專利名稱：全自動釬探機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型全自動釬探機，涉及一種勘測建筑物地基地質(zhì)的裝置。
技術(shù)背景在房屋建筑施工前要對地基土層狀況進行釬探。目前常用的是打釬探測， 一般采用 人工操作，方法是人工掄8-IO磅重的鐵錘，舉到70-80cm高度，然后自由落下，將鋼 釬一點點打進土層，每打入30-50cm為一段，共打五段，深1.5-2.5m。每打一段記錄 一次錘數(shù)，如果每打一段的錘數(shù)相同則表示土層均勻，如果其中一段的錘數(shù)較少，則表 示在該段的土層有疏松或空洞等地下構(gòu)造。這種釬探方法，升錘高度控制不一致導(dǎo)致夯 擊力一致性差，計數(shù)、釬探深度等都需要操作人員記錄來完成，大量繁瑣工作容易產(chǎn)生 失誤，導(dǎo)致釬探效果不佳，影響建筑質(zhì)量。隨著釬探技術(shù)的發(fā)展，市面出現(xiàn)一部分靠電 動機和行程開關(guān)控制的自動釬探機，配備有電氣控制柜，解決了頻繁升錘浪費勞動力的 情況。但是這種釬探機仍然需要人工計數(shù)，并且數(shù)據(jù)不能存儲，突然斷電以后數(shù)據(jù)將消 失，給使用造成大量不便。 實用新型內(nèi)容根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡 便省力、工效高、具有數(shù)據(jù)存儲和掉電數(shù)據(jù)保存功能的全自動釬探機。本實用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是全自動釬探機，包括機架、夯釬 機構(gòu)、電機，機架上設(shè)置有與夯釬機構(gòu)對應(yīng)的錘數(shù)接近開關(guān)、段數(shù)接近開關(guān)、限位開關(guān)， 其特征在于所述錘數(shù)接近開關(guān)、段數(shù)接近開關(guān)、限位開關(guān)以及電機連接一控制器，所述控 制器包括一個含有操作面板和連線插槽的盒體，盒體內(nèi)安裝含各種功能電路的線路板、空 氣開關(guān)、交流接觸器和工頻變壓器，所述插槽包括電源線插槽、行程開關(guān)插槽和電機插槽， 同時設(shè)置接地端子，行程開關(guān)插槽外部連接錘數(shù)接近開關(guān)、段數(shù)接近開關(guān)、限位開關(guān)，電 機插槽外部連接電機，電源線插槽外連接380V電源，內(nèi)通過導(dǎo)線連接空氣開關(guān)的輸入端， 空氣開關(guān)的輸出端通過交流接觸器的觸點連接電機插槽，空氣開關(guān)的輸出端還連接工頻變 壓器的初級線圈，線路板上的各種功能電路包括電源電路、USB接口電路、RS232通訊接口電路、不掉電存儲器電路、顯示及鍵盤掃描電路、報警電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸 出電路，電源電路的輸入端連接工頻變壓器的次級線圈，各種功能電路分別與單片機I/O端連接，行程開關(guān)插槽連接開關(guān)量輸入電路的輸入端，開關(guān)量輸出電路輸出端經(jīng)三級管進行電流放大后控制小型繼電器，繼電器的觸點連接交流接觸器的線圈，操作面板設(shè)置RS232 接口、鍵盤、USB接口、數(shù)碼管和指示燈。本實用新型主要技術(shù)特點在于采用控制器實現(xiàn)釬探機的自動控制，提高釬探效率，節(jié) 省人力、物力。所述單片機Ul連接由電容Cl、 C2和晶振Ml組成的晶體振蕩電路，用于提供單片機 Ul所需時鐘信號，以及發(fā)光二極管L1和電阻R8組成的數(shù)據(jù)存盤指示電路，單片機U1采 用C8051F系列芯片，所述USB接口電路包括接插件P3，電容C3、 C4，晶振M2和USB接口 芯片U4， USB驅(qū)動芯片U4的輸出端連接接插件P3，輸入端連接單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6 腳，控制端連接單片機U1的P2.3腳，電容C3、 C4和晶振M2組成的USB接口芯片U4的晶 振電路，所述不掉電存儲電路包括芯片U2，芯片U2與單片機Ul采用I2C總線連接，所述 開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出電路包括電阻R1-R3、 R6、 R7、三極管T2、 二極管D1、繼電器KM1 和光電耦合器U5、 U6，電阻Rl與光電耦合器U5A的輸入端串聯(lián)在+ 12V和行程開關(guān)插槽之 間，光電耦合器U5A的輸出端連接單片機U1的P3.4腳，電阻R2與光電耦合器U5B的輸入 端串聯(lián)在+ 12V和行程開關(guān)插槽之間，光電耦合器U5B的輸出端連接單片機U1的P3.5腳， 電阻R3與光電耦合器U6B的輸入端串聯(lián)在+12V和行程開關(guān)插槽之間，光電耦合器U6B的 輸出端連接單片機Ul的P3. 6腳，電阻R6與光電耦合器U6A的輸入端串聯(lián)在+ 5V和單片 機U1的P2.2之間，光電耦合器U6A的輸出端通過電阻R7連接三極管T2的基極，三極管 T2的集電極接地，射電極通過并聯(lián)的繼電器KM1和二極管D1連接+ 12V，繼電器KM1的常 開觸點連接接插件Pl的兩端,接插件Pl連接交流接觸器的線圈，RS232接口電路包括RS232 接口芯片U3，電容C5-C8和接插件P2， RS232芯片U3的Cl +腳和Cl一腳之間連接電容C5， C2+腳和C2—腳之間連接電容C6， V+腳通過電容C7接地，V—通過電容C8接地，R10UT 腳和T1IN腳分別連接單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6腳，R1IN腳和T10UT腳分別連接接插件 P2的2腳和3腳。電源電路的輸出端連接單片機電路、USB接口電路、不掉電存儲器電路、顯示及鍵 盤掃描電路、開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出電路等，為這些電路提供直流電源支持。使用時，電源線插槽連接380V交流電，行程開關(guān)插槽連接段數(shù)接近開關(guān)、錘數(shù)接 近開關(guān)和高度限位開關(guān)，獲取段數(shù)、錘數(shù)、高度限制等開關(guān)量信號，電機插槽連接自動釬探機的動力電機。操作人員起動自動釬探機后，本實用新型會自動記錄每段內(nèi)的擊打 錘數(shù)，并存放在線路板內(nèi)部不掉電存儲器內(nèi)。當(dāng)自動釬探機移到下一探孔位置，并且不 進行樓號設(shè)置和孔號設(shè)置時，按下操作面板的鍵盤7 "起/停"鍵，電機開始起動，探 孔的編號自動加l，開始記錄新探孔的段數(shù)及錘數(shù)，上一探孔的數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲。釬探完 畢后可以通過USB接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到U盤中。也可以通過RS232接口進行傳輸。其中所述的單片機電路CPU采用混合信號系統(tǒng)級芯片C8051F系列，它功能強、處 理速度快，系統(tǒng)集成度高、工作可靠，使用一片芯片即可滿足釬探機的性能要求。所述的不掉電存儲器電路采用新型存儲器芯片，它與單片機采用12(:總線聯(lián)接。 本自動釬探機不掉電存儲器具有存儲容量高、存儲速度快、存儲周期長，能夠滿足自動 釬探機數(shù)據(jù)的存儲要求，在釬探過程中突然斷電，恢復(fù)供電后釬探工作可以繼續(xù)進行， 完全不受斷電影響。所述的顯示及鍵盤掃描電路包括數(shù)碼顯示電路和鍵盤掃描電路，數(shù)碼顯示電路采用 9只超高亮數(shù)碼管，分別對應(yīng)操作面板上的樓號(2位)、孔號(3位)、段數(shù)(l位)及 錘數(shù)(3位)，鍵盤7通過位掃描驅(qū)動芯片連接單片機的輸入端。數(shù)碼顯示電路采用PNP 型三極管驅(qū)動，通過段譯碼電路，將單片機提供的BCD碼數(shù)據(jù)，分段顯示在操作面板的 LED上，顯示及鍵盤掃描電路采用動態(tài)掃描。所述的線路板設(shè)置的報警電路連接單片機的輸出端。當(dāng)線路板發(fā)生異?；虼鎯盤 時發(fā)生錯誤以及釬探時遇到石層釬探某一段內(nèi)錘數(shù)超過限值值時，起動報警電路，報警 電路為聲光報警。所述的線路板設(shè)置的RS232接口電路，當(dāng)USB接口損壞不能正確存儲釬探數(shù)據(jù)時可 以采用RS232接口將存儲在不掉電存儲器中的數(shù)據(jù)上傳到計算機中，以免不必要的損 失。本實用新型自動釬探機所具有的有益效果是通過采用新型不掉電存儲芯片，能夠 做到釬探過程中突然斷電，恢復(fù)供電后釬探工作可以繼續(xù)進行，完全不受斷電影響。采 用混合信號處理器處理釬探數(shù)據(jù)，處理速度快、芯片集成度高、系統(tǒng)工作可靠。采用大 眾產(chǎn)品U盤為存儲介質(zhì)，使用簡單方便、數(shù)據(jù)存儲安全可靠。采用非接觸電感式接近開 關(guān)采集段數(shù)和錘數(shù)，代替國內(nèi)同類產(chǎn)品采用機械式行程開關(guān)所帶來的頻繁更換所帶來的 成本高、效率低等缺點。本實用新型具有升錘時的高度限值功能，當(dāng)升錘達到釬探機頂 部時，將自動停止升錘，保護電機和釬探機的安全。自動化程度高，提高了釬探效率， 節(jié)省人力、物力。


圖1是本實用新型控制器盒體的主視圖；圖2是本實用新型控制器的電氣原理方框圖；圖3是本實用新型控制器線路板的電路原理圖；圖4是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4縱向滑桿的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6是圖4升降架的結(jié)構(gòu)簡圖；圖7為圖4中的A處放大圖； 圖8為圖7的右視圖。圖1-8是本實用新型的最佳實施例，其中1、盒體 2、電源線插槽 3、電機 插槽 4、行程開關(guān)插槽 5、接地端子 6、RS232接口 7、鍵盤 8、USB接口 9、 數(shù)碼管 10、指示燈 11、機架 12、傳動鏈條 13、減速機 14、電機 15、 底座 16、萬向輪 17、行走輪 18、轉(zhuǎn)向輪 19、夯錘 20、凸塊 21、擋塊 22、縱向鏈輪 23、升降架 24、縱向滑桿 25、計數(shù)鏈條 26、鏈輪 27、滑 輪 28、夾釬裝置 29、掛桿 30、段數(shù)接近開關(guān) 31、滾輪 32、掛桿33、 限位開關(guān) 34、錘數(shù)接近開關(guān)35、光桿R1 R8、電阻C1 C8、電容Tl、 T2、 PNP三極管Dl、續(xù)流二極管 Ll、 L2、發(fā)光二極管Bl、蜂鳴器M1、M2、晶振Ul、處理器U2、不掉電存儲器 U3、 RS232接口芯片U4、 USB驅(qū)動芯片U5、 U6、光耦P1 P3、接插件。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述如圖4一8所示，本實用新型的釬探機，包括機架ll和夯釬機構(gòu)，夯釬機構(gòu)包括 升降架23和夯錘19，升降架23縱向滑動安裝在機架11的縱向滑桿24上。機架11 的底座25上安裝電機14與減速機13?？v向滑桿24的頂端裝有鏈輪26，底部安裝轉(zhuǎn) 向輪18，鏈輪26、轉(zhuǎn)向輪18與減速機13之間通過傳動鏈條12聯(lián)接。升降架上間隔 豎直安裝兩個縱向鏈輪22,傳動鏈條在兩個縱向鏈輪之間發(fā)生轉(zhuǎn)向。夯錘19套裝在光 桿35上，光桿35固定在升降架23上，夯錘上固定聯(lián)接凸塊20，與傳動鏈條12上等 間距間隔設(shè)置的掛桿29相配合。升降架23上鉸接一可以阻擋縱向鏈輪22轉(zhuǎn)動的擋塊 21。在底座15上設(shè)置有錘數(shù)接近開關(guān)34與傳動鏈條上的掛桿29對應(yīng)，縱向滑桿24 的頂端與鏈輪26同軸裝有滑輪27，計數(shù)鏈條25的一端繞過固定在底座15的滾輪31，連接升降架23底部，另一端聯(lián)接鋼絲繩，鋼絲繩繞過滑輪27，鋼絲繩的另一端聯(lián)接在 升降架23上部，計數(shù)鏈條25上間隔等距離設(shè)有掛桿32，在底座設(shè)有段數(shù)接近開關(guān)30 與計數(shù)鏈條上的掛桿32對應(yīng)。底座15下方后部安裝行走輪17，前端安裝萬向輪16。縱向鏈輪22為相隔一定距離豎直安裝的兩個鏈輪，傳動鏈條在兩個鏈輪之間發(fā)生 轉(zhuǎn)向，當(dāng)夯錘19升到一定高度(限位開關(guān)33處)時，傳動鏈條2轉(zhuǎn)彎，使掛桿29與 凸塊20脫離，夯錘19自由落下。使用時，將擋塊21插入縱向鏈輪22的齒間，啟動電機14，減速機13運轉(zhuǎn)，并帶 動傳動鏈條12旋轉(zhuǎn)運動，升降架23被提起，將探釬安裝在夯錘19的下部的夾釬裝置 28上；將擋塊21撥離縱向鏈輪22，縱向鏈輪22開始旋轉(zhuǎn)，傳動鏈條12旋轉(zhuǎn)運動， 傳動鏈條12上的掛桿29與夯錘19上的凸塊20配合掛聯(lián)，帶動夯錘19沿升降架23 的光桿上移。當(dāng)夯錘19到限位開關(guān)33高度時，傳動鏈條12轉(zhuǎn)彎，掛桿29與凸塊20 脫離，夯錘19自由落下，砸在夾釬裝置28上，完成一次打釬，如此反復(fù)，直至將探 釬打入需要的深度。底座上設(shè)置有與傳動鏈條12相適應(yīng)的錘數(shù)接近開關(guān)34，傳動鏈條 12轉(zhuǎn)動時，掛桿29打擊/接近錘數(shù)接近開關(guān)34，完成打擊錘數(shù)的自動計數(shù)。同時，當(dāng) 升降架23上下移動時，計數(shù)鏈條25隨之運動，計數(shù)鏈條25的掛桿打擊/接近段數(shù)接 近開關(guān)30，自動完成釬探段數(shù)統(tǒng)計。提釬時，將擋塊21插入縱向鏈輪22的齒間，啟動電機14，減速機13運轉(zhuǎn)，并帶 動傳動鏈條12旋轉(zhuǎn)運動，升降架23連同探釬被提起。限位開關(guān)33、錘數(shù)接近開關(guān)34和段數(shù)接近開關(guān)30以及電機電聯(lián)接控制器。如圖1所示，控制器的盒體1上設(shè)置有電源線插槽2、電機插槽3、行程開關(guān)插槽 4、接地端子5和操作面板。操作面板設(shè)置有RS232接口 6、鍵盤7、 USB接口8、數(shù)碼 管9和指示燈10。接地端子5外部接地，內(nèi)部連接機箱殼體。盒體1內(nèi)部安裝設(shè)置有單片機電路的線路板。數(shù)碼管9位于操作面板的右上部，分為四個部分，自左至右分別為"樓號"(兩位 數(shù)字)、"孔號"(三位數(shù)字)、"段數(shù)"(一位數(shù)字)、"錘數(shù)"(三位數(shù)字)。鍵盤7設(shè)置多個功能按鍵，位于操作面板的右側(cè)。共有22個按鍵，分為兩個部分， 最右側(cè)上下排列的三個橢圓形按鍵"升錘"、"起/停"、"暫停"、用于釬探時電機的控 制，而左側(cè)的19個按鍵用于停機(電機停止轉(zhuǎn)動)狀態(tài)下操作，分為功能按鍵(矩形 或正方形按鍵)和數(shù)字鍵(傾斜的橢圓鍵)。指示燈io設(shè)置指示存盤狀態(tài)和報警指示。圖3為電氣原理圖框圖，電源線插槽的三相電源線通過空氣開關(guān)連接交流接觸器的 觸點一端，交流接觸器觸點的另一端連接電機插槽?？諝忾_關(guān)輸出端的Al相連接交流 接觸器的線圈一端，交流接觸器線圈另一端連接線路板上中間繼電器常開觸點，由線路 板控制電機的起動和停止?？諝忾_關(guān)輸出端的Bl相和中線N連接工頻變壓器的初級線 圈。工頻變壓器的次級線圈輸出15V+、 15V—和8V+、 8V—兩組交流信號，經(jīng)線路板 整流濾波后向線路板其它電路供電。使用時，電源線插槽連接380V三相四線制交流電，中線N必須連接，以便控制電 路使用220V交流電。行程開關(guān)插槽連接自動釬探機各個部位的段數(shù)接近開關(guān)、錘數(shù)接 近開關(guān)和高度限位開關(guān)，獲取段數(shù)、錘數(shù)、高度限制等開關(guān)量信號。電機插槽連接自動 釬探機的動力電機。盒體1上設(shè)置有操作面板。操作面板上設(shè)置數(shù)據(jù)顯示窗口和用于參數(shù)設(shè)置和釬探機 控制的功能按鍵。操作面板下面設(shè)有各種功能的線路板，包括單片機電路、電源電路、 RS232接口電路、USB接口電路、報警電路、不掉電存儲器電路、顯示及鍵盤掃描電路、 開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路等。圖4為線路板的電路原理圖。單片機Ul的XTAL1腳和XTAL2腳之間連接由電容Cl、 C2和晶振Ml組成的晶振電 路，單片機Ul的P2. 1腳串聯(lián)由發(fā)光二極管Ll和電阻R8組成的數(shù)據(jù)存盤指示電路。單 片機U1的13、 14腳為編程接口，用于控制軟件的下載。單片機U1采用C8051F系列芯 片。它功能強、處理速度快，系統(tǒng)集成度高、工作可靠，使用一片即可滿足釬探機的控 制要求。USB接口電路包括接插件P3、電容C3、 C4，晶振M2和USB驅(qū)動芯片U4， USB驅(qū)動 芯片U4的輸出端連接接插件P3,輸入端連接單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6腳，控制端 連接單片機U1的P2.3腳，電容C3、 C4和晶振M2組成晶振電路向U4提高時鐘信號。 操作面板上設(shè)置有USB接口 (即接插件P3),存儲在控制器內(nèi)部不掉電存儲器上的數(shù)據(jù) 可以通過按壓"數(shù)據(jù)存盤"按鍵轉(zhuǎn)存到U盤上。不掉電存儲器U2的A0腳、Al腳、A2腳、SDA腳和SCL腳分別連接單片機Ul的P0. 0 腳 P0.2腳、P0.4腳和P0.5腳。本自動釬探機采用的不掉電存儲器芯片U2具有存儲 容量大、保存時間長、存儲速度快等特點，能夠滿足自動釬探機數(shù)據(jù)的存儲要求，在釬 探過程中突然斷電，恢復(fù)供電后釬探工作可以繼續(xù)進行，完全不受斷電影響。開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出電路包括電阻R1 R3、 R6、 R7、三極管T2、 二極管D1、 繼電器KM1和光耦U5、 U6。電阻R1與光耦U5A的輸入端串聯(lián)在+ 12V和行程開關(guān)插槽 之間，光耦U5A的輸出端連接單片機U1的P3.4腳，作為"段數(shù)"輸入。電阻R2與光 耦U5B的輸入端串聯(lián)在+ 12V和行程開關(guān)插槽之間，光耦U5B的輸出端連接單片機Ul 的P3.5腳，作為"錘數(shù)"輸入。電阻R3與光耦U6B的輸入端串聯(lián)在+ 12V和行程開關(guān) 插槽之間，光耦U6B的輸出端連接單片機Ul的P3. 6腳，作為"限高"輸入。采用非接 觸式接近開關(guān)采集段數(shù)和錘數(shù)，因此壽命遠遠大于機械式接近開關(guān)。限高輸入因使用頻 率較低因此可以采用廉價的機械式接近開關(guān)。三路開關(guān)量信號均采用光電隔離，以免外 部干擾引入到線路板內(nèi)，影響程序的正常執(zhí)行。三路信號采用中斷方式進入單片機U1， 保證了信號的響應(yīng)速度。電阻R6與光耦U6A的輸入端串聯(lián)在+ 5V和處理器P2. 2之間， 光耦U6A的輸出端通過電阻R7連接三極管T2的基極。三極管T2的集電極接地，射電 極通過并聯(lián)的繼電器KM1和二極管Dl連接+12V。繼電器KM1的常開觸點連接接插件 Pl的兩端，接插件Pl連接交流接觸器的線圈。單片機Ul輸出的信號通過光耦經(jīng)三級 管T2放大后驅(qū)動繼電器KM1線圈，繼電器KM1的一組常開觸點控制交流接觸器線圈的 通斷，交流接觸器的觸點控制電機的起停。報警電路包括電阻R4、 R5，發(fā)光二極管L2，蜂鳴器B1和三極管T1，電阻R4和發(fā) 光二極管L2串聯(lián)，然后與蜂鳴器B1并聯(lián)連接在+ 5V和三極管T1的射電極之間。三極 管Tl的集電極接地，基極通過電阻R5連接單片機Ul的P2. 7腳。當(dāng)線路板發(fā)生異?；?存儲U盤時發(fā)生錯誤以及釬探時遇到石層釬探某一段內(nèi)錘數(shù)超過限值時，單片機U1的 P2.7腳控制報警時蜂鳴器B1發(fā)聲，同時L2閃亮。RS232接口電路包括RS232芯片U3，電容C5-C8和接插件P2(即操作面板上的RS232 接口6)， RS232芯片U3的C1+腳和C1—腳之間連接電容C5， C2+腳和C2—腳之間連 接電容C6， V+腳通過電容C7接地，V—通過電容C8接地，R10UT腳和T1IN腳分別連接 單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6腳，R1IN腳和T10UT腳分別連接接插件P2的2腳和3腳。 RS232接口電路與USB接口電路并聯(lián)連接在單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6腳。當(dāng)USB接 口損壞不能正確存儲釬探數(shù)據(jù)時，可以采用RS232接口將存儲在不掉電存儲器中的數(shù)據(jù) 上傳到計算機中，以免不必要的損失。顯示及鍵盤掃描電路采用較為普遍的數(shù)碼顯示電路和鍵盤掃描電路。數(shù)碼顯示電路 采用9只超高亮數(shù)碼管，在操作面板上對應(yīng)設(shè)置為樓號、孔號、段數(shù)及錘數(shù)，鍵盤掃描 電路的按鍵設(shè)置在操作面板上，按鍵通過位掃描驅(qū)動芯片連接單片機Ul的P1.0腳 PL3腳。數(shù)碼顯示電路采用PNP型三極管驅(qū)動，通過段譯碼電路，將單片機U1的P3.0 腳 P3. 3腳提供的BCD碼數(shù)據(jù)，分段顯示在操作面板的LED上。電源電路采用線性穩(wěn)壓電源，優(yōu)點是簡單、可靠、成本低、紋波小，采用來自空氣 開關(guān)B1相的交流220伏輸入，經(jīng)工頻變壓器輸出兩路15VAC和8VAC交流信號，再經(jīng)整 流、濾波、穩(wěn)壓輸出+ 12VDC、十5VDC和+ 3.3VDC三路直流信號，其中+ 12VDC供外部 接近開關(guān)使用、+5乂0(:供線路板外部其他電路使用、+3.3VDC供單片機U1使用。本實用新型可以通過設(shè)置，配用在AQT-lx系列釬探機時，實現(xiàn)以下功能1自動計數(shù)操作人員起動釬探機電機運行后，操作面板顯示的孔號將自動加1，此探孔下的段 數(shù)和錘數(shù)將顯示在操作面板的LED數(shù)碼管9上，當(dāng)前樓號下的某一探孔完成后，數(shù)據(jù)會 自動保存。當(dāng)機器移到下一探孔位置，并且不進行樓號設(shè)置和孔號設(shè)置時，按下鍵盤7 的"起/停"按鍵，控制器自動將探孔的編號加l，并記錄新探孔的數(shù)據(jù)，保證上一探 孔的數(shù)據(jù)不丟失。樓號和孔號的設(shè)置通過操作面板上的鍵盤7完成。2斷電數(shù)據(jù)保存當(dāng)釬探過程中突然斷電時，控制器能夠?qū)嚯娭暗臄?shù)據(jù)，包括樓號、孔號、段及 當(dāng)前段的錘數(shù)保存，恢復(fù)供電后釬探工作可以在當(dāng)前段及當(dāng)前錘數(shù)下繼續(xù)進行，完全不 受斷電影響。3自動停機出現(xiàn)下列兩種情況時會自動停機 當(dāng)前探孔完成達到預(yù)定的深度(7段)； 釬探過程中某段遇見石層受阻錘擊數(shù)超過120(修改軟件可以改變該值，最大 255)。4高度限值功能在釬探機的頂部安裝作用于限高的一個機械式接近開關(guān)(限位開關(guān)33)，當(dāng)執(zhí)行升 錘操作時，錘頭提升到頂部接觸到限位開關(guān)33，控制器將自動停止升錘，保護電機和 釬探機的安全。5數(shù)據(jù)擦除當(dāng)確認控制器內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)已安全地轉(zhuǎn)存到U盤上并能成功地在計算機上讀出時， 控制器內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)可以擦除，以便進行后面的釬探工作，擦除控制器內(nèi)部數(shù)據(jù)的操 作是常按鍵盤7的"數(shù)據(jù)擦除"按鍵5秒以上，數(shù)碼管9樓號顯示器顯示擦除進度，顯當(dāng)顯示00時表示擦除完成。 6多棟樓同時釬探設(shè)置樓號存儲的目的是不同樓號的探孔編號可以重合而不會發(fā)生混淆，樓號選擇范 圍為00 99，孔號選擇范圍為000~999,控制器能夠存儲的數(shù)據(jù)大小由控制器內(nèi)部存 儲器容量決定，可以存儲800 3000個孔*樓號的數(shù)據(jù)(視存儲器容量而定)；操作說明1升錘升綞操作是通過按壓鍵盤7的"升錘"按鍵實現(xiàn)的。當(dāng)操作人員按下"升錘"按鍵 時，電機14開始運行；釋放按鍵時，電機14停止。利用此功能，可以將升降架23升 到高端，以便安裝探釬。此功能只有在停機狀態(tài)下才有效。升錘過程具有保護功能，當(dāng) 按壓"升錘"按鍵不放升降架23升到釬探機頂部接觸到限位開關(guān)33時，電機14將自 動停止運行，保護電機和釬探機的安全。不能短時間內(nèi)頻繁按下和釋放"升錘"按鍵，這樣有損于電機的壽命。2起動若釬探機接線正確，加電后數(shù)碼管9會顯示前一個探孔的數(shù)據(jù)，此時操作人員可以 通過按壓鍵盤7的"樓號設(shè)置"和"孔號設(shè)置"按鍵進行樓號和孔號的設(shè)置，當(dāng)不進行 樓號和孔號設(shè)置時，按壓"起/停"按鍵，樓號不變孔號自動加l，當(dāng)進行"樓號設(shè)置" 或"孔號設(shè)置"后再按壓"起/停"按鍵樓號和孔號均不加1。按壓"起/停"按鍵后 電機14開始運行，進行正常的釬探工作，每錘擊一次，數(shù)碼管9內(nèi)的"錘數(shù)"會自動 加1。當(dāng)探釬下降300咖后，數(shù)碼管9內(nèi)的"綞數(shù)"會自動變?yōu)?，而"段數(shù)"顯示會 變?yōu)?，表示第一段完成，開始本孔的第二段釬探。這個過程一直循環(huán)執(zhí)行，當(dāng)"段數(shù)" 顯示為7后，探釬再下降300mm。釬探機會自動停機，標(biāo)志此探孔釬探過程結(jié)束(探釬 已經(jīng)下降2.1m)，并將各段的錘數(shù)記錄在控制器內(nèi)。停機后，數(shù)碼管9內(nèi)的"錘數(shù)"會 自動變?yōu)?，而"段數(shù)"顯示會變?yōu)?，"樓號"和"孔號"保持原數(shù)據(jù)不變。此狀態(tài)下， 可以進行升錘、拔釬等工作。之后移動釬探機到下一個探孔位置，在按下"起/停"按 鍵之前可以進行參數(shù)設(shè)置工作，如不進行參數(shù)設(shè)置再按"起/停"按鍵起動電機運行， 此時"孔號"會自動加1，按此模式進行，可連續(xù)進行多個孔的釬探過程。第1000個 孔完成后("探孔編號"顯示為999)，操作人員應(yīng)做一次數(shù)據(jù)記錄或設(shè)置新的樓號，雖 然數(shù)據(jù)不會被第覆蓋而丟失，但在存儲的數(shù)據(jù)中將出現(xiàn)同樓號同孔號的數(shù)據(jù)，容易因其 引起混淆。3停機有四種情況可以停機。自動停機當(dāng)前探孔完成達到預(yù)定的深度(7段)或釬探過程中某段的錘擊數(shù)超過 120 (受阻)。人為停機運行過程中，按下鍵盤7的"起/停"鍵會使釬探機停止，人為停機會 造成當(dāng)前探孔工作終止，但不影響下一個孔的釬探工作。按壓操作面板"暫停"按鍵，此時電機14將停止工作，數(shù)碼管9顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)， 再一次按壓操作面板"暫停"鍵將繼續(xù)進行釬探工作。非正常停機斷電也會造成停機，但是，恢復(fù)供電后釬探工作可以繼續(xù)進行，完全 不受斷電影響。 4設(shè)置有2個參數(shù)需要通過鍵盤7進行設(shè)置，分別為樓號設(shè)置和孔號設(shè)置，兩者的設(shè)置類 似于計算機鍵盤輸入，可以通過按壓"退格"鍵修改剛剛輸入的數(shù)字，確認設(shè)置正確后 按壓"確認"鍵完成參數(shù)設(shè)置，需要注意的是剛剛設(shè)置完"樓號"或"孔號"，按壓"起 /停"鍵起動電機開始釬探時，孔號不自動加1。一般必須在停止?fàn)顟B(tài)下，才能進行參數(shù)設(shè)置。5數(shù)據(jù)存儲將U盤插入到USB接口 8 (接插件P3)上，按壓"數(shù)據(jù)存盤"按鍵，此時"存盤" 指示燈IO (發(fā)光二極管L1)(蘭燈)亮，U盤的指示燈閃亮，表示正在進行數(shù)據(jù)傳輸， 當(dāng)"存盤"指示燈(蘭燈)熄滅時表示數(shù)據(jù)存儲到U盤的工作已經(jīng)完成，可以拔下U盤， 插拔U盤時可以不用斷電。當(dāng)插入U盤"存盤"指示燈不亮或者是閃亮?xí)r說明此時在故障狀態(tài)，不能進行數(shù)據(jù) 存盤，首先確認U盤的完好性，其次是拔下U盤、關(guān)閉電源開關(guān)，重新供電再按壓"數(shù) 據(jù)存盤"按鍵，如果"存盤"指示燈(蘭燈)還是閃亮或不亮，說明控制器發(fā)生故障需 暫停使用，請專業(yè)人員檢査維修。另外釬探機控制器內(nèi)部的不掉電存儲器的容量是有限的，為了數(shù)據(jù)的安全性建議1 個工作日完成后就應(yīng)進行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，所謂數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存就是將釬探機控制器采集存儲的 數(shù)據(jù)存儲到U盤中，再將U盤的數(shù)據(jù)存儲到計算機上。數(shù)據(jù)存儲必須在停止?fàn)顟B(tài)下才能進行。6數(shù)據(jù)清除釬探機控制器內(nèi)部的不掉電存儲器的容量是有限的，因此需定期清除控制器內(nèi)部存 儲器內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，建議l個工作日完成后就應(yīng)進行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，確認數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存成功 后即可清除控制器內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)，清除數(shù)據(jù)的方法為按壓操作面板"清除數(shù)據(jù)"按鍵， 為防止因誤操作而使數(shù)據(jù)丟失，需長按"清除數(shù)據(jù)"按鍵5秒以上即可以將存儲器內(nèi)部 數(shù)據(jù)全部清零并且復(fù)位存儲指針，保證下一次存儲數(shù)據(jù)時從存儲器頭部開始存儲。數(shù)據(jù)清除必須在停止?fàn)顟B(tài)下才能進行。7暫停如果工作過程中出現(xiàn)故障需要暫停時，則可以按壓操作面板"暫停"按鍵，此時電 機將停止工作，顯示器顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)，故障排除需要重新工作時再一次按壓操作面板"暫 停"按鍵將繼續(xù)進行釬探工作。
權(quán)利要求1、一種全自動釬探機，包括機架(11)、夯釬機構(gòu)、電機(14)，機架(11)上設(shè)置有與夯釬機構(gòu)對應(yīng)的錘數(shù)接近開關(guān)(34)、段數(shù)接近開關(guān)(30)、限位開關(guān)(33)，其特征在于所述錘數(shù)接近開關(guān)(34)、段數(shù)接近開關(guān)(30)、限位開關(guān)(33)以及電機(14)連接一控制器，所述控制器包括一個含有操作面板和連線插槽的盒體(1)，盒體(1)內(nèi)安裝含各種功能電路的線路板、空氣開關(guān)、交流接觸器和工頻變壓器，所述插槽包括電源線插槽(2)、行程開關(guān)插槽(4)和電機插槽(3)，同時設(shè)置接地端子(5)，行程開關(guān)插槽(4)外部連接錘數(shù)接近開關(guān)(34)、段數(shù)接近開關(guān)(30)和限位開關(guān)(33)，電機插槽(3)外部連接電機(14)，電源線插槽(2)外連接380V電源，內(nèi)通過導(dǎo)線連接空氣開關(guān)的輸入端，空氣開關(guān)的輸出端通過交流接觸器的觸點連接電機插槽(3)，空氣開關(guān)的輸出端還連接工頻變壓器的初級線圈，線路板上的各種功能電路包括電源電路、USB接口電路、RS232通訊接口電路、不掉電存儲器電路、顯示及鍵盤掃描電路、報警電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路，電源電路的輸入端連接工頻變壓器的次級線圈，各種功能電路分別與單片機I/O端連接，行程開關(guān)插槽(4)連接開關(guān)量輸入電路的輸入端，開關(guān)量輸出電路輸出端經(jīng)三級管T2進行電流放大后控制小型繼電器KM1，繼電器的觸點連接交流接觸器的線圈，操作面板設(shè)置RS232接口(6)、鍵盤(7)、USB接口(8)、數(shù)碼管(9)和指示燈(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動釬探機，其特征在于所述單片機U1連接有由電容 Cl、 C2和晶振Ml組成的晶體振蕩電路以及發(fā)光二極管Ll和電阻R8組成的數(shù)據(jù)存盤指 示電路，單片機U1采用C8051F系列芯片，所述USB接口電路包括接插件P3，電容C3、 C4，晶振M2和USB接口芯片U4， USB驅(qū)動芯片U4的輸出端連接接插件P3，輸入端連 接單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6腳，控制端連接單片機Ul的P2. 3腳，電容C3、 C4和晶 振M2組成的USB接口芯片U4的晶振電路，所述不掉電存儲電路包括芯片U2，芯片U2 與單片機Ul釆用I2C總線連接，所述開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出電路包括電阻Rl-R3、 R6、 R7、三極管T2、 二極管D1、繼電器KM1和光電耦合器U5、 U6，電阻Rl與光電耦合器 U5A的輸入端串聯(lián)在+12V和行程開關(guān)插槽之間，光電耦合器U5A的輸出端連接單片機 Ul的P3. 4腳，電阻R2與光電耦合器U5B的輸入端串聯(lián)在+ 12V和行程開關(guān)插槽之間， 光電耦合器U5B的輸出端連接單片機Ul的P3. 5腳，電阻R3與光電耦合器U6B的輸入端串聯(lián)在+12V和行程開關(guān)插槽之間，光電耦合器U6B的輸出端連接單片機Ul的P3. 6 腳，電阻R6與光電耦合器U6A的輸入端串聯(lián)在+5V和單片機U1的P2.2之間，光電耦 合器U6A的輸出端通過電阻R7連接三極管T2的基極，三極管T2的集電極接地，射電 極通過并聯(lián)的繼電器KM1和二極管Dl連接+12V，繼電器KM1的常開觸點連接接插件 Pl的兩端，接插件P1連接交流接觸器的線圈，所述RS232接口電路包括RS232接口芯 片U3，電容C5-C8和接插件P2， RS232芯片U3的C1+腳和C1一腳之間連接電容C5， C2+腳和C2—腳之間連接電容C6， V+腳通過電容C7接地，V—通過電容C8接地，R10UT 腳和T1IN腳分別連接單片機Ul的P2. 5腳和P2. 6腳，R1IN腳和T10UT腳分別連接接 插件P2的2腳和3腳。
專利摘要全自動釬探機，包括機架、夯釬機構(gòu)、電機，機架上設(shè)置有與夯釬機構(gòu)對應(yīng)的錘數(shù)接近開關(guān)、段數(shù)接近開關(guān)、限位開關(guān)，主要技術(shù)特點在于這些開關(guān)以及電機連接控制器，控制器包括一含有操作面板和連線插槽的盒體，盒體內(nèi)安裝含各種功能電路的線路板、空氣開關(guān)、交流接觸器和工頻變壓器，所述插槽包括電源線插槽、行程開關(guān)插槽和電機插槽，同時設(shè)置接地端子。操作面板設(shè)置RS232接口、鍵盤、USB接口、數(shù)碼管和指示燈。各種功能電路包括電源電路、USB接口電路、RS232通訊接口電路、不掉電存儲器電路、顯示及鍵盤掃描電路、報警電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路。本實用新型自動化程度高，不受斷電影響，數(shù)據(jù)存儲安全可靠。
文檔編號E02D1/02GK201087345SQ200720026310
公開日2008年7月16日 申請日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者劉希濤, 劉福貴, 云 孫, 馬亞泉 申請人:山東縱橫地質(zhì)工程有限公司