基于激光三维定位的混凝土振捣定位装置的制作方法

本实用新型涉及一种建筑施工工程中的混凝土施工质量监控技术领域。

背景技术：

随着我国经济的发展，基础设施和城镇化建设量迅速增加。钢筋混凝土工程，特别是大型工程中的大体积混凝土施工工程明显增加，施工进度明显加快。加上建筑工程管理质量的提高，对混凝土的施工质量要求越来越严格。即使采用机械化施工的混凝土浇注与振捣仍然无法确保所有位置的混凝土进行均匀振捣。特别在道路、机场、码头、箱型基础等大面积混凝土的施工过程中，如何确保人工或机械振捣实现均匀和无死角，且保证振捣插入深度达到规定范围，是施工监理和施工质量面临的问题。

现有激光测距仪工作原理有两种：一种是时间差式测距传感器，简单说就是发出激光脉冲，测量脉冲从发出到返回传感器所用时间之差，换算成距离。特点是量程大但是精度相对稍低。另外一种是三角反射式原理的测距仪，传感器打出一束激光，在被测表面形成漫反射，通过测量进入接收窗口的反射光角度，可以判断探头到被测物体的距离。这种传感器精度很高，可以达到微米级线性度，但是量程相对较小。

实际上，当前实时定位技术有许多种，在建筑工程与施工工业中也有不少的应用，包括GPS、无线电识别技术及可视化传感器等。这些方法过于复杂和昂贵，或受天气影响明显，或数据精度差，或者只能进行单点定位，无法跟随振捣棒快速的移动进行定位，尤其是不能进行振捣深度的监测。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种基于激光三维定位的混凝土振捣定位装置，可以定位出平面振捣点分布及插入深度，能有效监测振捣棒等振捣设备的插入点的位置和插入深度，通过确定出的相应的振捣点位置，能够指导施工人员进行均匀振捣，同时也为监理人员减轻现场监督工作量。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种基于激光三维定位的混凝土振捣定位装置，其特征在于：它包括一个激光发射器和至少三个激光探测器，激光发射器和激光探测器均具有信号发射模块和信号接收模块；

所述激光发射器固定于振捣棒上，该激光发射器具有激光面形式的发射光源，激光面的激光发射频率根据振捣的提起和下推触发激光发射和信号发射开关；激光发射器向激光探测器集成的信号接收模块发送激光发出的时间信号；

所述三个激光探测器分别布置于浇注混凝土工作面的不同位置，该激光探测器保持直立布置实现与激光面正交，激光探测器具有能同时探测到激光位置的探头。

所述的三个激光探测器的三个探头不被遮挡且不在同一直线上布置。

本实用新型的有益效果是：提供的振捣点平面位置与深度的定位，可应用于大型混凝土施工质量监测，特别在道路、机场、码头、箱型基础等大面积混凝土的施工过程监测，保证振捣插入深度达到规定范围，确保施工质量的有利工具，具有极高的推广价值和社会效益。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1是本实用新型采用的平面定位三圆相交交点唯一的几何原理示意图。

图2是本实用新型实施例提供测点平面布置与实施示意图。

图3是本实用新型竖向位移定位示意图。

图4是实施例中的信号传输路径示意图。

图中，1激光发射器，2激光探测器 3激光面到达位置 4障碍物 5混凝土施工工作面。

具体实施方式

如图1-4所示：本实用新型装置，它包括一个激光发射器1和至少三个激光探测器2，激光发射器和激光探测器均具有信号发射模块和信号接收模块；

所述激光发射器固定于振捣棒上，该激光发射器具有激光面形式的发射光源，图2中有激光面到达位置3，激光面的激光发射频率根据振捣的提起和下推触发激光发射和信号发射开关；激光发射器向激光探测器集成的信号接收模块发射激光发出的时间信号。

所述三个激光探测器分别布置于混凝土施工工作平面5上、障碍物4内的不同位置，三个激光探测器的三个探头不被遮挡且不在同一直线上布置，保证激光探测器的标杆垂直于混凝土施工工作面5，该激光探测器保持直立布置实现与激光面正交，激光探测器具有能同时探测到激光位置的探头。

本实用新型的基本原理是，通过平面上至少三个基准点即可对平面上任意点进行定位。该技术基于激光探测技术，在混凝土浇注施工现场布置三个以上的固定参考点，并在该点布置相应的激光探测仪和无线信号反馈，借助振捣棒等振捣器具上的激光面光源发射激光信号，利用接收到固定参考点的信号记录激光发射点时间与接收时间，直接确定发射点与接收点的距离，从而得出参考点位置与振捣点的距离，从而可以根据三点定位获得振捣点的位置。在振捣棒插入过程中，各参考点实时确定出激光面光源的下降深度即竖向位移变化。结合上述平面和高度方向的结果，实现振捣点的平面分布和振捣深度的定位。

该定位装置包括三个以上的激光接收探测器，尽可能最大三角点形式固定于特定工作平面位置，并集成无线信号接收和发射功能模块；一个固定于振捣器上具有激光面的发射源，同样集成无线信号接收和发射功能模块。通过实时记录激光发射和接收时间，得出三个接收点与发射点的距离就可以定位出振捣点所在位置及深度位置。

在用振捣棒进行振捣时，由振捣点发出一个激光面，该激光面具有水平自动校正功能，保证激光面能与至少三个布置的激光探测器正交，从而根据激光传播时间可以得出每个探测器与所有的振捣点的距离，借助三圆相交点唯一的几何原理，定位出振捣棒所在位置。再借助激光位移传感器原理，通过探测到的激光面的竖向位移确定振捣棒的插入深度。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，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。