CN107476579A - 一种智能控制臂架装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于臂架设备技术领域，涉及一种智能控制臂架装置，主体结构包括基台、电机、护套撑、护套、一号连接组件、一号布料杆、一号气缸、二号连接组件、二号布料杆、二号气缸、三号连接组件、三号布料杆、三号气缸、四号连接组件、四号布料杆、摄像头、距离传感器、反光漆层、四号气缸、微电脑、电控模块、护套模块、图像模块、操作模块和操作面板，整个装置的设计和结构符合中国道路交通法和建筑机械管理法的规定，通过了相关检测部门的性能和型式认定，远程智能化控制方式完全避免了运行时人员爬上设备进行操作和确认，防止坠落发生的人伤害事故，有效防止软管折弯或堵塞；其结构简单，使用环境友好，劳动强度低，安全性能高，易于推广使用。

Description

一种智能控制臂架装置

技术领域：

本发明属于臂架设备技术领域，具体涉及一种智能控制臂架装置，装设在混凝土泵车上用于混凝土的智能化输送和布料。

背景技术：

混凝土泵车是利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械，混凝土泵车是在载重汽车底盘上进行改造而成的，在汽车底盘上安装运动和动力传动装置、泵送和搅拌装置、布料装置以及其它一些辅助装置，混凝土泵车按结构形式分为活塞式、挤压式、水压隔膜式；泵体和输送管是混凝土泵车的重要组成部分，泵体装在汽车底盘上，再装备可伸缩或屈折的布料杆，就组成泵车，混凝土泵车的动力通过动力分动箱将发动机的动力传送给液压泵组或者后桥，液压泵推动活塞带动混凝土泵工作，然后利用泵车上的布料杆和输送管，将混凝土输送到一定的高度和距离；中国专利201621195246.X公开的一种变幅臂架和设置有该变幅臂架的强夯机的变幅臂架包括滑轮组和下节臂架，下节臂架上设置有固定耳板，滑轮组上设置有用于连接绷绳的连接耳板，还设置有用于与固定耳板连接的过渡耳板；中国专利201621184992.9公开的一种石油钻采设备铁钻工及其臂架装置包括底座，支撑底座的顶端固定安装有臂架，臂架的内腔设有凹槽，凹槽的内侧设有固定螺孔，固定块的左侧安装有转动手臂，转动手臂的右侧底端安装有连接杆，所述连接杆与凹槽相配合，连接杆的右侧设有固定杆；中国专利201621155457.0公开的一种可两用切换模式的塔机臂架包括塔身、臂架、拉杆、销轴，塔机、臂架、销轴均与市面上典型结构相同,拉杆从中部或中间某处分为两部分，中间采用销轴连接的方式；中国专利201611139824.2公开的一种臂架系统控制方法、臂架控制系统及臂架设备，臂架系统控制方法包括以下步骤：获取各个支腿的实际支撑状态数据，根据各个支腿的实际支撑状态，确定臂架系统在不同的回转角度下，臂架系统的各臂节允许的变幅角度范围或伸缩长度范围，检测各臂节的变幅角度或伸缩长度，控制各臂节在允许的变幅角度范围或伸缩长度范围内运动；中国专利201620539886.1公开的一种泵车用5节臂架包括依次通过连接销轴连接的臂I、臂II、臂III、臂IV和臂V，相邻的两条臂之间还设置有连杆机构，臂I的泵车连接端设置有安装孔，臂I与臂II之间的连杆机构为下行折叠连杆机构，臂II与臂III之间的连杆机构为上行折叠连杆机构，臂III与臂IV之间的连杆机构为下行折叠连杆机构，臂IV和臂V之间的连杆机构为下行折叠连杆机构；中国专利201420160465.9公开的新型臂架式泵车臂架包含一号臂、二号臂、三号臂、四号臂、连接转套、一二臂连接销轴、二三臂连接销轴、三四臂连接销轴、一号连杆机构、二号连杆机构、三号连杆机构、基座,一号臂的大端通过连接转套与基座连接，一号臂的小端与二号臂的大端通过一二臂连接销轴连接，二号臂的小端通过二三臂连接销轴与三号臂的大端连接，三号臂的小端通过三四臂连接销轴与四号臂的大端连接，一号臂与二号臂的连接处设有一号连杆机构，二号臂与三号臂的连接处设有二号连杆机构，三号臂与四号臂的连接处设有三号连杆机构；以上专利产品的实际使用中存在各种各样的不足，智能化程度低；目前的混凝土泵车存在混凝土发生堵塞时，输送管内压力升高，混凝土瞬间喷射甚至导致管道爆裂。因此，研发一种智能控制臂架装置，很有社会价值和医疗价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种智能控制臂架装置，装设在混凝土泵车上用于混凝土的智能化输送和布料。

为了实现上述目的，本发明涉及的智能控制臂架装置的主体结构包括基台、电机、护套撑、护套、一号连接组件、一号布料杆、一号气缸、二号连接组件、二号布料杆、二号气缸、三号连接组件、三号布料杆、三号气缸、四号连接组件、四号布料杆、摄像头、距离传感器、反光漆层、四号气缸、微电脑、电控模块、护套模块、图像模块、操作模块和操作面板；内空式圆弧形结构的基台的内部设置有电机，电机与伸缩式圆环形结构的护套撑连接，护套撑的下部与弹性结构的护套连接，基台的顶部通过一号连接组件与倒U形槽状结构的一号布料杆铰接式连接，基台的外部与一号布料杆之间设置有一号气缸，一号布料杆通过二号连接组件与U形槽状结构的二号布料杆铰接式连接，一号布料杆与二号连接组件之间设置有二号气缸，二号布料杆通过三号连接组件与倒U形槽状结构的三号布料杆铰接式连接，二号布料杆与三号连接组件之间设置有三号气缸，三号布料杆通过四号连接组件与U形槽状结构的四号布料杆铰接式连接，四号布料杆连接软管的端部外侧设置有摄像头和距离传感器并且印制或涂刷有反光漆层，三号布料杆与四号连接组件之间设置有四号气缸，独立设置在驾驶室内的微电脑的内部设置有电控模块、护套模块、图像模块和操作模块，微电脑的外部设置有操作面板，电机、护套、一号气缸、二号气缸、三号气缸、摄像头、距离传感器和四号气缸分别与微电脑电连接。

本发明涉及的基台、一号连接组件、一号布料杆、一号气缸、二号连接组件、二号布料杆、二号气缸、三号连接组件、三号布料杆、三号气缸、四号连接组件、四号布料杆和四号气缸的材质均为不锈钢；电机为驱动用电动机，用于驱动护套撑的伸缩与回弹；护套撑的结构包括护套撑盘和护套撑杆，圆形板状弹性结构的护套撑盘的上表面与护套悬挂式连接，护套撑盘的下表面中心设置有伸缩式圆柱形结构的护套撑杆，电机与护套撑通过护套撑杆机械传动式连接；护套为弹性材质的圆形塑料套，套设在管道内壁用于隔绝混凝土与管道，减少了冲洗管道内混凝土的操作；一号连接组件、二号连接组件、三号连接组件和四号连接组件的结构包括连接销轴和连杆机构；摄像头为采用IR镜头的红外摄像头，其可见光区到红外光区的光线在同一个焦面位置成像，呈现清晰的图像，抑制逆光条件下鬼影和闪光的发生，在逆光或不良条件下能够获得高对比度的优质画面；距离传感器为市售的距离传感器；反光漆层的主要成分为丙烯酸树脂、定向反光材料和溶剂，其反光原理是把照射的光线通过反光微珠反射回人的视线中，形成反光效果，夜间反光效果明显；微电脑为具有编辑和控制功能的小型计算机；电控模块用于控制电机、一号气缸、二号气缸、三号气缸、摄像头、距离传感器和四号气缸的启闭动作；护套模块用于更换护套；图像模块用于控制摄像头的成像和显示；操作模块在接到距离传感器反馈的数据后控制一号气缸、二号气缸、三号气缸和四号气缸以使一号布料杆、二号布料杆、三号布料杆和四号布料杆达到设定的位置；操作面板同时作为电机、护套、一号气缸、二号气缸、三号气缸、摄像头、距离传感器和四号气缸的状态显示界面和工作人员操控界面。

本发明涉及的智能控制臂架装置使用前应确认泵车支腿已经支撑妥当，泵车的工作区域由臂架长度和旋转角度确定。

本发明涉及的智能控制臂架装置实施泵送混凝土的过程包括伸展布料杆、安装混凝土管、安装护套组件、泵送混凝土和拆除护套组件共五个步骤：

(1)伸展布料杆：将泵车停靠至指定位置，打开支腿，开启泵车驾驶室中的微电脑，操作者通过微电脑操控布料杆的伸展，在一号气缸、二号气缸和三号气缸的作用下依次将一号布料杆、二号布料杆、三号布料杆和四号布料杆伸展开至设定位置，布料杆在伸展过程中，摄像头拍摄视频图像并实时上传至微电脑，距离传感器测量布料杆与障碍物或地面之间的距离并实时上传至微电脑，以供操作者参考；

(2)安装混凝土管：按照常规的安装方法将混凝土管依次安装在一号布料杆、二号布料杆、三号布料杆和四号布料杆上；

(3)安装护套组件：根据混凝土管的长度和直径选取护套撑和护套，将护套悬挂在护套撑的护套撑盘上，护套撑的护套撑杆与电机连接，开启电机，电机为护套撑杆提供动力，护套撑杆在混凝土管中由设置电机的一端向远离电机的一端伸展并带动护套伸展，当护套到达混凝土管的末端后，将护套固定在混凝土管的末端，解除护套撑盘与护套的连接，护套撑杆带动护套撑盘恢复至初始位置；

(4)泵送混凝土：在混凝土管的末端安装混凝土软管，根据摄像头拍摄的视频图像和距离传感器测量的距离通过微电脑实时操作四号布料杆的移动，混凝土软管在四号布料杆的带动下完成指定位置的混凝土浇筑；夜晚施工时，反光漆层能够提示泵送混凝土现场的施工人员、施工机具以及高空飞行物四号布料杆的所在使其提早避让，避免人身或财产损失，保证施工的安全性；

(5)拆除护套：混凝土泵送浇筑完毕后，拆除混凝土软管，从四号布料杆的末端拽出护套，从电机的一端解除电机与护套撑的连接，免除了清洗混凝土管的操作，保证了混凝土管的洁净和使用寿命。

本发明与现有技术相比，增加了护套，减少了清洗管道的工序，避免了管道的堵塞，这是由于传统方法泵送混凝土发生堵管时，需要反泵几次，清除混凝土，在混凝土初凝前要及时打开管道接头，快速清理混凝土，以免混凝土凝结造成管道报废，压缩空气疏通堵塞时，会造成输送管的爆破，采用红外感应摄像头摄取工作区域的图像，便于施工，尤其是夜间施工，摒弃了依靠泵车信号员传递信息的方式，减少了劳动强度，提高了机械化，采用具有反光率高，防止紫外线光波照射和颜色淡化剥离，能抗极强的盐雾、抗酸碱性能的反光漆层提示泵车操作员，整个装置的设计和结构符合中国道路交通法和建筑机械管理法的规定，通过了相关检测部门的性能和型式认定，远程智能化控制方式完全避免了运行时人员爬上设备进行操作和确认，防止坠落发生的人伤害事故，有效防止软管折弯或堵塞；其结构简单，卫生环保，使用环境友好，劳动强度低，安全性能高，易于推广使用。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的电机、护套撑和护套的结构示意图。

图3为本发明实施泵送混凝土的流程示意框图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

本实施例涉及的智能控制臂架装置的主体结构包括基台1、电机2、护套撑3、护套4、一号连接组件5、一号布料杆6、一号气缸7、二号连接组件8、二号布料杆9、二号气缸10、三号连接组件11、三号布料杆12、三号气缸13、四号连接组件14、四号布料杆15、摄像头16、距离传感器17、反光漆层18、四号气缸19、微电脑20、电控模块21、护套模块22、图像模块23、操作模块24和操作面板25；内空式圆弧形结构的基台1的内部设置有电机2，电机2与伸缩式圆环形结构的护套撑3连接，护套撑3的下部与弹性结构的护套4连接，基台1的顶部通过一号连接组件5与倒U形槽状结构的一号布料杆6铰接式连接，基台1的外部与一号布料杆6之间设置有一号气缸7，一号布料杆6通过二号连接组件8与U形槽状结构的二号布料杆9铰接式连接，一号布料杆6与二号连接组件8之间设置有二号气缸10，二号布料杆9通过三号连接组件11与倒U形槽状结构的三号布料杆12铰接式连接，二号布料杆9与三号连接组件11之间设置有三号气缸13，三号布料杆12通过四号连接组件14与U形槽状结构的四号布料杆15铰接式连接，四号布料杆15连接软管的端部外侧设置有摄像头16和距离传感器17并且印制或涂刷有反光漆层18，三号布料杆12与四号连接组件11之间设置有四号气缸19，独立设置在驾驶室内的微电脑20的内部设置有电控模块21、护套模块22、图像模块23和操作模块24，微电脑20的外部设置有操作面板25，电机2、护套4、一号气缸7、二号气缸10、三号气缸13、摄像头16、距离传感器17和四号气缸19分别与微电脑20电信息连接。

本实施例涉及的基台1、一号连接组件5、一号布料杆6、一号气缸7、二号连接组件8、二号布料杆9、二号气缸10、三号连接组件11、三号布料杆12、三号气缸13、四号连接组件14、四号布料杆15和四号气缸19的材质均为不锈钢；电机2为驱动用电动机，用于驱动护套撑3的伸缩与回弹；护套撑3的结构包括护套撑盘和护套撑杆，圆形板状弹性结构的护套撑盘的上表面与护套4悬挂式连接，护套撑盘的下表面中心设置有伸缩式圆柱形结构的护套撑杆，电机2与护套撑3通过护套撑杆机械传动式连接；护套4为弹性材质的圆形塑料套，套设在管道内壁用于隔绝混凝土与管道，减少了冲洗管道内混凝土的操作；一号连接组件5、二号连接组件8、三号连接组件11和四号连接组件14的结构包括连接销轴和连杆机构；摄像头16为采用IR镜头的红外摄像头，其可见光区到红外光区的光线在同一个焦面位置成像，呈现清晰的图像，抑制逆光条件下鬼影和闪光的发生，在逆光或不良条件下能够获得高对比度的优质画面；距离传感器17为市售的距离传感器；反光漆层18的主要成分为丙烯酸树脂、定向反光材料和溶剂，其反光原理是把照射的光线通过反光微珠反射回人的视线中，形成反光效果，夜间反光效果明显；微电脑20为具有编辑和控制功能的小型计算机；电控模块21用于控制电机2、一号气缸7、二号气缸10、三号气缸13、摄像头16、距离传感器17和四号气缸19的启闭动作；护套模块22用于更换护套4；图像模块23用于控制摄像头16的成像和显示；操作模块24在接到距离传感器17反馈的数据后控制一号气缸7、二号气缸10、三号气缸13和四号气缸19以使一号布料杆6、二号布料杆9、三号布料杆12和四号布料杆15达到设定的位置；操作面板25同时作为电机2、护套4、一号气缸7、二号气缸10、三号气缸13、摄像头16、距离传感器17和四号气缸19的状态显示界面和工作人员操控界面。

本实施例涉及的智能控制臂架装置使用前应确认泵车支腿已经支撑妥当，泵车的工作区域由臂架长度和旋转角度确定。

本实施例涉及的智能控制臂架装置实施泵送混凝土的过程包括伸展布料杆、安装混凝土管、安装护套组件、泵送混凝土和拆除护套组件共五个步骤：

(6)伸展布料杆：将泵车停靠至指定位置，打开支腿，开启泵车驾驶室中的微电脑20，操作者通过微电脑20操控布料杆的伸展，在一号气缸7、二号气缸10和三号气缸13的作用下依次将一号布料杆6、二号布料杆9、三号布料杆12和四号布料杆15伸展开至设定位置，布料杆在伸展过程中，摄像头16拍摄视频图像并实时上传至微电脑20，距离传感器17测量布料杆与障碍物或地面之间的距离并实时上传至微电脑20，以供操作者参考；

(7)安装混凝土管：按照常规的安装方法将混凝土管依次安装在一号布料杆6、二号布料杆9、三号布料杆12和四号布料杆15上；

(8)安装护套组件：根据混凝土管的长度和直径选取护套撑3和护套4，将护套4悬挂在护套撑3的护套撑盘上，护套撑3的护套撑杆与电机2连接，开启电机2，电机2为护套撑杆提供动力，护套撑杆在混凝土管中由设置电机2的一端向远离电机2的一端伸展并带动护套4伸展，当护套4到达混凝土管的末端后，将护套4固定在混凝土管的末端，解除护套撑盘与护套4的连接，护套撑杆带动护套撑盘恢复至初始位置；

(9)泵送混凝土：在混凝土管的末端安装混凝土软管，根据摄像头16拍摄的视频图像和距离传感器17测量的距离通过微电脑20实时操作四号布料杆15的移动，混凝土软管在四号布料杆的带动下完成指定位置的混凝土浇筑；夜晚施工时，反光漆层18能够提示泵送混凝土现场的施工人员、施工机具以及高空飞行物四号布料杆15的所在使其提早避让，避免人身或财产损失，保证施工的安全性；

(5)拆除护套：混凝土泵送浇筑完毕后，拆除混凝土软管，从四号布料杆15的末端拽出护套4，从电机2的一端解除电机2与护套撑3的连接，免除了清洗混凝土管的操作，保证了混凝土管的洁净和使用寿命。

Claims (4)

1.一种智能控制臂架装置，其特征在于主体结构包括基台、电机、护套撑、护套、一号连接组件、一号布料杆、一号气缸、二号连接组件、二号布料杆、二号气缸、三号连接组件、三号布料杆、三号气缸、四号连接组件、四号布料杆、摄像头、距离传感器、反光漆层、四号气缸、微电脑、电控模块、护套模块、图像模块、操作模块和操作面板；内空式圆弧形结构的基台的内部设置有电机，电机与伸缩式圆环形结构的护套撑连接，护套撑的下部与弹性结构的护套连接，基台的顶部通过一号连接组件与倒U形槽状结构的一号布料杆铰接式连接，基台的外部与一号布料杆之间设置有一号气缸，一号布料杆通过二号连接组件与U形槽状结构的二号布料杆铰接式连接，一号布料杆与二号连接组件之间设置有二号气缸，二号布料杆通过三号连接组件与倒U形槽状结构的三号布料杆铰接式连接，二号布料杆与三号连接组件之间设置有三号气缸，三号布料杆通过四号连接组件与U形槽状结构的四号布料杆铰接式连接，四号布料杆连接软管的端部外侧设置有摄像头和距离传感器并且印制或涂刷有反光漆层，三号布料杆与四号连接组件之间设置有四号气缸，独立设置在驾驶室内的微电脑的内部设置有电控模块、护套模块、图像模块和操作模块，微电脑的外部设置有操作面板，电机、护套、一号气缸、二号气缸、三号气缸、摄像头、距离传感器和四号气缸分别与微电脑电连接。

2.根据权利要求1所述的智能控制臂架装置，其特征在于所述基台、一号连接组件、一号布料杆、一号气缸、二号连接组件、二号布料杆、二号气缸、三号连接组件、三号布料杆、三号气缸、四号连接组件、四号布料杆和四号气缸的材质均为不锈钢；电机为驱动用电动机，用于驱动护套撑的伸缩与回弹；护套撑的结构包括护套撑盘和护套撑杆，圆形板状弹性结构的护套撑盘的上表面与护套悬挂式连接，护套撑盘的下表面中心设置有伸缩式圆柱形结构的护套撑杆，电机与护套撑通过护套撑杆机械传动式连接；护套为弹性材质的圆形塑料套，套设在管道内壁用于隔绝混凝土与管道，减少了冲洗管道内混凝土的操作；一号连接组件、二号连接组件、三号连接组件和四号连接组件的结构包括连接销轴和连杆机构；摄像头为采用IR镜头的红外摄像头，其可见光区到红外光区的光线在同一个焦面位置成像，呈现清晰的图像，抑制逆光条件下鬼影和闪光的发生，在逆光或不良条件下能够获得高对比度的优质画面；距离传感器为市售的距离传感器；反光漆层的主要成分为丙烯酸树脂、定向反光材料和溶剂，其反光原理是把照射的光线通过反光微珠反射回人的视线中，形成反光效果，夜间反光效果明显；微电脑为具有编辑和控制功能的小型计算机；电控模块用于控制电机、一号气缸、二号气缸、三号气缸、摄像头、距离传感器和四号气缸的启闭动作；护套模块用于更换护套；图像模块用于控制摄像头的成像和显示；操作模块在接到距离传感器反馈的数据后控制一号气缸、二号气缸、三号气缸和四号气缸以使一号布料杆、二号布料杆、三号布料杆和四号布料杆达到设定的位置；操作面板同时作为电机、护套、一号气缸、二号气缸、三号气缸、摄像头、距离传感器和四号气缸的状态显示界面和工作人员操控界面。

3.根据权利要求1所述的智能控制臂架装置，其特征在于所述智能控制臂架装置使用前应确认泵车支腿已经支撑妥当，泵车的工作区域由臂架长度和旋转角度确定。

4.根据权利要求1所述的智能控制臂架装置，其特征在于实施泵送混凝土的过程包括伸展布料杆、安装混凝土管、安装护套组件、泵送混凝土和拆除护套组件共五个步骤：

(1)伸展布料杆：将泵车停靠至指定位置，打开支腿，开启泵车驾驶室中的微电脑，操作者通过微电脑操控布料杆的伸展，在一号气缸、二号气缸和三号气缸的作用下依次将一号布料杆、二号布料杆、三号布料杆和四号布料杆伸展开至设定位置，布料杆在伸展过程中，摄像头拍摄视频图像并实时上传至微电脑，距离传感器测量布料杆与障碍物或地面之间的距离并实时上传至微电脑，以供操作者参考；

(2)安装混凝土管：按照常规的安装方法将混凝土管依次安装在一号布料杆、二号布料杆、三号布料杆和四号布料杆上；

(3)安装护套组件：根据混凝土管的长度和直径选取护套撑和护套，将护套悬挂在护套撑的护套撑盘上，护套撑的护套撑杆与电机连接，开启电机，电机为护套撑杆提供动力，护套撑杆在混凝土管中由设置电机的一端向远离电机的一端伸展并带动护套伸展，当护套到达混凝土管的末端后，将护套固定在混凝土管的末端，解除护套撑盘与护套的连接，护套撑杆带动护套撑盘恢复至初始位置；

(4)泵送混凝土：在混凝土管的末端安装混凝土软管，根据摄像头拍摄的视频图像和距离传感器测量的距离通过微电脑实时操作四号布料杆的移动，混凝土软管在四号布料杆的带动下完成指定位置的混凝土浇筑；夜晚施工时，反光漆层能够提示泵送混凝土现场的施工人员、施工机具以及高空飞行物四号布料杆的所在使其提早避让，避免人身或财产损失，保证施工的安全性；

(5)拆除护套：混凝土泵送浇筑完毕后，拆除混凝土软管，从四号布料杆的末端拽出护套，从电机的一端解除电机与护套撑的连接，免除了清洗混凝土管的操作，保证了混凝土管的洁净和使用寿命。