CN110984579A - 混凝土自动布料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土自动布料系统，包括：布料平台；及横向料输送装置，横向料输送装置包括横向布料输送管，纵向移动设置于布料平台上的第一行走机构，及横向移动设置于第一行走机构上的第二行走机构，横向布料输送管至少包括第一横向管段、第二横向管段和第一旋转接头，第一横向管段的一端铰接于第一行走机构上，另一端与第一旋转接头连接；第二横向管段的一端与第一旋转接头连接，另一端用于执行布料作业。上述方案可实现浇筑层的全覆盖、无人化布料作业，自动化程度高，有效减轻工作劳动强度。此外，横向布料输送管进行折叠或伸长，满足不同区域布料需要，同时不会发生打折或缠结等管道布置干涉问题，确保布料作业正常进行，提升布料效率。

Description

混凝土自动布料系统

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种混凝土自动布料系统。

背景技术

在目前的住宅建筑建造施工过程中，混凝土浇筑作业流程为：混凝土搅拌车运抵施工现场，通过输料泵和输料管对混凝土料进行输送，工人手抱并移动输料管完成对建筑物各个部位的混凝土布料作业，这种传统布料方式存在如下缺陷：布料过程中，工人需承担混凝土料、输料管的重量以及混凝土料流动产生的振动冲击，导致劳动强度大，企业人力成本升高；并且输料管一般为橡胶软管，在移动和转动时输料管容易打折、甚至发生缠结，导致混凝土料无法正常输送，影响布料效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种混凝土自动布料系统，旨在解决现有技术劳动强度大，人力成本高，输料管管道布置干涉，布料效率和可靠性低的问题。

其技术方案如下：

一种混凝土自动布料系统，其包括：

布料平台；及

横向料输送装置，所述横向料输送装置包括横向布料输送管，纵向移动设置于所述布料平台上的第一行走机构，及横向移动设置于所述第一行走机构上的第二行走机构，所述横向布料输送管至少包括第一横向管段、第二横向管段和第一旋转接头，所述第一横向管段的一端铰接于所述第一行走机构上，另一端与所述第一旋转接头连接；所述第二横向管段的一端与所述第一旋转接头连接，另一端用于执行布料作业。

上述方案的混凝土自动布料系统应用于各类建筑物的混凝土浇筑作业施工场合中，用以取代传统人力劳作方式，完成混凝土自动化无人高精布料作业。具体而言，布料平台用于搭设在在建建筑物上，横向料输送装置安装在布料平台上，受布料平台支撑固定。工作时，第一行走机构能够在布料平台上并在平行于建筑物当前浇筑层的平面内沿竖向方向往复行进移动，同时第二行走机构还能够在第二行走机构上并在平行于建筑物当前浇筑层的平面内沿横向方向往复行进移动，即可实现带动横向布料输送管完成当前浇筑层的全覆盖、无人化布料作业，自动化程度高，全程无需人力参与，可有效减轻工作劳动强度，降低企业人力成本。此外，由于横向布料输送管由第一横向管段通过第一旋转接头与第二横向管段转动连接构成，使得横向布料输送管跟随第一行走机构和/或第二行走机构移动时同步进行折叠或伸长，以满足不同区域布料需要，同时不会发生打折或缠结等管道布置干涉问题，确保布料作业正常进行，提升布料效率。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述布料平台包括轨架，所述第一行走机构包括第一行走座，设置于所述第一行走座上的第一行走驱动件，及与所述第一行走驱动件连接并往复移动设置于所述轨架上的第一行走轮。

在其中一个实施例中，所述第一行走座设有轨道，所述第二行走机构包括第二行走座，设置于所述第二行走座上的第二行走驱动，及与所述第二行走驱动件连接并往复移动设置于所述轨道上的第二行走轮。

在其中一个实施例中，所述混凝土自动布料系统还包括竖向布料输送管和设置于所述第二行走机构上的伸缩机构，所述伸缩机构包括伸缩驱动件及与所述伸缩驱动件连接的伸缩臂，所述伸缩臂至少包括伸缩滑移连接的第一臂和第二臂，所述竖向布料输送管至少包括第一竖向管段、第二竖向管段和第二旋转接头，所述第一竖向管段通过所述第二旋转接头与所述第二竖向管段铰接相通，所述第一竖向管段铰接于所述第一臂上并与所述所述第二横向管段接通，所述第二竖向管段铰接于所述第二臂上用于执行布料作业。

在其中一个实施例中，所述混凝土自动布料系统还包括用于与遥控器电连接的布料执行器，所述布料执行器设置于所述第二臂上并与所述第二竖向管段接通。

在其中一个实施例中，所混凝土自动布料系统还包括过渡软管，所述过渡软管的一端与所述第二竖向管段接通，所述过渡软管的另一端与所述布料执行器接通。

在其中一个实施例中，所述混凝土自动布料系统还布料探测器，所述布料探测器设置于所述布料执行器上用于协助所述布料执行器实现精准布料。

在其中一个实施例中，所述混凝土自动布料系统还包括纵向布料输送管，所述纵向布料输送管至少包括第一纵向管段、第二纵向管段和第三旋转接头，所述第一纵向管段固定于所述轨架上并通过所述第三旋转接头与所述第二纵向管段铰接相通，所述第二纵向管段与所述第一横向管段接通，且所述第二纵向管段固设于所述第一行走机构上。

在其中一个实施例中，所述混凝土自动布料系统还包括设置于所述轨架上的滑轨及可移动设置于所述滑轨上的悬挂小车，所述纵向布料输送管还至少包括第三纵向管段和过渡旋转接头，所述第三纵向管段的一端通过所述过渡旋转接头与所述第一纵向管段铰接相通，所述第三纵向管段的另一端通过所述过渡旋转接头与所述第二纵向管段铰接相通，所述过渡旋转接头挂接于所述悬挂小车上。

在其中一个实施例中，所述布料平台还包括爬升支架，所述爬升支架与所述轨架连接。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的混凝土自动布料系统的结构示意图；

图2为图1的正视结构示意图；

图3为图1的左视结构示意图。

附图标记说明：

10、布料平台；11、轨架；12、爬升支架；20、横向料输送装置；21、横向布料输送管；211、第一横向管段；212、第二横向管段；213、第一旋转接头；22、第一行走机构；23、第二行走机构；30、伸缩机构；40、竖向布料输送管；41、第一竖向管段；42、第二竖向管段；43、第二旋转接头；50、布料执行器；60、过渡软管；70、纵向布料输送管；71、第一纵向管段；72、第二纵向管段；73、第三纵向管段；74、过渡旋转接头；75、滑轨；80、建筑物。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本申请一实施例展示的混凝土自动布料系统，其用于与混凝土供料车配合，实现对建筑物80自动完成混凝土浇筑布料。

该混凝土自动布料系统包括：布料平台10及横向料输送装置20。布料平台10包括轨架11和爬升支架12，所述爬升支架12与所述轨架11连接；横向料输送装置20设置于所述轨架11上。其中，爬升支架12具体为一种自爬升造楼支架，随着建筑物80楼层搭建不断升高，该爬升支架12能够顺着建筑物80外墙壁从当前楼层向更高的上一楼层攀爬，始终具备协助布料作业的支撑载体能力。其具体结构形式可参照现有技术中陈述的自爬升造楼支架结构，在此不作具体限定。

轨架11安装在爬升支架12的顶端，用于直接承载和固定横向料输送装置20，并对横向料输送装置20移动进行导向。具体地，轨架11为矩形框架结构，包括平行间隔布置的两根钢轨及平行间隔连接于两根钢轨之间的加固杆。各钢轨和加固杆均平行于建筑物当前浇筑层设置。为便于理解本技术方案，限定两个钢轨的布置及延伸方向为纵向方向(可理解为对应坐标轴的Y轴)，垂直于钢轨的方向为横向方向(可理解为对应坐标轴的X轴)，垂直于轨架11所在平面的方向为竖向方向(可理解为对应坐标轴的Z轴)。

请继续参阅图1至图3，所述横向料输送装置20包括横向布料输送管21，纵向移动设置于所述布料平台10上的第一行走机构22，及横向移动设置于所述第一行走机构22上的第二行走机构23，所述横向布料输送管21至少包括第一横向管段211、第二横向管段212和第一旋转接头213，所述第一横向管段211的一端铰接于所述第一行走机构22上，另一端与所述第一旋转接头213连接；所述第二横向管段212的一端与所述第一旋转接头213连接，另一端用于执行布料作业。

综上，实施本申请技术方案，将具有如下有益效果：上述方案的混凝土自动布料系统应用于各类建筑物80的混凝土浇筑作业施工场合中，用以取代传统人力劳作方式，完成混凝土自动化无人高精布料作业。具体而言，布料平台10用于搭设在在建建筑物80上，横向料输送装置20安装在布料平台10上，受布料平台10支撑固定。工作时，第一行走机构22能够在布料平台10上并在平行于建筑物80当前浇筑层的平面内沿竖向方向往复行进移动，同时第二行走机构23还能够在第二行走机构23上并在平行于建筑物80当前浇筑层的平面内沿横向方向往复行进移动，即可实现带动横向布料输送管21完成当前浇筑层的全覆盖、无人化布料作业，自动化程度高，全程无需人力参与，可有效减轻工作劳动强度，降低企业人力成本。此外，由于横向布料输送管21由第一横向管段211通过第一旋转接头213与第二横向管段212转动连接构成，使得横向布料输送管21跟随第一行走机构22和/或第二行走机构23移动时同步进行折叠或伸长，以满足不同区域布料需要，同时不会发生打折或缠结等管道布置干涉问题，确保布料作业正常进行，提升布料效率。

在本方案中，所述第一行走机构22包括第一行走座，设置于所述第一行走座上的第一行走驱动件，及与所述第一行走驱动件连接并往复移动设置于所述轨架11上的第一行走轮。因而第一行走驱动件输出动力，便可驱动第一行走轮在轨架11上移动，实现第一行走机构22带动横向布料输送管21在纵向方向往复移动，满足浇筑层纵向区域布料需要。

此外，所述第一行走座设有轨道，所述第二行走机构23包括第二行走座，设置于所述第二行走座上的第二行走驱动，及与所述第二行走驱动件连接并往复移动设置于所述轨道上的第二行走轮。同理，第二行走驱动件输出动力，同样能够驱动第二行走轮在轨道上移动，进而实现第二行走机构23带动横向布料输送管21在横向方向上往复移动，进一步满足浇筑层横向区域的布料需要。

需要说明的是，第一行走机构22和第二行走机构23可以单独先后动作，也可以是同步协同动作，具体以满足浇筑层的布料要求为准。

且需要说明的是，在基础实施方案中，第一行走驱动件和第二行走驱动件可以是电机，通过电机正反转带动第一行走轮和第二行走轮往复行走完成混凝土浇筑布料。在其它实施方案中，也可以是现有技术中任意其它能够进行移动行走的驱动结构，例如电机带动链轮机构转动，链轮机构再带动行走轮移动等，也都在本申请的保护范围内。

可以理解的，上述方案中横向布料输送管21为承担混凝土料从混凝土供料车到浇筑层的传输媒介，用于实现混凝土布料作业。

请继续参阅图1和图3，此外，所述混凝土自动布料系统还包括竖向布料输送管40和设置于所述第二行走机构23上的伸缩机构30，所述伸缩机构30包括伸缩驱动件及与所述伸缩驱动件连接的伸缩臂，所述伸缩臂至少包括伸缩滑移连接的第一臂和第二臂，所述竖向布料输送管40至少包括第一竖向管段41、第二竖向管段42和第二旋转接头43，所述第一竖向管段41通过所述第二旋转接头43与所述第二竖向管段42铰接相通，所述第一竖向管段41铰接于所述第一臂上并与所述所述第二横向管段212接通，所述第二竖向管段42铰接于所述第二臂上用于执行布料作业。如此，横向布料输送管21能够将混凝土料传输至竖向布料输送管40内，根据浇筑层的不同高度，伸缩驱动件可驱动伸缩臂伸缩移动，即第二臂相对第一臂竖向伸缩滑移，使第二竖向管段42能够贴近浇筑层合适距离，将混凝土料可靠喷洒到浇筑层上，避免造成混凝土料飞溅，同时防止混凝土料内产生过多气泡，影响成型强度与质量。而由于竖向布料输送管40由第一竖向管段41与第二竖向管段42通过第二旋转接头43转动连接构成，因而在伸缩臂伸缩移动时竖向布料输送管40可相应进行折叠或伸长运动，从而避免发生打折或缠结现象，保证混凝土可靠输送，布料作业正常进行。

实际作业中，完成混凝土布料的质量好坏，直接表观为浇筑层的表面是否平整、光顺，这与各部位是否能够精准定量浇筑混凝土直接相关。基于此，一实施例中，所述混凝土自动布料系统还包括用于与遥控器电连接的布料执行器50，所述布料执行器50设置于所述第二臂上并与所述第二竖向管段42接通。因而布料执行器50能够实现对浇筑层各区域定量、精准浇筑混凝土，防止出现混凝土浇筑不均匀现象，保证布料质量和建筑物80成型质量。可以理解的，布料执行器50为类似于流量阀的角色，能够开启和关断混凝土输送，从而达到精准定量浇筑混凝土的目的。

进一步地，所述混凝土自动布料系统还布料探测器，所述布料探测器设置于所述布料执行器50上用于协助所述布料执行器50实现精准布料。布料探测器能够对浇筑层的布料情况进行实时监测，并通过数据反馈方式指导布料执行器50进行混凝土精准浇筑(包括对浇筑位置和浇筑量的控制)，更利于提升布料精度。

需要说明的是，布料探测器的实现方式可以有多种。一实施例中，布料探测器可以以距离传感器的形式存在，因为浇筑层中没有浇筑混凝土的区域与浇筑了混凝土的区域，或者浇筑较多混凝土的区域与浇筑较少混凝土的区域，其距离布料执行器50的距离是不一样的，距离传感器能够识别出距离差值，从而指导布料执行器50对小于设定标准距离的区域持续浇筑混凝土，而对高于设定标准距离的区域及时停止浇筑混凝土并移动更换浇筑区域。或者，另一实施例中，布料探测器可以以视觉系统的形式存在，能够实时拍摄当前浇筑层的图像数据并进行分析计算，计算结果可用于指导布料执行器50对不平整区域进行修补，从而保证浇筑层平整，布料质量高。或者也可以根据实际需要，采用现有技术中的其它检测反馈方案，只要能够提升布料执行器50的布料精度即可，均在本申请的保护范围内。

请继续参阅图3，进一步地，所混凝土自动布料系统还包括过渡软管60，所述过渡软管60的一端与所述第二竖向管段42接通，所述过渡软管60的另一端与所述布料执行器50接通。当布料执行器50发生角度或方向调整时，由于过渡软管60的质地较软且具有一定弹塑性，因而通过扭曲、形变可以更好的适配布料执行器50动作，保证混凝土料输送可靠。

请继续参阅图1和图2，由于需要在纵向方向上移动，满足对不同区域布料，若横向布料输送管21做的太长，不仅不利于装拆维护，同时第一横向管段211和第二横向管段212均会过长而悬吊，当内部输送混凝土的时，极易因为重量过大而导致横向布料输送管21发生拉扯断裂。基于此，一实施例中，所述混凝土自动布料系统还包括纵向布料输送管70，所述纵向布料输送管70至少包括第一纵向管段71、第二纵向管段72和第三旋转接头，所述第一纵向管段71固定于所述轨架11上并通过所述第三旋转接头与所述第二纵向管段72铰接相通，所述第二纵向管段72与所述第一横向管段211接通，且所述第二纵向管段72固设于所述第一行走机构22上。如此，混凝土供料车内的混凝土料能够先通过铁管输送至纵向布料输送管70，再由纵向布料输送管70输送给横向布料输送管21，再流通经过竖向布料输送管40而最终从布料执行器50内喷洒出，如此可避免横向布料输送管21做的过长而存在断裂的隐患。此外，当第一行走机构22带动纵向布料输送管70在纵向方向上往复移动时，第一纵向管段71能够借助第三旋转接头相对第二纵向管段72折叠或伸长，可避免出现打折、缠结等管道布置干涉问题，使纵向布料输送管70能够适配布料执行器50的动作，满足对浇筑层不同区域布料需要。

进一步地，所述混凝土自动布料系统还包括设置于所述轨架11上的滑轨75及可移动设置于所述滑轨75上的悬挂小车，所述纵向布料输送管70还至少包括第三纵向管段73和过渡旋转接头74，所述第三纵向管段73的一端通过所述过渡旋转接头74与所述第一纵向管段71铰接相通，所述第三纵向管段73的另一端通过所述过渡旋转接头74与所述第二纵向管段72铰接相通，所述过渡旋转接头74挂接于所述悬挂小车上。此时，纵向布料输送管70可以做到更长，从而满足更大尺寸建筑物80的浇筑施工要求。此时，为避免纵向布料输送管70过长发生垂掉而容易拉扯断裂，将整根纵向布料输送管70粉尘第一至第三纵向管段73，第三纵向管段73与第一纵向管段71以及第二纵向管段72的连接节点能够通过悬挂小车固定在滑轨，避免发生垂掉，使纵向布料输送管70安装牢固。并且由于第一纵向管段71的端部是固定在轨架11上的，可充当基点；第二纵向管段72跟随第一行走机构22移动时，第一纵向管段71、第二纵向管段72以及第三纵向管段73可适配的进行折叠或伸长，在任何结构状态下均保证对混凝土的持续、稳定输送。

便于理解的，当纵向布料输送管70长度较长时，第三纵向管段73和过渡旋转接头74的数量均为多个，并一一交替连接在第一纵向管段71与第二纵向管段72之间。

需要说明的是，上述的第一旋转接头213、第二旋转接头43、第三旋转接头和过渡旋转接头74的结构类似于万向联轴器，即均包括能够相对任意方向旋转连接的第一关节与第二关节构成，区别仅在于第一关节和第二关节为两端贯穿的中空筒体，需保证混凝土料能够正常流动通过。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种混凝土自动布料系统，其特征在于，包括：

布料平台；及

横向料输送装置，所述横向料输送装置包括横向布料输送管，纵向移动设置于所述布料平台上的第一行走机构，及横向移动设置于所述第一行走机构上的第二行走机构，所述横向布料输送管至少包括第一横向管段、第二横向管段和第一旋转接头，所述第一横向管段的一端铰接于所述第一行走机构上，另一端与所述第一旋转接头连接；所述第二横向管段的一端与所述第一旋转接头连接，另一端用于执行布料作业。

2.根据权利要求1所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述布料平台包括轨架，所述第一行走机构包括第一行走座，设置于所述第一行走座上的第一行走驱动件，及与所述第一行走驱动件连接并往复移动设置于所述轨架上的第一行走轮。

3.根据权利要求2所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述第一行走座设有轨道，所述第二行走机构包括第二行走座，设置于所述第二行走座上的第二行走驱动，及与所述第二行走驱动件连接并往复移动设置于所述轨道上的第二行走轮。

4.根据权利要求1所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述混凝土自动布料系统还包括竖向布料输送管和设置于所述第二行走机构上的伸缩机构，所述伸缩机构包括伸缩驱动件及与所述伸缩驱动件连接的伸缩臂，所述伸缩臂至少包括伸缩滑移连接的第一臂和第二臂，所述竖向布料输送管至少包括第一竖向管段、第二竖向管段和第二旋转接头，所述第一竖向管段通过所述第二旋转接头与所述第二竖向管段铰接相通，所述第一竖向管段铰接于所述第一臂上并与所述所述第二横向管段接通，所述第二竖向管段铰接于所述第二臂上用于执行布料作业。

5.根据权利要求4所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述混凝土自动布料系统还包括用于与遥控器电连接的布料执行器，所述布料执行器设置于所述第二臂上并与所述第二竖向管段接通。

6.根据权利要求5所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所混凝土自动布料系统还包括过渡软管，所述过渡软管的一端与所述第二竖向管段接通，所述过渡软管的另一端与所述布料执行器接通。

7.根据权利要求5所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述混凝土自动布料系统还布料探测器，所述布料探测器设置于所述布料执行器上用于协助所述布料执行器实现精准布料。

8.根据权利要求2所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述混凝土自动布料系统还包括纵向布料输送管，所述纵向布料输送管至少包括第一纵向管段、第二纵向管段和第三旋转接头，所述第一纵向管段固定于所述轨架上并通过所述第三旋转接头与所述第二纵向管段铰接相通，所述第二纵向管段与所述第一横向管段接通，且所述第二纵向管段固设于所述第一行走机构上。

9.根据权利要求8所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述混凝土自动布料系统还包括设置于所述轨架上的滑轨及可移动设置于所述滑轨上的悬挂小车，所述纵向布料输送管还至少包括第三纵向管段和过渡旋转接头，所述第三纵向管段的一端通过所述过渡旋转接头与所述第一纵向管段铰接相通，所述第三纵向管段的另一端通过所述过渡旋转接头与所述第二纵向管段铰接相通，所述过渡旋转接头挂接于所述悬挂小车上。

10.根据权利要求2所述的混凝土自动布料系统，其特征在于，所述布料平台还包括爬升支架，所述爬升支架与所述轨架连接。

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