[发明专利]一种强夯机施工作业参数采集系统及其工作方法

权利要求书

1.一种强夯机施工作业参数采集系统，其特征是，包括：可编程逻辑控制器PLC、信号发射装置、信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器；

所述可编程逻辑控制器PLC与信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器分别连接，信号接收装置与信号发射装置通信；

所述光学编码器与夯锤锤钩上方的滑轮连接，拉力传感器与钢丝绳连接，信号接收装置设置在与夯锤锤钩连接的滑轮外侧处，所述信号发射装置设置在强夯影响范围之外并调平，并且对准强夯机；

所述可编程逻辑控制器PLC实时接收信号接收装置、拉力传感器以及光学编码器所传递的信号，并根据接收的信号进行数据记录与计算，确定止夯时刻。

2.如权利要求1所述的一种强夯机施工作业参数采集系统，其特征是，所述信号发射装置能够调平和瞄准；所述信号发射装置在强夯机作业过程中始终向外发射一条水平的线型信号，保证机械在施工过程中可能存在的倾斜的情况下信号接收装置始终能够接收到信号。

3.如权利要求1所述的一种强夯机施工作业参数采集系统，其特征是，所述信号接收装置只在夯锤提升过程中接收信号发射装置发射出的信号，当信号接收装置接收到信号时，可编程逻辑控制器PLC记录此时的光学编码器的角度值。

4.如权利要求1所述的一种强夯机施工作业参数采集系统，其特征是，所述拉力传感器实时测量夯锤上升过程中的拉力值，当拉力值大于T/2时，可编程逻辑控制器PLC启动光学编码器并记录此时的角度值；当拉力值等于T/4时，可编程逻辑控制器PLC终止光学编码器，并记录此时的角度值；其中，T为夯锤锤重。

5.一种如权利要求1所述的强夯机施工作业参数采集系统的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步：输入夯锤锤重T、滑轮直径D和预定的最后两击的平均夯沉量S₀；

第二步：强夯机在提升夯锤时，拉力传感器将采集到的拉力信号实时传输至可编程逻辑控制器PLC，当拉力值大于预先设定的T/2时，可编程逻辑控制器PLC随即启动光学编码器工作，并记录此时的角度值

第三步：夯锤在提升过程中，信号接收装置接收到信号发射装置发射出的信号时，将信号传递至可编程逻辑控制器PLC，可编程逻辑控制器PLC记录此时光学编码器的角度值和拉力传感器采集的拉力值F₁，计算此时夯锤上升的高度h₁；

第四步：当夯锤上升至指定高度后，脱钩下落完成一次夯击，当拉力传感器拉力值减为T/4时，可编程逻辑控制器PLC终止光学编码器的工作，并记录此时的角度值计算此时夯锤上升的高度H₁，即夯锤落距；

第五步：重复第三步至第四步完成第二击，其中，记录的夯锤上升高度分别为h_n、H_n，n为夯击次数；

第六步：计算每一击的夯沉量S_n、累计夯沉量L_n和夯击能W_n，n为夯击次数；

第七步：将每一击的夯沉量S_n、累计夯沉量L_n和夯击能W_n发送至显示器进行实时成图显示；

第八步：重复第六步至第七步，直至最后两次夯击的平均夯沉量小于预先设定的夯沉量S₀，此时蜂鸣器发出警报，夯击终止。

6.如权利要求5所述的一种强夯机施工作业参数采集系统的工作方法，其特征是，所述夯沉量S_n的计算方法为：第n+1次夯击夯锤上升的高度h_n+1与第n次夯击夯锤上升的高度h_n之差。

7.如权利要求5所述的一种强夯机施工作业参数采集系统的工作方法，其特征是，所述累计夯沉量L_n的计算方法为：n次夯沉量的累加和。

8.如权利要求5所述的一种强夯机施工作业参数采集系统的工作方法，其特征是，所述夯击能W_n的计算方法为：夯锤锤重F_n与落距H_n的乘积。