CN105201809A - 混凝土泵车及检测其泵送效率的检测装置、系统、方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土泵车及检测其泵送效率的检测装置、系统、方法。其中该混凝土泵车包括泵送油缸、砼缸以及出料口，所述泵送油缸驱动位于所述砼缸内的活塞往复运动以将物料输送至所述出料口，其特征在于，所述检测装置包括：接收器，用于接收单位时间ΔT内所述出料口的出料体积Δv；以及计算器，根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，然后根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。如此采用直接检测出料体积的方式能够改善检测精度。

Description

混凝土泵车及检测其泵送效率的检测装置、系统、方法

技术领域

本发明涉及混凝土泵车领域，具体地，涉及一种混凝土泵车及检测其泵送效率的检测装置、系统、方法。

背景技术

混凝土泵车是建筑工地中重要的工程机械之一，在使用期间通常需要获取其泵送效率，以实现对混凝土泵车工作效率的检测。目前对混凝土泵车泵送效率的检测方法比较多。例如其中一种方法为计算单位时间内输出的混凝土的方量，另一种方法为结合泵送压力来排除每次泵送时混凝土活塞的空行程，进而计算设备的泵送效率。上述计算方法都是通过检测泵送过程参数来估算理论方量，并在控制程序中设定一个固定的吸料系数，通过估算的理论方量与固定的吸料系数相乘来计算泵送方量，而实际工况的混凝土充满程度随着混凝土特性及泵送参数的变化而变化。因此采用上述设定吸料系数来计算泵送效率的方法无法满足实际工况需，而且估算的理论方量与实际泵送方量差别很大，因而，无法准确测算泵送效率，从而导致无法评价设备的泵送性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土泵车及检测其泵送效率的检测装置、系统、方法，该装置和方法采用了直接检测出料体积的方式使得能够改善检测精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种检测混凝土泵车泵送效率的检测装置，该混凝土泵车包括泵送油缸、砼缸以及出料口，所述泵送油缸驱动位于所述砼缸内的活塞往复运动以将物料输送至所述出料口，所述检测装置包括：接收器，用于接收单位时间ΔT内所述出料口的出料体积Δv；以及计算器，根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，然后根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。

本发明还提供一种检测混凝土泵车泵送效率的检测系统，该检测系统包括：上述检测装置；以及体积检测器，用于检测单位时间ΔT内出料口的出料体积Δv。

本发明还提供一种混凝土泵车，该混凝土泵车包括上述检测系统。

本发明还提供一种混凝土泵车泵送效率的检测方法，该混凝土泵车包括泵送油缸、砼缸及出料口，所述泵送油缸驱动位于所述砼缸内的活塞往复运动以将物料输送至所述出料口，所述方法包括：接收单位时间ΔT内所述出料口的出料体积Δv；以及根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，然后根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。

本发明通过根据检测到的出料体积计算一段时间内的泵送方量，然后根据泵送方量及该段时间内的理论泵送方量来计算泵送效率，该方法采用了直接检测出料体积的方式，提高了检测结果的精度，可以直接用于泵送混凝土的成本核算。

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是根据本发明的混凝土泵车泵送效率的检测系统的结构框图；

图2是根据本发明一种实施方式的泵送效率检测系统的示意图；

图3是泵送油缸的位移曲线；

图4是根据本发明的混凝土泵车泵送效率的检测方法的流程图；以及

图5是基于图2的检测系统的混凝土泵车泵送效率的检测方法的流程图。

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。

图1是根据本发明的混凝土泵车泵送效率的检测系统的结构框图。混凝土泵车包括泵送油缸、砼缸以及出料口，所述泵送油缸驱动位于所述砼缸内的活塞往复运动以将物料输送至所述出料口。如图1所示，本发明提供的检测混凝土泵车泵送效率的检测系统200可以包括：检测装置100；体积检测器210，用于检测单位时间ΔT内出料口的出料体积Δv另外，可选择地，检测系统200还可以包括位移检测器220，用于检测泵送油缸的行程。

其中，如图1所示，检测混凝土泵车泵送效率的检测装置100包括：接收器110，用于接收单位时间ΔT内所述出料口的物料的出料体积Δv；以及计算器120，根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，然后根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。

下面将参考图2通过描述本发明的一种实施方式来具体呈现本发明，但是并不用于限制本发明。

图2是根据本发明一种实施方式的泵送效率检测系统的示意图。如图2所示，在该实施方式中，混凝土具有第一泵送油缸11和第二泵送油缸12、第一砼缸41和第二砼缸42、第一活塞21和第二活塞22。其中第一活塞21在第一泵送油缸11的驱动下在第一砼缸41中进行往复运动以将物料输送至出料口30，同样地，第二活塞22在第二泵送油缸12的驱动下在第二砼缸42中进行往复运动以将物料输送至出料口30，并且，第一泵送油缸11和第二泵送油缸12可以具有相同的泵送周期，并且二者的泵送过程相差半个周期，即第一泵送油缸11为送料过程时，第二泵送油缸12为吸料过程。其中第一活塞21的作用面积为A₁，第二活塞22的作用面积为A₂。而且在该实施方式中，位移传感器包括第一位移传感器221和第二位移传感器222，其中第一位移检测器221，可以安装于第一泵送油缸11上，用于检测第一泵送油缸11的位移S₁，第二位移检测器222，可以安装于第二泵送油缸12上，用于检测第二泵送油缸12的位移S₂。计算器120还用于根据接收器110所接收的第一泵送油缸11和/或第二泵送油缸12的位移与时间的关系来确定泵送油缸的单位泵送周期T。例如，可以根据所接收的位移及时间绘制如图3所示的曲线，其中图3中一实线表示的S₁为第一泵送油缸11的位移随时间的变化，以虚线表示的S₂为第二泵送油缸12的位移随时间的变化。另外，单位泵送周期T为主油缸(例如，第一泵送油缸11或第二泵送油缸12)往复运动一次所需的时间。

而且，在本实施方式中，采用视觉传感器211来检测出料口30的出料体积，根据视觉传感器211的检测精度来确定单次采集混凝土体积的时间ΔT，该ΔT时间内所检测的混凝土体积为Δv。接收器110可以接收如表1所示的数据。当然，应该理解的是，ΔT并不限制于此，可以根据实际情况来进行设定。

t(ms)	Δv(m3)	S1(mm)	S2(mm)
				ΔT
2ΔT
				.....

n·ΔT
				.....

表1

计算器120根据公式(1)来计算某一时间段t₁～t₂内混凝土的泵送方量：

$Q=\underset{i=1}{\overset{(t_1-t_2)/\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δv}}_i---\left(1\right)$

其中，Δv_i为第i个单位时间内的出料体积。

计算器120根据时间段t₁～t₂内的泵送方量Q和理论泵送方量Q_t按照公式(2)来计算混凝土泵的泵送效率η_V：

${\mathrm{\η}}_V=\frac{Q}{Q_t}\×100\%---\left(2\right)$

其中，时间段t₁～t₂内的理论泵送方量Q_t可以根据公式(3)来计算：

Q_t＝N·A·S(3)

其中，N为时间t₁～t₂内的泵送次数,N＝2(t₂-t₁)T，A为所述活塞的作用面积，S为所述泵送油缸泵送周期内的泵送行程。在本实施方式中，A为第一活塞21的作用面积A₁和第二活塞22的作用面积A₂的和，而S为t时间内第一泵送油缸11和第二泵送油缸12的泵送行程之和，其中泵送行程为泵送油缸向出料口推进的位移。应该理解的是，本领域技术人员可以通过任何合适方法来计算理论泵送方量Q_t。例如，可以根据公式(4)来计算时间段t₁～t₂内的理论泵送方量Q_t：

Q_t＝A·(ΣS)＝A·(ΣS₁+S₂)(4)

其中，A为所述活塞的作用面积，S为所述泵送油缸泵送周期内的泵送行程，S₁为时间段t₁～t₂内泵送油缸11的泵送行程，S₂为时间段t₁～t₂内泵送油缸22的泵送行程。

本发明还提供一种混凝土泵车，该混凝土泵车包含上述检测系统。

此外，本发明还提供一种混凝土泵车泵送效率的检测方法。图4是根据本发明的混凝土泵车泵送效率的检测方法的流程图。如图4所示，在步骤301处，接收单位时间ΔT内所述出料口的出料体积Δv。在步骤302处，根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，然后根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。

此外，图5示出了基于图2的检测系统的混凝土泵车泵送效率的检测方法的流程图。如图5所示，在步骤501处，根据所采用视觉传感器来确定测量的识别精度ΔT。在步骤502处，采集ΔT时间内混凝土的体积Δv。在步骤504处，计算时间t₁～t₂内的泵送方量其中Δv_i为第i个单位时间内的出料体积。根据上述步骤，可以在步骤508处进行混凝土成本核算，在步骤509处计算累计方量，以及在步骤510处通过来计算泵送效率。其中通过以下步骤来确定理论泵送方量Q_t：在步骤505处，通过第一位移检测器221和第二位移检测器222检测第一泵送油缸11S₁和第二泵送油缸12的位移S₂；然后在步骤506处，根据S₁和S₂确定泵送周期T；在步骤506处，计算在时间t₁～t₂内的周期T的数量N；在步骤503处，根据公式Q_t＝N·A·S来计算理论泵送方量Q_t，其中A为为第一活塞21的作用面积A1和第二活塞22的作用面积A2的和，而S为t时间内第一泵送油缸11和第二泵送油缸12的泵送行程之和。

通过视觉传感器实时监测出料口的泵送混凝土的体积，结合泵送油缸的位移曲线，如此就可以实时计算出泵送效率。因而提高了检测精度，可以直接用于泵送混凝土的成本核算。该种实时检测方法既能方便检测混凝土泵的单位泵送周期下的泵送方量，从而能够方便地计算批次混凝土泵送方量、累计总方量、泵送效率；这些参数即可作为混凝土成本核算的依据，也可准确评估泵送设备的泵送性能及易损件寿命等。此外，通过视觉传感器还可以实时检测出料管路中混凝土的充满程度，并可以将其直观体现出来。

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 (9)

1.一种检测混凝土泵车泵送效率的检测装置，该混凝土泵车包括泵送油缸、砼缸以及出料口，所述泵送油缸驱动位于所述砼缸内的活塞往复运动以将物料输送至所述出料口，其特征在于，所述检测装置包括：

接收器，用于接收单位时间ΔT内所述出料口的出料体积Δv；以及

计算器，根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述计算器根据以下公式计算所述时间段t₁～t₂内混凝土的泵送方量Q：

$Q=\underset{i=1}{\overset{(t_1-t_2)/\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δv}}_i.$

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述计算器还用于：

根据以下公式计算泵送效率η_V：

${\mathrm{\η}}_V=\frac{Q}{Q_t}\×100\%$

其中，Q_t为所述时间段t₁～t₂内的理论泵送方量；以及

根据以下公式计算所述理论泵送方量：

Q_t＝N·A·S

其中，N为时间段t₁～t₂内的泵送次数，A为所述活塞的作用面积，S为所述泵送油缸泵送周期内的泵送行程。

4.一种检测混凝土泵车泵送效率的检测系统，其特征在于，该检测系统包括：

权利要求1-3中任一项权利要求所述的检测装置；以及

体积检测器，用于检测单位时间ΔT内出料口的出料体积Δv。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述体积检测器为视觉传感器。

6.一种混凝土泵车，其特征在于，该混凝土泵车包括权利要求4-5中任一项权利要求所述的检测系统。

7.一种混凝土泵车泵送效率的检测方法，该混凝土泵车包括泵送油缸、砼缸及出料口，所述泵送油缸驱动位于所述砼缸内的活塞往复运动以将物料输送至所述出料口，其特征在于，所述方法包括：

接收单位时间ΔT内所述出料口的出料体积Δv；以及

根据每个单位时间内的出料体积Δv计算一时间段内的泵送方量Q，然后根据泵送方量Q及所述时间段内混凝土的理论泵送方量Q_t计算泵送效率η_V。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，根据以下公式计算所述时间段t₁～t₂内的泵送方量Q：

$Q=\underset{i=1}{\overset{(t_1-t_2)/\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δv}}_i.$

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

根据以下公式计算泵送效率η_V：

${\mathrm{\η}}_V=\frac{Q}{Q_t}\×100\%$

其中，Q_t为所述时间段t₁～t₂内的理论泵送方量；以及

根据以下公式计算所述理论泵送方量：

Q_t＝N·A·S

其中，N为时间段t₁～t₂内的泵送次数，A为所述活塞的作用面积，S为所述泵送油缸泵送周期内的泵送行程。