CN104790670A - 一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，通过模型遥控器实现了水泥浇灌的远程无线遥控控制以及水泥浇灌的智能化，提高了水泥浇灌的效率；而通过在出料口设置聚焦摄像头和广角摄像头，不仅实现了水泥浇灌位置的精准定位，而且还能够清晰地观察到水泥浇灌过程以及周围环境情况，使水泥浇灌过程更加直观；通过设置超声波传感器，实现了在机械臂移动过程中对周围障碍物的实时监控，避免碰撞障碍物，保证了浇灌系统的安全；而且通过设置定高传感器，保证水泥出料口的高度调节的智能化，避免出料口过低而影响水泥浇灌；同时，通过温度传感器和湿度传感器，实现了水灰比例和搅拌情况等的实时检测，保证了水泥的质量。

Description

一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统

技术领域

本发明涉及到水泥浇灌领域，尤其涉及到一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统。

背景技术

在水利、水电、地铁、桥梁、大型基础、高层建筑和民用建筑等工程中，通常大量采用混凝土泵车来进行水泥浇灌，混凝土泵车也称臂架式混凝土泵车，其将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在汽车或拖挂车底盘上，并沿臂架铺设输送管道，最终通过末端软管输出混凝土。由于臂架具有变幅、折叠和回转功能，可以在臂架所能及的范围内布料。

混凝土泵车在进行输送作业时，由于水泥输送位置多在高处，因此需通过驾驶人员目测来估计浇灌位置以确定输送高度；或者是作业人员与驾驶人员通过对讲机沟通来进行浇灌定位。然而这种操纵方式存在很多缺陷：1）需要驾驶人员在施工现场进行人为控制，智能化程度和工作效率低；2）如果存在沟通不及时会导致输送位置差别太大，甚至危及作业人员安全等情况发生。

因此，现有技术有待进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，解决现有水泥浇灌智能化程度和工作效率低、输送位置无法准确定位的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，包括水泥泵车，所述水泥泵车包括有机械臂、控制机械臂运动及水泥浇灌的控制系统、设置在机械臂上的水泥输送管和与所述水泥输送管连接的储存罐，包括与所述控制系统无线通信的模型遥控器，所述模型遥控器用于遥控所述控制系统；在所述水泥输送管的出料口所在机械臂处设置有聚焦摄像头、数个广角摄像头和第一信号传输盒，所述聚焦摄像头用于监测水泥柱填充过程的视频数据，所述广角摄像头用于监测机械臂周围环境的视频数据，所述第一信号传输盒用于将聚焦摄像头和广角摄像头采集的视频数据传输给模型遥控器。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述模型遥控器通过2.4GHZ频率网络与控制系统和第一信号传输盒进行数据通信。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述模型遥控器设置有显示屏，用于显示聚焦摄像头和广角摄像头采集的视频数据。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，在所述水泥输送管的出料口所在机械臂处还设置有数个超声波传感器和/或定高传感器；所述声波传感器用于对周围环境进行监控，并将监控数据通过第一信号传输盒发送给模型遥控器；所述定高传感器用于监测出料口高度，并将高度数据通过第一信号传输盒发送给模型遥控器。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述水泥浇灌系统还包括报警单元，用于在超声波传感器监控到机械臂靠近障碍物时发出报警信号，报警单元报警时控制系统控制机械臂停止运动。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述水泥输送管的入料口设置有温度传感器和/或湿度传感器、以及第二信号传输盒，所述温度传感器用于检测水泥的流动性数据，并将水泥的流动性数据传输给第二信号传输盒，所述湿度传感器用于检测水泥的水灰比例及搅拌数据，并将水泥的水灰比例及搅拌数据传输给第二信号传输盒，所述第二信号传输盒用于将水泥的流动性数据、水灰比例及搅拌数据传输给模型遥控器。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述模型遥控器通过2.4GHZ频率网络与第二信号传输盒进行数据通信。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述广角摄像头包括有3个120度广角摄像头，均匀分布在水泥输送管的出料口所在机械臂处的周围。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述超声波传感器包括有4个，均匀分布在水泥输送管的出料口所在机械臂处的周围。

所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其中，所述模型遥控器控制系统设置有数据接口，用于连接模型遥控器，并通过模型遥控器以有线方式遥控控制系统。

与现有技术相比，本发明的基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统主要具有如下技术好处：1）通过模型遥控器实现了水泥浇灌的远程无线遥控控制，智能化程度和工作效率均很高；2）在出料口设置聚焦摄像头和广角摄像头，不仅能够对水泥浇灌位置进行准确定位，还可以更加清晰地观察到水泥浇灌过程以及周围环境情况，使水泥浇灌过程更加直观；3）通过超声波传感器能够对周围障碍物进行监控，避免浇灌过程中碰撞障碍物，保证浇灌系统的安全；同时通过定高传感器保证水泥出料口的高度适中，避免过低影响水泥浇灌；4）实时检测水灰比例、搅拌情况等，保证水泥的质量。

附图说明

图1为本发明提供的基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统的结构图。

图2是本发明提供的基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统中出料口端的结构示意图。

图3是本发明提供的基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统中模型遥控器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的主要思想在传统混凝土泵车的基础上增加远程遥控功能，通过模型遥控器远程遥控水泥浇灌，设置多种摄像头和传感器，监测和记录水泥浇灌过程中的各种操作数据，用以实现水泥浇灌的可视化和精准化，并提高操作的便捷性和安全性。

如图1和图2所示，本发明提供的基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，包括水泥泵车10，所述水泥泵车10包括有控制系统（图中未示出）、机械臂11、水泥输送管12和储存罐13，控制系统设置在驾驶室中，用以控制机械臂11运动、水泥的搅拌和浇灌等，水泥输送管12安装在机械臂11，水泥输送管12的入料口121连接到储存罐13，其出料口122设置在机械臂11的末端。控制系统控制机械臂11运动，将出料口122对准水泥柱30即可启动水泥浇灌。而为了实现远程遥控控制，如图3所示，本发明的水泥浇灌系统还包括与控制系统无线通信的模型遥控器40，所述模型遥控器40用于遥控所述控制系统，以控制机械臂运动、水泥的搅拌和浇灌等，其上设置有显示屏41、操作手柄42以及其他按键43等。

进一步地，为了实现水泥浇灌的可视化和精准化，本实施例在所述水泥输送管12的出料口122所在机械臂处设置有聚焦摄像头21、数个广角摄像头22和第一信号传输盒25，所述聚焦摄像头21主要用于监测水泥柱30填充过程的视频数据，以保证水泥柱30的定位更加准确和智能化。所述广角摄像头22用于监测机械臂11周围环境的视频数据，广角摄像头22优选为3个120度广角摄像头，并均匀分布在机械臂11的四周，这样可以实现360度全景拍摄，而且由于待浇灌水泥柱周围环境比较复杂、操作空间有限，因此本实施例设置的广角摄像头22可以在遥控机械臂11运动过程中，观察机械臂11的周围环境，方便用户操作，避免不必要的碰撞。

在浇灌过程中，聚焦摄像头21和广角摄像头22会将拍摄的视频数据发送给第一信号传输盒25，第一信合传输盒25将聚焦摄像头21和广角摄像头22采集的视频数据传输给模型遥控器40。同时，在模型遥控器40上的显示屏41显示上述视频数据，以便在遥控过程中可以通过模型遥控器更加直观地观察浇灌过程和对水泥柱进行精准定位。

进一步地，在所述水泥输送管12的出料口122所在机械臂处还设置有数个超声波传感器23和定高传感器24。所述超声波传感器23用于对周围环境进行监控，并将监控数据通过第一信号传输盒25发送给模型遥控器40，超声波传感器23主要用于障碍物检测，当靠近障碍物时到预定距离时，系统会发出报警，避免碰撞到障碍物，以保护设备安全。因此，本实施例的水泥浇灌系统还包括有报警单元（图中未示出），用于在超声波传感器23监控到机械臂靠近障碍物时发出报警信号，报警单元报警时控制系统控制机械臂11停止运动。报警单元可以设置在模型遥控器端，也可以设置在控制系统上或者出料口122所在处的机械臂上。报警方式可以为语音、闪灯或者蜂鸣等。具体可以根据实际情况设定。定高传感器24主要用于监测出料口122高度，并将高度数据通过第一信号传输盒25发送给模型遥控器40，高度数据可以再模型遥控器40的显示屏41上显示，用户可以在模型遥控器40上根据高度直接判断出高度是否合适，如果高度过低，则报警单元同样会发出报警信号。进一步地，系统可以设定一个安全的高度范围，模型遥控器40将高度数据与设定的高度范围进行比对，并通过语音方式提示高度是否合适，如提示内容包括过高、合适、过低等等。语音提示大大增强了系统的智能化，使遥控操作更加便捷。优选地，超声波传感器23包括有4个并均匀分布在水泥输送管12的出料口122所在机械臂处的周围，这样可以实现360度全方位监测。

所述水泥输送管12的入料口121设置有温度传感器27和湿度传感器26以及第二信号传输盒28，所述温度传感器27用于检测水泥的流动性数据，并将水泥的流动性数据传输给第二信号传输盒28，所述湿度传感器26用于检测水泥的水灰比例及搅拌数据，并将水泥的水灰比例及搅拌数据传输给第二信号传输盒28，搅拌数据能够体现水泥搅拌速度、搅拌的是否充分等信息。第二信号传输盒28将水泥的流动性数据、水灰比例及搅拌数据传输给模型遥控器40，模型遥控器40由显示屏41显示出上述数据，方便用户查看参考，以辅助遥控操作，并对水泥搅拌中的问题及时作出应对。第二信号传输盒28优选设置在储存罐13的上方，以避免信号干扰，保证数据传输质量。

在本实施例中，模型遥控器40与控制系统、第一信号传输盒25和第二信号传输盒28均通过2.4GHZ频率网络进行数据通信，他们内部均设有2.4GHZ收发模块。而控制系统设置有数据接口，用于连接模型遥控器40，并通过模型遥控器40以有线方式遥控控制系统，这样在驾驶员驾驶混凝土泵车达到指定位置后，其不仅可以通过驾驶室内的控制系统控制机械臂运动、水泥搅拌和浇灌等，也可以直接通过遥控器遥控控制上述操作，即方便又快捷。

下面对本发明提供的水泥浇灌系统的浇灌过程进行具体描述。驾驶员驾驶混凝土泵车到达指定位置，遥控器操作者启动模型遥控器，与控制系统建立通信连接，操作模型遥控器上的操作杆，控制机械臂移动，将出料口移动到水泥柱处。在移动过程中，广角摄像头对机械臂周围环境进行监控，并将监控的视频数据传输给模型遥控器，由模型遥控器的显示屏显示该视频数据，供操作者观察，而机械臂上设置的超声波传感器检测是否靠近障碍物，如果靠近障碍物，则发出报警信号，定稿传感器监测出料口与水泥柱的高度，并将高度数据显示在模型遥控器的显示屏上，通过观察高度数据调整出料口与水泥柱的高度。同时，聚焦摄像头对水泥柱进行聚焦，当聚焦成功后，遥控控制机械臂停止运动，启动水泥浇灌，向水泥柱中浇灌水泥。

同时，在水泥浇灌过程中，设置在入料口处的温度传感器和湿度传感器也对水泥的搅拌情况、水灰比例等进行检测，如果发现存在异常，则操作者可以及时采取措施，调整水泥搅拌的速度或者水灰比例等，保证浇灌到水泥柱的水泥都是符合要求的。

综上所述，本发明提供的基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，通过模型遥控器实现了水泥浇灌的远程无线遥控控制以及水泥浇灌的智能化，提高了水泥浇灌的效率；而通过在出料口设置聚焦摄像头和广角摄像头，不仅实现了水泥浇灌位置的精准定位，而且还能够清晰地观察到水泥浇灌过程以及周围环境情况，使水泥浇灌过程更加直观；通过设置超声波传感器，实现了在机械臂移动过程中对周围障碍物的实时监控，避免碰撞障碍物，保证了浇灌系统的安全；而且通过设置定高传感器，保证水泥出料口的高度调节的智能化，避免出料口过低而影响水泥浇灌；同时，通过温度传感器和湿度传感器，实现了水灰比例和搅拌情况等的实时检测，保证了水泥的质量。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，包括水泥泵车，所述水泥泵车包括有机械臂、控制机械臂运动及水泥浇灌的控制系统、设置在机械臂上的水泥输送管和与所述水泥输送管连接的储存罐，其特征在于，包括与所述控制系统无线通信的模型遥控器，所述模型遥控器用于遥控所述控制系统；在所述水泥输送管的出料口所在机械臂处设置有聚焦摄像头、数个广角摄像头和第一信号传输盒，所述聚焦摄像头用于监测水泥柱填充过程的视频数据，所述广角摄像头用于监测机械臂周围环境的视频数据，所述第一信号传输盒用于将聚焦摄像头和广角摄像头采集的视频数据传输给模型遥控器。

2.根据权利要求1所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述模型遥控器通过2.4GHZ频率网络与控制系统和第一信号传输盒进行数据通信。

3.根据权利要求1所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述模型遥控器设置有显示屏，用于显示聚焦摄像头和广角摄像头采集的视频数据。

4.根据权利要求1所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，在所述水泥输送管的出料口所在机械臂处还设置有数个超声波传感器和/或定高传感器；所述声波传感器用于对周围环境进行监控，并将监控数据通过第一信号传输盒发送给模型遥控器；所述定高传感器用于监测出料口高度，并将高度数据通过第一信号传输盒发送给模型遥控器。

5.根据权利要求4所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述水泥浇灌系统还包括报警单元，用于在超声波传感器监控到机械臂靠近障碍物时发出报警信号，报警单元报警时控制系统控制机械臂停止运动。

6.根据权利要求1或4所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述水泥输送管的入料口设置有温度传感器和/或湿度传感器、以及第二信号传输盒，所述温度传感器用于检测水泥的流动性数据，并将水泥的流动性数据传输给第二信号传输盒，所述湿度传感器用于检测水泥的水灰比例及搅拌数据，并将水泥的水灰比例及搅拌数据传输给第二信号传输盒，所述第二信号传输盒用于将水泥的流动性数据、水灰比例及搅拌数据传输给模型遥控器。

7.根据权利要求6所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述模型遥控器通过2.4GHZ频率网络与第二信号传输盒进行数据通信。

8.根据权利要求1所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述广角摄像头包括有3个120度广角摄像头，均匀分布在水泥输送管的出料口所在机械臂处的周围。

9.根据权利要求4所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述超声波传感器包括有4个，均匀分布在水泥输送管的出料口所在机械臂处的周围。

10.根据权利要求1所述基于远程遥控控制的自动水泥浇灌系统，其特征在于，所述控制系统设置有数据接口，用于连接模型遥控器，并通过模型遥控器以有线方式遥控控制系统。