专利名称：静压桩测斜记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种静压桩测斜记录装置，适用于静压桩、大型机械设备、建筑物及其大型构件的倾斜度的非接触连续测量。
背景技术：
随着建筑行业的快速发展，建筑工程的质量就显得极为重要，特别是在测量施工中对其进行相应的标准达标的检测具有重要意义。静压桩机在桩施工时按照静压桩基础施工规范，桩的倾斜度不得超过1%。当前测量方法是使用经纬仪，由于经纬仪的基准建立在地面上，测量速度较慢，它不易随压桩机机械移动而移动，所以跟不上施工的节奏，使之该规范大部分情况为虚设。
发明内容本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种静压桩测斜记录装置，采取工业数字相机和MEMS技术测倾斜传感器，利用单片机、PC机、图像分析软件及RS485网络将其串接在一起达到动态测量的目标，在静压桩机正常工作的情况下，能连续、准确、快速地测量静压桩的倾斜度并且予以记录。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:依据本实用新型提供提供的一种静压桩测斜记录装置，包括第一号相机平台、第二号相机平台、RS485网络和PC机，所述的第一号相机平台和第二号相机平台分别由工业数字相机、倾斜度传感器和控制器组成，倾斜度传感器绑定在工业数字相机上，并通过SPI接口与控制器相连接，控制器再分别通过RS458网络连接RS485/RS232转换器并通过USB接口数据线连接PC机，工业数·字相机分别通过USB接口连接PC机。前述的倾斜度传感器采用微电子机械系统MEMS测倾斜度的芯片。本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果:由于本实用新型采用图像采集来解决测斜的问题，克服了传统测斜仪器所需要的人工方法“水平整定”的过程，实现自动“水平整定”、自动修正测量数据、自动记录测量数据，使倾斜度检测贯彻于连续生产之中，且完成测斜的速度较快，不会影响压桩机正常工作。本装置可安装在静压桩机上，装置随着静压桩机移动，不会受静压桩机位移和倾斜的影响，从而使本装置可进行连续的快速的进行倾斜度的测量和结果的记录，并且操作方法简单易懂，可成为适应生产节奏的测斜装置。
图1为本实用新型一种静压桩测斜记录装置的结构框图。图2为本实用新型的安装位置正视示意图。图3为本实用新型的安装位置俯视示意图。图4为本实用新型静压桩测斜装置测量程序流程图。[0014]图5为本实用新型静压桩测斜装置标定程序流程图。其中图2图3中:1、第一号相机平台，2、第二号相机平台，3、桩体，4、PC机，5、操作室，6、静压桩机。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。参见图1 (图中各部件之间的箭头表示数据流向)，一种静压桩测斜记录装置，包括第一号相机平台、第二号相机平台、RS485网络和PC机，第一号相机平台和第二号相机平台均分别由工业数字相机、倾斜度传感器和控制器组成，倾斜度传感器绑定在工业数字相机上，并通过SPI接口与控制器相连接，控制器再分别通过RS458网络连接RS485/RS232转换器并通过USB接口数据线连接PC机，将倾斜度传感器所测得的数值传递到PC机上；工业数字相机分别通过USB接口连接PC机，将所采集到的图像传递到PC机上，由PC机上的静压桩测斜系统测得其相对倾斜度及其倾斜方向。参见图2、图3所示，将第一号相机平台I和第二号相机平台2安装在静压桩机6上，设置第一号相机平台和第二号相机平台从水平上相互垂直的两个方向采集静压桩桩体倾斜度(第一号相机平台和第二号相机平台按照虚线的方向放置)，两台相机平台同时测可得出静压桩桩体倾斜度的矢量。倾斜度传感器采用微电子机械系统MEMS测倾斜度的芯片SCA100T-D01进行测斜工作，通过与控制器相连接，把信息传递到PC机上。这种传感器采用MEMS (微电子机械系统)技术在±15°。它集成了一个SPI接口直接与控制器相连接。倾斜传感器可测得平台倾斜度。工业数字相 机采用的是型号为DH-HV5051UM的紧凑型USB接口 500万像素高分辨率CMOS黑白工业数字相机，使用数据线通过USB接口连接到PC机上。采用图像传感器面阵为2592*1944的工业数字相机，采集桩体的图像倾斜度。控制器为一个ATMegaie单片机，通过SPI读取倾斜度传感器传递的信息，通过RS485网络将信息传递到PC机中，还可连接其他设施。PC机:普通电脑。RS485网络:本实用新型采用RS485/RS232转换器，将RS485与RS232水平上相互转换。可使控制器从倾斜度传感器接受到的信息传递到PC机中。静压桩测斜装置测量程序:参见图4所示的流程，对相对静压桩桩体水平上相互垂直的第一号相机平台与第二号相机平台同时启动测量，可将测得桩体倾斜度的矢量和显示并保存下来，并显示静压桩桩体倾斜的矢量方向，如超过规定值(例如超过1%)即给予警
生口 ο静压桩测斜装置标定程序:参见图5所示的流程，分别对第一号相机平台与第二号相机平台的系统倾斜度进行标定，对一个静止的铅垂线测量其倾斜度，可测出每个相机平台的系统倾斜度并将各自保存本相机平台的系统倾斜度。现场布置:参见图2、图3所示，将第一号相机平台I和第二号相机平台2安装到相对静压桩机6上的桩体3水平上相互垂直的两个方向，将PC机4安放到操作室5内，将工业数字相机用USB接口的数据线连接到PC机上，将倾斜度传感器绑定在工业数字相机上，通过SPI连接到绑定在工业数字相机后方的控制器上，控制器上通过RS485网络连接到RS485/RS232转换器上，RS485/RS232转换器用USB接口的数据线连接到PC机上。PC机上有可运行的静压桩测斜装置标定程序和静压桩测斜装置测量程序，程序流程对应图4、图5。
具体实施方式
包括以下步骤:(I)利用工业数字相机对静压桩桩体进行图像采集，通过图像分析得到桩体与图像传感器面阵的倾斜度成为图像倾斜度。(2)在对桩体图像采集的同时对倾斜传感器进行相机平台倾斜度的采集。称为平台倾斜度。(3)由于在倾斜传感器与相机绑定的过程中，仍然存在着相对不平行的位置关系。故此采用相机平台对铅垂线进行测量。铅垂线的实际倾斜度为零，测得的铅垂线图像倾斜度减去平台倾斜度为反应倾斜度传感器与图像传感器面阵之间相对倾斜度，称为系统倾斜度。该方法是相机平台进行标定过程中进行标定结果，标定的结果可在一年之内使用。(4)计算出测量结果:桩体倾斜度=图像倾斜度-平台倾斜度-系统倾斜度。(5)第一号相机平台与第二号相机平台水平上相互垂直，分别对桩体测量，以求得两个水平上相互垂直平面上的倾斜度，将两个结果进行矢量和的计算，最终得到桩体倾斜的矢量，即桩体倾斜度的大小和桩体倾斜的方向。桩体倾斜度=图像倾斜度-平台倾斜度-系统倾斜度，例:某一个相机平台所采集的图像通过标定程序，测出铅垂线斜度为-0.10%,得出系统倾斜度-0.10% (铅垂线的倾斜度为O)。用这个相机平台所采集的图像通过测量程序，测出桩体斜度为+ 0.20%,得出图像倾斜度+0.20%,倾斜度传感器将数据通过控制器和RS485网络传递到PC机上，可得出平台倾斜度+0.15% ;那么，桩体倾斜度=(+0.20%) - (+0.15%) - (-0.10%) =+0.15%。
权利要求1.一种静压桩测斜记录装置，包括第一号相机平台、第二号相机平台、RS485网络和PC机，其特征在于:所述的第一号相机平台和第二号相机平台分别由工业数字相机、倾斜度传感器和控制器组成，倾斜度传感器绑定在工业数字相机上，并通过SPI接口与控制器相连接，控制器再分别通过RS458网络连接RS485/RS232转换器并通过USB接口数据线连接PC机，工业数字相机分别通过USB接口连接PC机。
2.根据权利要求1所述的静压桩测斜记录装置，其特征在于:所述的倾斜度传感器采用微电子机 械系统MEMS测倾斜度的芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种静压桩测斜记录装置，包括第一号相机平台和第二号相机平台，分别由工业数字相机、倾斜度传感器和控制器组成，倾斜度传感器绑定在工业数字相机上，并通过SPI接口与控制器相连接，控制器再分别通过RS458网络连接RS485/RS232转换器并通过USB接口数据线连接PC机，将倾斜度传感器所测得的数值传递到PC机上；工业数字相机分别通过USB接口数据线连接PC机，将所采集到的图像传递到PC机上，由PC机上的静压桩测斜系统测得其相对倾斜度及其倾斜方向。本实用新型可自动“水平整定”、自动修正记录测量数据，实现动态连续自动测量，满足静压桩连续生产过程的测斜需要。
文档编号E02D33/00GK203096779SQ20132009774
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者陈桂秋 申请人:天津市洛睿甫科技有限公司