CN111021757A - 一种智能混凝土喷淋养护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能混凝土喷淋养护装置及方法，包括行进小车和补液基站，行进小车由小车主体和若干车轮组成，小车主体上设有带动车轮转动的驱动组件；所述小车主体上设有储液仓，储液仓上连接一喷头，且储液仓上还设有第二补液端口；所述小车主体上设有控制模块，控制模块控制小车主体的行进和喷液；所述补液基站上设有储液箱以及与储液箱相连接的第一补液端口；当小车主体位于补液基站上时，小车主体上的第二补液端口与补液基站上的第一补液端口相连接，行进小车处于补液状态。本发明实现对混凝土的全天候不间断喷淋作业，提高建筑工程施工效率，减轻人工劳动强度，降低养护作业成本。

Description

一种智能混凝土喷淋养护装置及方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种智能混凝土喷淋养护装置及方法。

背景技术

新建工程基本都带有地下室，而地下室底板属于大体积的混凝土，底板混凝土的施工质量将直接影响到地下室结构防水效果。而在影响混凝土施工质量因素中，混凝土的养护至关重要，特别在夏季高温阶段施工。高温加上混凝土水化反应产生的热量将使混凝土表面温度最高达到60度，使混凝土表面水分蒸发从而产生裂缝。

目前，混凝土养护通过人工喷撒养护液来实现，而大体积混凝土养护时间不宜少于14天，高温及人员作业中的疏忽，很难保证混凝土表面得到充分养护。同时，部分建筑设计中采用了夹层、悬挑梁等结构设计形式，受限于层高等活动空间的约束，养护人员进出困难，该部位混凝土往往无法得到有效养护，从而影响混凝土质量。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种能够对大型混凝土和特殊部位混凝土进行全方位全天候自动喷淋养护的智能混凝土喷淋养护装置及方法。

为此，本发明的第一个技术方案是：一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：包括行进小车和补液基站，行进小车由小车主体和若干车轮组成，小车主体上设有带动车轮转动的驱动组件；所述小车主体上设有储液仓，储液仓上连接一喷头，且储液仓上还设有第二补液端口；所述小车主体上设有控制模块，控制模块控制小车主体的行进和喷液；

所述补液基站上设有储液箱以及与储液箱相连接的第一补液端口；当小车主体位于补液基站上时，小车主体上的第二补液端口与补液基站上的第一补液端口相连接，行进小车处于补液状态。

进一步地，所述小车主体上设有蓄电池模块，以及与蓄电池模块相连的无线充电接收模块，补液基站上设有无线充电发射模块以及与之相连的供电模块；当小车主体位于充电补液基站上时，无线充电发射模块与无线充电接收模块配合工作，行进小车处于充电状态。

进一步地，所述小车主体上设有视觉导航定位模块，视觉导航定位模块将小车主体的位置信息发送给控制模块，控制模块通过驱动组件控制行进小车移动。

进一步地，所述补液基站还设有监控模块，监控模块控制第一补液端口的通断；监控模块向小车主体上的控制模块发射补液基站的定位信号，控制模块由此获得补液基站的位置信息。

进一步地，所述小车主体上设有太阳能光伏板和太阳能充电模块，太阳能光伏板通过可调支架安装在小车主体顶部，与太阳能充电模块相连接，太阳能充电模块连接蓄电池模块。

进一步地，所述行进小车上的车轮分为驱动轮、负重轮和辅助轮，驱动轮与驱动组件相连接，驱动轮、负重轮和辅助轮通过履带相连接。

进一步地，所述小车主体的储液仓内设有水位传感器，控制模块通过水位传感器监测储液仓内液体容量。

本发明的第二个技术方案是：一种智能混凝土喷淋养护方法，使用上述装置，包括以下步骤：

1）规划行进小车喷淋的工作行进路线，设置路程起点与路程终点，将补液基站设置在路程起点处，行进小车置于补液基站处，此时行进小车上储液仓内液体充足，且电量充足；

2）行进小车按照预设的工作行进路线前进并喷洒液体，同时控制模块不断与补液基站的监控模块交换信号，确认两者的相对位置，评估返程所需电量，并根据行进小车现有电量来判断是否需要返回补液基站充电；同时，控制模块实时检测储液仓内液体容量；

3）当行进小车电量不足或储液仓内液体不足时，控制模块根据监控模块发出的定位信号，规划最短返程路线，行进小车按照返程路线回到补液基站处进行补液或充电；

4）当行进小车完成补液或充电工作后，行进小车按照返程路线回到返程点，继续按工作行进路线前进并喷洒液体；

5）当行进小车到达路程终点后，行进小车完成一次喷淋养护工作；行进小车可回到补液基站处进行补液或充电，等待开始下一次喷淋养护工作；或者从行进小车从路程终点出发，沿工作行进路线反向行进，进行下一次喷淋养护工作。

本发明的行进小车上设置有储液仓和喷头，在行进小车按照规划的行进路线移动的时候，储液仓内的液体通过喷头喷出，对施工范围内的混凝土进行喷淋养护，实现自行移动喷液的效果。而补液基站内设置了储液箱和充电模块，可对行进小车进行补液和充电。除电能直接充能外，行进小车上还设置了太阳能供能系统，在光线允许的情况下，行进小车可以通过光电能转换来补充电量。行进小车既可以利用传统电能，也可以利用太阳能与电能转换来实现可循环能源利用，节约电能。

本发明的行进小车可以规划行进路线并自行移动喷液、自动充电补液，实现对混凝土的全天候不间断喷淋作业，提高建筑工程施工效率，减轻人工劳动强度，降低养护作业成本；同时，不限用于建设工程混凝土养护，还可以在其他需要移动喷液的技术领域推广使用。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1为整体装置的结构示意图；

图2为行进小车的结构示意图；

图3为行进小车的底部结构示意图；

图4为补液基站的结构示意图；

图5为补液基站的俯视图；

图6为行进小车正常工作状态图；

图7为行进小车电量不足或液体不足返程状态图；

图8为行进小车充电或补液状态图；

图9为行进小车返回状态图。

图中标记为：

小车主体1、驱动轮3、负重轮4、喷头5、储液仓6、第二补液端口7、太阳能光伏板8、可调支架9、无线充电接收模块10、辅助轮11、蓄电池模块12、履带13；

补液基站2、充电口20、底座21、支座22、储液箱23、圆弧凹口24、第一补液端口25、供液管26、无线充电发射模块27、充液口28、电源箱29、补液控制组件30。

具体实施方式

参见附图。本实施例包括行进小车和补液基站2，行进小车可自由按照程序设计移动，补液基站对进行小车进行充电或补液。

所述行进小车由小车主体1和若干车轮组成，车轮位于小车主体两侧，小车主体内设有驱动组件，包括48V直流电机、驱动轴、齿轮组等，车轮可以分为驱动轮3、负重轮4和辅助轮11，驱动轮安装在驱动轴上，48V直流电机带动驱动轮转动，其他负重轮和辅助轮通过履带13与驱动轮相连接，使得行进小车可以平稳地移动。

所述小车主体1后方设有横向放置的圆柱形储液仓6，储液仓6上设有第二补液端口7；小车主体1前方设有喷头5，喷头可以设置多个并列，通过管道连接储液仓，还可以在小车主体内设置增压泵等增压部件，保证喷头顺利喷液。所述小车主体1的储液仓6内还设有水位传感器，用于监测储液仓内的液位高度，并将液位信息发送给控制模块，以便及时补足液体。

所述小车主体1上设有控制模块、蓄电池模块12、无线充电接收模块10、视觉导航定位模块以及太阳能充电模块；所述无线充电接收模块10和太阳能充电模块均连接蓄电池模块12，对蓄电池模块进行常规无线充电或太阳能充电。所述小车主体1上设有太阳能光伏板8，太阳能光伏板8通过可调支架9安装在小车主体1顶部，与太阳能充电模块相连接。

所述视觉导航定位模块包括摄像机（CCD图像传感器）、视频信号数字化设备和基于DSP的快速信号处理器。工作时，对行进小车周边的环境进行光学处理，先用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行压缩，然后将它反馈到控制模块，控制模块内设有一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，由学习子系统将采集到的图像信息和行进小车的实际位置联系起来，完成行进小车的自主导航定位功能。

所述补液基站2包括底座21和支座22，支座22架设在底座21上；所述底座21上设有无线充电发射模块27，无线充电发射模块27与行进小车上的无线充电接收模块10配合工作，当行进小车1进入补液基站2时，行进小车处于充电状态。补液基站2支座上还设有充电口20，无线充电发射模块27通过充电口20连接电源箱29，最终对行进小车供电。

所述补液基站2设有储液箱23，支座上设有与行进小车上圆柱形储液仓6相匹配的圆弧凹口24，凹口之间设有第一补液端口25，第一补液端口25通过供液管26、支座上的充液口28与储液箱23相连接；当小车主体1需要补液充电时，行进小车1倒车进入补液基站2，小车主体1后方的储液仓6放置在补液基站支座的圆弧凹口24处，储液仓上的第二补液端口7与圆弧凹口处的第一补液端口25相连接，支座内还设有补液控制组件30，包括水泵、控制阀等，水泵连接储液箱与供液管，对行进小车进行补液。

所述补液基站2还设有监控模块，监控模块控制储液箱内水泵的启停，控制第一补液端口的通断；同时，监控模块向小车主体上的控制模块发射补液基站的定位信号，控制模块由此获得补液基站的位置信息，并根据行进小车自身位置，来比较两者的位置关系，从而规划返程路线等。

图6~图9为行进小车喷淋养护混凝土的工作状态图：

1）根据需要养护的混凝土面积、形状来规划进行小车的工作行进路线S1，安装行进小车的喷淋区域大小，工作行进路线设置成S形路线；行进小车按照工作行进路线进行循环作业，工作行进路线的设计与绘制通过现有工作模块来实现，控制模块根据循环养护作业要求，设定作业时间、循环次数等；

设置路程起点A与路程终点B，将补液基站2设置在路程起点A处；初始状态，行进小车1置于补液基站2处，此时行进小车上储液仓6内液体充足，且电量充足；

2）行进小车1按照预设的工作行进路线S1前进并喷洒液体，同时控制模块不断与补液基站的监控模块交换信号，确认两者的相对位置，评估返程所需电量，并根据行进小车现有电量来判断是否需要返回补液基站充电；同时，控制模块实时检测储液仓内液体容量；

3）当行进小车电量不足或储液仓内液体不足时，控制模块根据监控模块发出的定位信号，规划最短返程路线，行进小车按照返程路线回到补液基站处进行补液或充电；基于最快返程原则，返程路线为行进小车返程点C与路程起点A（补液基站）的直线路程S2；

4）当行进小车完成补液或充电工作后，行进小车按照返程路线S2回到返程点C，继续按工作行进路线前进并喷洒液体；

5）当行进小车到达路程终点B后，行进小车完成一次喷淋养护工作；行进小车可以回到补液基站处进行补液或充电，等待开始下一次喷淋养护工作；或者，当行进小车内液体和电量都充足，行进小车可以从路线终点B出发，沿工作行进路线S1反向行驶并喷液，进行第二次喷淋养护工作。

Claims (8)

1.一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：包括行进小车和补液基站，行进小车由小车主体和若干车轮组成，小车主体上设有带动车轮转动的驱动组件；所述小车主体上设有储液仓，储液仓上连接一喷头，且储液仓上还设有第二补液端口；所述小车主体上设有控制模块，控制模块控制小车主体的行进和喷液；

所述补液基站上设有储液箱以及与储液箱相连接的第一补液端口；当小车主体位于补液基站上时，小车主体上的第二补液端口与补液基站上的第一补液端口相连接，行进小车处于补液状态。

2.如权利要求1所述的一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：所述小车主体上设有蓄电池模块，以及与蓄电池模块相连的无线充电接收模块，补液基站上设有无线充电发射模块以及与之相连的供电模块；当小车主体位于充电补液基站上时，无线充电发射模块与无线充电接收模块配合工作，行进小车处于充电状态。

3.如权利要求1所述的一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：所述小车主体上设有视觉导航定位模块，视觉导航定位模块将小车主体的位置信息发送给控制模块，控制模块通过驱动组件控制行进小车移动。

4.如权利要求1所述的一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：所述补液基站还设有监控模块，监控模块控制第一补液端口的通断；监控模块向小车主体上的控制模块发射补液基站的定位信号，控制模块由此获得补液基站的位置信息。

5.如权利要求1所述的一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：所述小车主体上设有太阳能光伏板和太阳能充电模块，太阳能光伏板通过可调支架安装在小车主体顶部，与太阳能充电模块相连接，太阳能充电模块连接蓄电池模块。

6.如权利要求1所述的一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：所述行进小车上的车轮分为驱动轮、负重轮和辅助轮，驱动轮与驱动组件相连接，驱动轮、负重轮和辅助轮通过履带相连接。

7.如权利要求1所述的一种智能混凝土喷淋养护装置，其特征在于：所述小车主体的储液仓内设有水位传感器，控制模块通过水位传感器监测储液仓内液体容量。

8.一种智能混凝土喷淋养护方法，其特征在于：使用权利要求1~7任一项所述装置，包括以下步骤：

1）规划行进小车喷淋的工作行进路线，设置路程起点与路程终点，将补液基站设置在路程起点处，行进小车置于补液基站处，此时行进小车上储液仓内液体充足，且电量充足；

2）行进小车按照预设的工作行进路线前进并喷洒液体，同时控制模块不断与补液基站的监控模块交换信号，确认两者的相对位置，评估返程所需电量，并根据行进小车现有电量来判断是否需要返回补液基站充电；同时，控制模块实时检测储液仓内液体容量；

3）当行进小车电量不足或储液仓内液体不足时，控制模块根据监控模块发出的定位信号，规划最短返程路线，行进小车按照返程路线回到补液基站处进行补液或充电；

4）当行进小车完成补液或充电工作后，行进小车按照返程路线回到返程点，继续按工作行进路线前进并喷洒液体；

5）当行进小车到达路程终点后，行进小车完成一次喷淋养护工作；行进小车可回到补液基站处进行补液或充电，等待开始下一次喷淋养护工作；或者从行进小车从路程终点出发，沿工作行进路线反向行进，进行下一次喷淋养护工作。

Images