一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，包括车载控制端、人机模块、信息采集模块和远程服务中心；车载控制端包括钻机控制处理模块和无线网络通信模块，人机模块、信息采集模块和远程服务中心均连接到钻机控制处理模块；本实用新型专利技术实现了对桩基施工过程中与长螺旋钻机相关施工参数的信息化监控，钻机控制处理模块将信息采集模块所得到的传感器数据信息分析、处理、存储后得到钻机施工场地的风速情况、成桩的位置信息、深度信息、钻孔电流、桅杆倾角、桩机机身水平姿态、钻孔速度、拔管速度、钻孔开始时间、成孔时间、成桩时间、总时间等施工信息，并通过钻机操作室内部的人机模块显示器将成桩各项施工信息显示出来，方便现场钻机操作手的监测，现场施工管理人员通过一个加固型平板电脑下载特定的APP实时获取施工参数,单根桩成桩结束后钻机控制处理模块将每根桩所对应的上述施工参数信息通过无线通讯模块传输给远程服务中心，远程服务中心管理人员通过WEB浏览器访问服务器可随时查看这些施工信息，并可通过无线通讯模块向钻机控制处理模块和移动终端发送指令。

A monitoring system for pile foundation construction parameters of long auger driller

The utility model discloses a monitoring system for pile foundation construction parameters of a long spiral drill, which comprises a vehicle-mounted control end, a man-machine module, an information acquisition module and a remote service center; the vehicle-mounted control end comprises a drill control processing module and a wireless network communication module, and the man-machine module, an information acquisition module and a remote service center are all connected. To the control and processing module of the drilling rig, the utility model realizes the information monitoring of the construction parameters related to the long spiral drilling rig in the process of pile foundation construction, and the control and processing module of the drilling rig analyzes, processes and stores the sensor data obtained by the information acquisition module to obtain the wind speed of the drilling rig construction site and the position of the pile. Information, depth information, drilling current, mast inclination angle, horizontal posture of pile machine body, drilling speed, pipe pulling speed, drilling start time, drilling time, pile forming time, total time and other construction information, and through the drilling rig operating room of the man-machine module display will be displayed, convenient for site construction information. Drilling rig operator monitoring, site construction management personnel through a strengthened tablet computer download a specific APP real-time access to construction parameters, after the completion of a single pile drilling rig control processing module will each pile corresponding to the above-mentioned construction parameters information transmitted to the remote service center through wireless communication module, remote service center tube Managers can access the server through WEB browser to view these construction information at any time, and can send instructions to drilling rig control processing module and mobile terminal through wireless communication module.

【技术实现步骤摘要】
一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统
本技术属于建筑机械
，特别涉及一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统。
技术介绍
长螺旋钻机作为一种桩基处理设备，主要应用于工程建设中的地基处理，比如搅拌桩、高压旋喷桩、挤密桩、砂桩、碎石桩、灌注桩、CFG桩等桩基的施工过程，为方便桩基施工过程的顺利进行，提高成桩合格率，故而基于长螺旋钻机开发了该桩基施工参数监控系统。传统的桩基施工过程中，打桩位置的确定主要依靠人工提前放线，对成桩位置信息没有实现信息化监控，该技术实现了成桩位置的信息化监控并可以生成桩基施工效果图，方便施工各方及管理人员对施工过程的监管。成桩过程中为确保单根桩的垂直度不超过1％，不能出现桅杆倾斜，传统施工方式为桩机就位后需先进行桅杆调垂，桅杆上有重力引线锤可以实现现场人为实时监测桅杆倾斜度。打桩深度主要依靠持力层电流确定，传统施工过程中需要现场配备一个施工记录员随时记录监测外接电流表的电流大小变化，进而确定钻杆是否钻进持力层，极大的降低了施工效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，以解决上述问题。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，包括车载控制端、人机模块、信息采集模块和远程服务中心；车载控制端包括钻机控制处理模块和无线网络通信模块，人机模块、信息采集模块和远程服务中心均连接到钻机控制处理模块；钻机控制处理模块用于接收、处理、存储信息采集模块所传输过来的传感器信息，并将处理结果通过无线网络通信模块传输给远程服务器，同时将处理结果传输给人机模块；人机模块能够为钻机控制处理模块输入指令，同时能够显示施工信息与报警信息；信息采集模块用于监控长螺旋钻机施工现场的风速情况、打桩深度、打桩位置信息、长螺旋钻机桅杆的倾斜度、钻孔电流和长螺旋钻机倾斜度，并将施工参数传送给长螺旋钻机上的钻机控制处理模块；远程服务中心用于采集、处理和存储来自于钻机控制处理模块的信息，并通过无线网络通讯模块向钻机控制处理模块发送数据与指令。进一步的，还包括电源模块、报警模块和移动终端；电源模块用于为车载控制端稳定供电；报警模块包括信号灯和蜂鸣器，信号灯和蜂鸣器的信号输入端分别与泵车钻机控制处理模块的信号输出端相连接；移动终端通过无线网络通讯模块接收来自钻机控制处理模块和远程服务中心的指令与数据。进一步的，无线网络通信模块包括第一GPRS通信模块、第二GPRS通信模块和4G通讯模块，用于钻机控制处理模块与远程服务中心和移动终端之间的信息交互；4G通讯模块与钻机控制处理模块相连接；第一GPRS通信模块连接远程服务中心；第二GPRS通信模块连接安装在拖式混凝土泵车上的拖式混凝土泵车模块；拖式混凝土泵车模块包括第四GPRS通信模块和拖式混凝土泵车控制处理模块；第四GPRS通信模块和拖式混凝土泵车控制处理模块连接，第四GPRS通信模块和第二GPRS通信模块无线连接。进一步的，人机模块包括触摸屏控制器和触摸屏；触摸屏控制器与泵车钻机控制处理模块相连接，触摸屏控制器能够与触摸屏之间相交互。进一步的，信息采集模块包括风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器、陀螺仪和北斗双天线定位模块；风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器和陀螺仪均通过A/D转换器连接到钻机控制处理模块；北斗双天线定位模块用于监控钻机成桩位置信息和打桩深度信息；双倾角传感器用于监控钻机桅杆倾角；霍尔电流传感器用于监控钻孔电流；陀螺仪用于监控钻机机身姿态。进一步的，远程服务中心包括WEB浏览器、服务器和第三GPRS通信模块；WEB浏览器、服务器和第三GPRS通信模块依次连接；第三GPRS通信模块与第一GPRS通信模块连接无线连接。进一步的，钻机控制处理模块为工控机；移动终端为加固型平板电脑和手机。与现有技术相比，本技术有以下技术效果：本技术实现了对桩基施工过程中与长螺旋钻机相关施工参数的信息化监控，钻机控制处理模块将信息采集模块所得到的传感器数据信息分析、处理、存储后得到钻机施工现场的风速情况、成桩的位置信息、深度信息、持力层电流信息、桅杆倾角、桩机机身水平姿态、钻孔速度、拔管速度、钻孔开始时间、成孔时间、成桩时间、总时间等施工参数信息，并通过桩机平台上的显示器将成桩各项施工信息显示出来，方便现场施工人员的监测，单根桩灌注结束后，将这些处理后的传感器数据信息通过无线通讯模块上传至远程服务器。对于钻机控制处理模块处理后所得到的需要现场报警的施工参数信息可以通过语音提醒以及触摸屏显示提醒钻机操作手。远程服务器对这些施工信息作进一步分析、处理、并对每根桩的施工信息进行备份。另外，远程服务器也可以根据处理结果通过无线通讯模块给钻机控制处理模块和移动终端发送指令和报警信息。任何移动终端可通过下载相应的APP查看这些施工信息，便于现场施工管理人员对施工关键信息的掌握，另外也方便施工管理人员对以往的施工数据进行查看和管理，从根本上解决桩基施工过程中监管不力的问题。移动终端与控制处理模块之间可以采用4G通信方式，与远程服务器可以采用GPRS或4G通信方式。附图说明图1是本技术专利的主体框架连接示意图。图2是本技术专利的细化框架连接示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术进一步说明：请参阅图1-图2，一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，包括车载控制端、人机模块、信息采集模块和远程服务中心；车载控制端包括钻机控制处理模块和无线网络通信模块，人机模块、信息采集模块和远程服务中心均连接到钻机控制处理模块；钻机控制处理模块用于接收、处理、存储信息采集模块所传输过来的传感器信息，并将处理结果实时在钻机操作室的触摸屏上显示出来，同时通过无线网络通信模块将处理结果传输给远程服务中心；人机模块与加固型平板电脑不仅能够显示各项施工信息，同时可以显示钻机控制处理模块发送过来的各项报警信息，现场人员可以点击关闭报警提醒并且可以手动输入指令与数据；信息采集模块采集到的各项传感器信息通过钻机控制处理模块处理后可得到长螺旋钻机施工现场的风速情况，打桩深度、打桩位置信息、钻孔速度、拔管速度、桅杆的倾斜度、钻孔电流、长螺旋钻机机身水平姿态，钻孔开始时间、成孔时间、成桩时间、总时间，该系统对于单根桩所获取的钻孔开始时间、成孔时间、成桩时间、总时间主要为了方便相关管理人员对每根桩施工信息的管理，有效跟踪施工进度。钻机控制处理模块要通过GPRS通讯模块将每根桩所对应的上述施工信息上传给远程服务中心所对应的服务器，远程服务中心管理人员可以通过WEB浏览器访问服务器内存储的单根桩所对应的施工参数信息，远程服务中心并可以通过GPRS通讯模块和4G模块分别向钻机控制处理模块和移动终端发送指令和报警信息。需要进一步说明的是：根据相关规范，长螺旋钻机在施工现场风速达到六级时，钻机必须停止作业，为确保施工现场钻机未进行违规操作，本技术在钻机桅杆顶部安装了一个风速仪，用于监测施工现场的风速情况。钻机在施工过程中根据地质条件的不同，对钻孔速度也有要求，可以通过结合上述成桩深度的实时监测信息与时间信息通过特定算法计算得到。钻机在开始混凝土灌注时，为确保灌注桩每段的密实度，对拔管速度也有要求，拔管速度的实时监控可以通过上述钻孔速度的监控方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，其特征在于，包括车载控制端、人机模块、信息采集模块和远程服务中心；车载控制端包括钻机控制处理模块和无线网络通信模块，人机模块、信息采集模块和远程服务中心均连接到钻机控制处理模块；钻机控制处理模块用于接收、处理、存储信息采集模块所传输过来的传感器信息，并将处理结果通过无线网络通信模块传输给远程服务器，同时将处理结果传输给人机模块；人机模块能够为钻机控制处理模块输入指令，同时能够显示施工信息与报警信息；信息采集模块用于监控长螺旋钻机施工现场的风速情况、打桩深度、打桩位置信息、长螺旋钻机桅杆的倾斜度、钻孔电流和长螺旋钻机倾斜度，并将施工参数传送给长螺旋钻机上的钻机控制处理模块；远程服务中心用于采集、处理和存储来自于钻机控制处理模块的信息，并通过无线网络通讯模块向钻机控制处理模块发送数据与指令。

【技术特征摘要】
1.一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，其特征在于，包括车载控制端、人机模块、信息采集模块和远程服务中心；车载控制端包括钻机控制处理模块和无线网络通信模块，人机模块、信息采集模块和远程服务中心均连接到钻机控制处理模块；钻机控制处理模块用于接收、处理、存储信息采集模块所传输过来的传感器信息，并将处理结果通过无线网络通信模块传输给远程服务器，同时将处理结果传输给人机模块；人机模块能够为钻机控制处理模块输入指令，同时能够显示施工信息与报警信息；信息采集模块用于监控长螺旋钻机施工现场的风速情况、打桩深度、打桩位置信息、长螺旋钻机桅杆的倾斜度、钻孔电流和长螺旋钻机倾斜度，并将施工参数传送给长螺旋钻机上的钻机控制处理模块；远程服务中心用于采集、处理和存储来自于钻机控制处理模块的信息，并通过无线网络通讯模块向钻机控制处理模块发送数据与指令。2.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，其特征在于，还包括电源模块、报警模块和移动终端；电源模块用于为车载控制端稳定供电；报警模块包括信号灯和蜂鸣器，信号灯和蜂鸣器的信号输入端分别与泵车钻机控制处理模块的信号输出端相连接；移动终端通过无线网络通讯模块接收来自钻机控制处理模块和远程服务中心的指令与数据。3.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机桩基施工参数监控系统，其特征在于，无线网络通信模块包括第一GPRS通信模块、第二GPRS通信模块和4G通讯模块，用于钻机控制处理模块与远程服务中心和移动终端之间的信息交互；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗华，佘辉，李武祥，王海英，梁霖浩，王秦，
申请(专利权)人：陕西西韩城际铁路有限公司，长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61