專利名稱：自動樁基施工記錄儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種記錄儀，特別是一種自動樁基施工記錄儀。
中國專利(專利號92227465.7)中公開了一種“自動樁基施工記錄儀”。雖然也能自動記錄樁基進土長度，并能自動打印和顯示每米擊錘數和總錘數。但其可靠性不高，容易產生誤差，記錄不夠準確。
本實用新型的目的在于提供一種結構合理、性能可靠，可保證記錄數據真實性的自動樁基施工記錄儀。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到本實用新型包括樁基進土長度檢測電路、復合式擊樁次數檢測器及檢測電路、比較及整形電路、單片計算機電路、顯示器、微型打印機、電源電路、箱體，其特征在于還有接于樁基進土長度檢測電路、比較及整形電路與單片計算機電路之間的樁進土長度及錘擊信號識別與控制邏輯電路，以及與樁基進土長度檢測電路相連的角位移式樁基進土長度檢測器。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到角位移式樁基進土長度檢測器包括計數輪、包絡輪、轉向輪、重錘、鋼絲繩、上滑輪、彈簧、通光光盤，鋼絲繩的一端固定在樁鼻上，并分別繞過轉向輪、兩個包絡輪、計數輪、轉向輪、上滑輪后，通過彈簧與重錘相連，通光光盤與計數輪同軸安裝，鋼絲繩對計數輪的包絡角度小于360°。紅外開關管M1、M1P、M2、M2P的輸出分別接集成電路IC2的1～4腳，經比較整形后的錘擊聲音脈沖信號PM1C及錘擊振動脈沖信號PACC分別接至IC2的5、6腳，重錘操作手柄動作信號HAND接IC2的10腳，IC2分離出正進尺脈沖信號STEP在23腳輸出至中央處理集成電路IC8的15腳，負進尺脈沖信號NC0UNT在21腳輸出至IC8的13腳，合成的錘擊計數信號KNOCK在19腳輸出至IC8的12腳。振動信號通過振動傳感器S輸出的雙端差分信號接至集成電路IC1的2、3腳，IC1的輸出6腳通過電容C17接到比較與整形電路中集成電路IC22A的3腳。


圖1為本實用新型的原理方框圖；圖2為本實用新型箱體外形結構示意圖；圖3為本實用新型與打樁機配合時的結構示意圖；圖4為通光光盤與計數輪的裝配結構圖；圖5～圖8為本實用新型的電原理圖。
本實用新型下面將結構附圖(實施例)作進一步詳述參照
圖1、圖2，本實用新型由角位移式樁基進土長度檢測器1、樁基進土長度檢測電路2、復合式擊樁次數檢測器及檢測電路3、比較及整形電路4、信號識別與控制邏輯電路5、單片計算機電路6、顯示器7、微型打印機8、電源電路9、箱體10等組成。圖2中，10為箱體、11為數碼及報警顯示屏、12為面板式打印機、13為電源開關、14為開始鍵、15為打印鍵、16為暫停鍵、17為貫入度選擇鍵。
參照圖3、圖4，角位移式樁基進土長度檢測器1包括計數輪1-1、兩個包絡輪1-2、轉向輪1-3、1-11、重錘1-5、鋼絲繩1-6、上滑輪1-7、彈簧1-10、通光光盤1-15等。其原理是用鋼絲繩1-6把樁的豎向位移帶動計數輪1-1及固定在同一軸上的通盤1-15(或其它可360°測量的工業(yè)標準角位移傳感器)測出同步的角位移，通過光電開關獲得計數信號，再由傳輸電纜輸入控制電路，換算成樁管入土長度。鋼絲繩1-6的一端固定在樁鼻1-8上，而樁鼻1-8又固定在樁管1-4上，鋼絲繩1-6分別繞過轉向輪1-3、兩個包絡輪1-2、計數輪1-1、轉向輪1-11、上滑輪1-7，其末端通過彈簧1-10懸掛一重錘1-5，重錘1-5置于貫通樁架的鐵管1-14中。為防止計數輪1-1和鋼絲繩1-6之間產生滑動所帶來的長度誤差，用兩個包絡輪1-2使鋼絲繩1-6對計數輪1-1的包絡角度既小于360°，又保證有足夠磨擦力。用帶緩沖彈簧的重錘1-5拉緊鋼絲繩1-6，并由此對計數輪1-1保持一個穩(wěn)定的向心壓力，使二者有足夠的磨擦力，彈簧1-10可緩沖錘擊時施于鋼絲繩的突發(fā)拉力。另圖中1-12為滑輪組基架、1-13為樁機大梁、1-9為樁架頂梁；上滑輪1-7裝于樁架頂梁1-9上；因為計數輪1-1裝于樁機基架前橫梁的內腔，而且長度又必須與錘擊配合，儀器才予記錄，故在設計中杜絕了人為造成的誤差。為消除風吹、樁管縱向跳動乃至人為起動樁繩等引起的計數輪轉動帶來的計數誤差，儀器采用定向正、負計數。與計數輪1-1同軸的通光光盤1-15周邊有數十個等分園周排列的徑向光縫，當光縫通過騎在光盤周邊的紅外開關管的時候，開關管便發(fā)出一個脈沖信號；數個紅外開關管規(guī)則排列，使得可用特定的邏輯電路從開關管發(fā)出的信號中方便地檢測出通光光盤1-15正反兩個方向旋轉的角位移，再從此角位移換算出鋼絲繩1-6的線位移。
擊樁次數檢測器及檢測電路中，必須每次擊樁在規(guī)定的時限內有兩種或兩種以上的有效訊號同時產生，方記為一錘，這是數據防的一個重要措施。這些擊樁信號可以是重錘擊樁的聲音、擊樁時的樁臺振動，沉管灌注樁的錘擊操縱桿動作，錘擊引起樁身沉降或彈跳產生的正反向位移信號等。
聲音信號的檢測采用圖5中所示的電話，振動信號是通過振動傳感器S輸出的雙端差分信號接至IC1的兩個輸入端2腳及3腳得到IC1放大，由IC1的6腳輸出后接到與聲音信號檢測相同的比較與整形電路。IC1的1腳及8腳之間，還接有調節(jié)放大倍數的可調電阻VR1。
圖5～圖8中，集成電路IC8(型號89C51或MCS-51)組成中央控制CPU；集成電路IC10即地址譯碼器；集成電路IC16為地址鎖存器；集成電路IC15為數據存儲器；集成電路IC4為系統(tǒng)實時時鐘；集成電路IC6、IC9A、IC9B、IC14B、IC14D及P7組成打印機接口；集成電路IC5、IC7、P6組成設計貫入度選擇接口；集成電路IC24、IC22B、N11等構成聲音信號的調理、比較、整形電路；集成電路IC25、IC22A、N12等構成振動信號的調理、比較、整形電路；集成電路U1、U8構成串并轉換電路；發(fā)光管LED1～LED8為顯示器。
錘擊及正負進尺檢測脈沖信號分別接至MCS-51單片機CPU的兩個外部中斷及一個計數器引腳，供CPU計數 CPU的P0端口為低8位地址與數據線分時復用，ALE引腳提供低8位地址鎖存允許信號，地址、數據線分離后連接至外部數據存貯器RAM；CPU讀、寫信號經地址譯碼后與打印機8連接，使打印機可被CPU按外部數據存貯器的方式訪問，CPU輸出至打印機的數據信號須經一級緩沖，提供系統(tǒng)日期及時間的實時進鐘、提供設計貫入度選擇的開關電路也都以外部數據存貯器的方式聯(lián)接在CPU的總線上；CPU與發(fā)光數碼管顯示器的連接采用串行口擴展并行口接口電路，為靜態(tài)顯示方式。儀器在以下三種情況下會發(fā)出蜂鳴聲外部交流電源斷電、預制樁接樁時未按暫停鍵、施工達到設計貫入度要求；蜂鳴聲屬于哪一種情況可以有無LED顯示器顯示及相應的發(fā)光管指示燈亮來區(qū)分。
程序規(guī)定CPU做的初始化工作包括CPU內部數據存貯單元清零，發(fā)光二極管顯示清零，允許CPU計數器T1工作及接受兩個外部中斷信號INT0和INT1以便對擊樁檢測的KNOCK脈沖信號及進尺測量的STEP、NCOUNT脈沖信號進行計數。
初始化工作完成后，就要循環(huán)檢測打印鍵AN是否按下，檢測的原理是在P1.1引腳輸出低電平信號，若AN鍵按下便將P1.0與P1.1接通，CPU讀P1.0的狀態(tài)，是低電位就表示已按下AN鍵，此時禁止CPU進一步接受外部計數信號，由發(fā)光二極管LED顯示器顯示并由打印機8打印輸出累計的樁柱進尺數和擊樁數。
在CPU循環(huán)等待AN按下的過程中，如有KNOCK或STEP、NCOUNT信號到來，CPU就會自動轉向執(zhí)行它們各處的中斷處理程序，記錄錘擊和進尺數據。
打印機按CPU的外部數據存貯器方式聯(lián)接，其十六進制地址為7FFFH，對此地址的外數據存貯器寫指令即完成向打印機輸出數據(PRN STROBE、PRN DATA)，讀指令可獲得打印機的當前工作狀態(tài)(忙或閑，PRN BUSY)。
8個移位寄存器74164串接于CPU的串行輸出口，在操作模式0下成為CPU的擴展并行接口，用于驅動發(fā)光數碼顯示二極管，串行接口的RXD引腳輸出串行移位信號，TXD引腳輸出移位同步脈沖，協(xié)調移位寄存器與CPU串口的工作。
CPU有輸入接口接受交直流雙重電源的交流電源信號及接樁用的暫停鍵信號，使得需要時儀器可發(fā)出警報聲。
交直流雙重電源有控制信號接至面板LED顯示器，當交流電源斷電時，LED顯示器自動熄滅。
本記錄儀所打印的數據包括樁的入土長度、每米錘擊數(或壓力、接樁暫停信息)、總錘擊數、最后一米錘擊數和最后三陣貫入度，并有儀器編號、施工日期、時間，和同一日期的打樁流水號，同一條樁的打印流水號。另本記錄儀在施工達到設計貫入度要求時會自動報訊。在工作中遇到外接交流電斷電時會自動報警。
本實用新型相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點1、可顯示自動記錄的樁基進土長度及錘擊數，并在打印時自動統(tǒng)計分析輸出施工規(guī)范要求的多項參數；每米錘擊數，最后三陣費入度及最后一米錘擊數等。提高了施工過程數據的真實性，減少了工作人員，保證了記錄數據的真實性。
2、結構簡單，線路合理，性能可靠，使用方便，它可長期與樁機連成一體，以便記錄每一條樁的施工過程，適合建筑地基樁基礎施工中廣泛推廣使用。
3、打樁滿足設計要求時，儀器可自動報訊，且儀器具有數據防偽性能。
4、可提供原位承樁土承載力水平數據。
權利要求1.一種自動樁基施工記錄儀，包括樁基進土長度檢測電路(2)、復合式擊樁次數檢測器及檢測電路(3)、比較及整形電路(4)、單片計算機電路(6)、顯示器(7)、微型打印機(8)、電源電路(9)、箱體(10)，其特征在于還有樁進土長度及錘擊信號識別與控制邏輯電路(5)、角位移式樁基進土長度檢測器(1)，樁基進土長度檢測電路(2)、比較及整形電路(4)的輸出端與樁進土長度及錘擊信號識別與控制邏輯電路(5)的輸入端相連，角位移式樁基進土長度檢測器(1)的輸出端與樁基進土長度檢測電路(2)的輸入端相連，角位移式樁基進土長度檢測器(1)包括計數輪(1-1)、包絡輪(1-2)、轉向輪(1-3)、(1-11)、重錘(1-5)、鋼絲繩(1-6)、上滑輪(1-7)、彈簧(1-10)、通光光盤(1-15)，鋼絲繩(1-6)的一端固定在樁鼻(1-8)上，并分別繞過轉向輪(1-3)、兩個包絡輪(1-2)、計數輪(1-1)、轉向輪(1-11)、上滑輪(1-7)后，通過彈簧(1-10)與重錘(1-5)相連，通光光盤(1-15)與計數輪(1-1)同軸安裝，鋼絲繩(1-6)對計數輪(1-1)的包絡角度小于360°。
2.根據權利要求1所述的記錄儀，其特征在于通光光盤(1-15)周邊有數十個等分園周排列的徑向光縫，在通光光盤(1-15)旁設有紅外開關管。
3.根據權利要求1所述的記錄儀，其特征在于復合式擊樁次數檢測器及檢測電路(3)中麥克風MIC通過電容C48與集成電路IC24的3腳相接，IC22B的7腳通過電容C49、二極管D11、電阻R68與三極管N11的基極相接。
4.根據權利要求1所述的記錄儀，其特征在于樁基進土長度檢測電路(2)中的振動傳感器S與集成電路IC25的2、3腳相連，IC25的輸出6腳通過電容C17與比較及整形電路(4)中集成電路IC22A的3腳相接，IC22A的輸出1腳通過電容C51、二極管D13、電阻R69與三極管N12的基極相接。
專利摘要一種自動樁基施工記錄儀,包括樁基進土長度檢測電路、復合式擊樁次數檢測器及檢測電路、比較及整形電路、單片計算機電路、顯示器、微型打印機、電源電路、箱體,其特征在于:還有接于樁基進土長度檢測電路、比較及整形電路與單片計算機電路之間的樁進土長度及錘擊信號識別與控制邏輯電路,以及與樁基進土長度檢測電路相連的角位移式樁基進土長度檢測器。本實用新型由于采用了特殊的樁擊進土長度檢測器及擊樁次數檢測器,并通過相應的檢測電路檢測出信號,由單片機進行控制處理,故可準確可靠地記錄樁基進土長度及擊樁次數,并可處動打印出來,從而起到提高施工管理水平和質量監(jiān)督以及減少工作人員的作用。
文檔編號E02D3/00GK2384988SQ9923567
公開日2000年6月28日 申請日期1999年3月31日 優(yōu)先權日1999年3月31日
發(fā)明者蔣企, 謝劍波, 呂金水 申請人:蔣企, 謝劍波, 呂金水