本发明专利技术公开了一种轻型钎探自动化设备及数据处理方法，包括支架、触探装置和计数/测距装置；触探装置的触探杆滑动套设在导向杆下端并与导向杆同轴布置，通过锤击驱动机构驱动触探杆钻入地层内；计数/测距装置包括计数信号收发模块、测距信号收发模块和中控模块；在重锤升降过程中计数信号收发模块发射和接收被重锤反射的计数信号，以计量重锤升降次数；测距信号收发模块用于发射和接收被测距标体反射的测距信号，以得到触探杆钻入地层的深度；中控模块与测距信号收发模块和红外线收发模块连接，用于信息实时采集处理、显示、存储和远程传输等。这种设备提高了钎探作业的信息采集精确度、实时性和传输自动化程度，适合于作业现场使用。现场使用。现场使用。
【技术实现步骤摘要】
一种轻型钎探自动化设备及数据处理方法
[0001]本专利技术涉及钎探工程
，特别是提供了一种轻型钎探自动化设备及数据处理方法。
技术介绍
[0002]钎探是一种应用广泛的土层软硬度探察方法，一般将标志刻度的标准直径钢钎，采用机械或人工的方式，使用标定重量的重锤，垂直击打钢钎进入土层；根据钢钎进入待探测土层所需的重锤数，探测土层内隐蔽构造情况或粗略估算土层的容许承载力。
[0003]在轻型钎探作业现场，操作人员将标志刻度的标准直径钢钎，长度2.1m，每300mm作一刻度，采用机械或人工的方式，使用标定重量的重锤，将钢钎打入土层中，人工计数并记录每打入300mm的锤击数，据此可判断土质的软硬情况。现场操作存在如下问题：钎探时，钎探数据采集人工完成，必须有一专人计数和记录，耗费人力，人工观察钢钎下落距离并计数，容易出现漏数或多数，导致因人为因素导致锤击次数数据、钢钎插入地层深度数据不准确；并且，记录的数据无法实时输送、显示、存储和处理等，无法满足施工作业信息处理现代化需要。
技术实现思路
[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种轻型钎探自动化设备及数据处理方法，以提高了钎探作业数据采集的自动化程度和精确度。
[0005]为了达到上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种轻型钎探自动化设备，包括支架、触探装置和计数/测距装置；所述触探装置包括导向杆、触探杆、重锤和锤击驱动机构；所述导向杆固定设置在支架上并且朝下伸出，所述触探杆与导向杆同轴布置并且上端滑动自由的套设在导向杆下端，触探杆下端设置有探头，所述重锤滑动自由的套设在导向杆上，触探杆的上端设置有锤垫，所述锤击驱动机构用于驱动重锤升高后自由下落而锤重锤垫，以驱动触探杆钻入地层；所述计数/测距装置包括计数信号收发模块、测距信号收发模块和中控模块；所述计数信号收发模块设置在支架外侧并与重锤升降运动轨迹中间部分横向相对布置，在重锤升降运动中所述计数信号收发模块发射和接收被移动至轨迹中间的重锤反射的计数信号，以计量重锤升降次数；所述触探杆固定设置有测距标体，所述测距信号收发模块设置在支架顶部并与测距标体竖向相对布置，测距信号收发模块用于发射和接收被测距标体反射的测距信号，以得到触探杆钻入地层深度；所述中控模块与所述计数信号收发模块、测距信号收发模块连接，中控模块用于计数信号收发模块、测距信号收发模块输送来的信息的实时收集及处理，并输送至显示器、储存器以及远程上位机。
[0006]与现有技术相比，本专利技术所提供的轻型钎探自动化设备的计数/测距装置设置了与中控模块连接的红外线收发模块和测距信号收发模块，在锤击触探杆钻入地层过程中，计数装置进行重锤升降次数的实时计量，测距装置进行触探杆钻入地层深度的实时计量，通过中控模块实时接收及处理重锤升降次数信息和触探杆钻入地层深度信息，并输送至显
示器、储存器以及远程上位机，能够实现钎探过程的信息自动化实时采集、显示和存储，提高了钎探作业精确度减少人为因素造成的误差，采集过程自动化完成，减少操作用工数量。同时，触探装置通过导向杆与触探杆滑动套设配合，实现在锤击钻入地层过程中中对触探杆的扶正，提高钻入精度。
[0007]可选地，所述计数信号收发模块为红外线收发一体器，在重锤升降过程中所述红外线收发一体器发射和接收被重锤反射的红外线信号，以计量所述重锤升降次数。
[0008]可选地，所述红外线收发一体器的发射端和接收端设置在重锤同一侧的支架上，当所述重锤移动至与红外线收发一体器高度一致时，所述发射端发射的红外线被重锤反射而被接收端接收，以计量重锤升降次数。
[0009]可选地，所述中控模块控制所述测距信号收发模块在重锤离开锤垫期间发射和接收反射的测距信号。
[0010]可选地，所述测距信号收发模块为激光收发一体器，所述激光收发一体器设置在支架顶部并与测距标体上下相对布置，用于发射和接收被测距标体反射的激光信号，以得到所述触探杆钻入地层的深度。
[0011]可选地，所述测距标体设置有超出所述重锤的竖向投影范围的测距激光反射区，所述激光收发一体器的激光发射端及接收端与所述激光反射区上下相对布置。
[0012]可选地，所述中控模块用于重锤升降次数信息和触探杆钻入地层深度信息的实时接收及处理，以得到重锤锤击次数信息和触探杆钻入地层深度信息。
[0013]为了达到上述目的，第二方面，本专利技术提供了一种轻型钎探自动化设备数据处理方法，用于上述的轻型钎探自动化设备，包括：计数信号收发模块得到重锤升降次数信息并输送至中控模块；测距信号收发模块得到触探杆钻入地层深度信息并输送至中控模块；中控模块结合计数信号收发模块以及测距信号收发模块，由重锤升降次数信息计算出锤击次数信息；中控模块将重锤锤击次数信息和触探杆钻入地层深度信息发送至信息显示器、储存器和远程上位终端。
[0014]可选地，所述中控模块设置有数据转化单元，所述数据处理方法包括：所述中控模块监测触探杆钻入地层深度阶梯变化；所述数据转化单元通过公式计算在深度阶梯变化的时间段内重锤锤击次数：重锤锤击次数＝重锤经过运动轨迹中间次数
÷
2。
[0015]可选地，所述中控模块包括数据处理单元；所述数据处理方法包括：实时接收重锤锤击次数信息和触探杆钻入地层深度信息；生成以重锤锤击次数为x轴数据、触探杆钻入地层深度为y轴数据的钎探曲线信息；将钎探曲线信息与设定值比较，判断地层软硬度，得出钎探的地层软硬度信息。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所提供的轻型钎探自动化设备数据处理方法，通过中控模块实时接收及处理重锤升降次数信息和触探杆钻入地层深度信息，得出重锤升降次数信息和触探杆钻入地层深度信息，提高了钎探作业信息采集精确度，减少人为因素造成的误差，并能够实时进行电子化信息的显示、存储和远程传输等，适合与施工作业信息处理现代化需要。
附图说明
[0017]图1为本专利技术所提供的轻型钎探自动化设备结构示意图的前视图。
[0018]图2为所提供的轻型钎探自动化设备结构示意图的侧视图。
[0019]图3为计数/测距装置结构框图。
[0020]图4为轻型钎探自动化设备数据处理方法流程框图。
[0021]图5为数据处理单元数据处理方法流程框图。
[0022]图中，1—重锤，2—锤垫，3—触探杆，4—探头，5—导向杆，6—支架，7—测距标体，8—测距信号收发模块，9—计数信号收发模块，10—中控模块，11—通讯/电源线。
具体实施方式
[0023]在轻型钎探作业现场，人工观察钢钎下落距离并计数，耗费人力，计数容易出现漏数或多数，导致锤击次数数据、钢钎插入地层深度数据不准确；并且，记录的数据无法实时输送、显示和后处理等处理。
[0024]为此，本专利技术提供了一种轻型钎探自动化设备及数据处理方法，自动化完成重锤锤击次数和触探杆钻入地层的深度等信息的实时输送、显示、存储和后处理等，以提高了钎探作业数据采集的自动化程度和精确度，减少数据过程的人力耗费。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轻型钎探自动化设备，其特征在于：包括支架(6)、触探装置和计数/测距装置；所述触探装置包括导向杆(5)、触探杆(3)、重锤(1)和锤击驱动机构；所述导向杆(5)固定设置在支架(6)上并且朝下伸出，所述触探杆(3)与导向杆(5)同轴布置并且上端滑动自由的套设在导向杆下端，触探杆(3)下端设置有探头(4)，所述重锤(1)滑动自由的套设在导向杆(5)上，所述触探杆(3)的上端固定设置有锤垫(2)，所述锤击驱动机构用于驱动重锤(1)升高后自由下落而锤击锤垫(2)，以驱动触探杆(3)钻入地层；所述计数/测距装置包括计数信号收发模块(9)、测距信号收发模块(8)和中控模块(10)；所述计数信号收发模块(9)设置在支架(6)外侧并与重锤(1)升降运动轨迹中间部分横向相对布置，在重锤(1)升降运动中所述计数信号收发模块(9)发射和接收被移动至轨迹中间的重锤(1)反射的计数信号，以计量重锤升降次数；所述触探杆(3)固定设置有测距标体(7)，所述测距信号收发模块(8)设置在支架(6)顶部并与测距标体(7)竖向相对布置，测距信号收发模块(8)用于发射和接收被测距标体(7)反射的测距信号，以得到触探杆钻入地层深度；所述中控模块(10)与所述计数信号收发模块(9)、测距信号收发模块(8)连接，中控模块(10)用于实时收集及处理由计数信号收发模块(9)和测距信号收发模块(8)输送来的信息，并输送至显示器、储存器以及远程上位机。2.根据权利要求1所述的轻型钎探自动化设备，其特征在于：所述计数信号收发模块(9)为红外线收发一体器，在重锤(1)升降过程中所述红外线收发一体器发射和接收被移动至轨迹中间的重锤(1)反射的红外线信号，以计量重锤升降次数。3.根据权利要求2所述的轻型钎探自动化设备，其特征在于：所述红外线收发一体器的发射端和接收端设置在重锤(1)同一侧的支架(6)上，当所述重锤(1)移动至与红外线收发一体器高度一致时，所述发射端发射的红外线被重锤(1)反射而被接收端接收，以计量重锤升降次数。4.根据权利要求1所述的轻型钎探自动化设备，其特征在于：所述中控模块(10)控...
【专利技术属性】
技术研发人员：高健，于东建，彭卫星，张豪飞，王硕，闫坤，张涛，蒋浪，李潇洒，闫雪峰，韩柏阳，
申请(专利权)人：中交建筑集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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