一体化架桥机智能监测黑匣子制造技术

本发明专利技术公开了一种一体化架桥机智能监测黑匣子，包括：电源模块、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块及数据通信模块，所述数据采集模块用于接收传感器信号，实时采集一体化架桥机的应变及倾角数据；所述数据处理模块用于对实时采集的应变及倾角数据进行分析与处理，并根据分析处理结果进行一体化架桥机的预警；所述数据存储模块用于存储所述数据采集模块所得到的一体化架桥机的应变及倾角数据；所述数据通信模块用于向远程服务器端传输一体化架桥机的应变及倾角数据；本发明专利技术能够记录、保存大量的数据，并经初步分析处理实现一体化架桥机的预警，能够较好地指导一体化架桥机结构的设计及施工，具有明显的工程应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一体化架桥机智能监测黑匣子


[0001]本专利技术涉及桥梁施工领域，尤其涉及一体化架桥机智能监测黑匣子。

技术介绍

[0002]“黑匣子”技术起源于航空、航天领域。20世纪40年代，人们出于对飞机的飞行性能记录和飞行状态记录的重视，在飞机上装备简单的记录器。当飞机发生飞行事故时，可根据记录器记录的飞行状态参数分析事故原因。故在飞机坠毁后，无论如何要找到飞行记录器。寻找飞行记录器的人可能从事各种职业，不知道什么是飞行记录器，又由于当时的机载设备都是黑色的，所以记录在报道飞行事故时，只能以“黑匣子”为名进行报道。如今，飞机上的“黑匣子”不再是黑色的，而是国际通用的橙红色，但人们仍然习惯地称飞行记录器为“黑匣子”。飞行记录器的初期阶段，只对少量几个基本参数进行记录，如飞行高度、指示空速及飞机的垂直加速度等。20世纪50年代，在飞行记录中增加了话音记录，这样，飞行记录器即“黑匣子”技术实际包括飞行参数记录器和话音记录器两个设备。如今，“黑匣子”技术除应用在飞机上外，已逐渐应用在其他领域的机器设备上，如船舶、汽车、医疗设备、精密机床等等。随着电子技术，尤其是计算机技术的飞速发展，使得“黑匣子”技术进入更多、更广领域成为可能。目前，在建筑施工领域，“黑匣子”技术应用也已逐渐成熟，特别是在大型、超高层建筑施工用塔吊上的应用。但在桥梁施工领域中架桥机的应用却较少。
[0003]架桥机是大量预制装配式桥梁施工不可缺少的机械设备。架桥机是一种高度机动的起重机械；工作在野外恶劣环境，现场管理困难而且维护保养难以规范。根据高速公路中长期发展规划，我国已进入高速公路大规模建设时期，因此，未来的很长一段时间，架桥机的使用日益频繁，并承担更繁重的建设任务。但是，架桥机一旦发生事故，不仅起复、修复架桥机需花费较长时间和大量资金，还会严重影响桥梁架设进度。架桥机在施工过程中如果局部应力过大就会造成其结构断裂，如果弯曲变形过大就会造成其局部失稳和整体失稳，这些问题都将直接影响架桥机整体的安全性。因此为了保证施工安全，避免造成重大人员伤亡，需要对其安全性进行重视，强化对架桥机的安全监测具有非常重要的社会意义和经济意义。
[0004]一体化架桥机实现了提梁、运梁和架梁作业由一套设备完成，即一体化作业的目标，流程简捷、转场方便，无需使用过渡轨等器材进行运梁车与架桥机的对接，省去了运梁车从梁场将待架构件运至现场的流程，提高了施工效率和架梁速度、简化了施工步骤，具有便于现场施工组织、无需大量地基处理、对地质条件具有良好的兼容性、高效经济等诸多优点。一体化架桥机作为新型架桥机，目前工程应用尚少，未见“黑匣子”技术应用在一体化架桥机上。因此，有必要开发一体化架桥机特有的黑匣子，为一体化架桥机和装配式桥梁施工管理起到进化积累的作用，并对一体化架桥机安全监测工作具有重要的指导意义。
[0005]鉴于上述问题，结合实际工程应用，提出了一体化架桥机智能监测黑匣子。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供了一种一体化架桥机智能监测黑匣子，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0007]本专利技术可通过以下技术方案实现：一体化架桥机智能监测黑匣子，包括：电源模块、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和数据通信模块，所述电源模块用于向数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块及数据通信模块供电；所述数据采集模块用于接收光纤光栅应变传感器、光纤光栅倾角传感器信号，实时采集一体化架桥机的应变及倾角数据；所述数据处理模块用于对实时采集的应变及倾角数据进行分析与处理，并根据分析处理结果进行一体化架桥机的预警；所述数据存储模块用于存储所述数据采集模块所得到的一体化架桥机的应变及倾角数据；所述数据通信模块用于向远程服务器端传输一体化架桥机的应变及倾角数据。
[0008]进一步地，所述电源模块包括供电电源、电压转换电路、充电管理模块和电源开关模块，所述数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和数据通信模块分别通过电压转换电路与供电电源电连接。
[0009]进一步地， 所述数据采集模块包括DSP芯片、FPGA芯片和USB控制芯片。所述DSP芯片通过GPIO接口与FPGA芯片连接，DSP芯片外接SRAM及FLASH用于存储文件，FPGA芯片外设SDRAM用于保存配置程序，DSP芯片与FPGA芯片通过USB控制芯片连接到USB接口，USB接口连接到数据处理模块。
[0010]进一步地，所述数据通信模块采用DTU传输模式，DTU与远程服务器之间的通信由GPRS DTU端发起，远程服务器端通过发回反馈或接收通信来对DTU端做出响应。
[0011]进一步地，所述一体化架桥机的应变及倾角数据分别通过光纤光栅应变传感器和光纤光栅倾角传感器采集，所述光纤光栅应变传感器安装在架桥机主梁跨中及各个支腿附近，所述光纤光栅倾角传感器安装在架桥机主梁各个支腿附近。所述光纤光栅应变传感器还安装在距离架桥机尾部平台最远处支腿顶部横梁、立柱及斜撑上，所述光纤光栅倾角传感器还安装在距离架桥机尾部平台最远处支腿的顶部横梁上。
[0012]进一步地，所述数据处理模块通过安装的分析软件完成对数据采集模块采集的物理量的转换，对架桥机运行过程中应变及倾角的数据变化进行分析，当数据超过预警值时，通过蜂鸣器报警。
[0013]本专利技术的有益效果：1、首次将“黑匣子”技术应用在一体化架桥机上，推动一体化架桥机和装配式桥梁施工管理，能够较好地指导一体化架桥机安全监测工作；2、能够有效的指导一体化架桥机的安全操作，能够有效预防事故的发生，在一体化架桥机操作过程中，可利用记录的数据快速准确的判断一体化架桥机的工作性能，便于制定合理的维修方案；3、通过一体化架桥机远程实时智能监测，能够在其出现事故时根据记录的数据分析事故原因，明确分责；4、可利用一体化架桥机智能监测黑匣子记录的大量数据指导一体化架桥机的设计，使其具有更好的安全性和经济性。
附图说明
[0014]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。
[0015]图1为本专利技术公开的一体化架桥机智能监测黑匣子的结构示意图；图2为本专利技术公开的一体化架桥机智能监测黑匣子电源模块结构示意图；图3为本专利技术公开的一体化架桥机智能监测黑匣子数据采集模块结构示意图；图4为本专利技术公开的一体化架桥机智能监测黑匣子的传感器安装位置示意图；图5为图4中A处的局部放大图；图6为本专利技术公开的一体化架桥机智能监测黑匣子系统的结构示意图。
[0016]附图标记：1
‑
数据采集模块，2
‑
数据处理模块，3
‑
数据通信模块，4
‑
数据存储模块，5
‑
电源模块，6
‑
支腿，7
‑
主梁，8
‑
光纤光栅应变传感器，9
‑
光纤光栅倾角传感器，10
‑
尾部平台，11
‑
顶部横梁，12
‑
立柱，13
‑
斜撑。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化架桥机智能监测黑匣子，其特征在于，包括：电源模块、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和数据通信模块，所述电源模块用于向数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块及数据通信模块供电；所述数据采集模块用于接收传感器信号，实时采集一体化架桥机的应变及倾角数据；所述数据处理模块用于对实时采集的应变及倾角数据进行分析与处理，并根据分析处理结果进行一体化架桥机的预警；所述数据存储模块用于存储所述数据采集模块所得到的一体化架桥机的应变及倾角数据；所述数据通信模块用于向远程服务器端传输一体化架桥机的应变及倾角数据。2.根据权利要求1所述的一体化架桥机智能监测黑匣子，其特征在于：所述电源模块包括供电电源、电压转换电路、充电管理模块和电源开关模块，所述数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和数据通信模块分别通过电压转换电路与供电电源电连接。3.根据权利要求1所述的一体化架桥机智能监测黑匣子，其特征在于：所述数据采集模块包括DSP芯片、FPGA芯片和USB控制芯片。4.根据权利要求3所述的一体化架桥机智能监测黑匣子，其特征在于：所述DSP芯片通过GPIO接口与FPGA芯片连接，DSP芯片外接SRAM及FLASH用于存储文件，FPGA芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峥，张益伟，袁俊俊，杨国玉，盛强，
申请(专利权)人：江苏中云筑智慧运维研究院有限公司中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：