一种快速拆装的高支模角度监测装置及其监测方法与流程

本发明涉及高支模监测技术领域的一种角度监测装置，尤其涉及一种快速拆装的高支模角度监测装置，还涉及该装置的快速拆装的高支模角度监测方法。

背景技术：

当前，高大支模的应用越来越普遍，支模体系越来越高大、复杂，安全风险也越来越高。高支模坍塌事故时有发生，高支模安全事故发生时间普遍很短，从出现危险征兆到事故发生通常只有数分钟的时间，具有突然性。加上高支模本身具有的高空间、大跨度等特点，导致高支模安全事故一旦发生，往往造成重大人员伤亡和巨大的经济损失。现建设主管部门和建筑施工企业的安全管理工作已将模板坍塌作为重大危险源进行识别和控制。

高支模安全事故主要是由于高支模在荷载作用下产生过大变形或过大位移，诱发系统内钢构件失效或者诱发系统的局部或整体失去稳定，从而发生高支模局部坍塌或整体倾覆，造成施工作业人员伤亡。高支模支撑体系坍塌破坏的模式主要有6种：a.支架顶部失稳造成的整体(局部)坍塌破坏；b.支架底部失稳造成的整体(局部)坍塌破坏；c.支架中部失稳造成的整体(局部)坍塌破坏；d.支架架体受破坏造成的整体(局部)垮塌破坏；e.支架过大沉降变形造成的整体(局部)垮塌破坏；f.支架过大沉降变形造成的整体倾覆垮塌破坏。

因此，通过对混凝土浇筑过程中的高支模进行系统的监测，采取强有力的技术保障和管理监督措施，协助现场施工人员及时发现高支模系统的异常变化，当高支模监测参数超过预设限值时，应及时通知现场作业人员停止作业、迅速撤离现场，及时分析和采取加固等补救措施，可预防和杜绝支架坍塌事故的发生。综上，在混凝土浇筑过程中对高支模进行监测是十分必要的。由于高支模的监测周期短，一般一个位置需要监测一个月左右，等混凝土凝固，就可以拆下监测下一个位置，但是现有的高支模角度监测装置拆装不便，容易发生脱落而使得监测成本大大提高，降低设备使用率。

技术实现要素：

为解决现有的高支模角度监测装置拆装不便，容易发生脱落而使得监测成本大大提高，降低设备使用率的技术问题，本发明提供一种快速拆装的高支模角度监测装置及其监测方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种快速拆装的高支模角度监测装置，其包括：

检测机构，其用于检测一个高支模的监测参数；

其中，所述监测装置还包括用于将所述检测机构从所述高支模上安装或拆除的拆装机构；所述拆装机构包括：

两块导磁体，其相对设置，并安装在所述高支模上；两块导磁体之间预留出一个分隔空间以及一个旋转空间；

连接件，其两端连接所述检测机构与两块导磁体；

可旋转永磁体，其转动安装在所述旋转空间中，且沿着旋转的径向上分布有相对设置的两个磁极，两个磁极的磁性相反；以及

不导磁隔离板，其安装在所述分隔空间中；

其中，在可旋转永磁体旋转至两个磁极分别靠近两块导磁体时，两个磁极分别与两块导磁体以及所述高支模形成一个闭合磁力线，使两块导磁体吸附在所述高支模上；在可旋转永磁体旋转至两个磁极分别远离两块导磁体时，所述闭合磁力线断开，两块导磁体失去磁性而脱离所述高支模。

本发明通过在可旋转永磁体上设置相对的两个磁极，两个磁极在可旋转永磁体旋转的过程中可与两块导磁体及高支模形成闭合磁力线而使得导磁体吸附在高支模上，进而使得检测机构通过拆装机构实现在高支模上的安装定位。在需要将监测装置从高支模上拆除时，使用人员只需要旋转可旋转永磁体一定角度就可以使闭合磁力线断开，这样导磁体与高支模之间的吸附作用消失，从而可以便捷地将监测装置取下，拆除简单省力。这样，无论是在高支模上安装监测装置，还是从高支模上拆除监测装置，仅仅只需要旋转可旋转永磁体就可以实现，监测装置使用更加便捷快速，解决了现有的高支模角度监测装置拆装不便，容易发生脱落而使得监测成本大大提高，降低设备使用率的技术问题，得到了拆装便捷，不易脱落，设备使用率得到明显提升的技术效果。

作为上述方案的进一步改进，所述检测机构包括：

外壳，其固定在连接件上；

检测模块，其安装在外壳上，并用于获取所述监测参数。

进一步地，所述检测模块集成在一个电路板上；电路板安装在外壳中，且用于采集所述高支模的角度数据，并将所述角度数据发送至一个后台。

作为上述方案的进一步改进，可旋转永磁体呈球形，且两个磁极所在平面与所述拆装机构在所述高支模上的拆装平面平行。

作为上述方案的进一步改进，所述监测装置还包括：

控制器，其用于先判断所述检测机构是否在一个远程后台注册成功，是则驱使所述检测机构采集所述监测参数的数据，然后对所述监测参数的数据进行卡尔曼滤波处理，最后将多次滤波处理后的数据取均值传输至所述远程后台。

进一步地，不导磁隔离板为黄铜制成的分隔板，外壳为铝合金外壳，连接件为螺纹柱。

作为上述方案的进一步改进，所述检测机构还包括：

锂电池，其安装在外壳中，并用于向电路板供电。

再进一步地，所述检测机构还包括：

充电接口，其安装在外壳上，且与锂电池电性连接。

再进一步地，所述检测机构还包括：

天线接口，其安装在外壳上，并用于将所述监测参数远程传输至一个后台。

本发明还提供一种快速拆装的高支模角度监测方法，其应用于上述任意所述的快速拆装的高支模角度监测装置中，其包括以下步骤：

步骤(a)，将两块导磁体初步定位在所述高支模上；

步骤(b)，旋转可旋转永磁体，使两个磁极分别靠近两块导磁体，两个磁极分别与两块导磁体以及所述高支模形成一个闭合磁力线，使两块导磁体(1)吸附在所述高支模上；

步骤(c)，对所述检测机构进行系统初始化；

步骤(d)，判断所述检测机构是否在一个远程后台注册成功；

在所述检测机构在所述远程后台注册成功时，进行步骤(e)，驱使所述检测机构采集所述监测参数的数据；

在所述检测机构在所述远程后台未注册成功时，进行步骤(c)；

步骤(f)，所述监测参数的数据进行卡尔曼滤波处理，并统计数据采集次数；

步骤(g)，在所述数据采集次数满足一个预设次数时，将多次滤波处理后的数据取均值传输至所述远程后台，并进入休眠；

步骤(h)，判断是否到定时器时间，是则进行步骤(e)，否则继续休眠。

相较于现有的高支模角度监测装置，本发明的快速拆装的高支模角度监测装置及其监测方法具有以下有益效果：

1、该快速拆装的高支模角度监测装置，其在可旋转永磁体上设置相对的两个磁极，这两个磁极在可旋转永磁体旋转的过程中可与两块导磁体及高支模形成闭合磁力线而使得导磁体吸附在高支模上，进而使得检测机构通过拆装机构实现在高支模上的安装定位。在需要将监测装置从高支模上拆除时，使用人员只需要旋转可旋转永磁体一定角度就可以使闭合磁力线断开，这样导磁体与高支模之间的吸附作用消失，从而可以便捷地将监测装置取下，拆除简单省力。这样，无论是在高支模上安装监测装置，还是从高支模上拆除监测装置，仅仅只需要对可旋转永磁体旋转90度就可以实现安装或拆除的过程，使得监测装置使用更加便捷快速，不仅可以提高拆装效率，还可以提高装置的使用率。同时，由于采用磁力吸附的方式进行安装，这样安装后会更加牢靠，不易发生脱落，保证监测的持续进行。

2、该快速拆装的高支模角度监测装置，其还可以设置控制器。控制器可以判断检测机构是否在后台注册成功，是则采集监测数据并进行滤波处理，最后将多次滤波处理后的数据取均值后传输至远程后台，实现远程监测的功能。这样，该监测装置可以实现远程实时监测，监测数据会更加及时，而且通过磁性吸附的方式可以保证拆装机构的稳定性，使监测数据更加准确。

3、该快速拆装的高支模角度监测方法，其有益效果与上述快速拆装的高支模角度监测装置的有益效果相同，在此不再做赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1的快速拆装的高支模角度监测装置的结构示意图。

图2为本发明实施例2的快速拆装的高支模角度监测装置的控制器的控制流程图。

符号说明：

1导磁体6电路板

2连接件7锂电池

3可旋转永磁体8充电接口

4不导磁隔离板9天线接口

5外壳

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种快速拆装的高支模角度监测装置，该监测装置用于对一个高支模进行监测，获取高支模的相关参数。该监测装置的表面可以设置耐腐蚀的防水涂层，这样避免高支模的外部环境对监测装置产生影响，尤其是防止雨水等对装置产生损坏。其中，该监测装置主要包括检测机构和拆装机构，这两个机构之间固定连接。当然，在一些实施例中，该监测装置还可以包括其他一些机构，这需要根据实际需要再另行设置。

检测机构用于检测高支模的监测参数，监测参数包括高支模的角度、水平度等，在其他实施例中，检测机构还可以检测其他的数据，具体可以根据实际需要设置。在本实施例中，检测机构包括外壳5、检测模块、锂电池7、充电接口8以及天线接口9。

外壳5为检测机构其他部分的保护壳，其能够防止灰尘、雨水等进入，并提供安装空间。在本实施例中，外壳5呈圆柱形，并且内部中空，在其他实施例中，外壳5还可以呈多面体形、球形等。外壳5可以为铝合金外壳，也可以为塑料外壳，还可以为其他材料制成的外壳。外壳5的尺寸不宜过大，只需要能够满足安装检测机构其他部件的需求即可。

检测模块安装在外壳5上，并用于获取监测参数，其为监测装置的第一部分。在本实施例中，检测模块集成在一个电路板6上。电路板6安装在外壳5中，而且用于采集高支模的角度数据，并将角度数据发送至一个后台。其中，电路板6采用mpu9250电路板，mpu9250电路板内部集成有3轴陀螺仪、3轴加速度计和3轴磁力计，输出都是16位的数字量。mpu9250电路板可以通过集成电路总线接口和单片机进行数据交互，传输速率可达400khz/s。mpu9250电路板的陀螺仪的角速度测量范围最高达±2000°/s，具有良好的动态响应特性。mpu9250电路板的加速度计的测量范围最大为±16g，g为重力加速度，静态测量精度高。mpu9250电路板的磁力计采用高灵度霍尔型传感器进行数据采集，磁感应强度测量范围为±4800μt，可用于对偏航角的辅助测量。mpu9250电路板自带的数字运动处理器硬件加速引擎，可以整合九轴传感器数据，向应用端输出完整的9轴融合演算数据。

锂电池7安装在外壳5中，并用于向电路板6供电。锂电池7可以采用现有的微型锂电池，其通过粘接、卡接等方式安装在外壳5的内壁上。充电接口8安装在外壳5上，而且与锂电池7电性连接，并供外部充电电源对锂电池7进行充电。锂电池7在充满电后，其能够为电路板6提供至少一个月的续航电能。天线接口9安装在外壳5上，并用于将监测参数远程传输至一个后台。天线接口9在本实施例中使用bc95模块与后台通讯，其为nb-iot通讯模块，而nb-iot通讯模块由于尺寸不大，而且性能高、功耗低，可以满足监测装置长达一个月的监测需求。

拆装机构用于将检测机构从高支模上安装或拆除，其为监测装置的第二部分。拆装机构既能够实现监测装置的整体安装，也可实现监测装置的整体拆除，可便于将监测装置拆装在高支模上。其中，拆装机构包括导磁体1、连接件2、可旋转永磁体3以及不导磁隔离板4。

导磁体1的数量为两块，而且两块导磁体1相对设置，并安装在高支模上。两块导磁体1之间预留出一个分隔空间以及一个旋转空间。导磁体1实际上可以采用壳体的结构形式存在，这两个导磁体1对称设置，而且与高支模相接触的一面为平面。当然，在其他实施例中，导磁体1与高支模相接触的面也可以为曲面，具体需要根据高支模的外壁形状而决定。导磁体1的制造材料为导磁材料，诸如纯铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金等，这些导磁材料都可以用作制作导磁体1，在本实施例中，导磁材料为电工软铁。

连接件2的两端连接检测机构与两块导磁体1。在本实施例中，连接件2为螺纹柱，其一端螺接在外壳5上，其另一端螺接在导磁体1上。连接件2能够实现检测机构与导磁体1之间的固定连接，当然，在一些实施例中，连接件2还可以为其他的柱形件。由于连接件2相对于外壳5而言是可拆卸的，因此检测机构和拆装机构之间也可以实现可拆卸的连接方式，这样可便于将这两者分开进行维护，方便更换零件。

可旋转永磁体3转动安装在旋转空间中，而且沿着旋转的径向上分布有相对设置的两个磁极，两个磁极的磁性相反。在本实施例中，可旋转永磁体3呈球形，并且两个磁极所在平面与拆装机构在高支模上的拆装平面平行。这样，使用人员可以轻易地旋转可旋转永磁体3，使两个磁极能够靠近或远离导磁体1，靠近时可以形成磁力线，而远离时磁力线则会消失。

不导磁隔离板4安装在分隔空间中。在本实施例中，不导磁隔离板4为黄铜制成的分隔板，其不具备导磁的特性。不导磁隔离板4的主要作用是将两块导磁体1分隔开来，这样可以防止这两块导磁体1产生磁性时相互吸引而将可旋转永磁体3夹住。同时，由于不导磁隔离板4不导磁，这样两个磁极并不会对不导磁隔离板4产生影响，保证不导磁隔离板4的磁性分隔作用。

其中，在可旋转永磁体3旋转至两个磁极分别靠近两块导磁体1时，，两个磁极分别与两块导磁体1以及高支模形成一个闭合磁力线，使两块导磁体1吸附在高支模上。两个磁极n、s极分别对着两块导磁体1，此时从n极到导磁体1到导轨到另一块导磁体到s极，形成磁力线闭合，可以牢牢的附着被测物体上。在可旋转永磁体3旋转至两个磁极分别远离两块导磁体1时，闭合磁力线断开，两块导磁体1失去磁性而脱离高支模。这时，当可旋转永磁体3旋转到中间位置，磁力线分别在两块导磁体1中形成闭路时由于表座没有磁性，无法吸附，因此拆装只需要将可旋转永磁体3旋转即可，而且每旋转90度就可以完成一次安装或一次拆除，可实现快速安拆的功能。

综上所述，相较于现有的高支模角度监测装置，本实施例的快速拆装的高支模角度监测装置具有以下有益效果：

1、该快速拆装的高支模角度监测装置，其在可旋转永磁体3上设置相对的两个磁极，这两个磁极在可旋转永磁体3旋转的过程中可与两块导磁体1及高支模形成闭合磁力线而使得导磁体1吸附在高支模上，进而使得检测机构通过拆装机构实现在高支模上的安装定位。在需要将监测装置从高支模上拆除时，使用人员只需要旋转可旋转永磁体3一定角度就可以使闭合磁力线断开，这样导磁体1与高支模之间的吸附作用消失，从而可以便捷地将监测装置取下，拆除简单省力。这样，无论是在高支模上安装监测装置，还是从高支模上拆除监测装置，仅仅只需要对可旋转永磁体3旋转90度就可以实现安装或拆除的过程，使得监测装置使用更加便捷快速，不仅可以提高拆装效率，还可以提高装置的使用率。同时，由于采用磁力吸附的方式进行安装，这样安装后会更加牢靠，不易发生脱落，保证监测的持续进行。

2、该快速拆装的高支模角度监测装置，其还可以设置控制器。控制器可以判断检测机构是否在后台注册成功，是则采集监测数据并进行滤波处理，最后将多次滤波处理后的数据取均值后传输至远程后台，实现远程监测的功能。这样，该监测装置可以实现远程实时监测，监测数据会更加及时，而且通过磁性吸附的方式可以保证拆装机构的稳定性，使监测数据更加准确。

实施例2

请参阅图2，本实施例提供了一种快速拆装的高支模角度监测装置，该装置在实施例1的基础上增加了控制器。其中，该控制器用于先判断检测机构是否在一个远程后台注册成功，是则驱使检测机构采集监测参数的数据，然后对监测参数的数据进行卡尔曼滤波处理，最后将多次滤波处理后的数据取均值传输至远程后台。在检测机构未注册成功时，控制器继续使检测机构尝试注册，直至注册成功。在每次注册前，控制器都会使系统初始化。而在注册成功后，控制器会通过卡尔曼滤波算法进行预处理，而后驱使mpu9250电路板采集数据，并对10次数据取均值上传后台，随后休眠，并判断是否到定时器时间，是则驱使mpu9250电路板继续采集数据，否则继续休眠。该控制器可以实现监测装置的自动数据上传，而且能够在注册成功后自动采集数据和上传数据，使监测更加智能化和自动化。

实施例3

本实施例提供了一种快速拆装的高支模角度监测装置，该监测装置在实施例1的基础上增加了摄像头。摄像头属于检测机构的一部分，其安装在外壳5上，并用于拍摄高支模的外部图像。摄像头的数量一般为一个，有时候为了能够获得高支模更加全面的图像，摄像头的数量可以设置为多个。摄像头所采集到的图像会通过bc95模块而传输至后台，使用人员在后台就可以直观地查看到高支模的情况，尤其是在高支模发生形变时，其形变图像能够立即被发现，这样就有助于对高支模的紧急情况进行处理，保证高支模的稳定。

实施例4

本实施例提供了一种快速拆装的高支模角度监测装置，该监测装置在实施例1的基础上增加转向机构。其中，转向机构安装在外壳5或导磁体1上，其能够驱使外壳5相对导磁体1转动。转向机构可以通过电机转动带动连接件2转动而改变外壳5相对导磁体1的位置，从而能够检测出高支模在不同方向的监测参数，尤其是在实施例2的基础上增加转向机构，其可以增加摄像头的拍摄范围，使高支模四周的图像都能够及时反馈至后台，提高高支模监测的全面性和有效性。

实施例5

本实施例提供了一种快速拆装的高支模角度监测方法，其应用于实施例1-4中所提供的任意一种快速拆装的高支模角度监测装置中，该监测方法主要包括以下这些步骤，即步骤a-h。

步骤(a)，将两块导磁体1初步定位在高支模上。

步骤(b)，旋转可旋转永磁体3，使两个磁极分别靠近两块导磁体1，两个磁极分别与两块导磁体1以及高支模形成一个闭合磁力线，使两块导磁体1吸附在高支模上。这里，每使可旋转永磁体3旋转的角度为90度时，就可以实现一个安装或拆除。

步骤(c)，对检测机构进行系统初始化。

步骤(d)，判断检测机构是否在一个远程后台注册成功。

在检测机构在远程后台注册成功时，进行步骤(e)，驱使检测机构采集监测参数的数据。

在检测机构在远程后台未注册成功时，进行步骤(c)。

步骤(f)，监测参数的数据进行卡尔曼滤波处理，并统计数据采集次数。

步骤(g)，在数据采集次数满足一个预设次数时，将多次滤波处理后的数据取均值传输至远程后台，并进入休眠。

步骤(h)，判断是否到定时器时间，是则进行步骤(e)，否则继续休眠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。