一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，包括：设于路面的多个取样车单元；与所述主控单元进行远程无线通讯的上位机，所述上位机中设有通过人工规划出钻芯的取样点；所述主控单元包括车载移动电源、无线通讯单元、姿态传感单元、GPS定位模块、行走驱动单元、钻机驱动单元、与所述无线通讯单元、姿态传感单元、GPS定位模块、行走驱动单元与钻机驱动单元连接的处理器；所述处理器内部集成最近取样点判断单元，用于所述取样车单元判断得到下一个取样点。通过构建钻芯取样车体传感网络，并在车体内部集成最近取样点判断单元，有效实现了车体自主判断、行进、施工的控制模式，多个钻芯取样单元协同施工，极大提高了施工效率。了施工效率。了施工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置


[0001]本技术的实施例属于钻芯取样
，更具体地，涉及一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置。

技术介绍

[0002]混凝土路面作为现阶段常用的道路铺设，其在施工过程中一般分为施工放样、支模、砼搅拌运输、钢筋制作安放、砼摊铺振捣、抹面与压纹、拆模、胀缝、切缝等工序，混凝土路面在施工过程中，为了保证混凝土道路验收达标，会在验收之前对混凝土路面进行钻芯取样，对混凝土路面进行钻芯取样时，通常是用钻芯取样机钻芯取样。对于大面积路段需要大量多点采样，因此，为了满足施工效率要求提出一种能够自行取样的钻心取样装置具有重要意义。
[0003]中国技术专利CN216553845U公开了一种隧道智能拱部钻芯取样装置，包括设备主体，设备主体包括固定块、钻头和摄像头，固定块的顶端安装有钻头，钻头的一侧安装有摄像头，钻头的底端安装有保护套，固定块的内部安装有发动机，发动机的顶端安装有无线传输结构。该技术通过无线传输结构对设备主体进行远程控制，通过摄像头作为眼睛监测钻取画面，提高了工作人员的安全性，且通过保护套将使用过的水流集中起来再次进行利用，减少对水资源的浪费，在取芯过程中通过钻取芯速度和发动机效率的变化情况，可进一步对衬砌混凝土的强度、密实度进行智能判断。
[0004]但现有技术还存在如下技术问题：（1）无线通讯方案为单机模式下的通讯，而未提出多机之间相互构建传感网络从而提高钻芯取样效率的技术方案；（2）未明确提出取样点顺序判断逻辑，需要人工单独指定取样点顺序，不仅未将钻芯取样工作效率最大化，而且需要人工操作，自动化程度较低；（3）未对无线传输通讯的数据协议做规定，不利于标准化操作。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，通过构建钻芯取样车体传感网络，并在车体内部集成最近取样点判断单元，有效实现了车体自主判断、行进、施工的控制模式，多个钻芯取样单元协同施工，极大提高了施工效率；使用时，仅需人工在上位机设定取样点，通过无线通讯模块建立上位机与下位机之间的通讯，随后下位机通过内部集成的姿态、坐标传感器获取车体本身位置信息并上传上位机，上位机将预设取样点通过无线通讯单元写入预设取样点数据库，通过车体内部集成的最近取样点判断单元判断下一个取样点，即可实现自主施工。包括：
[0006]设于路面的多个取样车单元，其包括车体底板、设于所述车体底板下方的行走轮、设于所述车体底板上侧由取样钻头与定位缓冲块构成的取样组件、用于控制与远程无线通讯的主控单元；
[0007]与所述主控单元进行远程无线通讯的上位机，所述上位机中设有通过人工规划出
钻芯的取样点3；
[0008]所述主控单元包括车载移动电源、用于与所述上位机通信的无线通讯单元、用于获取车体多轴倾斜角姿态传感单元、用于获取车体空间坐标的GPS定位模块、用于控制车体运动的行走驱动单元、用于控制钻机工作状态的钻机驱动单元、与所述无线通讯单元、姿态传感单元、GPS定位模块、行走驱动单元与钻机驱动单元连接的处理器；
[0009]所述处理器内部集成最近取样点判断单元，用于所述取样车单元判断得到下一个取样点。
[0010]优选的，所述的钻机驱动单元，包括：
[0011]用于控制钻头转动的钻头转动驱动组件；
[0012]用于控制钻头上下运动的竖向运动控制组件。
[0013]优选的，在所述的取样车单元与上位机之间达成的通讯协议，所述通讯协议包括由低位到高位依次设定的校验位、姿态信息位、空间位置信息位、当前取样点坐标信息位、下个取样点坐标信息位、机器码。
[0014]优选的，所述的主控单元，还包括：
[0015]用于所述多个取样车单元之间信息互传的信息交互模块，其包括蓝牙通讯模块。
[0016]优选的，所述的最近取样点判断单元，包括：
[0017]用于计算当前所有未采样的采样点与本体之间距离的本体与取样点距离解算器；
[0018]用于对所述本体与取样点距离解算器解算出的距离值进行排序的距离大小排序器；
[0019]用于对应出与所述距离大小排序器得到的最小值匹配的取样点坐标。
[0020]优选的，所述的最近取样点判断单元，包括：
[0021]用于构建以取样车单元1为基点的虚拟圆周并控制圆周以固定步长扩大半径的虚拟圆周范围扩大器；
[0022]用于判断所述虚拟圆周范围扩大器构建的虚拟圆周内部是否存在未取样采样点的圈定取样点判断器。
[0023]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0024]（1）本技术的一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，通过构建钻芯取样车体传感网络，并在车体内部集成最近取样点判断单元，有效实现了车体自主判断、行进、施工的控制模式，多个钻芯取样单元协同施工，极大提高了施工效率；使用时，仅需人工在上位机设定取样点，通过无线通讯模块建立上位机与下位机之间的通讯，随后下位机通过内部集成的姿态、坐标传感器获取车体本身位置信息并上传上位机，上位机将预设取样点通过无线通讯单元写入预设取样点数据库，通过车体内部集成的最近取样点判断单元判断下一个取样点，即可实现自主施工；
[0025]（2）本技术的一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，通过增设钻头转动驱动组件与竖向运动控制组件相结合，解决了传统钻机需要人工按压的技术问题，并配合取样车单元1自主运动，极大程度上省去了人工取样作业的劳动力；
[0026] （3）本技术的一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，通过采用蓝牙通讯模块构建的信息交互模块，有效解决了当取样车单元内部无线通讯异常后，可通过
借助相邻车体之间通过近距离通信，保证取样车单元正常运行，为施工装备提供了安全与保障措施。
附图说明
[0027]图1为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的协同工作状态图；
[0028]图2为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的整体结构示意图；
[0029]图3为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的圈定式最近取样点判断单元逻辑示意图；
[0030]图4为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的主控单元内部结构示意图；
[0031]图5为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的处理器内部电器功能连接图；
[0032]图6为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的排序式最近取样点判断单元内部电器功能连接图；
[0033]图7为本技术实施例一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置的圈定式最近取样点判断单元内部电器功能连接图；
[0034]图8为本技术实施例一种基于无线传感网络本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，其特征在于，包括：设于路面的多个取样车单元（1），其包括车体底板（101）、设于所述车体底板（101）下方的行走轮（102）、设于所述车体底板（101）上侧由取样钻头（111）与定位缓冲块（112）构成的取样组件（110）、用于控制与远程无线通讯的主控单元（120）；与所述主控单元（120）进行远程无线通讯的上位机，所述上位机中设有通过人工规划出钻芯的取样点（3）；所述主控单元（120）包括车载移动电源、用于与所述上位机通信的无线通讯单元（121）、用于获取车体多轴倾斜角的姿态传感单元（122）、用于获取车体空间坐标的GPS定位模块（123）、用于控制车体运动的行走驱动单元（124）、用于控制钻机工作状态的钻机驱动单元（125）、与所述无线通讯单元（121）、姿态传感单元（122）、GPS定位模块（123）、行走驱动单元（124）与钻机驱动单元（125）连接的处理器；所述处理器内部集成最近取样点判断单元，用于所述取样车单元（1）判断得到下一个取样点（3）。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络协同施工的钻芯取样装置，其特征在于，所述的钻机驱动单元（125），包括：用于控制钻头转动的钻头转动驱动组件；用于控制钻头上下运动的竖向运动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，周锐，魏继想，屈国华，王睿，袁佳，
申请(专利权)人：武汉路达建设工程检测有限公司，
类型：新型
国别省市：