一种自动控制水下砼灌注标高的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自动控制水下砼灌注标高的装置和方法，装置包括：机架，所述机架上设置有动力输出机构；中空的集料桶，与所述机架连接，用于放置在待控制标高的桩孔中，所述集料桶底部设置有用于混凝土进入的进料口，所述集料桶用于安装于设计桩顶标高位置；曲柄滑块机构，其底部固定连接在所述集料桶内部，其顶部连接偏心轮机构，当曲柄滑块机构底部卡住混凝土的石子时，曲柄滑块机构的顶部极限位置将降低；偏心轮机构，所述偏心轮机构输入端与动力输出机构连接，输出端通过连接绳与曲柄滑块机构的顶部连接，通过连接绳的往复移动，牵引所述曲柄滑块机构作往复摆动；报警装置用于发出报警信号

【技术实现步骤摘要】
一种自动控制水下砼灌注标高的装置和方法


[0001]本专利技术属于钻孔灌注桩施工
，具体涉及一种自动控制水下砼灌注标高的装置和方法
。

技术介绍

[0002]钻孔灌注桩作为土木施工中的一项隐蔽工程，桩顶标高一般位于基坑底部，在基坑深度大，尤其是
10m 以上时，上部出现深空孔，即低标高桩顶钻孔灌注桩
。
在目前的水下混凝土（水下砼）灌注施工中，基本上都是靠测绳人工测量的方法，不仅很不准确，而且费时
、
劳动强度大
。
在低标高桩顶水下钻孔灌注桩施工时，有时会因为欠灌而未到设计标高，造成严重的质量事故；另一方面，为确保桩顶混凝土质量，需要进行超灌
0.8~1.0m
高度，但由于测量方法和水平的差异，超灌高度有的达到
5. 0m 以上，这样不仅造成混凝土材料的浪费，而且造成土方开挖困难和桩头破除及外运费用，大大增加了工程成本
。
[0003]针对以上涉及控制水下砼灌注标高的难题，现有的主要技术有：
1、
测绳丈量技术：该法利用测绳一端悬挂一定质量的重锤进行测量，当测绳无法继续下降时，即认为到达混凝土面，间接读取出砼标高
。
这种测量方法的主要缺陷是：当孔底返回的沉渣较厚或泥浆比重较大时，重锤未必能接触到混凝土，因而测量误差较大
。
[0004]2、
介质取样技术：该法利用一端含舀勺的直杆，插入规定深度取样，再对舀勺中的介质进行混凝土特性综合分析，以此判断是否已经达标
。
这种测量方法的主要缺陷是：灌注桩顶标高较低时，舀勺易被沉渣覆盖，无法取出混凝土样品，技术可靠性较低
。
[0005]3、
端部阻力感知技术：该法利用一端含叉爪的空心直杆，插入规定深度，凭借手部感知来自叉爪与混凝土石子的摩擦特征，对是否到达规定标高进行感知判断
。
这种测量方法的主要缺陷是：叉爪易被沉渣包覆，叉爪无法直接与混凝土石子摩擦，主观感知效果易与实际状况不相符
。
[0006]另外，以上技术尚存在一个共同的缺陷：即只能凭经验间断性的实施测量，测量结果不可控，且效率较低
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种自动控制水下砼灌注标高的装置和方法，提高测量结果的精度，增大测量结果的可靠性，提升测量过程的效率
。
[0008]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供一种实现自动控制水下砼灌注标高的装置，包括：机架，所述机架上设置有动力输出机构；中空的集料桶，与所述机架连接，用于放置在待控制标高的桩孔中，所述集料桶底部设置有用于混凝土进入的进料口，所述集料桶基座底平面用于安装于设计桩顶标高位置；曲柄滑块机构，其底部固定连接在所述集料桶内部，其顶部连接偏心轮机构，当曲
柄滑块机构底部卡住混凝土的石子时，曲柄滑块机构的顶部极限位置将降低；偏心轮机构，所述偏心轮机构输入端与动力输出机构连接，输出端通过连接绳与曲柄滑块机构的顶部连接，通过连接绳的往复移动，牵引所述曲柄滑块机构作往复摆动；报警装置，包括拉伸弹簧
、
拉力传感器和报警器；所述拉伸弹簧连接在所述连接绳之间，所述拉力传感器设置在拉伸弹簧的两端，用于采集拉伸弹簧的拉力，所述报警器与拉力传感器连接，用于当拉力传感器采集的拉力值超过预设值时，发出报警信号
。
[0009]进一步的，所述动力输出机构为滚子链传动机构，包括电机
、
滚子链以及通过滚子链与所述电机的输出齿轮相连接的输出轮
。
[0010]进一步的，所述连接绳为钢丝绳
。
[0011]进一步的，所述曲柄滑块机构包括滑块
、
连杆及曲柄，安装于所述集料桶的内腔；所述滑块上端与所述连接绳固定连接，下端与连杆铰接；所述连杆的另一端与曲柄的一端铰接，所述曲柄另一端与所述集料桶的基座铰接
。
[0012]所述曲柄滑块机构中的连杆及曲柄各有四套，呈水平圆周均布
。
[0013]进一步的，所述偏心轮机构包括：同步偏心轮，与滚子链传动机构的输出轮转动连接；阻尼弹簧，安装在所述机架上；推杆，所述推杆左侧有凹槽，凹槽与偏心轮相切接触，形成可动连接，所述推杆右侧有凸台，凸台嵌入所述阻尼弹簧内孔中
。
[0014]进一步的，所述连接绳包括连接绳
A
和连接绳
B
；所述拉伸弹簧一端通过连接绳
A
连接推杆，另一端通过连接绳
B
和导向轮连接滑块
。
所述推杆上侧固定连接所述连接绳
A
，连接绳
A
的另一端与拉伸弹簧一端固定连接，拉伸弹簧的另一端侧与连接绳
B
固定连接，连接绳
B
的另一端与所述曲柄滑块机构连接
。
[0015]进一步的，所述机架上设置有导向轮；所述连接绳
B
水平绕过前述导向轮后，呈
90
°
竖直向下换向连接所述曲柄滑块机构
。
[0016]进一步的，所述报警器安装在所述机架的上部
。
[0017]进一步的，所述集料桶通过导管与机架连接；所述曲柄滑块机构和所述偏心轮机构通过设置在所述导管中的连接绳
B
与拉伸弹簧连接
。
[0018]所述导管为空心管，所述连接绳
B
沿竖直向下依次穿过所述导管内孔和集料桶，抵达集料桶内腔
。
[0019]进一步的，所述导管上端嵌套于前述机架的水平座孔上，导管的下端有内螺纹；所述集料桶上端有内孔和设置在内孔中与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述集料桶能够与所述导管形成可拆卸式螺纹连接
。
[0020]进一步的，所述集料桶基座上布置有十字形集料口，用于混凝土
、
泥浆和沉渣的收纳；所述集料桶上端开设有圆周均布的排升孔，用于在混凝土灌注过程中泥浆的排升；所述集料桶侧面布置有两个对称的出料口，用于混凝土灌注过程中沉渣的排升
。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种实现自动控制水下砼灌注标高的方法，基于第一方面
所述的实现自动控制水下砼灌注标高的装置，包括：通过现场试验设置拉力极限
X
；安装机架
、
集料桶
、
曲柄滑块机构
、
偏心轮机构和报警装置，并确保集料桶的底面位于设计桩顶标高位置；启动运行动力输出机构，带动偏心轮机构作左右往复移动，固定连接在偏心轮机构上的连接绳产生移动，拉动曲柄滑块机构发生变化
。
[0022]当无混凝土即只有泥浆进入曲柄与连杆的运动区域时，报警装置的拉伸弹簧的变形量仅为初始变形，此时设定固定连接在拉伸弹簧两端的拉力传感器的拉力值不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种实现自动控制水下砼灌注标高的装置，其特征在于，包括：机架，所述机架上设置有动力输出机构；中空的集料桶，与所述机架连接，用于放置在待控制标高的桩孔中，所述集料桶底部设置有用于混凝土进入的进料口，所述集料桶基座底平面用于安装于设计桩顶标高位置；曲柄滑块机构，其底部固定连接在所述集料桶内部，其顶部连接偏心轮机构，当曲柄滑块机构底部卡住混凝土的石子时，曲柄滑块机构的顶部极限位置将降低；偏心轮机构，所述偏心轮机构输入端与动力输出机构连接，输出端通过连接绳与曲柄滑块机构的顶部连接，通过连接绳的往复移动，牵引所述曲柄滑块机构作往复摆动；报警装置，包括拉伸弹簧
、
拉力传感器和报警器；所述拉伸弹簧连接在所述连接绳之间，所述拉力传感器设置在拉伸弹簧的两端，用于采集拉伸弹簧的拉力，所述报警器与拉力传感器连接，用于当拉力传感器采集的拉力值超过预设值时，发出报警信号
。2.
根据权利要求1所述的实现自动控制水下砼灌注标高的装置，其特征在于，所述动力输出机构为滚子链传动机构，包括电机
、
滚子链以及通过滚子链与所述电机的输出齿轮相连接的输出轮
。3.
根据权利要求1所述的实现自动控制水下砼灌注标高的装置，其特征在于，所述曲柄滑块机构包括滑块
、
连杆及曲柄，安装于所述集料桶的内腔；所述滑块上端与所述连接绳固定连接，下端与连杆铰接；所述连杆的另一端与曲柄的一端铰接，所述曲柄另一端与所述集料桶的基座铰接；所述曲柄滑块机构中的连杆及曲柄各有四套，呈水平圆周均布
。4.
根据权利要求1所述的实现自动控制水下砼灌注标高的装置，其特征在于，所述偏心轮机构包括：同步偏心轮，与滚子链传动机构的输出轮转动连接；阻尼弹簧，安装在所述机架上；推杆，所述推杆左侧有凹槽，凹槽与偏心轮相切接触，形成可动连接，所述推杆右侧有凸台，凸台嵌入所述阻尼弹簧内孔中
。5.
根据权利要求1所述的实现自动控制水下砼灌注标高的装置，其特征在于，所述连接绳包括连接绳
A
和连接绳
B
；所述拉伸弹簧一端通过连接绳
A
连接推杆，另一端通过连接绳
B
和导向轮连接滑块；所述推杆上侧固定连接所述连接绳
A
，连接绳
A
的另一端与拉伸弹簧一端固定连接，拉伸弹簧的另一端侧与连接绳
B
固定连接，连接绳
B
的另一端与所述曲柄滑块机构连接；所述机架上设置有导向轮；所述连接绳
B
水平绕过前述导向轮后，呈
90
°
竖直向下换向连接所述曲柄滑块机构
。6.
根据权利要求1所述的实现自动控制水下砼灌注标高的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：金旭星，周勋勋，朱耀武，黄国栋，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：发明
国别省市：