一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统，包括检测单元、中央处理单元、控制装置及钻机动力单元；所述检测单元设置在所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间，所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间还设置有所述控制装置，所述中央处理单元接收检测单元发出的检测数据并向所述控制装置输出运作指令，通过调节所述控制装置的运作对所述钻机动力单元进行控制。本实用新型专利技术提供的控制系统能自动、实时地对钻杆和管桩的相对位置进行监测，确保管桩和钻头不产生碰撞破坏；对钻杆扭矩进行监测，客观反映出钻进和沉桩的难易程度，同时利用预先设置的临界条件判断和执行应采取的技术措施，保证管桩在钻进的过程中同步沉入孔内。

【技术实现步骤摘要】
一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统
本技术属于地基与基础工程
，具体涉及一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统。
技术介绍
预应力高强混凝土管桩因在质量稳定性、单位承载力造价等方面的优势以及更加符合建筑工业化发展趋势，已广泛应用到桥梁、港口、工业与民用建筑等工程中。传统的锤击法施工，在重锤与桩头接触过程中产生的复杂弹性波响应会对桩身的混凝土造成损伤，其噪声污染也是在城市区域的进一步推广的另一障碍。而静压法在施工过程中不会产生噪声和振动污染，且能够通过液压系统中的压力来预估桩基础的承载力，但仅适用于桩径较小的桩型，这样桩周的地基或结构才能够提供足够的反力，而保证桩身不会因为抱紧力过大而破坏。钻(冲)孔的方法在现浇的桩型中得到了广泛的应用，但在预制管桩基础中，仅在日本研发的中掘工法中得以应用。该工法实现预应力高强混凝土管桩随钻孔的同时入土，没有过度的噪声、振动，也不会对管桩的混凝土产生损伤。但是，由于预应力高强混凝土管桩的重力是唯一驱动其入土的唯一动力，因此仅仅适用于如韩国、日本这样的沿海软土地区。为拓展大直径管桩的应用范围，使其能够应用到土层条件复杂的内陆地区，并提高钻(冲)孔类预制管桩基础的承载力，我国成功研制了一种随钻跟管桩机及随钻跟管桩施工方法(CN102561946A)，钻进、沉桩和取土的同步进行，沉桩终了在管壁和孔壁间通过水泥浆粘结，施工文明无污染，是一种绿色环保的桩型。但是，现有随钻跟管桩机的操作基本依赖于工程师的经验，根据出土的颜色、质量等肉眼区分的表观性质手动操作钻机以适应地质条件的变化。一方面人工操作具有时滞性，容易导致在此期间内管桩和桩机设备的损坏；同时也不符合建筑工业化的发展趋势，施工完成后的管桩基础个体间的承载性能差异较大，对建筑物整体的承载力产生影响，也不利于管桩基础后期的检测和维护。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术旨在提供一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统，以解决随钻跟管桩机人工操作依赖于工程师经验、时滞性易对管桩和桩机设备带来损伤以及不符合建筑工业化的发展趋势、施工完成后的管桩基础个体间的承载性能差异较大的技术问题。为实现上述目的，本技术按以下技术方案予以实现：一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统，包括检测单元、中央处理单元、控制装置及钻机动力单元；所述检测单元设置在所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间，用于检测所述钻机动力单元的运作参数并将运作参数发送到所述中央处理单元；所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间还设置有所述控制装置，所述中央处理单元根据接收到的运作参数进行分析处理并向所述控制装置输出运作指令，通过调节所述控制装置的运作对所述钻机动力单元进行控制。作为优选，所述钻机动力单元包括钻杆、对应所述钻杆设置的钻杆动力箱、待施工管桩及对应所述待施工管桩设置的激振器；所述钻杆动力箱通过连接伸缩弹簧连接有出土箱，所述出土箱通过连接可调节油缸连接所述激振器。作为优选，所述中央处理单元包括信号输入模块、计算分析模块及信号输出模块；所述信号输入模块接收外界发送的检测数据，并将检测数据发送至所述计算分析模块；所述计算分析模块对接收到的数据进行分析处理，并向所述信号输出模块输出分析处理结果；所述信号输出模块根据接收到的分析处理结果向所述控制装置输出执行指令。作为优选，所述检测单元包括长度测量模块及扭矩测量模块；所述长度测量模块对所述伸缩弹簧的长度进行检测，并将长度检测数据发送到所述信号输入模块；所述扭矩测量模块对所述钻杆的扭矩进行检测，并将扭矩检测数据发送到所述信号输入模块。作为优选，所述控制装置包括减速装置及激振驱动单元，所述激振驱动单元设置在所述信号输出模块与所述激振器之间。作为优选，所述减速装置包括第一制动器、对应所述第一制动器设置的第一压力传感器、第二制动器及对应所述第二制动器设置的第二压力传感器；所述第一压力传感器及所述第二压力传感器均电连接所述信号输入模块；所述第一制动器设置在所述激振器上并电连接所述信号输出模块，所述第二制动器设置在控桩器上并电连接所述信号输出模块。作为优选，所述中央处理单元还设置有参数设置模块及显示模块，所述参数设置模块与所述显示模块均电连接所述计算分析模块。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术提供的控制系统在随钻跟管桩机施工过程中，能自动、实时地对钻杆和待施工管桩的相对位置进行监测，确保管桩和钻头不产生碰撞破坏；对钻杆的输出扭矩进行监测，不依赖于工程师经验，客观反映出钻进和沉桩的难易程度，同时利用预先设置的临界条件判断和执行应采取的技术措施，保证管桩在钻进的过程中同步沉入孔内。2、当钻进到坚硬的土层时，钻杆的输出扭矩将持续增长，管桩相对于钻杆的距离将不断减小，可以通过连续调节驱动马达的工作频率辅助管桩随下沉；相反地，当钻进到软弱的土层时，钻杆的输出扭矩将减小，管桩相对于钻杆的距离将不断增大，通过减速装置夹紧管桩，增大管桩的下沉阻力，降低管桩相对于钻杆的下沉速度，同时也增设压力传感器以避免减速装置过大的夹紧力对管桩的损伤。3、本技术涉及的自动控制系统和方法克服了人工操作的时滞性和对工程师技术水平的依赖，符合建筑工业化的发展趋势，施工完成后的管桩基础个体间的承载性能差异较小，有利于建筑物基础和结构的精确设计，也有利于后期的检测和维护。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术自动控制系统的结构示意图；图2为本技术自动控制系统的工作原理图；图3为本技术自动控制系统的系统流程示意图。其中：1-长度测量模块，2-扭矩测量模块，3-中央处理单元，31-信号输入模块，32-参数设置模块，33-计算分析模块，34-显示模块，35-信号输出模块，4-减速装置，41-第一制动器，42-第一压力传感器，43-第二制动器，44-第二压力传感器，5-激振驱动单元，6-钻机动力单元，7-控桩器，8-钻杆动力箱，81-输出轴，9-伸缩弹簧，10-出土箱，11-激振器，12-可调节油缸，13-待施工管桩，14-钻杆，45-控制装置，50-检测单元。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，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方式，都属于本技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。实施例1本实施例中提供一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统，如图1所示，包括检测单元50、中央处理单元3、控制装置45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统，其特征在于，包括检测单元、中央处理单元、控制装置及钻机动力单元；所述检测单元设置在所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间，用于检测所述钻机动力单元的运作参数并将运作参数发送到所述中央处理单元；所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间还设置有所述控制装置，所述中央处理单元根据接收到的运作参数进行分析处理并向所述控制装置输出运作指令，通过调节所述控制装置的运作对所述钻机动力单元进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于随钻跟管桩机的自动控制系统，其特征在于，包括检测单元、中央处理单元、控制装置及钻机动力单元；所述检测单元设置在所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间，用于检测所述钻机动力单元的运作参数并将运作参数发送到所述中央处理单元；所述中央处理单元与所述钻机动力单元之间还设置有所述控制装置，所述中央处理单元根据接收到的运作参数进行分析处理并向所述控制装置输出运作指令，通过调节所述控制装置的运作对所述钻机动力单元进行控制。2.根据权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述钻机动力单元包括钻杆、对应所述钻杆设置的钻杆动力箱、待施工管桩及对应所述待施工管桩设置的激振器；所述钻杆动力箱通过连接伸缩弹簧连接有出土箱，所述出土箱通过连接可调节油缸连接所述激振器。3.根据权利要求2所述的自动控制系统，其特征在于，所述中央处理单元包括信号输入模块、计算分析模块及信号输出模块；所述信号输入模块接收外界发送的检测数据，并将检测数据发送至所述计算分析模块；所述计算分析模块对接收到的数据进行分析处理，并向所述信号输出模块输出分析处理结果；所述信号输出模块根据接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈航，胡贺松，唐孟雄，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44