CN110670641B - 一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置和方法，包括动力源、平整锤、压力传感器和控制器，动力源连接平整锤，平整锤安装压力传感器，压力传感其连接控制器，通过动力源能够带动平整锤进行循环摆动以对路面敲击，安装于平整锤的压力传感器将其获得的测量数据传递给控制器。本发明能够对挖掘的地面进行全面的探测，避免探测不全面的问题。

Description

一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置及方法

技术领域

本发明涉及探测装置领域，具体的，涉及一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置及方法。

背景技术

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层)，或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

目前，火电厂的深基坑挖掘存在以下问题，①挖掘安全探测装置在使用时存在无法随时随地对待挖掘地面进行探测的效果；②挖掘安全探测装置无法及时做出提醒；③挖掘安全探测装置无法对待经过的挖掘地面进行平整处理。

发明内容

针对现有的火电厂建设中深基坑挖掘的不足，本发明旨在提供一种用于火电厂深基挖掘安全探测装置及方法，通过设置传感器以及报警器，可以对挖掘的地面进行全面的探测，能够避免探测不全面的问题。

本发明的第一目的，是提供一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置。

本发明的第二目的，是提供一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测方法。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先本发明公开了用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置，包括动力源、平整锤、压力传感器和控制器，动力源连接平整锤，平整锤安装压力传感器，压力传感其连接控制器，通过动力源能够带动平整锤进行循环摆动以对路面敲击，安装于平整锤的压力传感器将其获得的测量数据传递给控制器，并由控制器分析、对比测量的数据，以检测路面的紧实度，进而判断路面的安全程度。

进一步，还包括承载骨架、传动轴、第一连接杆和第二连接杆，承载骨架用于与挖掘装置连接，传动轴可旋转地固定于承载骨架，传动轴的一端连接动力源，传动轴的另一端连接第一连接杆，第一连接杆与第二连接杆通过紧固件可拆卸连接，第二连接杆与所述平整锤铰接。

进一步，还包括第一齿轮、第二齿轮和连接头，所述动力源连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮连接所述传动轴，第一连接杆的端部安装连接头，传动轴能够带动连接头转动，进而带动第一连接杆转动。

进一步，所述第一连接杆和所述的第二连接杆均包括多个，每个第一连接杆均通过紧固件与第二连接杆可拆卸连接，每个第二连接杆均连接一平整锤。

进一步，还包括警报器，警报器连接所述控制器；

所述控制器连接电源。

进一步，所述压力传感器安装于所述平整锤的用于敲击的端面。

进一步，压力传感器包括多个，多个压力传感器均布于所述平整锤的用于敲击的端面。

进一步，所述动力源为伺服电机，伺服电机连接控制器和电源。

其次，本发明还公开了用于火电厂深基坑挖掘安全探测方法，动力源带动平整锤进行循环摆动以对路面多次、多地点敲击，使安装于平整锤的压力传感器对平整锤的压力信息进行检测，并将压力信息传递给控制器。

具体的，包括以下步骤：

动力源带动平整锤进行循环摆动以对位于路面的p1点进行敲击，压力传感器将测量得到的数据组q1反馈给控制器，控制器记录q1；

控制器将传感器数据组q1与预先设定的标准值q0比较，若发现传感器数据组的均值小于标准值q0，则启动警示器报警；

在p2、p3、…、pn点重复以上操作，控制器记录p2、p3、…、pn点对应的传感器数据组q2 、q3 、…、qn，若发现传感器数据组q1 、q2、…、qn的均值小于标准值q0，则立即启动警示器报警。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

1、本发明所公开的设备，作为一种机车设备的拓展，可以通过紧固件连接到现有的机车上进行使用，这种分离式的设计可以灵活掌握，避免浪费现有的机车资源。

2、本发明中，由于平整锤具有一定的惯性，在往复运动过程中有可能到动力源产生一定的逆向转矩从而破坏动力源，而本发明通过伺服电机为平整锤提供动力，伺服电机的一大特性是抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速启动的场合特别适用。

3、本发明通过第一连接杆与第二连接杆之间的伸缩能够增长探测装置的探测距离，可以适应不同的检测环境，第一连接杆和第二连接杆之间可变的距离可以改变平整锤的扭矩，使平整锤能够为压力传感器提供不同的数据参考，便于扩大数据收集的范围。

4、本发明设置的压力传感器和控制器能够对地面的松软度进行测量，并通过警报器对易塌陷的地方进行警报提醒，在这个测量过程中，由于压力传感器具有多个，因此压力传感器的传感数据实际上是一个数据组，其能从多个点反应的地面区域的具体情况，避免单个点产生较大误差。

5、本发明设置的轴槽与滚珠能够便于传动轴动力传动，减少摩擦阻力。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为展示了装置整体结构的实施例1的仰视图，

图2为实施例1中的第二连接杆与平整锤连接处结构示意图，

图3为实施例1中的电子元件连接示意图。

图中， 1、承载骨架；2，伺服电机；3，第一齿轮；4，第二齿轮；5，传动轴；6，连接头；7，第一连接杆；8，固定螺栓；9，第二连接杆；10，平整锤；11，压力传感器；12，电源；13，控制器；14，警报器；15，轴槽；16，滚珠； 17、装载螺栓；18，连接铰链。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，针对现有的火电厂建设中深基坑挖掘的不足，本发明旨在提供一种用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置及方法，通过设置传感器以及报警器，可以对挖掘的地面进行全面的探测，能够避免探测不全面的问题，现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

用于火电厂深基坑挖掘安全探测装置，包括动力源、平整锤10、压力传感器11和控制器13，动力源连接平整锤10，平整锤安装压力传感器11，压力传感其连接控制器13，通过动力源能够带动平整锤10进行循环摆动以对路面敲击，安装于平整锤10的压力传感器11将其获得的测量数据传递给控制器13。

还包括承载骨架1、传动轴5、第一连接杆7和第二连接杆9，承载骨架1用于与挖掘装置连接，传动轴5可旋转地固定于承载骨架1，传动轴5的一端连接动力源，传动轴5的另一端连接第一连接杆7，第一连接杆7与第二连接杆9通过紧固件可拆卸连接，第二连接杆9与所述平整锤10铰接。

还包括第一齿轮3、第二齿轮4和连接头6，所述动力源连接第一齿轮3，第一齿轮3与第二齿轮4啮合，第二齿轮4连接所述传动轴5，第一连接杆7的端部安装连接头6，传动轴5能够带动连接头6转动，进而带动第一连接杆7转动。

所述第一连接杆7和所述的第二连接杆9均包括多个，每个第一连接杆7均通过紧固件与第二连接杆9可拆卸连接，每个第二连接杆9均连接一平整锤10。

还包括警报器14，警报器14连接所述控制器13；

所述控制器13连接电源12。

所述压力传感器11安装于所述平整锤10的用于敲击的端面。

压力传感器11包括多个，多个压力传感器11均布于所述平整锤10的用于敲击的端面。

所述动力源为伺服电机2，伺服电机2连接控制器13和电源12。

具体到本实施例中，通过螺栓能够将承载骨架1安装在挖掘装置的顶端，并且通过电源12连接伺服电机2和控制器13，为伺服电机2和控制器13提供电能，伺服电机2固定安装在承载骨架1，伺服电机2连接第一齿轮3，第一齿轮3与第二齿轮4互相啮合，伺服电机2通过第一齿轮3能够带动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮的中心固定安装传动轴5，传动轴5的另一端安装在轴槽15中，轴槽15中设有滚珠16，滚珠16能够与传动轴5相接触，通过设置的滚珠16能够便于传动轴5的转动，减少摩擦阻力的产生。

连接头6套接于传动轴5外侧，传动轴5能够带动连接头6转动，连接头6与第一连接杆7固定连接，第一连接杆7通过固定螺栓8与第二连接杆9连接，可以理解的是，第一连接杆7与第二连接杆9相连接的端部具有多个连接孔，通过调整固定螺栓8连接的连接孔，能够调节第一连接杆7与第二连接杆9之间的长度，进而增加探测的范围，并且第二连接杆9能够通过铰链与平整锤10铰接，进而，通过对伺服电机2的正转/反转，带动平整锤10循环往复的对地面进行敲击，以平整地面；

当平整锤10对地面进行敲击时，地面会对平整锤10产生一个反作用力，如此通过在平整锤10敲击端面上均匀分布的压力传感器11能够对反作用力的大小进行测量，并将信息传递给控制器13，控制器13能够对测量的信息进行分析对比，从而能够对易塌陷的地方进行警报提醒。

实施例2

用于火电厂深基坑挖掘安全探测方法，动力源带动平整锤10进行循环摆动以对路面多次、多地点敲击，使安装于平整锤10的压力传感器11对平整锤10的压力信息进行检测，并将压力信息传递给控制器13。

具体的，包括以下步骤：

动力源带动平整锤10进行循环摆动以对位于路面的p1点进行敲击，压力传感器11将测量得到的数据组q1反馈给控制器13，控制器13记录q1；

控制器13将传感器数据组q1与预先设定的标准值q0比较，若发现传感器数据组的均值小于标准值q0，则启动警示器报警；

在p2、p3、…、pn点重复以上操作，控制器13记录p2、p3、…、pn点对应的传感器数据组q2 、q3 、…、qn，若发现传感器数据组q1 、q2、…、qn的均值小于标准值q0，则立即启动警示器报警。

可以理解的是，由于本实施例是在基于实施例1所公开的设备提出的，因此，本实施例中，传感器数据组q1 、q2、…、qn实际上是一组数据的集合，如图1所示，实施例1中，每个平整锤10的用于敲击的端面均安装6个压力传感器11，实施例1中共有5个平整锤10，共计30个压力传感器11。

对30个压力传感器11采集的数据去均值用/>与标准值p0比较即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种火电厂深基坑挖掘安全探测装置，其特征在于，包括动力源、平整锤、压力传感器和控制器，动力源连接平整锤，平整锤安装压力传感器，压力传感其连接控制器，通过动力源能够带动平整锤进行循环摆动以对路面敲击，安装于平整锤的压力传感器将其获得的测量数据传递给控制器，控制器根据所获得的测量数据判断路面紧实度，进而判断路面的安全性；

所述装置还包括承载骨架、传动轴、第一连接杆和第二连接杆，承载骨架用于与挖掘装置连接，传动轴可旋转地固定于承载骨架，传动轴的一端连接动力源，传动轴的另一端连接第一连接杆，第一连接杆与第二连接杆通过紧固件可拆卸连接，第二连接杆与所述平整锤铰接；

所述装置还包括第一齿轮、第二齿轮和连接头，所述动力源连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮连接所述传动轴，第一连接杆的端部安装连接头，传动轴能够带动连接头转动，进而带动第一连接杆转动；

所述第一连接杆和所述的第二连接杆均包括多个，每个第一连接杆均通过紧固件与第二连接杆可拆卸连接，每个第二连接杆均连接一平整锤；

所述装置还包括警报器，警报器连接所述控制器；

所述控制器连接电源；

所述压力传感器安装于所述平整锤的用于敲击的端面。

2.如权利要求1所述的一种火电厂深基坑安全探测装置，其特征在于，压力传感器包括多个，多个压力传感器均布于所述平整锤的用于敲击的端面。

3.如权利要求1所述的一种火电厂深基坑安全探测装置，其特征在于，所述动力源为伺服电机，伺服电机连接控制器和电源。

4.一种火电厂深基坑挖掘安全探测方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的火电厂深基坑安全探测装置，包括以下步骤：动力源带动平整锤进行循环摆动以对路面多次、多地点敲击，使安装于平整锤的压力传感器对平整锤的压力信息进行检测，并将压力信息传递给控制器。

5.如权利要求4所述的一种火电厂深基坑挖掘安全探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：动力源带动平整锤进行循环摆动以对位于路面的p1点进行敲击，压力传感器将测量得到的数据组q1反馈给控制器，控制器记录q1；

步骤二：控制器将传感器数据组q1与预先设定的标准值q0比较，若发现传感器数据组的均值小于标准值q0，则启动警示器报警；

在p2、p3、…、pn点重复步骤一至步骤二的操作，控制器记录p2、p3、…、pn点对应的传感器数据组q2 、q3 、…、qn，若发现传感器数据组q1 、q2、…、qn的均值小于标准值q0，则立即启动警示器报警。