一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统，其中倾角传感器安装在静力压桩桩机的桩锤上端；激光测距传感器安装在静力压桩桩机的桩锤侧边；压力传感器安装在静力压桩桩机的主液压油路中；增量编码器安装在静力压桩桩机牵引升降的缆绳上；RTK定位传感器安装在静力压桩桩机的控制室上；核心处理模块安装在静力压桩桩机的控制室内；人机交互设备安装在静力压桩桩机的控制室内；倾角传感器、激光测距传感器、压力传感器、增量编码器、RTK定位传感器的输出端均与核心处理模块的输入端电连接，核心处理模块的输出端与人机交互设备的输入端电连接，核心处理模块还与云端服务器相连。

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统
本技术属于物联网
中的生产自动化监控预警
，尤其涉及一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统。
技术介绍
建设工程中常用的混凝土预制桩有预制钢筋混凝土方桩(实心方桩、空心方砖)和预应力混凝土管桩(PHC桩、PC桩、PTC桩)，其沉桩方式根据采用设备的不同，主要有锤击沉桩、静力压桩、水冲沉桩等几种方式。静力压桩施工因便于检查桩身质量、施工速度快、噪音小、无排污等特点，在近年工程建设中较多采用。钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，然后运至桩位处，经锤击、静压、振动或水冲等工艺送桩入土就位。在静力压桩的实际压桩工程中，由于工程量大、施工速度快等因素，监理人员无法进行全程监管，也没有可靠的施工过程可以追溯，造成在施工过程中有很多不良的施工现象发生，从而导致施工质量不达标，包括桩身不足，压桩力不够、桩位偏移、桩身倾斜等情况，最终影响预制桩的施工质量。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统，以解决现有技术中混凝土预制桩静力压桩施工参数监测不全面，无法远程实时监测，只监测，不控制，无预警，系统无反馈交互的技术问题。为了达到上述目的，本技术的技术解决方案是：一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统，用于静力压桩桩机压桩施工监测，它包括：激光测距传感器、压力传感器、增量编码器、倾角传感器、RTK定位传感器、人机交互设备、核心处理模块、云端服务器；其中所述激光测距传感器安装在静力压桩桩机的桩锤侧边；所述压力传感器安装在静力压桩桩机的主液压油路中；所述增量编码器安装在静力压桩桩机牵引升降的缆绳上；所述倾角传感器安装在静力压桩桩机的桩锤上端；所述RTK定位传感器安装在静力压桩桩机的控制室上；所述人机交互设备安装在静力压桩桩机的控制室内；所述核心处理模块安装在静力压桩桩机的控制室内；所述倾角传感器、激光测距传感器、压力传感器、增量编码器和RTK定位传感器的输出端均与核心处理模块的输入端电连接，核心处理模块的输出端与人机交互设备的输入端电连接；所述核心处理模块还与云端服务器相连。进一步地，所述激光测距传感器的视角为垂直向下的90°。根据以上技术方案，本技术的有益效果是：本技术通过核心处理模块将倾角传感器、激光测距传感器、压力传感器、增量编码器、RTK定位传感器等多传感器数据相融合，可以实时记录静力压桩桩机的GPS坐标、压桩力、压桩角度、压桩深度等核心施工参数，并将所有上述传感器数据上传至云端服务器。本技术解决而了混凝土预制桩压桩施工质量监测参数不全面，且数据掌握不及时，人机交互性差，无法溯源，无及时告警灯技术问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术中多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统的系统框图；图2为本技术中多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统的安装示意图。具体实施方式为了方便本领域技术人员的理解，下面结合实例图与附图对本技术作进一步说明，实施方式提及的内容并非对本技术的限定。参照图1和图2所示，本技术实施例提供一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统，包括：激光测距传感器11、压力传感器6、增量编码器7、倾角传感器13、RTK定位传感器4、定位天线5、人机交互设备2、核心处理模块3和云端服务器；具体地，所述倾角传感器13安装在静力压桩桩机的桩锤12上端；激光测距传感器11安装在静力压桩桩机的桩锤12侧边；压力传感器6安装在静力压桩桩机1的主液压油路中；增量编码器7安装在静力压桩桩机牵引升降的缆绳8上；RTK定位传感器4安装在静力压桩桩机的控制室内，定位天线5安装在静力压桩桩机的控制室外；核心处理模块3安装在静力压桩桩机的控制室内；人机交互设备2安装在静力压桩桩机的控制室内；所述倾角传感器13、激光测距传感器11、压力传感器6、增量编码器7、RTK定位传感器4的输出端均与核心处理模块3的输入端电连接，核心处理模块3的输出端与人机交互设备2的输入端电连接；所述核心处理模块3和云端服务器相连。本实施例中，所述激光测距传感器11可以采用上海英斯泊AIOT-CCP-SZS-CGQ-WY-01，但不限于此；压力传感器6可以采用北京惟鑫航达科技HT-4H5，但不限于此；增量编码器7可以采用欧姆龙-E6B2-CWZ6C，但不限于此；倾角传感器13可以采用上海英斯泊AIOT-PGT05MEMS102-485，但不限于此；RTK定位传感器4可以采用华测i70GNSS，但不限于此；定位天线5可以采用华测i70GNSS，但不限于此；人机交互设备2可以采用数冠SG104-BGCM，但不限于此；核心处理模块3可以采用CJ-P8记录仪，但不限于此。上述的多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统的具体工作步骤如下：1、数据获取，静力压桩桩机移动至预先设计的压桩桩位，RTK定位传感器自动获取当前桩位GPS坐标信息，并通过输入信号线传输给核心处理模块。静力压桩桩机通过桩机上自带的吊装设备，将预制桩调离地面，调整桩锤与预制桩的位姿，使其垂直于地面，通过安装在静力压桩桩机桩锤上的倾角传感器实时对预装桩的桩身姿态进行检测，测得的数据为预制桩桩身倾角数据；通过安装在静力压桩桩机桩锤上的激光测距传感器向下照射，获取桩锤不同时刻相对于地面的高度差，测得的数据为预制桩压桩的深度数据；通过安装在静力压桩桩机的主液压油路中的压力传感器，获取压桩过程中的压桩力数据；通过在静力压桩桩机牵引升降的缆绳上安装的增量编码器，计算升降缆绳上下的移动的距离，获取预制桩压桩的深度数据；通过安装在静力压桩桩机控制室内的RTK定位传感器，获取桩位GPS坐标信息。2、数据收集和传输：步骤1中5个传感器测得的4项数据指标分别桩身倾角、压桩深度、压桩力、桩位坐标，进行核心处理模块数据处理后，通过线缆、集成控制网关，经4G无线网络传输至云端服务器，并基于物联网技术进行数据交互。3、云端服务器数据处理：通过现有的卡尔曼滤波算法，由云端服务器对所有传感器数据结果进行滤波降噪处理，从而具有较高可读性实时施工数据。4、数据展示：人机交互设备实时展现云端服务器处理过后的实时施工数据，根据比对结果，对异常数据进行告警，并通知施工单位、业主单位、监理单位等，来实现对施工质量的控制。所述的展示是滤波降噪处理后的实时施工数据以数据报表、曲线、列表等形式，展现在人机交互设备上，用户可以随时查看，进行预制桩压桩施工的全过程监控。本技术的具体应用途径很多,以上所述仅是本技术的优选实施方式,应该指出,对于本
的普通技术人员来说,在不脱离本技术原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统，用于静力压桩桩机压桩施工监测，其特征在于，它包括：激光测距传感器、压力传感器、增量编码器、倾角传感器、RTK定位传感器、人机交互设备、核心处理模块和云端服务器；其中：/n所述激光测距传感器安装在静力压桩桩机的桩锤侧边；/n所述压力传感器安装在静力压桩桩机的主液压油路中；/n所述增量编码器安装在静力压桩桩机牵引升降的缆绳上；/n所述倾角传感器安装在静力压桩桩机的桩锤上端；/n所述RTK定位传感器安装在静力压桩桩机的控制室上；/n所述人机交互设备安装在静力压桩桩机的控制室内；/n所述核心处理模块安装在静力压桩桩机的控制室内；/n所述倾角传感器、激光测距传感器、压力传感器、增量编码器和RTK定位传感器的输出端均与核心处理模块的输入端电连接，核心处理模块的输出端与人机交互设备的输入端电连接；/n所述核心处理模块还与云端服务器相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种多传感器融合的软基预制桩压桩质量监测系统，用于静力压桩桩机压桩施工监测，其特征在于，它包括：激光测距传感器、压力传感器、增量编码器、倾角传感器、RTK定位传感器、人机交互设备、核心处理模块和云端服务器；其中：
所述激光测距传感器安装在静力压桩桩机的桩锤侧边；
所述压力传感器安装在静力压桩桩机的主液压油路中；
所述增量编码器安装在静力压桩桩机牵引升降的缆绳上；
所述倾角传感器安装在静力压桩桩机的桩锤上端；
所述RTK定位传感器安装在静力压桩桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张董朝，林森，姚进强，樊航，华蒙，丁峰，杨康康，童轶群，古海东，
申请(专利权)人：浙江省交通集团检测科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33