專利名稱：手持式混凝土振搗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑混凝土振搗器械，具體的講是手持式混凝土振搗器。
背景技術(shù)：
混凝土振搗是混凝土澆筑的關(guān)鍵工藝，工藝過程中振搗質(zhì)量的監(jiān)測與控制是混凝土質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一。混凝土振搗是指的對卸入澆筑倉內(nèi)的混凝土拌和物進(jìn)行振動(dòng)搗實(shí)，以滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。若混凝土振搗不充分，可能造成混凝土內(nèi)部孔隙過大、過多，影響混凝土強(qiáng)度，增加混凝土滲透性，降低耐用性，并可能造成蜂窩麻面；若過分振搗，可能造成骨料和漿液離析，底部骨料集中、粘結(jié)不足，表面泛漿、影響層間結(jié)合。因此對振搗過程的控制尤為重要。手持插入式振搗器是一種混凝土振搗施工的設(shè)備，通常用于振搗各種垂直方向尺寸較大的混凝土體，一般由人工操作或機(jī)械手操作。在水利水電工程或其他大體積、大方量混凝土施工中，常與大型振搗機(jī)配合使用，用于建筑物角落或靠近模板等部位的振搗。包含振搗頭、連接軟管、電動(dòng)機(jī)等部分。傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場振搗質(zhì)量控制，是通過振搗器的交錯(cuò)插入來保證混凝土澆筑區(qū)域的全覆蓋，同時(shí)通過人工經(jīng)驗(yàn)來控制振搗器插入深度和插入角度，以及振搗時(shí)長、振搗間距等過程控制參數(shù)，從而保證混凝土振搗密實(shí)。一般的經(jīng)驗(yàn)控制方式為:當(dāng)混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開始泛漿則認(rèn)為混凝土已振搗密實(shí)，此時(shí)拔出振搗器防止過分振搗而引起骨料下沉離析。但實(shí)際操作中，施工人員難以做到振搗器插入深度、插入角度、振搗時(shí)長、振搗間距等參數(shù)的精確把握，因而根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)操作的隨意性強(qiáng)，振搗質(zhì)量在很大程度上受人為因素和工作條件的 影響，難以避免出現(xiàn)欠振、過振、漏振等問題，并且可能產(chǎn)生質(zhì)量缺陷且難以及時(shí)獲知和處理。這已成為混凝土振搗質(zhì)量控制的通病。同時(shí)，振搗過程信息難以系統(tǒng)采集和保存，在對施工質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)、對施工缺陷及時(shí)糾正以及運(yùn)行期的建筑物維護(hù)等缺乏依據(jù)。目前也有在振搗器上設(shè)置定時(shí)器和深度刻度，通過定時(shí)器提醒振搗時(shí)間，由設(shè)置在連接軟管上的環(huán)形突起刻度量測插入深度。這種振搗器的缺點(diǎn)在于:I)雖然這種振搗器可以通過刻度線等方法量測振搗頭的插入深度，但無法監(jiān)控有效插入深度和判斷是否滿足規(guī)范要求的“距離已澆混凝土 IOcm或插入下層新澆筑混凝土5cm”的要求。有效插入深度指的是，振搗器插入混凝土后，混凝土表面以下的振搗頭在鉛直方向的投影長度。2)無法監(jiān)控和記錄振搗的點(diǎn)位和覆蓋范圍，可能導(dǎo)致重復(fù)振搗或者漏振。3)無法記錄振搗過程數(shù)據(jù)，為質(zhì)量評價(jià)和運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。4)無法在振搗過程中將振搗過程中的操作或質(zhì)量問題及時(shí)反饋至操作人員和管理人員。監(jiān)理等管理人員難以獲取實(shí)時(shí)的不規(guī)范操作信息，缺乏有效的監(jiān)督。5)振搗深度的量測未考慮插入傾角，傾斜插入時(shí)，有效插入深度可能不滿足要求。6)振搗時(shí)間采用定時(shí)器控制，振搗點(diǎn)位移動(dòng)時(shí)間、插入和拔出時(shí)間、其他施工干擾等時(shí)間均計(jì)入振搗時(shí)間。因此需要采用精細(xì)化、智能化的技術(shù)手段和設(shè)備有效的監(jiān)測和控制混凝土振搗質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種手持式混凝土振搗器，除了具有常見振搗器的搗固功能夕卜，還可實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土振搗的有效時(shí)間、插入深度、振搗覆蓋范圍、插入和拔出速度等影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。本實(shí)用新型的手持式混凝土振搗器，包括有處理模塊，所述的處理模塊連接有定位模塊和預(yù)報(bào)警模塊，其中定位模塊包括了布置在施工場地內(nèi)的固定基站和設(shè)于手持式混凝土振搗器上的天線；預(yù)報(bào)警模塊包括了設(shè)于手持式混凝土振搗器的兩個(gè)手持握把之間的顯示屏幕和指示燈。通過定位模塊上的天線，監(jiān)控手持式混凝土振搗器的坐標(biāo)，可獲取振搗點(diǎn)坐標(biāo)，將點(diǎn)坐標(biāo)信息發(fā)送到處理模塊，計(jì)算本次振搗的有效范圍。顯示屏幕用于對振搗過程中的各種信息進(jìn)行顯示，如插入深度、振搗時(shí)間、插入傾角、指令信息等，還可以通過文本信息對當(dāng)前的不規(guī)范操作進(jìn)行記錄并提醒操作員和監(jiān)理人員。當(dāng)出現(xiàn)如欠振/超振、插入深度滿足/不足、插入速度過慢/拔出速度過快等狀況時(shí)，還可以通過不同的指示燈進(jìn)行燈光提示，進(jìn)一步加強(qiáng)振搗過程的監(jiān)控和提示。優(yōu)選的，所述的定位模塊固定安裝在手持式混凝土振搗頭的頂部附近(振搗頭與顯示屏幕的交接處附近)。
進(jìn)一步的，處理模塊還連接有水平傳感設(shè)備和測距模塊，所述的水平傳感設(shè)備設(shè)于手持式混凝土振搗器的振搗頭上或內(nèi)置于振搗頭中，測距模塊設(shè)于手持式混凝土振搗器的振搗頭頂端附近(振搗頭與顯示屏幕的交接處附近)，方向平行于振搗頭，安裝高度高于振搗頭的最大插入深度值。通過測距模塊獲取振搗頭插入混凝土表面的深度，水平傳感設(shè)備獲取振搗器與鉛垂方向的夾角，將這兩個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)處理模塊計(jì)算生成有效插入深度、插入速度、拔出速度的數(shù)據(jù)；測距模塊還用于監(jiān)控振搗器插入深度的動(dòng)態(tài)變化，從插入深度達(dá)到最小深度開始計(jì)時(shí)，直至振搗完畢振搗器拔出混凝土達(dá)到限定長度為止，由處理模塊計(jì)算振搗有效時(shí)間。處理模塊從測距模塊和水平傳感設(shè)備獲取實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，并與控制指標(biāo)進(jìn)行對比，對不良施工記錄進(jìn)行判別和預(yù)警標(biāo)記，通過顯示屏幕和指示燈進(jìn)行提示。進(jìn)一步的，處理模塊還與后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)連接。后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)可以為PC電腦或類似設(shè)備、系統(tǒng)，用于對不規(guī)范的振搗操作進(jìn)行記錄，由監(jiān)理技術(shù)人員發(fā)布糾偏指令，及時(shí)進(jìn)行糾正。同時(shí)還用于對施工過程信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合考核和質(zhì)量評定指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量評定。優(yōu)選的，所述的處理模塊包含CPU和無線傳輸模塊，處理模塊通過無線傳輸模塊與后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行無線連接。處理模塊為CPU-WT (數(shù)據(jù)處理和無線傳輸，CentralProcessing Unit-ffireless Transmission)類型的處理器，CPU-WT類型的處理模塊可以集成為便攜式組件，佩戴在操作手身上，方便使用。其中的CPU模塊負(fù)責(zé)處理傳感器獲取的數(shù)據(jù)，并計(jì)算得到有效插入深度、有效振搗時(shí)間、振搗位置等信息。其中的無線傳輸模塊采用無線網(wǎng)絡(luò)，用于施工現(xiàn)場與后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和指令的傳輸。無線網(wǎng)絡(luò)可以采用WiFi (Wireless Fidelity)無線網(wǎng)絡(luò)，也可采用ZigBee、GSM等無線網(wǎng)絡(luò)。其中ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有低功耗、低成本、使用免費(fèi)2.4G頻段，以及高抗干擾和高保密性的特點(diǎn)。可選的，所述的測距模塊為超聲波測距模塊或紅外線測距模塊。這兩種測距模塊都是目前常用的成熟模塊，也可以使用具有類似功能的其它模塊或設(shè)備?？蛇x的，所述的水平傳感設(shè)備為水平傳感儀或陀螺儀，通過水平傳感儀或陀螺儀可以方便準(zhǔn)確的監(jiān)控振搗頭的插入傾角。所述的定位模塊為GPS裝置或北斗定位裝置。這兩種都是成熟免費(fèi)的定位裝置/系統(tǒng)，具有定位準(zhǔn)確、成本低的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的手持式混凝土振搗器能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土振搗過程的全程動(dòng)態(tài)和各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，為施工質(zhì)量的評價(jià)、考核和施工缺陷的排查提供確切的依據(jù)，對未達(dá)到控制要求的施工操作進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒，及時(shí)對影響混凝土質(zhì)量的操作進(jìn)行糾正，并且對振搗過程的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定量監(jiān)控，加強(qiáng)了施工操作的規(guī)范管理，有利于提高施工質(zhì)量。以下結(jié)合實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。

圖1為本實(shí)用新型手持式混凝土振搗器的電路連接框圖。
圖2為本實(shí)用新型手持式混凝土振搗器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示本實(shí)用新型的手持式混凝土振搗器，包括有CPU-WT (數(shù)據(jù)處理和無線傳輸，Central Processing Unit-ffireless Transmission)類型的處理模塊,所述的處理模塊連接有GPS定位模塊和預(yù)報(bào)警模塊，其中定位模塊包括了布置在施工場地內(nèi)的固定基站和設(shè)于手持式混凝土振搗頭4頂部附近(振搗頭4與顯示屏幕2的交接處附近)的天線。通過定位模塊上的天線，監(jiān)控手持式混凝土振搗器的坐標(biāo)，可獲取振搗坐標(biāo)和方位角，將坐標(biāo)和方位角信息發(fā)送到處理模塊，計(jì)算本次振搗的有效范圍。預(yù)報(bào)警模塊包括了設(shè)于手持式混凝土振搗器的兩個(gè)手持握把I之間的顯示屏幕2和指示燈3。處理模塊中的CPU模塊負(fù)責(zé)處理傳感器獲取的數(shù)據(jù)，并計(jì)算得到有效插入深度、有效振搗時(shí)間、振搗位置等信息；無線傳輸模塊采用WiFi (Wireless Fidelity)無線網(wǎng)絡(luò)，處理模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行無線連接。后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)可以為PC電腦或類似設(shè)備、系統(tǒng)，用于對不規(guī)范的振搗操作進(jìn)行記錄，由監(jiān)理技術(shù)人員發(fā)布糾偏指令，及時(shí)進(jìn)行糾正。同時(shí)還用于對施工過程信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合考核和質(zhì)量評定指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量評定。顯示屏幕I能夠通過文本信息提醒操作員當(dāng)前操作的不規(guī)范信息；指示燈3為多種類型的指示燈，能夠分別對振搗時(shí)間、振搗深度、欠振/超振、插入深度滿足/不足、插入速度過慢/拔出速度過快等信息分別以紅綠黃燈的顏色進(jìn)行區(qū)分提示不同的狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)理人員發(fā)布指令時(shí)，顯示屏幕2還能夠自動(dòng)顯示指令內(nèi)容。在顯示屏幕2和和振搗頭4之間還設(shè)有連接軟管5，用于和外圍電氣設(shè)備進(jìn)行連接。[0029]處理模塊還連接有陀螺儀結(jié)構(gòu)的水平傳感設(shè)備和超聲波測距模塊，所述的水平傳感設(shè)備設(shè)于手持式混凝土振搗器的振搗頭4上或內(nèi)置于振搗頭4中，測距模塊設(shè)于手持式混凝土振搗器的振搗頭4頂端附近(振搗頭4與顯示屏幕2的交接處附近)，方向平行于振搗頭4，安裝高度高于振搗頭4的最大插入深度值。通過測距模塊獲取振搗頭4插入混凝土表面的深度，水平傳感設(shè)備獲取振搗器與鉛垂方向的夾角，將這兩個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)處理模塊計(jì)算生成有效插入深度、插入速度、拔出速度的數(shù)據(jù)；測距模塊還用于監(jiān)控振搗器插入深度的動(dòng)態(tài)變化，從插入深度達(dá)到最小深度開始計(jì)時(shí)，直至振搗完畢振搗器拔出混凝土達(dá)到限定長度為止，由處理模塊計(jì)算振搗有效時(shí)間。處理模塊從測距模塊和水平傳感設(shè)備獲取實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，并與控制指標(biāo)進(jìn)行對比，對不良施工記錄進(jìn)行判別和預(yù)警標(biāo)記，通過顯示屏幕2和指示燈3進(jìn)行提示。在手持式混凝土振搗器中還具有電源模塊。電源模塊包括了 DC/DC (直流/直流轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換模塊、交流電源和充電適配器，為所述的GPS定位模塊、超聲波測距模塊、處理模塊以及水平傳感設(shè)備供電。這樣通過對混凝土振搗過程的全程動(dòng)態(tài)和各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，為施工質(zhì)量的評價(jià)、考核和施工缺陷的排查提供確切的依據(jù)，對未達(dá)到控制要求的施工操作進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒，及時(shí)對影響混凝土質(zhì)量的操作進(jìn)行糾正，并且對振搗過程的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定量監(jiān)控，加強(qiáng)了施工操作的規(guī)范管理，提高了施工質(zhì)量`。
權(quán)利要求1.手持式混凝土振搗器，包括有處理模塊，其特征為:所述的處理模塊連接有定位模塊和預(yù)報(bào)警模塊，其中定位模塊包括了布置在施工場地內(nèi)的固定基站和設(shè)于手持式混凝土振搗器上的天線；預(yù)報(bào)警模塊包括了設(shè)于手持式混凝土振搗器的兩個(gè)手持握把(I)之間的顯示屏幕(2)和指示燈(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:所述的定位模塊固定安裝在手持式混凝土振搗頭(4)的頂部附近。
3.如權(quán)利要求1所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:處理模塊還連接有水平傳感設(shè)備和測距模塊，所述的水平傳感設(shè)備設(shè)于手持式混凝土振搗器的振搗頭(4)上或內(nèi)置于振搗頭(4)中，測距模塊設(shè)于手持式混凝土振搗器的振搗頭(4)頂端附近，方向平行于振搗頭(4)，安裝高度高于振搗頭(4)的最大插入深度值。
4.如權(quán)利要求1所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:處理模塊還與后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:所述的處理模塊包含CPU和無線傳輸模塊，處理模塊通過無線傳輸模塊與后臺(tái)監(jiān)理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行無線連接。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:所述的測距模塊為超聲波測距模塊或紅外線測距模塊。
7.如權(quán)利要求1至5之一所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:所述的水平傳感設(shè)備為水平傳感儀或陀螺儀。
8.如權(quán)利要求1至5之一所述的手持式混凝土振搗器，其特征為:所述的定位模塊為GPS裝置或北斗定位裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及手持式混凝土振搗器，包括有處理模塊，所述的處理模塊連接有定位模塊和預(yù)報(bào)警模塊，其中定位模塊包括了布置在施工場地內(nèi)的固定基站和設(shè)于手持式混凝土振搗器上的天線；預(yù)報(bào)警模塊包括了設(shè)于手持式混凝土振搗器的兩個(gè)手持握把之間的顯示屏幕和指示燈。本實(shí)用新型的手持式混凝土振搗器能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土振搗過程的全程動(dòng)態(tài)和各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，為施工質(zhì)量的評價(jià)、考核和施工缺陷的排查提供確切的依據(jù)，對未達(dá)到控制要求的施工操作進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒，及時(shí)對影響混凝土質(zhì)量的操作進(jìn)行糾正，并且對振搗過程的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定量監(jiān)控，加強(qiáng)了施工操作的規(guī)范管理，有利于提高施工質(zhì)量。
文檔編號(hào)E04G21/08GK203113805SQ20132009623
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者陳萬濤, 邱向東, 尹習(xí)雙, 劉金飛, 鐘桂良, 宋述軍, 賴剛, 劉永亮 申請人:中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院