本發(fā)明涉及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種成孔垂直度檢測方法、裝置、系統(tǒng)及旋挖鉆機(jī)。

背景技術(shù)：

旋挖鉆機(jī)是一種適合在建筑基礎(chǔ)工程中進(jìn)行成孔作業(yè)的施工機(jī)械，配合不同鉆具，可適應(yīng)于多種地質(zhì)條件下的成孔作業(yè)。

在鉆進(jìn)過程中，桅桿垂直度并不能完全反應(yīng)成孔垂直度，再加上操作手的經(jīng)驗千差萬別，造成實際施工過程中，打斜孔的問題常有發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)普遍采用事后測量方式，也即在成孔之后用專用的儀器設(shè)備測量。聲波法即采用超聲波傳感器檢測孔的四周距傳感器所在位置的距離，從而測量出垂直度并繪制出成孔三維圖形，傘徑法則是采用機(jī)械加傳感器測量方式進(jìn)行測量?，F(xiàn)有技術(shù)只能在成孔后檢測垂直度，發(fā)現(xiàn)垂直度不符合要求后，很難補救，易造成廢孔。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種成孔垂直度檢測方法、裝置、系統(tǒng)及旋挖鉆機(jī)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對成孔過程進(jìn)行實時垂直度檢測的缺陷，實現(xiàn)根據(jù)采集到的角速度信息和加速度信息，對成孔的偏移角度和偏移方位進(jìn)行高精度的檢測。

本發(fā)明提供一種成孔垂直度檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于所述當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果；

其中，所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果包括偏移角度和偏移方位。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種成孔垂直度檢測裝置，還包括：第一無線收發(fā)模塊、外殼和底座；

所述第一無線收發(fā)模塊，用于向控制終端發(fā)送所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果；

所述外殼和所述底座構(gòu)成中空的容置空間，用于固定放置所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述數(shù)據(jù)處理模塊和所述第一無線收發(fā)模塊。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種成孔垂直度檢測裝置，還包括：數(shù)據(jù)存儲模塊；

所述數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種成孔垂直度檢測裝置，還包括：數(shù)據(jù)記錄模塊；

所述數(shù)據(jù)記錄模塊，用于在所述第一無線收發(fā)模塊未能向所述向控制終端成功發(fā)送所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果的情況下，存儲所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種成孔垂直度檢測裝置，所述數(shù)據(jù)采集模塊具體用于在鉆進(jìn)深度大于目標(biāo)深度，且振動頻率大于預(yù)設(shè)的頻率閾值的情況下，采集所述當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種成孔垂直度檢測裝置，所述成孔垂直度檢測裝置還包括蓄電池，用于向數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行供電。

本發(fā)明還提供一種基于上述任一種所述的成孔垂直度檢測裝置的成孔垂直度檢測方法，所述的成孔垂直度檢測裝置安裝于鉆斗上，所述方法包括：

數(shù)據(jù)采集模塊獲取當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息；

數(shù)據(jù)處理模塊基于所述當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

本發(fā)明還提供一種成孔垂直度檢測系統(tǒng)，包括：如上述任一種所述的成孔垂直度檢測裝置、控制終端和第二無線收發(fā)裝置；

所述成孔垂直度檢測裝置通過第一無線收發(fā)模塊，與所述第二無線收發(fā)裝置無線通信連接；

所述第二無線收發(fā)裝置與所述控制終端通信連接；

所述第二無線收發(fā)裝置，用于接收成孔垂直度檢測裝置發(fā)送的所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，并轉(zhuǎn)發(fā)至所述控制終端。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種成孔垂直度檢測系統(tǒng)，所述控制終端，用于在所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果不滿足目標(biāo)條件的情況下，發(fā)出預(yù)警信息。

本發(fā)明還提供一種旋挖鉆機(jī)，包括如上述任一種所述的成孔垂直度檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測方法、裝置、系統(tǒng)及旋挖鉆機(jī)，基于對運動部件的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，獲取鉆斗的加速度信息和角速度信息，通過計算出的偏移量作為當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，對成孔垂直度進(jìn)行實時的高精度檢測。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度檢測裝置的外形結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度檢測方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度測量精度要求示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度檢測結(jié)果圖形化示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例提供的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1是本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊110和數(shù)據(jù)處理模塊120。

需要說明的是，旋挖成孔上的轉(zhuǎn)盤或動力頭帶動可伸縮式鉆桿和鉆桿底部的鉆頭旋轉(zhuǎn)，用鉆斗底端和側(cè)面開口上的切削刀具切削巖土，同時切削下來的巖土從開口處進(jìn)人鉆斗內(nèi)。待鉆斗裝滿鉆屑后，通過伸縮鉆桿把鉆頭提到孔口，自動開底卸土，再把鉆斗下到孔底繼續(xù)鉆進(jìn)。對粘結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝，無需泥漿護(hù)壁。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝，向孔內(nèi)投入護(hù)壁泥漿或穩(wěn)定液進(jìn)行護(hù)壁。

鉆孔的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整個工程的結(jié)構(gòu)安全和建筑質(zhì)量，尤其是成孔垂直度的控制，其好壞直接影響到樁基的承載力。

需要說明的是，成孔垂直度檢測裝置的檢測對象是具有繞軸旋轉(zhuǎn)的運動軌跡的部件，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

優(yōu)選地，成孔垂直度檢測裝置的檢測對象是旋挖鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中形成的孔位。

具體地，成孔垂直度檢測裝置設(shè)置有數(shù)據(jù)采集模塊110和數(shù)據(jù)處理模塊120，分別用于采集數(shù)據(jù)，以及對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

可以理解的是，在鉆進(jìn)過程中，鉆斗以一定速度繞軸自轉(zhuǎn)，并持續(xù)向地下鉆進(jìn)。對于偏離鉛直方向的外力作用，旋轉(zhuǎn)物體會在橫向發(fā)生傾斜。所以，旋轉(zhuǎn)的鉆斗在三維空間中的左右方向、上下方向以及前后方向均有位移變化，要通過采集一段時間內(nèi)的鉆斗在三個變化方向上的加速度和角速度進(jìn)行計算，進(jìn)而將鉆斗的偏移程度量化。

成孔垂直度檢測裝置既要對運動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，又要對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理。

可選的，成孔垂直度檢測裝置是一個慣性測量單元。該慣性測量單元至少包括傳感設(shè)備和控制電路。其中，傳感設(shè)備可以采用機(jī)械陀螺、mems傳感器或光纖陀螺儀等。

優(yōu)選的，傳感設(shè)備為光纖陀螺儀，相應(yīng)地，成孔垂直度檢測裝置是一個光纖慣組。該光纖慣組至少包括光纖陀螺和控制電路，其中，光纖陀螺為主要檢測元件，用于采集三軸的加速度信息和角速度信息，控制電路用于處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收與處理。

數(shù)據(jù)采集模塊110，用于獲取當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息。

需要說明的是，鉆斗底部設(shè)置有斗門，斗門上有切削齒，用于切削泥土，鉆斗中間為空心鉆筒，容納切削齒切下的泥土，鉆斗上面有方頭用于與鉆桿連接，以及開斗門的機(jī)關(guān)裝置，機(jī)關(guān)裝置包括頂桿、斗門鉤、鉸鏈等用于打開斗門。

工作時鉆機(jī)通過鉆桿將空心鉆斗下放到地面的孔內(nèi)，動力頭通過鉆桿帶動鉆斗在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)。

在鉆進(jìn)的過程，切削泥土逐漸填滿鉆筒，鉆機(jī)將鉆斗提升出孔外，打開斗門卸除鉆筒泥土，依次反復(fù)循環(huán)，每次循環(huán)，孔底的泥土都被鉆斗切削掉一層，使孔的深度不斷增加，當(dāng)孔的深度到達(dá)需要的位置即完成鉆孔作業(yè)。

需要說明的是，數(shù)據(jù)采集模塊110的采集對象是鉆斗，所以數(shù)據(jù)采集模塊110采集到的運動信息是相對于物體自身的載體坐標(biāo)系中的運動信息。其中，載體坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點是以鉆斗的質(zhì)心，x軸正方向指向南向、y軸正方向指向東向以及z軸正方向指向天向。

數(shù)據(jù)采集模塊110的載體坐標(biāo)系固定在鉆斗上，其坐標(biāo)軸隨著鉆斗的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。但是，在載體坐標(biāo)系中，任何兩次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，坐標(biāo)軸是變化的，所以引入三軸靜止不動的慣性坐標(biāo)系獲取鉆斗的姿態(tài)。

優(yōu)選地，慣性坐標(biāo)系選擇東北天坐標(biāo)系。

其中，東北天坐標(biāo)系是以鉆斗在地表面上的位置為坐標(biāo)原點，三個軸中x軸正方向指向東向、y軸正方向指向北向以及z軸正方向指向天向的坐標(biāo)系。

在鉆斗初始靜止時，載體坐標(biāo)系喝東北天坐標(biāo)系是重合的，在鉆進(jìn)過程中，通過兩個坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，使在鉆斗在載體坐標(biāo)系圍繞著變化的三軸的運動信息，轉(zhuǎn)化成鉆斗在東北天坐標(biāo)系圍繞靜止的三軸的運動信息。

具體地，成孔垂直度檢測裝置中的傳感設(shè)備獲取一段時間內(nèi)每一時刻鉆斗在載體坐標(biāo)系中的x軸上的加速度和角速度、y軸上的加速度和角速度以及z軸上的加速度和角速度。

數(shù)據(jù)處理模塊120，用于基于當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

其中，當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果包括偏移角度和偏移方位。

需要說明的是，當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，指在采集時間段內(nèi)的最后一個時間點的檢測結(jié)果，包括在該時間段內(nèi)的成孔路徑的偏移角度和偏移方位。

其中，偏移角度是指鉆頭在當(dāng)前時刻下的加速度方向與地垂線的夾角。

偏移方位是指鉆頭在當(dāng)前時刻下的成孔位置在由x軸和y軸形成的平面中的方位以及方位角度。

具體地，數(shù)據(jù)處理模塊先進(jìn)行桿臂補償處理，消除離心加速度的影響，然后進(jìn)行平滑濾波處理，消除零均值造成的影響，并將數(shù)據(jù)采集模塊獲取到的三軸加速度測量值建立空間幾何關(guān)系，計算出z軸加速度與天軸的角度作為成孔垂直度檢測結(jié)果中的偏移角度。

再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)桿坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到東北天坐標(biāo)系，然后根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊獲取到的三軸角速度信息，結(jié)算出轉(zhuǎn)桿隨時間變化繞x軸，y軸，z軸變化的角度，然后根據(jù)x軸旋轉(zhuǎn)角度(俯仰角)和繞y軸旋轉(zhuǎn)角度(橫滾角)的符號和三角關(guān)系可以確定成孔垂直度檢測結(jié)果中的偏移方位。

本發(fā)明實施例通過對運動部件的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，獲取鉆斗的加速度信息和角速度信息，通過計算出的偏移量作為當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，對成孔垂直度進(jìn)行實時的高精度檢測。

圖2是本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測裝置的外形結(jié)構(gòu)俯視圖?；谏鲜鋈我粚嵤├膬?nèi)容，成孔垂直度檢測裝置還包括：第一無線收發(fā)模塊、外殼210和底座220。

第一無線收發(fā)模塊，用于向控制終端發(fā)送當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

需要說明的是，第一無線收發(fā)模塊是一個無線收發(fā)裝置，與成孔垂直度檢測裝置電連接。

具體地，第一無線收發(fā)模塊接收由成孔垂直度檢測裝置發(fā)送的當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，并通過與地上的無線收發(fā)裝置通信連接，將該結(jié)果傳輸至控制終端。

外殼和底座構(gòu)成中空的容置空間，用于固定放置數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和第一無線收發(fā)模塊。

需要說明的是，旋挖鉆機(jī)等類似樁工機(jī)械產(chǎn)品的工作裝置需深入到地下，采用泥漿護(hù)壁方式施工，故成孔垂直度檢測裝置的可靠性參數(shù)需要滿足防水、抗振要求，要求能夠在100米深泥漿、10g振動環(huán)境中正常檢測，并需在檢測完成后將數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送。

具體地，成孔垂直度檢測裝置的整體外形，由外殼210與底座220兩部分組成，其材質(zhì)一般為硬度高、耐磨性好的金屬材料。

優(yōu)選地，外殼210與底座220的材質(zhì)為鋼。

底座220的上表面與成孔垂直度檢測裝置的下表面緊密貼合，再將外殼210罩設(shè)在成孔垂直度檢測裝置的外部，外殼210與底座220貼合處采用密封圈防水，并每邊設(shè)計多個螺絲230固定，保證密封，既可以保證抗振等級又可以防水。

優(yōu)選地，在外殼210與底座220貼合處，每邊設(shè)置3顆螺絲230進(jìn)行固定。

在鉆進(jìn)過程中，空心的鉆斗斗門朝下，未放置成孔垂直度檢測裝置的底座220表面與鉆斗上部內(nèi)壁固定連接，并放置于靠近鉆桿處，以將成孔垂直度檢測裝置固定在鉆斗上，進(jìn)而對鉆斗鉆進(jìn)過程形成的孔位進(jìn)行垂直度檢測。

在外殼210的上表面設(shè)置一個通孔240以及覆蓋通孔的上蓋250，上蓋250的材質(zhì)可以采用為耐磨性好、耐腐蝕性好的非金屬材料。

對上蓋250內(nèi)側(cè)設(shè)計了密封圈，對開設(shè)的通孔240處進(jìn)行密封，以保證第一無線收發(fā)模塊的無線信號能夠發(fā)射出來。

可以理解的是，通孔240以及覆蓋通孔的上蓋250的形狀可以設(shè)置多種，例如，矩形、正方形或者圓形等。

優(yōu)選地，通孔240以及覆蓋通孔的上蓋250的形狀為圓形。

本發(fā)明實施例通過對成孔垂直度檢測裝置設(shè)置無線收發(fā)模塊和外形，可以對成孔垂直度檢測獲取到的檢測結(jié)果，進(jìn)行地上與地下的傳輸，以使得地上的控制終端獲取到成孔垂直度檢測獲取到的檢測結(jié)果。并且，外形設(shè)置為保證防水、抗振設(shè)計，滿足檢測對象的實際工況要求。

基于上述任一實施例的內(nèi)容，成孔垂直度檢測裝置還包括：數(shù)據(jù)存儲模塊。

數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

需要說明的是，數(shù)據(jù)存儲模塊對成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲的觸發(fā)條件是，成孔垂直度檢測裝置每生成一組成孔垂直度檢測結(jié)果，數(shù)據(jù)存儲模塊就對該成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲。

具體地，數(shù)據(jù)存儲模塊對每一時刻獲取到的成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲。

本發(fā)明實施例通過對成孔垂直度檢測裝置設(shè)置數(shù)據(jù)存儲模塊，可以存儲鉆進(jìn)過程中的多個時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，能夠保存完整數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失。

基于上述任一實施例的內(nèi)容，成孔垂直度檢測裝置還包括：數(shù)據(jù)記錄模塊。

數(shù)據(jù)記錄模塊，用于在第一無線收發(fā)模塊未能向控制終端成功發(fā)送當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果的情況下，存儲當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果

需要說明的是，地下的成孔垂直度檢測裝置與地上的控制終端通過各自的無線收發(fā)裝置進(jìn)行成孔垂直度檢測結(jié)果的傳輸，其傳輸結(jié)果有兩種：傳輸成功和傳輸失敗。

其中，傳輸成功是指控制終端接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，傳輸失敗是指控制終端沒有接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

數(shù)據(jù)記錄模塊對成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲的觸發(fā)條件是，對成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行傳輸，每傳輸失敗一次，數(shù)據(jù)記錄模塊就對本次傳輸失敗的成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲。

具體地，若傳輸結(jié)果是傳輸失敗，即控制終端沒有接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，則不會生成相關(guān)的響應(yīng)信息。故此，成孔垂直度檢測裝置中的第一無線收發(fā)模塊沒有接收到相應(yīng)的響應(yīng)信息，會驅(qū)動成孔垂直度檢測裝置中數(shù)據(jù)記錄模塊對為發(fā)送成功的成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲。

本發(fā)明實施例通過對成孔垂直度檢測裝置設(shè)置數(shù)據(jù)記錄模塊，可以存儲未能由地下成功傳輸至地上的成孔垂直度檢測結(jié)果，能夠保存完整數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失。

基于上述任一實施例的內(nèi)容，數(shù)據(jù)采集模塊具體用于在鉆進(jìn)深度大于目標(biāo)深度，且鉆斗的振動頻率大于預(yù)設(shè)的頻率閾值的情況下，采集當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息。

需要說明的是，成孔垂直度檢測裝置的數(shù)據(jù)采集模塊有兩種狀態(tài)：工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)。

其中，工作狀態(tài)是指數(shù)據(jù)采集模塊采集鉆斗的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)的狀態(tài)，休眠狀態(tài)是指數(shù)據(jù)采集模塊不采集鉆斗的角速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)的狀態(tài)。

具體地，預(yù)先對數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)置工作狀態(tài)與休眠狀態(tài)的觸發(fā)條件，其觸發(fā)條件可以是鉆進(jìn)時間每間隔5分鐘，使數(shù)據(jù)采集模塊處于工作狀態(tài)，進(jìn)行持續(xù)30秒的數(shù)據(jù)采集，并使數(shù)據(jù)采集模塊在5分鐘的時間間隔內(nèi)，處于休眠狀態(tài)。

優(yōu)選地，觸發(fā)條件是鉆進(jìn)深度大于目標(biāo)深度，且鉆斗的振動頻率大于預(yù)設(shè)的頻率閾值。

本發(fā)明實施例通過對數(shù)據(jù)采集裝置的工作狀態(tài)與休眠狀態(tài)的切換設(shè)定特定算法，該算法緊緊圍繞類似旋挖鉆機(jī)類產(chǎn)品的工作特性，為當(dāng)鉆進(jìn)深度大于設(shè)定值、且振動達(dá)到一定條件后才開始喚醒檢測裝置并進(jìn)行采集，否則裝置處于休眠狀態(tài)，能實現(xiàn)單次充電的使用時間更長，能更節(jié)約能源、提高續(xù)航時間。

基于上述任一實施例的內(nèi)容，成孔垂直度檢測裝置包括蓄電池，用于向數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行供電。

需要說明的是，成孔垂直度檢測裝置需要存在一個供電裝置，以供采集和處理數(shù)據(jù)。

旋挖鉆機(jī)的扭矩傳導(dǎo)部件是鉆桿，鉆桿為多層嵌套式可伸縮結(jié)構(gòu)，且施工過程中需經(jīng)常轉(zhuǎn)動，若對其進(jìn)行有源供電，則需要處理好布線。

具體地，成孔垂直度檢測裝置可以以有源供電或者無源供電的方式進(jìn)行供電。

優(yōu)選地，采用無源的供電方式對數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行供電。其供電方式可以是蓄電池，本發(fā)明對此不作具體限定。

可以理解的是，蓄電池的選擇充分考慮旋挖施工周期，可滿足大多數(shù)施工周期要求

本發(fā)明實施例通過對成孔垂直度檢測裝置采用蓄電池進(jìn)行供電，可以使運動部件在施工過程中隨意轉(zhuǎn)動，不受布線限制，能夠使電壓穩(wěn)定輸送、價格便宜、維護(hù)簡單、并且質(zhì)量穩(wěn)定。進(jìn)而，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集與處理。

圖3是本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測方法的流程示意圖?；谏鲜鋈我粚嵤├膬?nèi)容，的成孔垂直度檢測裝置安裝于鉆斗上，方法包括：

步驟310、數(shù)據(jù)采集模塊獲取當(dāng)前時刻的鉆斗加速度信息和角速度信息；

需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的成孔垂直度檢測方法的執(zhí)行主體是成孔垂直度檢測裝置。

需要說明的是，由于檢測對象的是處于鉆進(jìn)狀態(tài)的鉆斗形成的孔位，所以成孔垂直度檢測裝置中的數(shù)據(jù)采集模塊要對鉆斗的轉(zhuǎn)動信息進(jìn)行采集，設(shè)置為可以獲取物體的轉(zhuǎn)動信息的元件，例如：機(jī)械陀螺、mems傳感器或者光纖陀螺儀等元件，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

優(yōu)選地，成孔垂直度檢測裝置中的數(shù)據(jù)采集模塊光纖陀螺儀。

其中，可以是精度相同的多個光纖陀螺儀設(shè)置在不同方向軸上，獲取多軸的轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)。

也可以是由多個精度不同的光纖陀螺儀構(gòu)成的組合，實現(xiàn)獲取不同精度要求下的轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)。

需要說明的是，光纖陀螺儀通過獲取測量空間中一段時間內(nèi)的三軸加速度和三軸角速度，能夠全面準(zhǔn)確地反映物體在該時間段內(nèi)的運動性質(zhì)。

光纖陀螺儀采集到的運動信息是相對于物體自身的載體坐標(biāo)系中的運動信息。其中，載體坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點是以鉆斗的質(zhì)心，x軸正方向指向南向、y軸正方向指向東向以及z軸正方向指向天向。

可以理解的是，依據(jù)旋挖鉆機(jī)類產(chǎn)品的工作特性，當(dāng)前時刻是指成孔垂直度檢測裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，所處的采集時間段的每一個時間點。

具體地，成孔垂直度檢測裝置中的光纖陀螺獲取一段時間內(nèi)每一時刻載體坐標(biāo)系中的x軸上的加速度和角速度、y軸上的加速度和角速度以及z軸上的加速度和角速度。

步驟320、數(shù)據(jù)處理模塊基于當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

需要說明的是，當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果是指，在采集時間段內(nèi)的最后一個時間點的檢測結(jié)果，即在該時間段內(nèi)的成孔路徑的偏移角度和偏移方位。

其中，偏移角度是指以當(dāng)前時刻為終點的時間段內(nèi)，每一時刻成孔位置組成的路徑與地垂線形成的夾角。

偏移方位是指以當(dāng)前時刻為終點的時間段內(nèi)，當(dāng)前時間點的成孔位置在由x軸和y軸形成的平面中的方位以及方位角度。

需要說明的是，在數(shù)據(jù)處理的過程中，要將載體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到東北天坐標(biāo)系。

載體坐標(biāo)系是相對于物體自身運動軌跡的坐標(biāo)系。其中，載體坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點是以鉆斗的質(zhì)心，x軸正方向指向南向、y軸正方向指向東向以及z軸正方向指向天向。

數(shù)據(jù)采集模塊110的載體坐標(biāo)系固定在鉆斗上，其坐標(biāo)軸隨著鉆斗的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。但是，在載體坐標(biāo)系中，任何兩次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，坐標(biāo)軸是變化的，所以引入三軸靜止不動的慣性坐標(biāo)系獲取鉆斗的姿態(tài)。

優(yōu)選地，慣性坐標(biāo)系選擇東北天坐標(biāo)系。

其中，東北天坐標(biāo)系是以鉆斗在地表面上的位置為坐標(biāo)原點，三個軸中x軸正方向指向東向、y軸正方向指向北向以及z軸正方向指向天向的坐標(biāo)系。

在鉆斗初始靜止時，載體坐標(biāo)系喝東北天坐標(biāo)系是重合的，在鉆進(jìn)過程中，通過兩個坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，使在鉆斗在載體坐標(biāo)系圍繞著變化的三軸的運動信息，轉(zhuǎn)化成鉆斗在東北天坐標(biāo)系圍繞靜止的三軸的運動信息。

鉆斗鉆斗具體地，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前，要先進(jìn)行桿臂補償，扣除離心加速度的影響，然后平滑濾波扣除零均值造成的影響。然后再結(jié)合三軸加速度的測量值建立空間幾何關(guān)系，結(jié)算出z軸加速度與天軸所形成的角度，即在成孔過程中當(dāng)前時刻的偏移角度。

載體坐標(biāo)系到東北天坐標(biāo)系的方向余弦為：

其中，α為航向角，β為俯仰角，θ為橫滾角。其中，s表示三角關(guān)系中的正弦sin，c表示三角關(guān)系中的余弦cos。

由此，載體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)到東北天坐標(biāo)系中的坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換可以表達(dá)為：

忽略航向角α對z軸傾角影響，令α＝0：

其中，gx、gy、gz為三軸加速度計測量值，g0為重力加速度。

經(jīng)過上述消除噪聲的處理，當(dāng)前時刻的偏移角度可以表示為：

而對于偏移方位的獲取，則首先通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)桿坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到東北天坐標(biāo)系，然后根據(jù)陀螺輸出角速度信息數(shù)據(jù)，結(jié)算出轉(zhuǎn)桿隨時間變化繞x軸、y軸、z軸變化的角度，然后根據(jù)x軸旋轉(zhuǎn)角度(俯仰角)和繞y軸旋轉(zhuǎn)角度(橫滾角)的符號和三角關(guān)系可以確定轉(zhuǎn)桿的偏移方位。

假設(shè)，繞x軸旋轉(zhuǎn)角度為θ，繞y軸旋轉(zhuǎn)角度為α，轉(zhuǎn)桿的桿長為l，則轉(zhuǎn)桿在y軸上的投影可以表示為：

oa＝l·tanθ

轉(zhuǎn)桿在x軸上的投影可以表示為：

ab＝l/cosθ·tanα

則偏移方位角度可以表示為：

η＝arctan(oa/ab)＝arctan(sinθ/tanα)

其中，η的取值范圍[0，2π]。

可以理解的是，當(dāng)η的值在(0，π/2)的區(qū)間內(nèi)時，偏移方位為東偏北，方位角度為η；當(dāng)η的值在(π/2，π)的區(qū)間內(nèi)時，偏移方位為北偏西，方位角度為η-π/2；當(dāng)η的值在(π，3π/2)的區(qū)間內(nèi)時，偏移方位為西偏南，方位角度為η-π；當(dāng)η的值在(3π/2，2π)的區(qū)間內(nèi)時，偏移方位為南偏東，方位角度為η-3π/2。

若η為0、π/2、π和3π/2時，則偏移方位分別對應(yīng)正東、正北、正西和正南，此外η為2π時，偏移方位也對應(yīng)正東。

本發(fā)明實施例通過對運動部件的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，獲取鉆斗的加速度信息和角速度信息，通過計算出的偏移角度和偏移方位作為當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，對成孔垂直度進(jìn)行實時的高精度檢測。進(jìn)而，依據(jù)實時獲取的成孔垂直度檢測結(jié)果與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實時對標(biāo)，能夠在鉆進(jìn)的過程中實現(xiàn)對超過偏差要求及時預(yù)警并修正，避免垂直度指標(biāo)超標(biāo)。

基于上述任一實施例的內(nèi)容，本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測系統(tǒng)，包括如上的成孔垂直度檢測裝置、控制終端和第二無線收發(fā)裝置。

成孔垂直度檢測裝置通過第一無線收發(fā)模塊，與第二無線收發(fā)裝置無線通信連接。

需要說明的是，成孔垂直度檢測裝置，用于獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，并發(fā)送至第二無線收發(fā)裝置；

第二無線收發(fā)裝置，用于接收當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，轉(zhuǎn)發(fā)至控制終端；

第二無線收發(fā)裝置，還用于向成孔垂直度檢測裝置發(fā)送響應(yīng)信息；

控制終端，與第二無線收發(fā)裝置電連接，用于基于當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，進(jìn)行時鐘校準(zhǔn)，獲取當(dāng)前時刻校準(zhǔn)后的成孔垂直度檢測結(jié)果，并圖形化顯示；

其中，當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果包括當(dāng)前時刻的偏移角度和當(dāng)前時刻的偏移方位；

當(dāng)前時刻校準(zhǔn)后的成孔垂直度檢測結(jié)果包括當(dāng)前時刻的偏移角度、當(dāng)前時刻的偏移方位和當(dāng)前時刻。

具體地，成孔垂直度檢測裝置內(nèi)部設(shè)置有第一無線收發(fā)模塊，并與成孔垂直度檢測裝置中的成孔垂直度檢測裝置電連接。成孔垂直度檢測裝置將當(dāng)前時刻獲取的成孔垂直度檢測結(jié)果傳輸至第一無線收發(fā)模塊中，第一無線收發(fā)模塊通過成孔垂直度檢測裝置外殼上的非金屬材質(zhì)密封口，與第二無線收發(fā)裝置進(jìn)行無線通信，將成孔垂直度檢測結(jié)果發(fā)送至第二無線收發(fā)裝置。其中，無線通信方法主要包括wi-fi、2/3/4/5g蜂窩通信技術(shù)等，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

第二無線收發(fā)裝置與控制終端通信連接。

需要說明的是，控制終端可以為手機(jī)和平板電腦等移動智能終端，也可以為筆記本電腦等個人計算機(jī)，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

具體地，第二無線收發(fā)裝置與控制終端可以直接進(jìn)行通信，其通信方式可以是無線通信技術(shù)(wi-fi)、藍(lán)牙或串口等，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

但由于第二無線收發(fā)裝置要與第一無線收發(fā)模塊具有一定的匹配性，故優(yōu)選地，第二無線收發(fā)裝置仍采用無線通信技術(shù)與控制終端進(jìn)行通信。其中，無線通信技術(shù)包括但不限于wi-fi、2/3/4/5g蜂窩通信等。

第二無線收發(fā)裝置，用于接收成孔垂直度檢測裝置發(fā)送的當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，并轉(zhuǎn)發(fā)至控制終端。

需要說明的是，在控制終端成功接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果之后，由于地下的成孔垂直度檢測裝置獲取到成孔垂直度檢測結(jié)果的時間可能與地上的控制終端獲取到成孔垂直度檢測結(jié)果的時間有出入，所以需要對時間進(jìn)行校對。

ntp(networktimeprotocol，網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)和ptp(precisiontimeprotocol，精確時間同步協(xié)議)是目前常用的時間協(xié)議，可以用于地下的成孔垂直度檢測裝置與地上的控制終端之間進(jìn)行時間同步，本發(fā)明實施例對進(jìn)行時間同步的手段不作具體限定。

優(yōu)選地，將時間戳與成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行融合，以進(jìn)行時間同步。

具體地，在第二無線收發(fā)裝置將接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，并轉(zhuǎn)發(fā)至控制終端時，存在兩種結(jié)果：發(fā)送成功和發(fā)送失敗。

其中，發(fā)送成功是指控制終端接收到成孔垂直度檢測結(jié)果，發(fā)送失敗是指控制終端沒有接收到成孔垂直度檢測結(jié)果。

若成孔垂直度檢測結(jié)果發(fā)送成功，控制終端成功接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果之后，生成一個響應(yīng)信息發(fā)送至第二無線收發(fā)裝置，再由第二無線收發(fā)裝置轉(zhuǎn)發(fā)至成孔垂直度檢測裝置的第一無線收發(fā)模塊中，用于通知成孔垂直度檢測裝置數(shù)據(jù)接收成功。

若成孔垂直度檢測結(jié)果發(fā)送失敗，控制終端沒有接收到當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果之后，則不會生成響應(yīng)信息，進(jìn)而成孔垂直度檢測裝置的第一無線收發(fā)模塊并不會接收到響應(yīng)信息，成孔垂直度檢測裝置則會對當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲。

本發(fā)明實施例通過對系統(tǒng)中的成孔垂直度檢測裝置、控制終端和第二無線收發(fā)裝置進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸，可以使成孔垂直度檢測裝置和控制終端握手成功后開始進(jìn)行實時的成孔垂直度檢測結(jié)果傳輸，并對接收到的成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行時鐘校準(zhǔn)，可以使地下與地上之間的時間同步，進(jìn)而使在地上的控制終端信息顯示的時間更準(zhǔn)確。

若未握手成功，成孔垂直度檢測裝置則會將成孔垂直度檢測結(jié)果進(jìn)行存儲，防止數(shù)據(jù)丟失。

在上述任一實施例的基礎(chǔ)上，控制終端，用于在當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果不滿足目標(biāo)條件的情況下，發(fā)出預(yù)警信息。

需要說明的是，目標(biāo)條件是與實際工況中的鉆機(jī)深度對應(yīng)的允許最大偏移角度。

需要說明的是，成孔垂直度測量結(jié)果要求其測量精度不低于千分之一。

圖4是本發(fā)明提供的成孔垂直度測量精度要求示意圖。即如鉆進(jìn)深度等于100米時，孔的實際中心線偏離地垂線的最大位移量小于10厘米，需要測得孔的偏移軌跡與地垂線上在鉆進(jìn)深度為0米處所形成的偏差角度θ為arctan(1/1000)，除此之外，還需要測得對應(yīng)的偏差方向。

具體地，當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果可以顯示在控制終端自帶或外接的顯示設(shè)備上，將當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果與目標(biāo)條件進(jìn)行對標(biāo)，對標(biāo)結(jié)果有兩種：對標(biāo)合格和對標(biāo)不合格。

其中，對標(biāo)合格是指當(dāng)前時刻的成孔的偏移角度小于與實際工況中的鉆機(jī)深度對應(yīng)的允許最大偏移角度，對標(biāo)不合格是指當(dāng)前時刻的成孔的偏移角度大于或者等于與實際工況中的鉆機(jī)深度對應(yīng)的允許最大偏移角度。

若對標(biāo)結(jié)果為對標(biāo)不合格，則將當(dāng)前時刻的偏移角度和偏移方位進(jìn)行圖形化顯示，并進(jìn)行超出預(yù)設(shè)的最大偏移角度的提示消息，成孔垂直度檢測系統(tǒng)中的控制終端不允許旋挖鉆機(jī)包括的相應(yīng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行不滿足目標(biāo)條件的鉆進(jìn)指令。

其中，提示消息可以以多種方式展現(xiàn)和輸出。例如，提示消息的內(nèi)容可以是“成孔偏移過大，請立即更改！”，并以彈窗的形式將提示消息的內(nèi)容出現(xiàn)在顯示設(shè)備上，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

進(jìn)而對使用成孔垂直度檢測系統(tǒng)的用戶進(jìn)行提醒，防止用戶在不滿足目標(biāo)條件的情況下，繼續(xù)進(jìn)行旋挖，造成孔徑歪斜，不符合相應(yīng)的作業(yè)條件。

若對標(biāo)結(jié)果為對標(biāo)合格，則將當(dāng)前時刻的偏移角度和偏移方位進(jìn)行圖形化顯示。

例如，可以將當(dāng)前時刻的偏移角度和偏移方位，結(jié)合當(dāng)前時刻之前的多個時刻的偏移角度和偏移方位，實時更新鉆進(jìn)至當(dāng)前時刻對應(yīng)的深度過程中，具有最大偏移角度的成孔垂直度檢測結(jié)果以不同于其他的圖示進(jìn)行顯示，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。

本發(fā)明實施例通過對成孔垂直度檢測結(jié)果實時顯示，并實現(xiàn)在將要超過偏差要求時就及時預(yù)警并修正，避免垂直度指標(biāo)超標(biāo)。

基于上述任一實施例的內(nèi)容，本發(fā)明提供旋挖鉆機(jī)，包括如上述實施例的成孔垂直度檢測系統(tǒng)。

具體地，地下的孔垂直度檢測裝置獲取每一時刻的偏移角度和偏移方位，并通過裝置中的第一無線收發(fā)模塊與第二無線收發(fā)裝置的無線通信，將每一時刻的偏移角度和偏移方位發(fā)送至第二無線收發(fā)裝置，并由第二無線收發(fā)裝置轉(zhuǎn)發(fā)至地上的控制終端?？刂平K端將接收到的每一時刻的偏移角度和偏移方位進(jìn)行實時的圖形化顯示以及進(jìn)行對標(biāo)，對超出預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)條件的某一時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果對應(yīng)的信息進(jìn)行預(yù)警。

下面舉例說明設(shè)置一種成孔垂直度檢測結(jié)果圖形化顯示的具體實施方式。

圖5是本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測結(jié)果圖形化示意圖。在鉆斗從0米鉆進(jìn)至地下50m的過程中，坐標(biāo)的原點表示鉆斗處于地面上的標(biāo)記孔位處，橫軸和縱軸分別代表每個時刻形成的孔的偏移方向。每鉆進(jìn)5米，采集一分鐘內(nèi)的數(shù)據(jù)

其中，藍(lán)色圓點代表當(dāng)前時刻的偏移角度及偏移方位。當(dāng)藍(lán)色圓點處于第一象限，說明代表當(dāng)前時刻的偏移方位是東偏北；當(dāng)藍(lán)色圓點處于第二象限，說明代表當(dāng)前時刻的偏移方位是北偏西；當(dāng)藍(lán)色圓點處于第三象限，說明代表當(dāng)前時刻的偏移方位是西偏南；當(dāng)藍(lán)色圓點處于第四象限，說明代表當(dāng)前時刻的偏移方位是南偏東。藍(lán)色圓點與坐標(biāo)原點的距離與當(dāng)前時刻的偏移角度具有一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系，藍(lán)色圓點與坐標(biāo)原點越近，偏移角度越小，藍(lán)色圓點與坐標(biāo)原點越遠(yuǎn)，偏移角度越大。

紅色圓點所代表的位置信息與藍(lán)色圓點一致，代表著截止至當(dāng)前時刻的時間段內(nèi)，所獲取到的多組成孔垂直度檢測結(jié)果中的最大偏移角度及其對應(yīng)的偏移方向，紅色圓點上的數(shù)字“15.6”則代表在多組成孔垂直度檢測結(jié)果中的具有最大偏移角度的時刻所對應(yīng)的鉆進(jìn)深度。

紅色圓圈的半徑和實際工況設(shè)定的鉆進(jìn)深度對應(yīng)的最大偏移角度具有一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系，使半徑與圓周的交點，代表允許的最大偏移角度。若某一時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果在該坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與坐標(biāo)原點的距離大于預(yù)設(shè)的半徑長度，則不滿足預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)條件，并以文本、蜂鳴器或led燈的方式進(jìn)行預(yù)警。

還可以是，將當(dāng)前時刻的偏移角度和偏移方位，結(jié)合當(dāng)前時刻之前的多個時刻的偏移角度和偏移方位，實時顯示鉆進(jìn)過程中所形成路徑，以及每個時刻的偏移角度和偏移方位。

本發(fā)明實施例通過對運動部件的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，獲取鉆斗的加速度信息和角速度信息，通過計算出的偏移量作為當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，對成孔垂直度進(jìn)行實時的高精度檢測。

圖6示例了一種電子設(shè)備的實體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，該電子設(shè)備可以包括：處理器(processor)610、通信接口(communicationsinterface)620、存儲器(memory)630和通信總線640，其中，處理器610，通信接口620，存儲器630通過通信總線640完成相互間的通信。處理器610可以調(diào)用存儲器630中的邏輯指令，以執(zhí)行起重機(jī)配重檢測方法，該方法包括：獲取當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息；基于當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

此外，上述的存儲器630中的邏輯指令可以通過軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

另一方面，本發(fā)明還提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲在非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計算機(jī)執(zhí)行時，計算機(jī)能夠執(zhí)行上述各方法所提供的起重機(jī)配重檢測方法，該方法包括：獲取當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息；基于當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

又一方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)以執(zhí)行上述各提供的起重機(jī)配重檢測方法，該方法包括：獲取當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息；基于當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件?；谶@樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種成孔垂直度檢測裝置，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于所述當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果；

其中，所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果包括偏移角度和偏移方位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成孔垂直度檢測裝置，其特征在于，還包括：第一無線收發(fā)模塊、外殼和底座；

所述第一無線收發(fā)模塊，用于向控制終端發(fā)送所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果；

所述外殼和所述底座構(gòu)成中空的容置空間，用于固定放置所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述數(shù)據(jù)處理模塊和所述第一無線收發(fā)模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成孔垂直度檢測裝置，其特征在于，還包括：數(shù)據(jù)存儲模塊；

所述數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成孔垂直度檢測裝置，其特征在于，還包括：數(shù)據(jù)記錄模塊；

所述數(shù)據(jù)記錄模塊，用于在所述第一無線收發(fā)模塊未能向所述向控制終端成功發(fā)送所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果的情況下，存儲所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成孔垂直度檢測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊具體用于在鉆進(jìn)深度大于目標(biāo)深度，且振動頻率大于預(yù)設(shè)的頻率閾值的情況下，采集所述當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的成孔垂直度檢測裝置，其特征在于，所述成孔垂直度檢測裝置還包括蓄電池，用于向數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行供電。

7.一種基于如權(quán)利要求1至6任一項所述的成孔垂直度檢測裝置的成孔垂直度檢測方法，其特征在于，所述的成孔垂直度檢測裝置安裝于鉆斗上，所述方法包括：

數(shù)據(jù)采集模塊獲取當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息；

數(shù)據(jù)處理模塊基于所述當(dāng)前時刻鉆斗的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果。

8.一種成孔垂直度檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：如權(quán)利要求2、4或6所述的成孔垂直度檢測裝置、控制終端和第二無線收發(fā)裝置；

所述成孔垂直度檢測裝置通過第一無線收發(fā)模塊，與所述第二無線收發(fā)裝置無線通信連接；

所述第二無線收發(fā)裝置與所述控制終端通信連接；

所述第二無線收發(fā)裝置，用于接收成孔垂直度檢測裝置發(fā)送的所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，并轉(zhuǎn)發(fā)至所述控制終端。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成孔垂直度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端，用于在所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果不滿足目標(biāo)條件的情況下，發(fā)出預(yù)警信息。

10.一種旋挖鉆機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的成孔垂直度檢測系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種成孔垂直度檢測方法、裝置、系統(tǒng)及旋挖鉆機(jī)，該裝置包括：數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于所述當(dāng)前時刻的加速度信息和角速度信息，獲取當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果；其中，所述當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果包括偏移角度和偏移方位。本發(fā)明提供的成孔垂直度檢測方法、裝置、系統(tǒng)及旋挖鉆機(jī)，基于對運動部件的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，獲取鉆斗的加速度信息和角速度信息，通過計算出的偏移量作為當(dāng)前時刻的成孔垂直度檢測結(jié)果，對成孔垂直度進(jìn)行實時的高精度檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：劉振岳

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京三一智造科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.05.10

技術(shù)公布日：2021.08.10