CN108678379A - 一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土构件生产设备研发领域，具体涉及一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台。本发明的技术方案如下：一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，包括布料系统和行走系统，所述布料系统包括料斗、打散装置、螺旋输送装置、闸门组件和底板组件；所述行走系统包括钢结构支架、大车微动行走装置和小车微动行走装置；大车微动行走装置安装在所述钢结构支架上，小车微动行走装置安装在大车微动行走装置上，所述布料系统安装在小车微动行走装置上。本发明可以根据需要对打散装置、螺旋输送装置的数量、形状进行快速调整和更换，可对影响布料精度的因素及核心部件的磨损进行实验研究，以及根据布料量的变化实时进行布料补偿技术研究。

Description

一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台

技术领域

本发明属于混凝土构件生产设备研发领域，具体涉及一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台。

背景技术

随着近年来建筑工业化的迅速发展，对混凝土预制构件生产的效率及质量提出了更高的要求。混凝土布料机是混凝土预制构件工厂化生产的关键设备之一，其性能直接影响预制混凝土构件的产品质量和生产效率，进而影响我国建筑工业化水平。现有的混凝土布料机，布料过程过于依赖人工操作，存在混凝土原料浪费严重、布料效率低和布料尺寸偏差较大等共性关键问题，无法实现精确控制、数字智能化生产的要求，尤其在输送装置磨损后期布料精度难以控制。

发明内容

本发明提供一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，布料量精确，易于控制，调整方便，可以根据需要对打散装置、螺旋输送装置的数量、形状进行快速调整和更换，可对影响布料精度的因素及核心部件的磨损进行实验研究，以及根据布料量的变化实时进行布料补偿技术研究，可对研究复杂预制构件的数字化、智能化、精细布料技术提供有效的实验手段和精确的实验数据，对于工业PC构件混凝土布料机的自动化控制和机械结构优化方面具有指导意义。

本发明的技术方案如下：

一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，包括布料系统和行走系统，所述布料系统包括料斗、打散装置、螺旋输送装置、闸门组件和底板组件；所述行走系统包括钢结构支架、大车微动行走装置和小车微动行走装置；大车微动行走装置安装在所述钢结构支架上，小车微动行走装置安装在大车微动行走装置上，所述布料系统安装在小车微动行走装置上。

所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其中所述钢结构支架设有一对横梁，所述横梁上方设有轨道一，所述横梁下方设有齿条一；大车微动行走装置包括车架一、车轮一、齿轮一、伺服电机一和减速机一，四个车轮一安装在车架一下方，车轮一放置在轨道一上，齿轮一安装在车架一下部与齿条一啮合，伺服电机一和减速机一安装在车架一上，伺服电机一通过减速机一驱动齿轮一旋转；车架一设有一对纵梁，所述纵梁上方设有轨道二，所述纵梁下方设有齿条二；小车微动行走装置包括车架二、车轮二、齿轮二、伺服电机二和减速机二，四个车轮二安装在车架二下方，车轮二放置在轨道二上，齿轮二安装在车架二下部与齿条二啮合，伺服电机二和减速机二安装在车架二上，伺服电机二通过减速机二驱动齿轮二旋转；所述料斗安装在车架二上，所述料斗的底部安装有底板组件，所述底板组件包括底板、控制气缸一和料斗连接臂，所述底板上设有多个布料通道，所述控制气缸一的缸体端与所述料斗铰接，所述控制气缸一的活塞杆与所述料斗连接臂的一端相铰接，所述料斗连接臂的另一端与所述底板相铰接；所述料斗的下部安装有螺旋输送装置，所述螺旋输送装置包括多个送料螺杆组件、轴承一、轴承座一、密封件、减速机三、电动机，所述送料螺杆组件设置于所述布料通道中，所述送料螺杆组件包括螺杆轴、螺旋套和螺钉一，所述螺旋套通过所述螺钉一固定在所述螺杆轴上，减速机三和所述电动机安装在所述料斗的外部，所述料斗设有多个通孔，所述轴承座一安装在所述通孔处，所述轴承一安装在所述轴承座一内，所述螺杆轴安装在所述轴承一中，所述电动机通过减速机三驱动所述螺杆轴旋转，所述密封件对轴承一、轴承座一、所述螺杆轴及所述通孔予以密封；所述料斗设有多个闸门组件，所述闸门组件与所述送料螺杆组件位置相对应；所述闸门组件包括闸门、固定轴和控制气缸二，所述固定轴的两端安装在所述料斗上，所述闸门安装在所述固定轴上，所述闸门设有转动臂，控制气缸二的缸体端与所述料斗铰接，控制气缸二的活塞端与所述转动臂相铰接；所述螺旋输送装置上方设有打散装置，所述打散装置包括打散轴组件、轴承二、轴承座二和驱动电机，所述打散轴组件包括打散轴、轴套、搅拌叶片和螺钉二，两个轴承座二对称安装在所述料斗上，轴承二安装在轴承座二中，所述打散轴的两端安装在轴承二中，所述轴套通过螺钉二安装在所述打散轴上，所述搅拌叶片设置在所述轴套上，所述驱动电机安装在所述料斗上，所述驱动电机驱动所述打散轴旋转。

所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其中所述电动机和驱动电机为变频调速。

所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其中还包括控制装置，所述控制装置包括控制器和显示器，所述控制器与所述显示器通过导线相连接，所述控制器包括电控系统和气动系统，所述电控系统对伺服电机一、伺服电机二、所述电动机及所述驱动电机实施控制，所述气动系统对控制气缸一及控制气缸二实施控制。

所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其中小车微动行走装置上设有三个称重传感器，所述称重传感器通过导线与所述控制器相连接。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过齿轮与齿条啮合实现小车微动行走装置和大车微动行走装置的微动行走和精确定位，可以实现精确定位工作地点，提高布料准确性。

2、料斗与小车微动行走装置通过称重传感器进行连接，方便控制布料量，并通过控制系统对布料速度进行精确控制，便于核算成本提高原料的利用率，避免浪费。

3、螺旋输送装置中的螺杆组件数量可根据实验需要进行组装(如6根螺杆、8根螺杆)，底板上布料通道及出料闸门数量随之调整，也可更换螺旋套来改变螺杆组件的螺距、直径，通过以上手段可进行不同的实验研究。若干个出料闸门组件，数量与螺杆组件相对应，可根据布料精细度调整，可根据构件形状通过气动控制闸门的开闭。

4、可更换打散装置，打散轴套可根据实验需要更换不同的形状来测试打散效果；驱动电机可变频调速，根据混凝土性质调整打散轴组件转速。

5、可以根据实验需要对打散装置、螺旋输送装置的数量、形状进行快速调整和更换，可对影响布料精度的因素及核心部件的磨损进行实验研究，以及根据布料量的变化实时进行布料补偿技术研究等。螺杆的快速更换提高了实验效率，所述的料斗上的螺杆轴的旋转速度可以根据称重传感器的实时反馈的数据进行变化，保证布料的均匀度，提高的智能化精确程度，减少人工参与。

6、料斗上安装有若干个闸门，每个闸门连接一个闸门控制气缸，通过闸门控制气缸的伸缩来完成闸门的关闭与开启，每个布料通道的的前端都设置一个闸门，通过不同的预制构件的形状与工况来选择的闸门开闭的数量，提高布料的效率。

7、布料时利用打散轴上的搅拌叶片进行搅拌打散，使混凝土时刻保持着运动状态，可避免混凝土结块而出现的布料不均匀的状况。同时也可以防止物料由于长时间存放而出现的沉降离析现象。调节打散轴的驱动电机转速可以调节料斗内混凝土的打散效果，调节螺杆轴电机可以达到调节出料速度的目的，调节小车微动装置和大车微动装置的电机可以达到调节布料机料斗行走速度的目的，从而控制布料的精确度。

8、本发明改进了现有的布料机技术，使其适用于实验室研究，提高布料的智能化、稳定化、精细化布料程度，为实际的混凝土布料机研发做出指导。在行走系统中安装有齿轮齿条结构，提高了局域布料的精准度，称重功能与控制系统同时作用，提高了布料效率，优化布料路径，减少人工参与。

附图说明

图1为精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台立体结构图；

图2为精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台主视图；

图3为小车微动行走装置的齿轮一与大车微动行走装置的齿条一配合示意图；

图4为料斗部分结构示意图；

图5为打散装置结构示意图；

图6为螺旋输送装置结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示，一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，包括布料系统和行走系统，所述布料系统包括料斗4、打散装置5、螺旋输送装置6、闸门组件7和底板组件8；所述行走系统包括钢结构支架1、大车微动行走装置2和小车微动行走装置3；大车微动行走装置2安装在所述钢结构支架1上，小车微动行走装置3安装在大车微动行走装置2上，所述布料系统安装在小车微动行走装置3上；

其中所述钢结构支架1设有一对横梁，所述横梁上方设有轨道一，所述横梁下方设有齿条一；大车微动行走装置2包括车架一、车轮一、齿轮一、伺服电机一和减速机一，四个车轮一安装在车架一下方，车轮一放置在轨道一上，齿轮一安装在车架一下部与齿条一啮合，伺服电机一和减速机一安装在车架一上，伺服电机一通过减速机一驱动齿轮一旋转；车架一设有一对纵梁，所述纵梁上方设有轨道二34，所述纵梁下方设有齿条二32；小车微动行走装置3包括车架二、车轮二33、齿轮二31、伺服电机二和减速机二，四个车轮二33安装在车架二下方，车轮二33放置在轨道二34上，齿轮二31安装在车架二下部与齿条二32啮合，伺服电机二和减速机二安装在车架二上，伺服电机二通过减速机二驱动齿轮二31旋转；所述料斗4安装在车架二上，所述料斗4的底部安装有底板组件8，所述底板组件8包括底板81、控制气缸一83和料斗连接臂82，所述底板81上设有多个布料通道，所述控制气缸一83的缸体端与所述料斗4铰接，所述控制气缸一83的活塞杆与所述料斗连接臂82的一端相铰接，所述料斗连接臂82的另一端与所述底板81相铰接；所述料斗4的下部安装有螺旋输送装置6，所述螺旋输送装置6包括多个送料螺杆组件、轴承一、轴承座一63、密封件62、减速机三64、电动机65，所述送料螺杆组件设置于所述布料通道中，所述送料螺杆组件包括螺杆轴611、螺旋套612和螺钉一613，所述螺旋套612通过所述螺钉613一固定在所述螺杆轴611上，减速机三64和所述电动机65安装在所述料斗4的外部，所述料斗4设有多个通孔，所述轴承座一63安装在所述通孔处，所述轴承一安装在所述轴承座一63内，所述螺杆轴611安装在所述轴承一中，所述电动机65通过减速机三64驱动所述螺杆轴611旋转，所述电动机65为变频调速，所述密封件62对轴承一、轴承座一63、所述螺杆轴611及所述通孔予以密封；所述料斗4设有多个闸门组件7，所述闸门组件7与所述送料螺杆组件位置相对应；所述闸门组件7包括闸门72、固定轴和控制气缸二71，所述固定轴的两端安装在所述料斗4上，所述闸门72安装在所述固定轴上，所述闸门72设有转动臂，控制气缸二71的缸体端与所述料斗4铰接，控制气缸二71的活塞端与所述转动臂相铰接；所述螺旋输送装置6上方设有打散装置5，所述打散装置5包括打散轴组件、轴承二52、轴承座二53和驱动电机54，所述打散轴组件包括打散轴512、轴套511、搅拌叶片和螺钉二513，两个轴承座二53对称安装在所述料斗4上，轴承二52安装在轴承座二53中，所述打散轴512的两端安装在轴承二52中，所述轴套511通过螺钉二513安装在所述打散轴512上，所述搅拌叶片设置在所述轴套511上，所述驱动电机54安装在所述料斗4上，所述驱动电机54驱动所述打散轴512旋转，所述驱动电机54为变频调速；

其中还包括控制装置，所述控制装置包括控制器和显示器，所述控制器与所述显示器通过导线相连接，所述控制器包括电控系统和气动系统，所述电控系统对伺服电机一、伺服电机二、所述电动机65及所述驱动电机54实施控制，所述气动系统对控制气缸一83及控制气缸二71实施控制；

其中小车微动行走装置上设有三个称重传感器，所述称重传感器通过导线与所述控制器相连接。

上述精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台工作过程如下：(1)根据实验要求选择相应数量的送料螺杆组件，组成螺旋输送装置6组件。(2)将所要生产的预制构件形态输入到控制装置中。(3)将搅拌均匀的混凝土导入料斗4内，控制装置并根据需要的重量控制原料的多少。(4)大车微动行走装置2、小车微动行走装置3启动，找到布料起始点。(5)打散装置5、螺旋输送装置6开始工作，布料开始。(6)通过大车微动行走装置2、小车微动行走装置3的行走将混凝土均匀的布在模台上，并在行走过程中自动完成闸门72的开关。(7)布料机完成预先设定的布料量结束布料，打散装置5、螺旋输送装置6停止工作。(8)布料结束后，为防止残余的混凝土凝固在料斗内部，将底板组件8打开，对料斗进行冲洗。(9)为下次实验，进行更换送料螺杆组件及打散轴组件，将底板组件8关合。

Claims (5)

1.一种精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其特征在于，包括布料系统和行走系统，所述布料系统包括料斗、打散装置、螺旋输送装置、闸门组件和底板组件；所述行走系统包括钢结构支架、大车微动行走装置和小车微动行走装置；大车微动行走装置安装在所述钢结构支架上，小车微动行走装置安装在大车微动行走装置上，所述布料系统安装在小车微动行走装置上。

2.根据权利要求1所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其特征在于，所述钢结构支架设有一对横梁，所述横梁上方设有轨道一，所述横梁下方设有齿条一；大车微动行走装置包括车架一、车轮一、齿轮一、伺服电机一和减速机一，四个车轮一安装在车架一下方，车轮一放置在轨道一上，齿轮一安装在车架一下部与齿条一啮合，伺服电机一和减速机一安装在车架一上，伺服电机一通过减速机一驱动齿轮一旋转；车架一设有一对纵梁，所述纵梁上方设有轨道二，所述纵梁下方设有齿条二；小车微动行走装置包括车架二、车轮二、齿轮二、伺服电机二和减速机二，四个车轮二安装在车架二下方，车轮二放置在轨道二上，齿轮二安装在车架二下部与齿条二啮合，伺服电机二和减速机二安装在车架二上，伺服电机二通过减速机二驱动齿轮二旋转；

所述料斗安装在车架二上，所述料斗的底部安装有底板组件，所述底板组件包括底板、控制气缸一和料斗连接臂，所述底板上设有多个布料通道，所述控制气缸一的缸体端与所述料斗铰接，所述控制气缸一的活塞杆与所述料斗连接臂的一端相铰接，所述料斗连接臂的另一端与所述底板相铰接；

所述料斗的下部安装有螺旋输送装置，所述螺旋输送装置包括多个送料螺杆组件、轴承一、轴承座一、密封件、减速机三、电动机，所述送料螺杆组件设置于所述布料通道中，所述送料螺杆组件包括螺杆轴、螺旋套和螺钉一，所述螺旋套通过所述螺钉一固定在所述螺杆轴上，减速机三和所述电动机安装在所述料斗的外部，所述料斗设有多个通孔，所述轴承座一安装在所述通孔处，所述轴承一安装在所述轴承座一内，所述螺杆轴安装在所述轴承一中，所述电动机通过减速机三驱动所述螺杆轴旋转，所述密封件对轴承一、轴承座一、所述螺杆轴及所述通孔予以密封；

所述料斗设有多个闸门组件，所述闸门组件与所述送料螺杆组件位置相对应；所述闸门组件包括闸门、固定轴和控制气缸二，所述固定轴的两端安装在所述料斗上，所述闸门安装在所述固定轴上，所述闸门设有转动臂，控制气缸二的缸体端与所述料斗铰接，控制气缸二的活塞端与所述转动臂相铰接；

所述螺旋输送装置上方设有打散装置，所述打散装置包括打散轴组件、轴承二、轴承座二和驱动电机，所述打散轴组件包括打散轴、轴套、搅拌叶片和螺钉二，两个轴承座二对称安装在所述料斗上，轴承二安装在轴承座二中，所述打散轴的两端安装在轴承二中，所述轴套通过螺钉二安装在所述打散轴上，所述搅拌叶片设置在所述轴套上，所述驱动电机安装在所述料斗上，所述驱动电机驱动所述打散轴旋转。

3.根据权利要求2所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其特征在于，所述电动机和驱动电机为变频调速。

4.根据权利要求2所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括控制器和显示器，所述控制器与所述显示器通过导线相连接，所述控制器包括电控系统和气动系统，所述电控系统对伺服电机一、伺服电机二、所述电动机及所述驱动电机实施控制，所述气动系统对控制气缸一及控制气缸二实施控制。

5.根据权利要求4所述的精确定位、精细布料的混凝土布料实验平台，其特征在于，小车微动行走装置上设有三个称重传感器，所述称重传感器通过导线与所述控制器相连接。