专利名称：手持式混凝土振捣器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑混凝土振捣器械，具体的讲是手持式混凝土振捣器。
背景技术：
混凝土振捣是混凝土浇筑的关键工艺，工艺过程中振捣质量的监测与控制是混凝土质量控制的重要环节之一。混凝土振捣是指的对卸入浇筑仓内的混凝土拌和物进行振动捣实，以满足设计质量要求。若混凝土振捣不充分，可能造成混凝土内部孔隙过大、过多，影响混凝土强度，增加混凝土渗透性，降低耐用性，并可能造成蜂窝麻面；若过分振捣，可能造成骨料和浆液离析，底部骨料集中、粘结不足，表面泛浆、影响层间结合。因此对振捣过程的控制尤为重要。手持插入式振捣器是一种混凝土振捣施工的设备，通常用于振捣各种垂直方向尺寸较大的混凝土体，一般由人工操作或机械手操作。在水利水电工程或其他大体积、大方量混凝土施工中，常与大型振捣机配合使用，用于建筑物角落或靠近模板等部位的振捣。包含振捣头、连接软管、电动机等部分。传统的施工现场振捣质量控制，是通过振捣器的交错插入来保证混凝土浇筑区域的全覆盖，同时通过人工经验来控制振捣器插入深度和插入角度，以及振捣时长、振捣间距等过程控制参数，从而保证混凝土振捣密实。一般的经验控制方式为:当混凝土不再显著下沉、不出现气泡、开始泛浆则认为混凝土已振捣密实，此时拔出振捣器防止过分振捣而引起骨料下沉离析。但实际操作中，施工人员难以做到振捣器插入深度、插入角度、振捣时长、振捣间距等参数的精确把握，因而根据个人经验操作的随意性强，振捣质量在很大程度上受人为因素和工作条件的 影响，难以避免出现欠振、过振、漏振等问题，并且可能产生质量缺陷且难以及时获知和处理。这已成为混凝土振捣质量控制的通病。同时，振捣过程信息难以系统采集和保存，在对施工质量进行评价、对施工缺陷及时纠正以及运行期的建筑物维护等缺乏依据。目前也有在振捣器上设置定时器和深度刻度，通过定时器提醒振捣时间，由设置在连接软管上的环形突起刻度量测插入深度。这种振捣器的缺点在于:I)虽然这种振捣器可以通过刻度线等方法量测振捣头的插入深度，但无法监控有效插入深度和判断是否满足规范要求的“距离已浇混凝土 IOcm或插入下层新浇筑混凝土5cm”的要求。有效插入深度指的是，振捣器插入混凝土后，混凝土表面以下的振捣头在铅直方向的投影长度。2)无法监控和记录振捣的点位和覆盖范围，可能导致重复振捣或者漏振。3)无法记录振捣过程数据，为质量评价和运行维护提供依据。4)无法在振捣过程中将振捣过程中的操作或质量问题及时反馈至操作人员和管理人员。监理等管理人员难以获取实时的不规范操作信息，缺乏有效的监督。5)振捣深度的量测未考虑插入倾角，倾斜插入时，有效插入深度可能不满足要求。6)振捣时间采用定时器控制，振捣点位移动时间、插入和拔出时间、其他施工干扰等时间均计入振捣时间。因此需要采用精细化、智能化的技术手段和设备有效的监测和控制混凝土振捣质量。
实用新型内容本实用新型提供了一种手持式混凝土振捣器，除了具有常见振捣器的捣固功能夕卜，还可实时监控混凝土振捣的有效时间、插入深度、振捣覆盖范围、插入和拔出速度等影响混凝土质量的关键参数。本实用新型的手持式混凝土振捣器，包括有处理模块，所述的处理模块连接有定位模块和预报警模块，其中定位模块包括了布置在施工场地内的固定基站和设于手持式混凝土振捣器上的天线；预报警模块包括了设于手持式混凝土振捣器的两个手持握把之间的显示屏幕和指示灯。通过定位模块上的天线，监控手持式混凝土振捣器的坐标，可获取振捣点坐标，将点坐标信息发送到处理模块，计算本次振捣的有效范围。显示屏幕用于对振捣过程中的各种信息进行显示，如插入深度、振捣时间、插入倾角、指令信息等，还可以通过文本信息对当前的不规范操作进行记录并提醒操作员和监理人员。当出现如欠振/超振、插入深度满足/不足、插入速度过慢/拔出速度过快等状况时，还可以通过不同的指示灯进行灯光提示，进一步加强振捣过程的监控和提示。优选的，所述的定位模块固定安装在手持式混凝土振捣头的顶部附近(振捣头与显示屏幕的交接处附近)。
进一步的，处理模块还连接有水平传感设备和测距模块，所述的水平传感设备设于手持式混凝土振捣器的振捣头上或内置于振捣头中，测距模块设于手持式混凝土振捣器的振捣头顶端附近(振捣头与显示屏幕的交接处附近)，方向平行于振捣头，安装高度高于振捣头的最大插入深度值。通过测距模块获取振捣头插入混凝土表面的深度，水平传感设备获取振捣器与铅垂方向的夹角，将这两个数据经处理模块计算生成有效插入深度、插入速度、拔出速度的数据；测距模块还用于监控振捣器插入深度的动态变化，从插入深度达到最小深度开始计时，直至振捣完毕振捣器拔出混凝土达到限定长度为止，由处理模块计算振捣有效时间。处理模块从测距模块和水平传感设备获取实时监控信息，并与控制指标进行对比，对不良施工记录进行判别和预警标记，通过显示屏幕和指示灯进行提示。进一步的，处理模块还与后台监理监控系统连接。后台监理监控系统可以为PC电脑或类似设备、系统，用于对不规范的振捣操作进行记录，由监理技术人员发布纠偏指令，及时进行纠正。同时还用于对施工过程信息进行统计，结合考核和质量评定指标进行质量评定。优选的，所述的处理模块包含CPU和无线传输模块，处理模块通过无线传输模块与后台监理监控系统进行无线连接。处理模块为CPU-WT (数据处理和无线传输，CentralProcessing Unit-ffireless Transmission)类型的处理器，CPU-WT类型的处理模块可以集成为便携式组件，佩戴在操作手身上，方便使用。其中的CPU模块负责处理传感器获取的数据，并计算得到有效插入深度、有效振捣时间、振捣位置等信息。其中的无线传输模块采用无线网络，用于施工现场与后台监理监控系统的数据和指令的传输。无线网络可以采用WiFi (Wireless Fidelity)无线网络，也可采用ZigBee、GSM等无线网络。其中ZigBee网络具有低功耗、低成本、使用免费2.4G频段，以及高抗干扰和高保密性的特点。可选的，所述的测距模块为超声波测距模块或红外线测距模块。这两种测距模块都是目前常用的成熟模块，也可以使用具有类似功能的其它模块或设备。可选的，所述的水平传感设备为水平传感仪或陀螺仪，通过水平传感仪或陀螺仪可以方便准确的监控振捣头的插入倾角。所述的定位模块为GPS装置或北斗定位装置。这两种都是成熟免费的定位装置/系统，具有定位准确、成本低的特点。本实用新型的手持式混凝土振捣器能够实现对混凝土振捣过程的全程动态和各种数据实时监控，为施工质量的评价、考核和施工缺陷的排查提供确切的依据，对未达到控制要求的施工操作进行实时提醒，及时对影响混凝土质量的操作进行纠正，并且对振捣过程的各项指标进行定量监控，加强了施工操作的规范管理，有利于提高施工质量。以下结合实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
图1为本实用新型手持式混凝土振捣器的电路连接框图。
图2为本实用新型手持式混凝土振捣器的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示本实用新型的手持式混凝土振捣器，包括有CPU-WT (数据处理和无线传输，Central Processing Unit-ffireless Transmission)类型的处理模块,所述的处理模块连接有GPS定位模块和预报警模块，其中定位模块包括了布置在施工场地内的固定基站和设于手持式混凝土振捣头4顶部附近(振捣头4与显示屏幕2的交接处附近)的天线。通过定位模块上的天线，监控手持式混凝土振捣器的坐标，可获取振捣坐标和方位角，将坐标和方位角信息发送到处理模块，计算本次振捣的有效范围。预报警模块包括了设于手持式混凝土振捣器的两个手持握把I之间的显示屏幕2和指示灯3。处理模块中的CPU模块负责处理传感器获取的数据，并计算得到有效插入深度、有效振捣时间、振捣位置等信息；无线传输模块采用WiFi (Wireless Fidelity)无线网络，处理模块通过无线网络与后台监理监控系统进行无线连接。后台监理监控系统可以为PC电脑或类似设备、系统，用于对不规范的振捣操作进行记录，由监理技术人员发布纠偏指令，及时进行纠正。同时还用于对施工过程信息进行统计，结合考核和质量评定指标进行质量评定。显示屏幕I能够通过文本信息提醒操作员当前操作的不规范信息；指示灯3为多种类型的指示灯，能够分别对振捣时间、振捣深度、欠振/超振、插入深度满足/不足、插入速度过慢/拔出速度过快等信息分别以红绿黄灯的颜色进行区分提示不同的状态。当监理人员发布指令时，显示屏幕2还能够自动显示指令内容。在显示屏幕2和和振捣头4之间还设有连接软管5，用于和外围电气设备进行连接。[0029]处理模块还连接有陀螺仪结构的水平传感设备和超声波测距模块，所述的水平传感设备设于手持式混凝土振捣器的振捣头4上或内置于振捣头4中，测距模块设于手持式混凝土振捣器的振捣头4顶端附近(振捣头4与显示屏幕2的交接处附近)，方向平行于振捣头4，安装高度高于振捣头4的最大插入深度值。通过测距模块获取振捣头4插入混凝土表面的深度，水平传感设备获取振捣器与铅垂方向的夹角，将这两个数据经处理模块计算生成有效插入深度、插入速度、拔出速度的数据；测距模块还用于监控振捣器插入深度的动态变化，从插入深度达到最小深度开始计时，直至振捣完毕振捣器拔出混凝土达到限定长度为止，由处理模块计算振捣有效时间。处理模块从测距模块和水平传感设备获取实时监控信息，并与控制指标进行对比，对不良施工记录进行判别和预警标记，通过显示屏幕2和指示灯3进行提示。在手持式混凝土振捣器中还具有电源模块。电源模块包括了 DC/DC (直流/直流转换)转换模块、交流电源和充电适配器，为所述的GPS定位模块、超声波测距模块、处理模块以及水平传感设备供电。这样通过对混凝土振捣过程的全程动态和各种数据实时监控，为施工质量的评价、考核和施工缺陷的排查提供确切的依据，对未达到控制要求的施工操作进行实时提醒，及时对影响混凝土质量的操作进行纠正，并且对振捣过程的各项指标进行定量监控，加强了施工操作的规范管理，提高了施工质量`。
权利要求1.手持式混凝土振捣器，包括有处理模块，其特征为:所述的处理模块连接有定位模块和预报警模块，其中定位模块包括了布置在施工场地内的固定基站和设于手持式混凝土振捣器上的天线；预报警模块包括了设于手持式混凝土振捣器的两个手持握把(I)之间的显示屏幕(2)和指示灯(3)。
2.如权利要求1所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:所述的定位模块固定安装在手持式混凝土振捣头(4)的顶部附近。
3.如权利要求1所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:处理模块还连接有水平传感设备和测距模块，所述的水平传感设备设于手持式混凝土振捣器的振捣头(4)上或内置于振捣头(4)中，测距模块设于手持式混凝土振捣器的振捣头(4)顶端附近，方向平行于振捣头(4)，安装高度高于振捣头(4)的最大插入深度值。
4.如权利要求1所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:处理模块还与后台监理监控系统连接。
5.如权利要求4所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:所述的处理模块包含CPU和无线传输模块，处理模块通过无线传输模块与后台监理监控系统进行无线连接。
6.如权利要求1至5之一所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:所述的测距模块为超声波测距模块或红外线测距模块。
7.如权利要求1至5之一所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:所述的水平传感设备为水平传感仪或陀螺仪。
8.如权利要求1至5之一所述的手持式混凝土振捣器，其特征为:所述的定位模块为GPS装置或北斗定位装置。
专利摘要本实用新型涉及手持式混凝土振捣器，包括有处理模块，所述的处理模块连接有定位模块和预报警模块，其中定位模块包括了布置在施工场地内的固定基站和设于手持式混凝土振捣器上的天线；预报警模块包括了设于手持式混凝土振捣器的两个手持握把之间的显示屏幕和指示灯。本实用新型的手持式混凝土振捣器能够实现对混凝土振捣过程的全程动态和各种数据实时监控，为施工质量的评价、考核和施工缺陷的排查提供确切的依据，对未达到控制要求的施工操作进行实时提醒，及时对影响混凝土质量的操作进行纠正，并且对振捣过程的各项指标进行定量监控，加强了施工操作的规范管理，有利于提高施工质量。
文档编号E04G21/08GK203113805SQ20132009623
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者陈万涛, 邱向东, 尹习双, 刘金飞, 钟桂良, 宋述军, 赖刚, 刘永亮 申请人:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院