[发明专利]一种桩机钻孔深度和速度的测量方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及桩机作业技术领域，特别涉及一种桩机钻孔深度和速度的测量方法和系统。

背景技术

在高速铁路建设过程中，螺旋打桩机得到了广泛大规模的使用。在高速铁路建设过程中，螺旋打桩机得到了广泛大规模的使用，但是在应用过程中应对高速铁路的建设中的一些特殊需求无法满足，为决螺旋打桩机运行中获取钻杆的钻孔深度及钻孔速度问题，提出了一套行之有效的解决方案。实际工作中对钻杆钻入深度依靠操作人员通过在地面上对钻杆支架上标记刻度观测来获得，对钻杆钻孔速度依靠自身观测感觉获得；不能实时获得下钻深度，尤其是速度获得更加困难，观测复杂，需要花费较大的人力成本和时间成本。

发明内容

为此，本发明提供了一种桩机钻孔深度和速度的测量方法，用于解决钻杆钻孔速度依靠自身观测感觉获得，存在较大人为误差，不能实时获得下钻深度，尤其是速度获得更加困难，观测复杂，需要花费较大的人力成本和时间成本等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种桩机钻孔深度和速度的测量方法，步骤包括：

桩机的钻杆调整为垂直状态，

确定第一GPS天线坐标和第二GPS天线坐标，并传输给定向接收机，

定向接收机根据第一GPS天线和第二GPS天线坐标计算出第一钻杆高度H1，

桩机开始钻孔后第二GPS天线坐标按照设定周期发送给定向接收机，

定向接收机根据第一GPS天线的坐标和最新第二GPS天线的坐标确定第二钻杆高度H2，

定向接收机根据第一钻杆高度H1和第二钻杆高度H2确定钻孔深度H，

定向接收机根据多个第二GPS天线坐标的平均值确定钻杆进行钻孔速度。

桩机钻孔的深度测量参考点是第一GPS天线的坐标值。

第一钻杆高度H1的数值与钻杆的长度和/或型号相匹配，并且第一钻杆高度H1的数值在同一工作区域内是固定值。

桩机的钻杆调整为垂直状态的方法如下：钻杆与桩机的设备平台是相互垂直的，桩机设备上设置有水平仪，通过水平仪调整桩机设备到水平状态时，钻杆为垂直状态。

钻孔速度的计算方法是：

假设t1时第二GPS天线的纵向坐标为s1，tn时第二GPS天线的纵向坐标为sn，则速度为V＝|s1-sn|/|tn-t1|。

监控设备显示的速度是前一个时间段的平均速度。

一种桩机钻孔深度和速度的测量系统，包括：北斗导航系统1、定向接收机2、人机交互设备3和桩机设备4，

定向接收机2包括第一GPS天线21、第二GPS天线22，第二GPS天线22设置在桩机设备4的钻杆的顶端，第一GPS天线21设置在桩机设备4上；

人机交互设备3用于显示桩机钻孔的深度和速度；

北斗导航系统1与定向接收机2和人机交互设备3通过无线通讯。

定向接收机2还包括计算模块23，定向接收机2接收第二GPS天线22和第一GPS天线21的坐标，计算模块23解析计算得到第一GPS天线21相对于第二天线22的纵向空间位置的变化量，确定钻孔深度H。

计算模块23解析计算得到第二GPS天线22不同时间段的不同纵向坐标的平均变化速度计算钻孔速度。

计算模块23将计算结果发送给人机交互设备3并在人机交互设备3上显示钻孔的深度和钻孔速度。

本发明的优点和有益效果：通过钻杆和桩机设备上安装的GPS设备可以实时获得准确钻杆的钻孔深度和钻孔速度，便于自动化操作，大幅提高施工效率和工程质量，减少成本开支，同时也提高了作业的安全效果。

附图说明

图1是本发明具体实施例系统的结构示意图，

图2是本发明具体实施例系统含义计算模块的结构示意，

图3是本发明具体实施方法的流程示意图。

附图标记：

1-北斗导航系统，2-定向接收机，

3-人机交互设备，4-桩机设备，

21-第一GPS天线，22-第二GPS天线，

23-计算模块， 231-深度计算模块，

232-速度计算模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

一种桩机钻孔深度和速度的测量方法，流程图如图3所示，步骤包括：