CN107128636A - 混凝土预制构件搬运系统及搬运方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土预制构件搬运系统及搬运方法，其中气囊搬运系统包括在混凝土预制构件预制阶段设于底模下的提升气囊，在混凝土预制构件预制完成且抽离提升气囊后用于支撑混凝土预制构件的垫木，沿混凝土预制构件搬运路径铺设的轴线与搬运路径垂直的多个滚动气囊，在混凝土预制构件搬运过程中沿混凝土预制构件四周固设的多根钢丝绳，各钢丝绳的一端与混凝土预制构件固连，各钢丝绳的另一端与卷扬机相连。本发明运送能力大，可达千吨以上；对预制场和搬运道路的承载力要求较低，投入较小，安全风险较小，对搬运道路的平整度要求较低，可横向、纵向和曲线移动，搬运灵活度高。

Description

混凝土预制构件搬运系统及搬运方法

技术领域

本发明特别涉及一种混凝土预制构件搬运系统及搬运方法。

背景技术

在现有技术中，混凝土预制构件通常采用重型运输设备与龙门吊进行搬运。混凝土预制构件在预制场预制完成后，首先依靠龙门吊将混凝土预制构件吊至重型运输设备上，再利用重型运输设备将混凝土预制构件运至目的地。

现有的搬运方式对预制场和搬运道路的承载力要求较高，预制场投入较大，安全风险较高，对搬运道路的平整度要求较高，搬运的灵活度不高，运送能力低（只有几十至几百吨）。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供混凝土预制构件搬运系统及搬运方法，对预制场和搬运道路的承载力要求较低，投入较小，安全风险较小，对搬运道路的平整度要求较低，搬运灵活度高，运送能力大。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

混凝土预制构件搬运系统，包括在混凝土预制构件预制阶段设于底模下的提升气囊，在混凝土预制构件预制完成且抽离提升气囊后用于支撑混凝土预制构件的垫木，沿混凝土预制构件搬运路径铺设的轴线与搬运路径垂直的多个滚动气囊，在混凝土预制构件搬运过程中沿混凝土预制构件四周固设的多根钢丝绳，各钢丝绳的一端与混凝土预制构件固连，各钢丝绳的另一端与卷扬机相连。

借由上述结构，从拆模到运送至指定地点，全部用气囊完成，不需要使用龙门吊和重型运输设备，对运输道路的强度要求较低，运送能力大，效率高；同时不需要设置顶升槽，工艺更加简单，节约工程成本；再者，由于整个过程没有涉及到高空作业，安全系数更高。其中底模优选为钢模板，提升气囊优选扁平型气囊，提升气囊放置之前应排尽内部的空气和水，以免预制施工过程中晃动。

进一步地，所述底模与提升气囊之间还设有底面平整的运输托盘，运输托盘与底模可拆卸相连。

对于底面并非完整平面的混凝土预制构件，底面平整的运输托盘可以托举混凝土预制构件，使滚动气囊受力更加均匀。运输托盘优选钢模板。对于底面为完整平面的混凝土预制构件，可以不必加设运输托盘。

进一步地，还包括控制终端，各滚动气囊内均设有气压传感器、温度传感器和第一无线信号传输模块，各钢丝绳上均设有电子拉力计和第二无线信号传输模块，所述混凝土预制构件上设有若干电子水平仪、定位装置和第三无线信号传输模块；所述气压传感器、温度传感器均通过第一无线信号传输模块和控制终端电连接，所述电子拉力计通过第二无线信号传输模块和控制终端电连接，所述电子水平仪、定位装置均通过第三无线信号传输模块和控制终端电连接。

借由上述结构，可以通过控制终端实时接收滚动气囊的气压、温度值、每根钢丝绳的拉力大小、混凝土预制构件的倾角和行进速度，并根据这些数据判断实际数据与设计数据的差额，判断这些数据是否临近安全警戒阈值。如有隐患，控制终端会立即报警，提高了系统的安全系数和工作可靠性。

如需直角转弯，可在转弯处钢丝绳锚定，塞入垫木，拖出滚动气囊，更换滚动气囊的方向，重新拖入滚动气囊，撤走垫木，更换卷扬机的位置，解除锚定，启动重新卷扬机即可实现直角转弯。

进一步地，还包括对搬运路径及混凝土预制构件进行三维扫描的红外激光扫描仪，所述红外激光扫描仪与控制终端电连接，所述控制终端用于在混凝土预制构件正式搬运前对混凝土预制构件进行虚拟搬运。

借由上述结构，可以对搬运路径（包括道路和沿线的障碍物）进行三维扫描，用扫描的三维数据建立三维数字模型；同时，对混凝土预制构件进行三维扫描，计算混凝土预制构件的重心位置，将混凝土预制构件和搬运路径的数据全部导入控制终端。在正式搬运前，使用控制终端进行虚拟搬运，以确定行走路线、拐弯半径、混凝土预制构件的倾斜角度和重心偏移情况，优化搬运路径，以确保安全。

进一步地，还包括控制终端，混凝土预制构件四周、运输托盘底面路径方向错开滚动气囊的位置均设置有无线摄像头，无线摄像头与控制终端无线连接。

作为一种优选方式，所述卷扬机为遥控卷扬机，卷扬机与控制终端电连接。

基于同一个发明构思，本发明还提供了混凝土预制构件气囊搬运方法，包括以下步骤：

步骤A.在平整、夯实并硬化的预制场地面上放置两个或两个以上提升气囊，所述提升气囊的轴线与搬运路径垂直，所述提升气囊在放置之前排尽内部的空气和水，提升气囊铺设好后，在提升气囊上铺设砂找平层；

步骤B.在砂找平层上安装底模；

步骤C.在底模上安装混凝土预制构件侧模，浇筑混凝土，对混凝土预制构件养生至设计强度；

步骤D.对提升气囊充气以将混凝土预制构件顶升至指定高度，在混凝土预制构件底部插入垫木；

步骤E.对提升气囊放气并从混凝土预制构件底部抽出提升气囊，使用高压水冲除地面的砂粒；

步骤F.在混凝土预制构件底部插入滚动气囊，同时沿搬运路径设置滚动气囊，滚动气囊的轴线与搬运路径垂直；

步骤G.沿混凝土预制构件四周固设的多根钢丝绳，各钢丝绳的一端与混凝土预制构件固连，各钢丝绳的另一端与卷扬机相连；

步骤H.对混凝土预制构件底部的滚动气囊充气，将垫木移除；

步骤I.启动卷扬机，拖动混凝土预制构件前行至目的地；在混凝土预制构件前行过程中，混凝土预制构件前方的滚动气囊充气高度低于混凝土预制构件下方的滚动气囊充气高度。

进一步地，所述步骤B中，先在砂找平层上安装底面平整的运输托盘，再在运输托盘上安装底模。

进一步地，还包括利用控制终端在混凝土预制构件正式搬运前对混凝土预制构件进行虚拟搬运，所述虚拟搬运过程包括：首先对搬运路径及混凝土预制构件进行三维扫描，再计算混凝土预制构件的重心位置，拟定行走路线、拐弯半径、混凝土预制构件的倾斜角度、重心偏移情况、滚动气囊的气压、钢丝绳的拉力，并确定优化搬运设计方案。

进一步地，如需直角转弯，可在转弯处用钢丝绳锚定，塞入垫木，滚动气囊放气并撤出，滚动气囊旋转90°并重新安装，启动气泵为滚动气囊充气，撤走垫木，更换卷扬机的位置，解除锚定，启动重新卷扬机即可实现直角转弯。

与现有技术相比，本发明运送能力大，可达千吨以上；对预制场和搬运道路的承载力要求较低，投入较小，安全风险较小，对搬运道路的平整度要求较低，可横向、纵向和曲线移动，搬运灵活度高。

附图说明

图1为垫木和提升气囊工作示意图。

图2为混凝土预制构件搬运时本发明的结构示意图。

图3为图2直角转弯后的图示。

图4为图2的左视图。

图5为本发明的电路结构示意图。

其中，1为底模，2为提升气囊，3为混凝土预制构件，4为垫木，5为滚动气囊，6为钢丝绳，7为卷扬机，8为运输托盘，10为控制终端，11为气压传感器，12为温度传感器，13为第一无线信号传输模块，14为电子拉力计，15为第二无线信号传输模块，16为电子水平仪，17为定位装置，18为第三无线信号传输模块，19为红外激光扫描仪，21为气泵。

具体实施方式

如图1至图4所示，混凝土预制构件搬运系统实施例包括在混凝土预制构件3预制阶段设于底模1下的提升气囊2，在混凝土预制构件3预制完成且抽离提升气囊2后用于支撑混凝土预制构件3的垫木4，沿混凝土预制构件3搬运路径铺设的轴线与搬运路径垂直的多个滚动气囊5，在混凝土预制构件3搬运过程中沿混凝土预制构件3四周固设的多根钢丝绳6，各钢丝绳6的一端与混凝土预制构件3固连，各钢丝绳6的另一端与卷扬机7相连。

所述底模1与提升气囊2之间还设有底面平整的运输托盘8。

所述多个滚动气囊5沿搬运路径单列布置（所述滚动气囊5也可沿搬运路径双列布置）。

实施例一还包括控制终端10（控制终端10优选为移动终端，移动终端优选为平板电脑、智能手机），各滚动气囊5内均设有气压传感器11、温度传感器12和第一无线信号传输模块13，各钢丝绳6上均设有电子拉力计14和第二无线信号传输模块15，所述混凝土预制构件3上设有若干电子水平仪16、定位装置17和第三无线信号传输模块18（优选Zigbee）；所述气压传感器11、温度传感器12均通过第一无线信号传输模块13和控制终端10电连接，所述电子拉力计14通过第二无线信号传输模块15和控制终端10电连接，所述电子水平仪16、定位装置17均通过第三无线信号传输模块18和控制终端10电连接。

实施例一还包括对搬运路径及混凝土预制构件3进行三维扫描的红外激光扫描仪19，所述红外激光扫描仪19与控制终端10电连接，所述控制终端10用于在混凝土预制构件3正式搬运前对混凝土预制构件3进行虚拟搬运。

混凝土预制构件3四周、运输托盘8底面路径方向错开滚动气囊5的位置均设置有无线摄像头，无线摄像头与控制终端10无线连接。

所述卷扬机7为遥控卷扬机，卷扬机7与控制终端10电连接。

混凝土预制构件气囊搬运方法包括以下步骤：

步骤A.在平整、夯实并硬化的预制场地面上放置两个或两个以上提升气囊2，所述提升气囊2的轴线与搬运路径垂直，所述提升气囊2在放置之前排尽内部的空气和水，提升气囊2铺设好后，在提升气囊2上铺设砂找平层；

步骤B.在砂找平层上安装底模1；

步骤C.在底模1上安装混凝土预制构件侧模，浇筑混凝土，对混凝土预制构件3养生至设计强度；

步骤D.对提升气囊2充气以将混凝土预制构件3顶升至指定高度，在混凝土预制构件3底部插入垫木4；

步骤E.对提升气囊2放气并从混凝土预制构件3底部抽出提升气囊2，使用高压水冲除地面的砂粒；

步骤F.在混凝土预制构件3底部插入滚动气囊5，同时沿搬运路径设置滚动气囊5，滚动气囊5的轴线与搬运路径垂直；

步骤G.沿混凝土预制构件3四周固设的多根钢丝绳6，各钢丝绳6的一端与混凝土预制构件3固连，各钢丝绳6的另一端与混凝土预制构件3四周的卷扬机7相连。安装气压传感器11、温度传感器12、第一无线信号传输模块13、电子拉力计14、第二无线信号传输模块15、电子水平仪16、定位装置17、第三无线信号传输模块18。

步骤H.对混凝土预制构件3底部的滚动气囊5充气，将垫木4移除；

步骤I.启动卷扬机7，拖动混凝土预制构件3前行，后方的滚动气囊5放气后，可移动到前方重复利用，如此反复，直到抵达搬运目的地；在混凝土预制构件3前行过程中，为顺利过渡，混凝土预制构件3前方的滚动气囊5不宜充满，其充气高度应低于混凝土预制构件3下方的滚动气囊5充气高度，待其进入混凝土预制构件3下方之后，再将滚动气囊5充满。

所述步骤B中，对于底面并非完整平面的混凝土预制构件3，先在砂找平层上安装底面平整的运输托盘8，再在运输托盘8上安装底模1。

如需直角转弯，可在转弯处用钢丝绳6锚定，塞入垫木4，滚动气囊5放气并撤出，滚动气囊5旋转90°并重新安装，启动气泵21为滚动气囊5充气，撤走垫木4，更换卷扬机7的位置，解除锚定，启动重新卷扬机7即可实现直角转弯。

搬运方法还包括利用控制终端10在混凝土预制构件3正式搬运前对混凝土预制构件3进行虚拟搬运，所述虚拟搬运过程包括：首先对搬运路径及混凝土预制构件3进行三维扫描，再计算混凝土预制构件3的重心位置，拟定行走路线、拐弯半径、混凝土预制构件3的倾斜角度、重心偏移情况、滚动气囊5的气压、钢丝绳6的拉力，并确定优化搬运设计方案。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.混凝土预制构件搬运系统，其特征在于，包括在混凝土预制构件（3）预制阶段设于底模（1）下的提升气囊（2），在混凝土预制构件（3）预制完成且抽离提升气囊（2）后用于支撑混凝土预制构件（3）的垫木（4），沿混凝土预制构件（3）搬运路径铺设的轴线与搬运路径垂直的多个滚动气囊（5），在混凝土预制构件（3）搬运过程中沿混凝土预制构件（3）四周固设的多根钢丝绳（6），各钢丝绳（6）的一端与混凝土预制构件（3）固连，各钢丝绳（6）的另一端与卷扬机（7）相连。

2.如权利要求1所述的混凝土预制构件搬运系统，其特征在于，所述底模（1）与提升气囊（2）之间还设有底面平整的运输托盘（8）。

3.如权利要求1或2所述的混凝土预制构件搬运系统，其特征在于，还包括控制终端（10），各滚动气囊（5）内均设有气压传感器（11）、温度传感器（12）和第一无线信号传输模块（13），各钢丝绳（6）上均设有电子拉力计（14）和第二无线信号传输模块（15），所述混凝土预制构件（3）上设有若干电子水平仪（16）、定位装置（17）和第三无线信号传输模块（18）；所述气压传感器（11）、温度传感器（12）均通过第一无线信号传输模块（13）和控制终端（10）电连接，所述电子拉力计（14）通过第二无线信号传输模块（15）和控制终端（10）电连接，所述电子水平仪（16）、定位装置（17）均通过第三无线信号传输模块（18）和控制终端（10）电连接。

4.如权利要求3所述的混凝土预制构件搬运系统，其特征在于，还包括对搬运路径及混凝土预制构件（3）进行三维扫描的红外激光扫描仪（19），所述红外激光扫描仪（19）与控制终端（10）电连接，所述控制终端（10）用于在混凝土预制构件（3）正式搬运前对混凝土预制构件（3）进行虚拟搬运。

5.如权利要求2所述的混凝土预制构件搬运系统，其特征在于，还包括控制终端（10），混凝土预制构件（3）四周、运输托盘（8）底面路径方向错开滚动气囊（5）的位置均设置有无线摄像头，无线摄像头与控制终端（10）无线连接。

6.如权利要求5所述的混凝土预制构件搬运系统，其特征在于，所述卷扬机（7）为遥控卷扬机，卷扬机（7）与控制终端（10）电连接。

7.混凝土预制构件气囊搬运方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A.在平整、夯实并硬化的预制场地面上放置两个或两个以上提升气囊（2），所述提升气囊（2）的轴线与搬运路径垂直，所述提升气囊（2）在放置之前排尽内部的空气和水，提升气囊（2）铺设好后，在提升气囊（2）上铺设砂找平层；

步骤B.在砂找平层上安装底模（1）；

步骤C.在底模（1）上安装混凝土预制构件侧模，浇筑混凝土，对混凝土预制构件（3）养生至设计强度；

步骤D.对提升气囊（2）充气以将混凝土预制构件（3）顶升至指定高度，在混凝土预制构件（3）底部插入垫木（4）；

步骤E.对提升气囊（2）放气并从混凝土预制构件（3）底部抽出提升气囊（2），使用高压水冲除地面的砂粒；

步骤F.在混凝土预制构件（3）底部插入滚动气囊（5），同时沿搬运路径设置滚动气囊（5），滚动气囊（5）的轴线与搬运路径垂直；

步骤G.沿混凝土预制构件（3）四周固设的多根钢丝绳（6），各钢丝绳（6）的一端与混凝土预制构件（3）固连，各钢丝绳（6）的另一端与混凝土预制构件3四周的卷扬机（7）相连；

步骤H.对混凝土预制构件（3）底部的滚动气囊（5）充气，将垫木（4）移除；

步骤I.启动卷扬机（7），拖动混凝土预制构件（3）前行至目的地；在混凝土预制构件（3）前行过程中，混凝土预制构件（3）前方的滚动气囊（5）充气高度低于混凝土预制构件（3）下方的滚动气囊（5）充气高度。

8.如权利要求7所述的混凝土预制构件气囊搬运方法，其特征在于，所述步骤B中，先在砂找平层上安装底面平整的运输托盘（8），再在运输托盘（8）上安装底模（1）。

9.如权利要求7或8所述的混凝土预制构件气囊搬运方法，其特征在于，还包括利用控制终端（10）在混凝土预制构件（3）正式搬运前对混凝土预制构件（3）进行虚拟搬运，所述虚拟搬运过程包括：首先对搬运路径及混凝土预制构件（3）进行三维扫描，再计算混凝土预制构件（3）的重心位置，拟定行走路线、拐弯半径、混凝土预制构件（3）的倾斜角度、重心偏移情况、滚动气囊（5）的气压、钢丝绳（6）的拉力，并确定优化搬运设计方案。

10.如权利要求7所述的混凝土预制构件气囊搬运方法，其特征在于，如需直角转弯，可在转弯处用钢丝绳（6）锚定，塞入垫木（4），滚动气囊（5）放气并撤出，滚动气囊（5）旋转90°并重新安装，启动气泵（21）为滚动气囊（5）充气，撤走垫木（4），更换卷扬机（7）的位置，解除锚定，启动重新卷扬机（7）即可实现直角转弯。