一种智能拔管装置及方法制造方法及图纸

一种智能拔管装置，包括拔管机，在拔管机上装设有数据采集装置，数据采集装置包括MCU、拉线式位移传感器、压力传感器、混凝土面高程探测器，其特征在于：所述拉线式位移传感器、压力传感器、混凝土面高程探测器均与MCU连接，MCU还与电源模块及显示模块连接。本发明专利技术提供一种智能拔管数据采集装置，能够实时采集施工过程中的拔管机行程和起拔压力数据，并对信息进行显示、传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及拔管施工
，特别是一种智能拔管装置及方法。
技术介绍
防渗墙作为经济有效的垂直防渗体系，接头施工是保证防渗墙防渗效果和施工质量的关键工艺。拔管法作为一种成本低、工效高、施工质量好的防渗墙接头施工工艺，现阶段广泛运用于防渗墙施工中。拔管法施工的关键技术在于起拔时间和起拔压力的控制，由于施工中种种不确定性因素，如导墙承重破裂、拔管机故障或起拔时间控制过晚等，导致未能及时起拔，将出现“铸管”事故，轻则延误工期，增加施工成本，重则影响防渗墙施工质量和防渗效果，给工程带来巨大的影响。因此，实时收集拔管过程中的压力、位移数据，进而对拔管施工过程中起拔时间和起拔压力的进行控制研究，就显得尤为重要。现阶段拔管过程中的数据收集，主要是采用手工记录的方式，既不能满足实时收集的需要，也不能完整记录拔管整个过程中，压力与拔管机位移行程，无法为起拔时间和起拔压力的控制研究提供最直接的数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种智能拔管装置及方法，能够实时采集施工过程中的拔管机行程和起拔压力数据，并对信息进行显示、传输。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种智能拔管装置，包括拔管机，在拔管机上装设有数据采集装置，数据采集装置包括MCU、拉线式位移传感器、压力传感器、混凝土面高程探测器，其特征在于：所述拉线式位移传感器、压力传感器、混凝土面高程探测器均与MCU连接，MCU还与电源模块及显示模块连接。所述MCU还与报警模块连接，报警模块为声光报警模块，并设有不同颜色的指示灯。优选的，所述MCU还与存储模块、按键模块、通信接口连接。优选的，所述拉线式位移传感器通过底座固定安装于拔管机的固定端，拉线式位移传感器的拉绳绑缚于拔管机的移动端。优选的，所述底座大小可根据拉线式位移传感器的大小来设置。优选的，所述压力传感器通过三通管与拔管机的原液压管连接。优选的，所述MCU还与无线通信模块连接，无线通信模块再与控制终端连接。优选的，所述无线通信模块为ZigBee通信模块或GSM通信模块或wifi模块，所述控制终端为手机或PC机或监控中心。一种智能拔管装置的拔管方法，包括以下步骤，步骤一、在进行拔管施工前将各检测装置装设连接到位；步骤二、启动拔管机及各检测装置，开始起拔时起拔压力很小，若超过MCU（1）中设定的起拔时间，MCU（1）向报警模块（20）发出信息，报警模块（20）进行声光报警，提示工作人员操作拔管机进行拔管；步骤三、起拔过程中若检测到的压力急剧上升超过拔管机最大起拔压力2/3时，MCU（1）向报警模块（20）发出信息，报警模块（20）进行声光报警，提示必须连续进行拔管施工。本专利技术能够对拔管施工过程中的拔管机行程数据、压力数据、槽段内的混凝土面高程数据进行检测及记录，更加完整的记录和显示拔管整个过程的压力变化，位移变化，压力-位移变化关系，结合现场槽段内的混凝土面高程数据，为起拔时间和起拔压力的控制研究提供最直接的数据，适应了拔管施工定量化和智能化的发展方向。与现阶段的手工记录数据方法相比，本装置采集的数据既能满足实时采集和检测数据，又能更加完整的记录和显示拔管整个过程的压力变化，位移变化，压力-位移变化关系，结合现场槽段内的混凝土面高程数据，为起拔时间和起拔压力的控制研究提供最直接的数据，适应了拔管施工定量化和智能化的发展方向。本装置设置的报警模块，能够在压力急剧上升超过拔管机最大起拔压力2/3时，进行预警，提示必须连续进行拔管施工，极大降低了“铸管”风险。采用本装置后，在开始起拔时，也无需进行频繁的微动，不会造成局部范围内混凝土与管壁形成松动空隙的结果。若开始起拔时，起拔力很小，只要超过了内置的起拔时间，设备会报警提示，此时就可以进行拔管，从初始起拔时间和起拔压力控制两个方面保证了施工过程的连续性和安全性。以往的拔管施工前，通常选取2~3个实验槽段确定起拔压力、起拔时间及起拔时槽段内混凝土面下接头管埋深等重要数据。但在实际操作中，拔管手以此为参考，加之自己施工经验起拔接头管。为了保证成槽率，每次拔管时间会比适宜的脱管龄期退后，导致拔管施工周期延长，降低拔管施工效率，同时也延长了整个工程的工期。同时又为了防止铸管事故的发生，施工中采取小泵结合大泵的拔管施工过程，增加了施工程序。智能拔管装置将拔管施工过程中起拔压力，砼面下接头管埋深，拔管位移等数据实时、精确的反映出来，可将拔管时间控制在适宜的脱管龄期之内，安全地缩短了拔管施工的周期，提高拔管效率。辅之以计算机控制系统，实时反演适宜起拔时间及起拔压力，可实现拔管施工自动化。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术拉线式位移传感器的装设示意图；图3为本专利技术压力传感器的装设示意图；图中：MCU1，拉线式位移传感器2，压力传感器3，混凝土面高程探测器4，电源模块5，显示模块6，存储模块7，按键模块8，通信接口9，三通管10，原液压管11，无线通信模块12，控制终端13，拉绳14，液压油缸15，拔管机侧壁16，压力表17，控制台18，液压站19，报警模块20。具体实施方式如图1中，一种智能拔管装置，包括拔管机，在拔管机上装设有数据采集装置，数据采集装置包括MCU1、拉线式位移传感器2、压力传感器3、混凝土面高程探测器4，其特征在于：所述拉线式位移传感器2、压力传感器3、混凝土面高程探测器4均与MCU1连接，MCU1还与电源模块5及显示模块6连接。所述MCU1还与报警模块20连接，报警模块20为声光报警模块，并设有不同颜色的指示灯。指示灯可采用电源模块采用AC220V输入，适用现场复杂环境，输出DC5V、12V为主控MCU与传感器供电。因测量拔管机液压起拔高度存在速度慢，重复性多的特点，并且拔管机工作环境恶劣，考虑可靠性及安装难度，计划选用拉线式位移传感器。MCU工作负担主要集中在采集通信与存储。故采用Stc15w4k32s4作为主控芯片。Stc15w4k32s4工作频率达72MHz，512K字节闪存，带有自校准的RTC振荡器，可提供精确时钟计时，3个12位A/D转换器可用于压力传感器数据采集，3个SPI接口可用于SD卡存储及升级网络通信接口,具有高抗干扰，适应工地这样复杂的高干扰环境。所述MCU1还与存储模块7、按键模块8、通信接口9连接。通信接口9为保留接口用以软件升级；存储模块7使用SD卡作为储存介质，用以保存采集到的相关数据用以计算机处理；显示模块6显示工作状态及告警信息，按键模块8用于操控、发送指令。MCU1包括4-20mA变送器、位移编码器，压力传感器3通过4-20mA变送器与MCU1连接，MCU1内部自带的A/D转换器完成数据采集；拉线式位移传感器2通过位移编码器与MCU1连接，拉线式位移传感器是把拔管器运动转变成能电信号，然后传递给MCU。拉线式位移传感器2由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，此轮毂与一个精密旋转感应器连接在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能拔管装置，包括拔管机，在拔管机上装设有数据采集装置，数据采集装置包括MCU（1）、拉线式位移传感器（2）、压力传感器（3）、混凝土面高程探测器（4），其特征在于：所述拉线式位移传感器（2）、压力传感器（3）、混凝土面高程探测器（4）均与MCU（1）连接，MCU（1）还与电源模块（5）及显示模块（6）连接；所述MCU（1）还与报警模块（20）连接，报警模块（20）为声光报警模块，并设有不同颜色的指示灯。

【技术特征摘要】
1.一种智能拔管装置，包括拔管机，在拔管机上装设有数据采集装置，数据采集装置包括MCU（1）、拉线式位移传感器（2）、压力传感器（3）、混凝土面高程探测器（4），其特征在于：所述拉线式位移传感器（2）、压力传感器（3）、混凝土面高程探测器（4）均与MCU（1）连接，MCU（1）还与电源模块（5）及显示模块（6）连接；
所述MCU（1）还与报警模块（20）连接，报警模块（20）为声光报警模块，并设有不同颜色的指示灯。
2.根据一种智能拔管装置，其特征在于：所述MCU（1）还与存储模块（7）、按键模块（8）、通信接口（9）连接。
3.根据权利要求1所述一种智能拔管装置，其特征在于：所述拉线式位移传感器（2）通过底座固定安装于拔管机的固定端，拉线式位移传感器（2）的拉绳绑缚于拔管机的移动端。
4.根据权利要求3所述一种智能拔管装置，其特征在于：所述底座大小可根据拉线式位移传感器（2）的大小来设置。
5.根据权利要求1所述一种智能拔管装置，其特征在于：所述压力传感器（3）通过三通管（10）与...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵献勇，覃建庭，焦家训，邬美富，杨磊，张玉莉，高明巧，谢文璐，曹莉，欧阳小平，陈斌，袁方，李昊，张胜强，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团基础工程有限公司，武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42