專利名稱：靜壓樁測(cè)斜記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，適用于靜壓樁、大型機(jī)械設(shè)備、建筑物及其大型構(gòu)件的傾斜度的非接觸連續(xù)測(cè)量。
背景技術(shù)：
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑工程的質(zhì)量就顯得極為重要，特別是在測(cè)量施工中對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的檢測(cè)具有重要意義。靜壓樁機(jī)在樁施工時(shí)按照靜壓樁基礎(chǔ)施工規(guī)范，樁的傾斜度不得超過1%。當(dāng)前測(cè)量方法是使用經(jīng)緯儀，由于經(jīng)緯儀的基準(zhǔn)建立在地面上，測(cè)量速度較慢，它不易隨壓樁機(jī)機(jī)械移動(dòng)而移動(dòng)，所以跟不上施工的節(jié)奏，使之該規(guī)范大部分情況為虛設(shè)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，采取工業(yè)數(shù)字相機(jī)和MEMS技術(shù)測(cè)傾斜傳感器，利用單片機(jī)、PC機(jī)、圖像分析軟件及RS485網(wǎng)絡(luò)將其串接在一起達(dá)到動(dòng)態(tài)測(cè)量的目標(biāo)，在靜壓樁機(jī)正常工作的情況下，能連續(xù)、準(zhǔn)確、快速地測(cè)量靜壓樁的傾斜度并且予以記錄。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:依據(jù)本實(shí)用新型提供提供的一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，包括第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)、第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)、RS485網(wǎng)絡(luò)和PC機(jī)，所述的第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)分別由工業(yè)數(shù)字相機(jī)、傾斜度傳感器和控制器組成，傾斜度傳感器綁定在工業(yè)數(shù)字相機(jī)上，并通過SPI接口與控制器相連接，控制器再分別通過RS458網(wǎng)絡(luò)連接RS485/RS232轉(zhuǎn)換器并通過USB接口數(shù)據(jù)線連接PC機(jī)，工業(yè)數(shù)·字相機(jī)分別通過USB接口連接PC機(jī)。前述的傾斜度傳感器采用微電子機(jī)械系統(tǒng)MEMS測(cè)傾斜度的芯片。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:由于本實(shí)用新型采用圖像采集來解決測(cè)斜的問題，克服了傳統(tǒng)測(cè)斜儀器所需要的人工方法“水平整定”的過程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)“水平整定”、自動(dòng)修正測(cè)量數(shù)據(jù)、自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，使傾斜度檢測(cè)貫徹于連續(xù)生產(chǎn)之中，且完成測(cè)斜的速度較快，不會(huì)影響壓樁機(jī)正常工作。本裝置可安裝在靜壓樁機(jī)上，裝置隨著靜壓樁機(jī)移動(dòng)，不會(huì)受靜壓樁機(jī)位移和傾斜的影響，從而使本裝置可進(jìn)行連續(xù)的快速的進(jìn)行傾斜度的測(cè)量和結(jié)果的記錄，并且操作方法簡(jiǎn)單易懂，可成為適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)奏的測(cè)斜裝置。

圖1為本實(shí)用新型一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的安裝位置正視示意圖。圖3為本實(shí)用新型的安裝位置俯視示意圖。圖4為本實(shí)用新型靜壓樁測(cè)斜裝置測(cè)量程序流程圖。[0014]圖5為本實(shí)用新型靜壓樁測(cè)斜裝置標(biāo)定程序流程圖。其中圖2圖3中:1、第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)，2、第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)，3、樁體，4、PC機(jī)，5、操作室，6、靜壓樁機(jī)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。參見圖1 (圖中各部件之間的箭頭表示數(shù)據(jù)流向)，一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，包括第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)、第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)、RS485網(wǎng)絡(luò)和PC機(jī)，第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)均分別由工業(yè)數(shù)字相機(jī)、傾斜度傳感器和控制器組成，傾斜度傳感器綁定在工業(yè)數(shù)字相機(jī)上，并通過SPI接口與控制器相連接，控制器再分別通過RS458網(wǎng)絡(luò)連接RS485/RS232轉(zhuǎn)換器并通過USB接口數(shù)據(jù)線連接PC機(jī)，將傾斜度傳感器所測(cè)得的數(shù)值傳遞到PC機(jī)上；工業(yè)數(shù)字相機(jī)分別通過USB接口連接PC機(jī)，將所采集到的圖像傳遞到PC機(jī)上，由PC機(jī)上的靜壓樁測(cè)斜系統(tǒng)測(cè)得其相對(duì)傾斜度及其傾斜方向。參見圖2、圖3所示，將第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)I和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)2安裝在靜壓樁機(jī)6上，設(shè)置第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)從水平上相互垂直的兩個(gè)方向采集靜壓樁樁體傾斜度(第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)按照虛線的方向放置)，兩臺(tái)相機(jī)平臺(tái)同時(shí)測(cè)可得出靜壓樁樁體傾斜度的矢量。傾斜度傳感器采用微電子機(jī)械系統(tǒng)MEMS測(cè)傾斜度的芯片SCA100T-D01進(jìn)行測(cè)斜工作，通過與控制器相連接，把信息傳遞到PC機(jī)上。這種傳感器采用MEMS (微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)在±15°。它集成了一個(gè)SPI接口直接與控制器相連接。傾斜傳感器可測(cè)得平臺(tái)傾斜度。工業(yè)數(shù)字相 機(jī)采用的是型號(hào)為DH-HV5051UM的緊湊型USB接口 500萬像素高分辨率CMOS黑白工業(yè)數(shù)字相機(jī)，使用數(shù)據(jù)線通過USB接口連接到PC機(jī)上。采用圖像傳感器面陣為2592*1944的工業(yè)數(shù)字相機(jī)，采集樁體的圖像傾斜度?？刂破鳛橐粋€(gè)ATMegaie單片機(jī)，通過SPI讀取傾斜度傳感器傳遞的信息，通過RS485網(wǎng)絡(luò)將信息傳遞到PC機(jī)中，還可連接其他設(shè)施。PC機(jī):普通電腦。RS485網(wǎng)絡(luò):本實(shí)用新型采用RS485/RS232轉(zhuǎn)換器，將RS485與RS232水平上相互轉(zhuǎn)換。可使控制器從傾斜度傳感器接受到的信息傳遞到PC機(jī)中。靜壓樁測(cè)斜裝置測(cè)量程序:參見圖4所示的流程，對(duì)相對(duì)靜壓樁樁體水平上相互垂直的第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)與第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)同時(shí)啟動(dòng)測(cè)量，可將測(cè)得樁體傾斜度的矢量和顯示并保存下來，并顯示靜壓樁樁體傾斜的矢量方向，如超過規(guī)定值(例如超過1%)即給予警
生口 ο靜壓樁測(cè)斜裝置標(biāo)定程序:參見圖5所示的流程，分別對(duì)第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)與第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)的系統(tǒng)傾斜度進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)一個(gè)靜止的鉛垂線測(cè)量其傾斜度，可測(cè)出每個(gè)相機(jī)平臺(tái)的系統(tǒng)傾斜度并將各自保存本相機(jī)平臺(tái)的系統(tǒng)傾斜度?，F(xiàn)場(chǎng)布置:參見圖2、圖3所示，將第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)I和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)2安裝到相對(duì)靜壓樁機(jī)6上的樁體3水平上相互垂直的兩個(gè)方向，將PC機(jī)4安放到操作室5內(nèi)，將工業(yè)數(shù)字相機(jī)用USB接口的數(shù)據(jù)線連接到PC機(jī)上，將傾斜度傳感器綁定在工業(yè)數(shù)字相機(jī)上，通過SPI連接到綁定在工業(yè)數(shù)字相機(jī)后方的控制器上，控制器上通過RS485網(wǎng)絡(luò)連接到RS485/RS232轉(zhuǎn)換器上，RS485/RS232轉(zhuǎn)換器用USB接口的數(shù)據(jù)線連接到PC機(jī)上。PC機(jī)上有可運(yùn)行的靜壓樁測(cè)斜裝置標(biāo)定程序和靜壓樁測(cè)斜裝置測(cè)量程序，程序流程對(duì)應(yīng)圖4、圖5。
具體實(shí)施方式
包括以下步驟:(I)利用工業(yè)數(shù)字相機(jī)對(duì)靜壓樁樁體進(jìn)行圖像采集，通過圖像分析得到樁體與圖像傳感器面陣的傾斜度成為圖像傾斜度。(2)在對(duì)樁體圖像采集的同時(shí)對(duì)傾斜傳感器進(jìn)行相機(jī)平臺(tái)傾斜度的采集。稱為平臺(tái)傾斜度。(3)由于在傾斜傳感器與相機(jī)綁定的過程中，仍然存在著相對(duì)不平行的位置關(guān)系。故此采用相機(jī)平臺(tái)對(duì)鉛垂線進(jìn)行測(cè)量。鉛垂線的實(shí)際傾斜度為零，測(cè)得的鉛垂線圖像傾斜度減去平臺(tái)傾斜度為反應(yīng)傾斜度傳感器與圖像傳感器面陣之間相對(duì)傾斜度，稱為系統(tǒng)傾斜度。該方法是相機(jī)平臺(tái)進(jìn)行標(biāo)定過程中進(jìn)行標(biāo)定結(jié)果，標(biāo)定的結(jié)果可在一年之內(nèi)使用。(4)計(jì)算出測(cè)量結(jié)果:樁體傾斜度=圖像傾斜度-平臺(tái)傾斜度-系統(tǒng)傾斜度。(5)第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)與第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)水平上相互垂直，分別對(duì)樁體測(cè)量，以求得兩個(gè)水平上相互垂直平面上的傾斜度，將兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行矢量和的計(jì)算，最終得到樁體傾斜的矢量，即樁體傾斜度的大小和樁體傾斜的方向。樁體傾斜度=圖像傾斜度-平臺(tái)傾斜度-系統(tǒng)傾斜度，例:某一個(gè)相機(jī)平臺(tái)所采集的圖像通過標(biāo)定程序，測(cè)出鉛垂線斜度為-0.10%,得出系統(tǒng)傾斜度-0.10% (鉛垂線的傾斜度為O)。用這個(gè)相機(jī)平臺(tái)所采集的圖像通過測(cè)量程序，測(cè)出樁體斜度為+ 0.20%,得出圖像傾斜度+0.20%,傾斜度傳感器將數(shù)據(jù)通過控制器和RS485網(wǎng)絡(luò)傳遞到PC機(jī)上，可得出平臺(tái)傾斜度+0.15% ;那么，樁體傾斜度=(+0.20%) - (+0.15%) - (-0.10%) =+0.15%。
權(quán)利要求1.一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，包括第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)、第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)、RS485網(wǎng)絡(luò)和PC機(jī)，其特征在于:所述的第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)分別由工業(yè)數(shù)字相機(jī)、傾斜度傳感器和控制器組成，傾斜度傳感器綁定在工業(yè)數(shù)字相機(jī)上，并通過SPI接口與控制器相連接，控制器再分別通過RS458網(wǎng)絡(luò)連接RS485/RS232轉(zhuǎn)換器并通過USB接口數(shù)據(jù)線連接PC機(jī)，工業(yè)數(shù)字相機(jī)分別通過USB接口連接PC機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，其特征在于:所述的傾斜度傳感器采用微電子機(jī) 械系統(tǒng)MEMS測(cè)傾斜度的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種靜壓樁測(cè)斜記錄裝置，包括第一號(hào)相機(jī)平臺(tái)和第二號(hào)相機(jī)平臺(tái)，分別由工業(yè)數(shù)字相機(jī)、傾斜度傳感器和控制器組成，傾斜度傳感器綁定在工業(yè)數(shù)字相機(jī)上，并通過SPI接口與控制器相連接，控制器再分別通過RS458網(wǎng)絡(luò)連接RS485/RS232轉(zhuǎn)換器并通過USB接口數(shù)據(jù)線連接PC機(jī)，將傾斜度傳感器所測(cè)得的數(shù)值傳遞到PC機(jī)上；工業(yè)數(shù)字相機(jī)分別通過USB接口數(shù)據(jù)線連接PC機(jī)，將所采集到的圖像傳遞到PC機(jī)上，由PC機(jī)上的靜壓樁測(cè)斜系統(tǒng)測(cè)得其相對(duì)傾斜度及其傾斜方向。本實(shí)用新型可自動(dòng)“水平整定”、自動(dòng)修正記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)自動(dòng)測(cè)量，滿足靜壓樁連續(xù)生產(chǎn)過程的測(cè)斜需要。
文檔編號(hào)E02D33/00GK203096779SQ20132009774
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者陳桂秋 申請(qǐng)人:天津市洛睿甫科技有限公司