CN103640090B - 一种搅拌车及其料况监控装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌车及其料况监控装置、系统及方法，其中料况监控装置包括：接收器，该接收器用于接收表示所述料况的料况信号；以及控制器，所述控制器用于进行防料况异常控制，该控制至少包括以下操作：在所述料况信号表示被搅拌料出现异常的情况下，控制所述搅拌装置的搅拌加速，以防止混凝土发生异常现象。

Description

一种搅拌车及其料况监控装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及搅拌车，具体地，涉及一种搅拌车及其料况监控装置、系统及方法。

背景技术

混凝土搅拌运输车是一种特殊的运输车辆，简称搅拌车，主要用于将混凝土搅拌站预拌好的混凝土运输至工地，其需要保证混凝土的质量。因此，要求搅拌筒不停地转动来搅拌混凝土，以保证混凝土的质量。

由于一些原因混凝土的质量很可能受到影响。例如，在正常运输过程中，通常对搅拌车与工地之间的距离有一定的要求，因此在搅拌筒不停搅动下，混凝土一般不会因发生凝结、匀质性差等现象而导致失效。但由于存在许多不可预知的情况，各种偶发原因都可能导致搅拌车需长时间待料等可能导致混凝土凝结、匀质性差等异常现象，如工地泵送设备发生故障，调度不合理而导致同一工地供料搅拌车过多等。当混凝土凝结到一定程度，可能引起搅拌筒负载不均，从而导致车身抖动，这对搅拌车安全和寿命都会产生不良影响。

目前，通常是通过人工来控制搅拌筒加速搅拌来实现防止混凝土出现异常，但是在该方法中，由于完全由驾驶员或机手来进行控制，因此，驾驶员或机手的主动性、判断程度及疲劳程度等起着极为关键的作用。由于上述人为因素的存在，往往会导致混凝土出现凝结或部分凝结、匀质性差等引起混凝土质量下降的异常现象，这必然会影响现场施工，并会导致原料的浪费。

因此，急需一种料况监控装置，以防止混凝土发生异常现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种搅拌车及其料况监控装置、系统及方法，该搅拌车及其料况监控装置、系统及方法在混凝土运输过程中能够防止混凝土发生异常现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种搅拌车料况监控装置，该搅拌车包括由液压泵驱动的搅拌装置，该料况监控装置包括：接收器，该接收器用于接收表示所述料况的料况信号；以及控制器，所述控制器用于进行防料况异常控制，该防料况异常控制至少包括以下操作：在所述料况信号表示被搅拌料出现异常的情况下，控制所述搅拌装置的搅拌加速。

本发明还提供一种搅拌车料况监控系统，所述搅拌车料况监控系统包括：上述搅拌车料况监控装置；以及料况检测器，与所述接收器连接，用于检测被搅拌料的料况并发送表示所述料况的料况信号。

本发明还提供一种搅拌车，所述搅拌车包括上述搅拌车料况监控系统。

本发明还提供一种搅拌车料况监控方法，该搅拌车包括由液压泵驱动的搅拌装置，该料况监控方法包括：接收表示所述料况的料况信号；以及进行防料况异常控制，该防料况异常控制至少包括以下操作：在所述料况信号表示被搅拌料出现异常的情况下，控制所述搅拌装置的搅拌加速。

本发明通过检测被搅拌料的料况，并根据该料况判断被搅拌料是否出现异常的情况，在出现异常的情况下控制所述搅拌装置的搅拌加速，从而避免被搅拌料凝结或搅拌不均匀。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的搅拌车料况监控系统的框图；

图2是根据本发明一种实施方式的搅拌车料况监控系统的框图；

图3是根据本发明的搅拌车料况监控装置的框图；

图4示出了短时间满载驻车时液压泵进出口压力的曲线图和长时间满载驻车时液压泵进出口压力的曲线图；

图5是根据本发明一种实施方式的长时间满载驻车工况下的料况监控的流程图；以及

图6是根据本发明另一实施方式的搅拌车料况监控系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。应注意，以下用到的各预设值可以通过多次试验或实际经验来设定。

图1是根据本发明的搅拌车料况监控系统的框图。如图1所示，本发明所提供的搅拌车料况监控系统100可以包括：料况监控装置120；料况检测器110，与料况监控装置120连接，用于检测被搅拌料的料况并发送表示料况的料况信号。

通常，料况信号可以包括所述液压泵的出口压力、所述搅拌车的振动频率、或所述搅拌车的振动幅度，但是本领域技术人员应该理解本发明并不限制于此。

图2是根据本发明的搅拌车料况监控装置的框图。搅拌车包括液压泵和由该液压泵驱动的搅拌装置。如图2所示，本发明所提供的搅拌车料况监控装置120可以包括：接收器121，用于接收表示料况的料况信号；以及控制器122，用于进行防料况异常控制，该防料况异常控制至少包括以下操作：在所述料况信号表示被搅拌料出现异常的情况下，控制所述搅拌装置的搅拌加速。

图3是根据本发明一种实施方式的搅拌车料况监控系统的框图。在该实施方式中，料况信号可以为液压泵的出口压力，料况检测器110可以为压力传感器111。如图3所示，本实施方式中所提供的搅拌车料况监控系统100可以包括：料况监控装置120；压力传感器111，该压力传感器111与料况监控装置120连接，用于检测液压泵的出口压力。以下将对该种情况进行详细描述。

在该实施方式中，控制器122执行的防料况异常控制包括以下步骤：记录当前液压泵的出口压力P₀；从记录所述P₀后开始在经历时间间隔Δt之后，记录液压泵的出口压力P′；如果P′减去P0的差值大于预设值ΔP，则控制搅拌装置的搅拌加速。其中该时间间隔Δt可以针对实际情况进行多次试验获得。

在该实施方式中的优选实施例中，当搅拌装置以经加速后的搅拌速度运行的持续时间达到预设时间时，控制器122可以控制搅拌速度恢复至加速前的速度。由于在预设时间内经过对混凝土的快速搅拌后，已经避免了混凝土的凝结，因此，可以将搅拌速度恢复至原始速度，以节省搅拌车的能源。

上述防料况异常控制还可以包括：如果P′减去P₀的差值小于或等于预设值ΔP，经历时间间隔Δt之后，再次记录液压泵的出口压力P′；再次比较P′减去P₀的差值与预设值ΔP的大小，并按照上述两种比较结果进行控制，即P′－P₀＞ΔP和P′－P₀≤ΔP两种结果。

如图3所示，可选择地，本发明的一种实施方式所提供的料况监控系统100还可以包括：图1中用虚线框表示的速度传感器113和压力传感器112。速度传感器113可以与接收器121连接，用于检测搅拌车的车速；压力传感器112也可以与接收器121连接，用于检测液压泵进口压力，并将进口压力值传送至接收器121。

图4示出了短时间满载驻车时液压泵进出口压力的曲线图和长时间满载驻车时液压泵进出口压力的曲线图。如图4所示，两个曲线图中位于下方的曲线为液压泵进口压力的曲线，而位于上方的曲线为液压泵出口压力的曲线。从图4中可以看出，在长时间满载驻车时，由于混凝土凝结而导致搅拌负载加大，使得液压泵出口压力大幅上升；而在短时间满载驻车的情况下，液压泵出口压力较为稳定，被搅拌料很少出现异常情况下。因此，可以在长时间满载驻车工况时，即，在搅拌车的车速保持为0的时间达到预设时间值且液压泵的进出口压力的压差达到满载时的压差（根据实际搅拌料种类和搅拌车型号满载时的压差可以为不同的值）的情况下，控制器122开始进行料况监控，以便开启防料况异常控制，而如果搅拌车不处于长时间满载驻车工况时，则可以禁止或停止料况监控。以下将参考图5来详细描述在长时间满载驻车工况的情况下，进行防料况异常控制的过程，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不被限制于长时间满载驻车工况，在任何合适的可能出现混凝土凝结的情况下，均可应用本发明多提供的技术方案。

图5是根据本发明一种实施方式的长时间满载驻车工况下的防料况异常控制的流程图。在该实施方式中，料况信号为液压泵的出口压力。如图5所示，在步骤401，接收器121接收速度传感器检测到的搅拌车的车速及压力传感器112和压力传感器111检测到的液压泵进出口压力值，控制器122根据车速和液压泵进出口压差来判断目前搅拌车是否处于长时间满载驻车工况。如果目前不是长时间满载驻车工况，则在步骤402，控制器122禁止进行防料况异常控制。如果是长时间满载驻车工况，在步骤404处，控制器122记录开始进行防料况异常控制时的液压泵出口压力P₀。并且在步骤405处，在记录P₀后经过时间间隔Δt，控制器122记录液压泵出口压力P′。之后在步骤406，控制器122判断P′减去P₀的值是否大于预设值ΔP。如果P′－P₀>ΔP，则在步骤407，控制器122可控制例如远程油门来使搅拌装置（如搅拌筒）加速搅拌，并在经过时间t₀的加速后，控制搅拌装置的速度恢复至加速前的速度。当将搅拌装置的速度恢复至加速前的速度后，控制器122返回至步骤404，即记录经过搅拌后液压泵出口的压力P₀。如果P′－P₀≤ΔP，则返回至步骤405，在重新经过时间间隔Δt后，记录液压泵出口压力P′。而且，对于该实施方式，在防料况异常控制过程中，一旦搅拌车不处于长时间满载驻车工况时，则可以结束防料况异常控制。

图6是根据本发明另一实施方式的搅拌车料况监控系统的框图。由于在料况发生异常时，会导致车身振动频率或振动幅度发生变换，因此，在该实施方式中，料况信号可以为车身振动频率或振动幅度，料况检测器110可以为频率或振幅检测器114，通过检测车身振动频率或振动幅度来防止料况发生异常。如图6所示，本实施方式中所提供的搅拌车料况监控系统100可以包括：料况监控装置120；频率或振幅检测器114，该频率或振幅检测器114与料况监控装置120连接，用于检测搅拌车车身的振动频率或振动幅度。

在此实施方式中，所述料况监控装置120进行的防料况异常控制包括：记录所述搅拌车的振动频率f₀或振动幅度A₀；从记录所述振动频率f₀或振动幅度A₀后开始在经历时间间隔Δt之后，记录所述搅拌车的振动频率f′或振动幅度A′；如果f₀减去f′的差值大于预设值Δf或者A′减去A₀大于预设值ΔA，则控制所述搅拌装置的搅拌加速。

由于在该实施方式中，料况监控过程与上述以液压泵的出口压力为料况信号的监控过程类似，本领域的技术人员可以通过上述过程来实现该实施方式中的监控过程，因此，出于简洁的目的，本说明书不再对其进行详细描述。

此外，本发明还提供一种搅拌车，该搅拌车可以包括上述料况监控系统。

本发明提供的料况监控装置可以实时监控混凝土的质量情况，并可以有效保证混凝土的质量，防止出现凝结、匀质性下降等导致混凝土质量下降的情况，同时，有效减轻了操作人员的工作量，并提高了防料况异常控制的可靠性。

虽然，本说明书给出了通过液压泵出口压力、车身振动频率、或车身振动幅度来进行料况质量判断，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不限制于此，还可以通过其他方式来进行料况质量判断，例如，可以通过混凝土的含水量来进行料况判断。因此，任何合适的料况判断方式均可以应用至本发明中，以实现本发明的技术方案。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种搅拌车料况监控装置，该搅拌车包括由液压泵驱动的搅拌装置，其特征在于，该料况监控装置包括：

接收器，该接收器用于接收表示所述料况的料况信号；以及

控制器，所述控制器用于进行防料况异常控制，该防料况异常控制至少包括以下操作：在所述料况信号表示被搅拌料出现异常的情况下，控制所述搅拌装置的搅拌加速。

2.根据权利要求1所述的搅拌车料况监控装置，其特征在于，所述料况信号包括所述液压泵的出口压力、所述搅拌车的振动频率或所述搅拌车的振动幅度。

3.根据权利要求2所述的搅拌车料况监控装置，其特征在于，在所述料况信号为所述液压泵的出口压力的情况下，所述防料况异常控制包括：

记录当前所述液压泵的出口压力P₀；

从记录所述P₀后开始在经历时间间隔Δt之后，记录所述液压泵的出口压力P′；

如果P′减去P₀的差值大于预设值ΔP，则控制所述搅拌装置的搅拌加速。

4.根据权利要求3所述的搅拌车料况监控装置，其特征在于，如果P′减去P₀的差值小于或等于所述预设值ΔP，则记录又一所述时间间隔Δt之后的所述液压泵的出口压力以作为出口压力P′。

5.根据权利要求2所述的搅拌车料况监控装置，其特征在于，在所述料况信号为所述搅拌车的振动频率或振动幅度的情况下，所述防料况异常控制包括：

记录所述搅拌车的振动频率f₀或振动幅度A₀；

从记录所述振动频率f₀或振动幅度A₀后开始在经历时间间隔Δt之后，记录所述搅拌车的振动频率f′或振动幅度A′；

如果f₀减去f′的差值大于预设值Δf或者A′减去A₀大于预设值ΔA，则控制所述搅拌装置的搅拌加速。

6.根据权利要求2-5中任一项权利要求所述的搅拌车料况监控装置，其特征在于，

所述接收器还用于接收所述搅拌车的车速及所述液压泵进口压力；

所述控制器用于在所述车速保持为0的时间达到预设时间值且所述液压泵的进出口压力的压差达到满载时的压差的情况下，开始进行所述防料况异常控制。

7.根据权利要求1所述的搅拌车料况监控装置，其特征在于，所述控制器还用于当所述搅拌装置以经加速后的搅拌速度运行的持续时间达到预设时间时，控制所述搅拌速度恢复至加速前的速度。

8.一种搅拌车料况监控系统，其特征在于，所述搅拌车料况监控系统包括：

上述权利要求1-7中任一项权利要求所述的搅拌车料况监控装置；以及

料况检测器，与所述接收器连接，用于检测被搅拌料的料况并发送表示所述料况的料况信号。

9.一种搅拌车，其特征在于，所述搅拌车包括权利要求8所述的搅拌车料况监控系统。

10.一种搅拌车料况监控方法，该搅拌车包括由液压泵驱动的搅拌装置，其特征在于，该搅拌车料况监控方法包括：

接收表示所述料况的料况信号；以及

进行防料况异常控制，该防料况异常控制至少包括以下操作：在所述料况信号表示被搅拌料出现异常的情况下，控制所述搅拌装置的搅拌加速。

11.根据权利要求10所述的搅拌车料况监控方法，其特征在于，所述料况信号包括所述液压泵的出口压力、所述搅拌车的振动频率、或所述搅拌车的振动幅度。

12.根据权利要求10所述的搅拌车料况监控方法，其特征在于，在所述料况信号为所述液压泵的出口压力的情况下，所述防料况异常控制包括：

记录当前所述液压泵的出口压力P₀；

从记录所述P₀后开始在经历时间间隔Δt之后，记录所述液压泵的出口压力P′；

如果P′减去P₀的差值大于预设值ΔP，则控制所述搅拌装置的搅拌加速。

13.根据权利要求12所述的搅拌车料况监控方法，其特征在于，如果P′减去P₀的差值小于或等于所述预设值ΔP，则记录又一所述时间间隔之后的所述液压泵的出口压力以作为出口压力P′。

14.根据权利要求11所述的搅拌车料况监控方法，在所述料况信号为所述搅拌车的振动频率或振动幅度的情况下，所述防料况异常控制包括：

记录所述搅拌车的振动频率f₀或振动幅度A₀；

如果所述振动频率f₀或振动幅度A₀后开始在经历时间间隔Δt之后，记录所述搅拌车的振动频率f′或振动幅度A′；

如果f₀减去f′的差值大于预设值Δf或者A′减去A₀大于预设值ΔA，则控制所述搅拌装置的搅拌加速。

15.根据权利要求11-14中任一项权利要求所述的搅拌车料况监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括：

接收所述搅拌车的车速及所述液压泵进口；

在所述车速保持为0的时间达到预设时间值且所述液压泵的进出口压力的压差达到满载时的压差的情况下，开始进行防料况异常控制。

16.根据权利要求10所述的搅拌车料况监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括：当所述搅拌装置以经加速后的搅拌速度运行的持续时间达到预设时间时，控制所述搅拌速度恢复至加速前的速度。