567
公開(kāi)日2000年6月28日 申請(qǐng)日期1999年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月31日
發(fā)明者蔣企, 謝劍波, 呂金水 申請(qǐng)人:蔣企, 謝劍波, 呂金水