CN111058636A - 轨道式横折臂布料机及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道式横折臂布料机及施工方法，属于建筑施工技术领域。所述轨道式横折臂布料机包括主塔架、多个依次连接的臂架、泵管和自动导向支撑机构；所述主塔架与第一臂架之间以及相邻的臂架之间可水平旋转连接；所述自动导向支撑机构设置于第一臂架与第二臂架的连接处下方，包括圆弧形轨道、导向驱动小车、移动桁架、回转支承以及控制装置。所述轨道式横折臂布料机及施工方法，可有效提高了混凝土浇筑的作业半径，减小布料机因臂架过长而产生较大的倾覆力矩，提高布料机的整体可靠性和安全性，可实现臂架转动的自动化控制，自动控制控制浇筑区域，使混凝土精准浇筑，提高工作效率。

Description

轨道式横折臂布料机及施工方法

技术领域

本发明涉及一种轨道式横折臂布料机及施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

布料机是土木工程中用来进行混凝土出料导向的设备，目前在高层施工领域一般有塔式布料机、移动式布料机以及自爬升式布料机。

在超高层施工领域，一般采用整体钢平台模架装备体系，传统布料机在与整体平台模架体系集成施工中，存在如下问题：

(1)移动式布料机构造简单，但布料半径小，在施工过程中需要人工进行移动，来满足全范围布料，混凝土浇筑完成后，要将布料机吊至地面，待下次使用时，再吊至作业面。效率较低，人工消耗大，需要塔吊不断配合。不适应整体平台的高效施工。

(2)自爬式布料机具有依附建筑结构自爬式功能，对建筑结构的依附性强，与整体施工平台集成要求不符合，一般不采用。

(3)塔式布料机障碍物避让能力差，一般一个平台上需要布置两台布料机才能实现全面覆盖，由于塔式布料机占用面积较大，因此占用平台面积较大，大大压缩了平台堆载空间，施工效率下降。

发明内容

本发明提供了一种轨道式横折臂布料机及施工方法，具有作业半径大、安全性高、自动化水平高的优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种轨道式横折臂布料机，所述轨道式横折臂布料机包括主塔架、多个依次连接的臂架、泵管和自动导向支撑机构；

所述主塔架与第一臂架之间以及相邻的臂架之间可水平旋转连接；

所述泵管沿主塔架及臂架设置，且在所述主塔架与第一臂架的连接处以及相邻的臂架的连接处通过可旋转弯管连接；

所述自动导向支撑机构设置于第一臂架与第二臂架的连接处下方，包括圆弧形轨道、导向驱动小车、移动桁架、回转支承以及控制装置；所述圆弧形轨道水平设置于操作面上；所述移动桁架设置于导向驱动小车上；所述回转支承用于连接第二臂架端部与移动桁架的顶部；所述控制装置用于控制所述导向驱动小车沿所述圆弧形轨道移动及制动。

进一步，主塔架与第一臂架之间通过第一回转机构连接，相邻的臂架之间通过第二回转机构连接，第一回转机构机构为从动回转机构，第二回转机构为主动回转机构。

进一步，第二回转机构包括转盘轴承以及驱动装置和传动装置，转盘轴承的内外座圈分别与相邻的臂架固定连接，驱动装置通过传动装置驱动转盘轴承，使转盘轴承内外座圈之间相对转动。

进一步，可旋转弯管包括第一弯管、第二弯管和用于将所述第一弯管和第二弯管连接的可旋转管箍。

进一步，所述圆弧形轨道水平设置于操作面上，圆弧形轨道采用两根轨道组成圆环形。

进一步，导向驱动小车包括若干滚轮组、驱动机构、减速机和车架；

滚轮组支撑于圆弧形轨道上，滚轮组安装于车架下方，驱动机构和减速机安装于车架上，减速机的输入端与驱动机构机械连接，减速机的输出端与滚轮组机械连接。

进一步，圆弧形轨道采用工字钢梁，滚轮组包括倒U型滚轮支架、设置于滚轮支架内侧顶部的顶轮和设置于滚轮支架内侧侧部的两个侧轮；

顶轮支撑于工字钢梁上翼缘上；

两个侧轮卡扣在工字钢梁的肋板的两侧，支撑于工字钢梁的下翼缘上。

进一步，所述滚轮组包括主动滚轮组和从动滚轮组，所述减速机的输出端与主动滚轮组机械连接。

进一步，控制装置包括可编程控制器、控制屏、变频器以及传感器；

传感器设置于第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车处，用于采集第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车的实际运行信息；

可编程控制器通讯端口与控制屏连接，可编程控制器的输入端与传感器连接，将采集到的第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车的实际运行信息与预设的目标运行信息进行比对，判定二者的偏差值，向第二回转机构和导向驱动小车的发出纠偏命令；然后使用输出端口将纠偏命令通过变频器传输至导向驱动小车和第二回转机构，使布料机的臂架进行回转运动。

本发明还提供了一种轨道式横折臂布料机的施工方法，包括：

步骤一，在操作平面上固定主塔架，并依次拼接若干臂架，在臂架与主塔架之间设置第一回转机构，在相邻的臂架之间设置第二回转机构；在第一臂架与第二臂架的连接处下方设置自动导向支撑机构，所述自动导向支撑机构包括圆弧形轨道、导向驱动小车、移动桁架、回转支承以及控制装置，所述圆弧形轨道水平设置于操作面上，所述移动桁架设置于导向驱动小车上，所述回转支承用于连接第二臂架端部与移动桁架的顶部，所述控制装置用于控制所述导向驱动小车沿所述圆弧形轨道移动及制动；沿主塔架及臂架设置泵管，在所述主塔架与第一臂架的连接处以及相邻的臂架的连接处通过可旋转弯管将泵管连接；

步骤二，在第一回转机构、第二回转机构处和导向驱动小车处设置传感器；在控制装置的可编程控制器内预设第一回转机构、第二回转机构处和导向驱动小车的目标运行信息，传感器采集第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车的实际运行信息，比对实际运行信息与目标运行信息，判定二者的偏差值，向第二回转机构和导向驱动小车的发出纠偏命令；

步骤三，第二回转机构依据纠偏命令使相邻的臂架之间转动，驱动小车依据纠偏命令沿圆弧形轨道移动并制动，通过泵管浇筑混凝土；

步骤四，重复步骤二和步骤三，使第二回转机构和导向驱动小车完成可编程控制器内预设的目标运行信息，直至布料机作业半径内的所有混凝土浇筑完毕。

本发明提供的轨道式横折臂布料机及其施工方法，通过设置多个臂架，可有效提高了混凝土浇筑的作业半径；通过设置自动导向支撑机构，可减小布料机因臂架过长而产生较大的倾覆力矩，提高布料机的整体可靠性和安全性，可提高臂架的长度，进一步扩大作业半径，并可实现臂架转动的自动化控制，自动控制控制浇筑区域，使混凝土精准浇筑，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中的轨道式横折臂布料机的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的轨道式横折臂布料机的一种工作状态示意图；

图3为本发明一实施例中的导向驱动小车的结构示意图；

图4为本发明一实施例中的移动桁架的结构示意图。

图中标号如下：

1-主塔架；2-第一臂架；3-第二臂架；4-第三臂架；5-泵管；6-自动导向支撑机构；61-圆弧形轨道；62-导向驱动小车；621-滚轮组；622-驱动机构；623-减速机；624-车架；63-移动桁架；631-梯形架体；632-转台；64-回转支承；65-控制装置；7-第一回转机构；8-第二回转机构。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的轨道式横折臂布料机及施工方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

结合图1和图2所示，本实施例提供的轨道式横折臂布料机，包括主塔架1、多个依次连接的臂架、泵管5和自动导向支撑机构6。图1和图2中展示的布料机具有3节臂架，分别记为第一臂架2、第二臂架3和第三臂架4，当然，此处的数量不构成对本发明的限制。

所述主塔架1与第一臂架2之间以及相邻的臂架之间可水平旋转连接。作为举例，主塔架1与第一臂架2之间通过第一回转机构7连接，相邻的臂架之间通过第二回转机构8连接，第一回转机构7机构为从动回转机构，第二回转机构8为主动回转机构。第一回转机构7可采用现有的转盘轴承，可实现第一臂架2绕主塔架1自由旋转。第二回转机构8包括转盘轴承以及驱动装置和传动装置，转盘轴承的内外座圈分别与相邻的两个臂架固定连接，驱动装置通过传动装置驱动转盘轴承，使转盘轴承内外座圈之间相对转动，使第二臂架3绕第一臂架2端部转动，第三臂架4绕第二臂架3端部转动。

所述泵管5沿主塔架1及臂架设置，且在所述主塔架1与第一臂架2的连接处以及相邻的臂架的连接处通过可旋转弯管连接。作为举例，可旋转弯管包括第一弯管、第二弯管和用于将所述第一弯管和第二弯管连接的可旋转管箍。当然，可旋转弯管也可以包括设置与第一弯管和第二弯管之间的竖管，第一弯管和第二弯管的一端分别与竖管通过可旋转管箍固定连接，另一段分别与相邻的泵管固定连接。

所述自动导向支撑机构6设置于第一臂架2与第二臂架3的连接处下方，包括圆弧形轨道61、导向驱动小车62、移动桁架63、回转支承64以及控制装置65。所述圆弧形轨道61水平设置于操作面上，圆弧形轨道61可采用闭环或半圆或其它圆弧形式，优选为，采用两根轨道组成圆环形。所述移动桁架63设置于导向驱动小车62上，所述回转支承64设置于移动桁架63顶部，用于支撑第二臂架3的端部，且使第二臂架3可绕移动桁架63自由转动。所述控制装置65用于控制所述导向驱动小车62沿所述圆弧形轨道61移动及制动，控制装置65还可以用于控制第二回转机构8的驱动装置工作。如图4所示，移动桁架63包括梯形架体631和转台632，转台设置于梯形架体631上，回转支撑64设置于转台632上。

本实施例提供的轨道式横折臂布料机，通过设置多个臂架，可有效提高了混凝土浇筑的作业半径；通过设置自动导向支撑机构6，可减小布料机因臂架过长而产生较大的倾覆力矩，提高布料机的整体可靠性和安全性，可提高臂架的长度，进一步扩大作业半径，并可实现臂架转动的自动化控制，自动控制控制浇筑区域，使混凝土精准浇筑，提高工作效率。

优选的实施方式为，如图3所示，导向驱动小车62包括若干滚轮组621、驱动机构622、减速机623和车架624。圆弧形轨道61可采用工字钢梁，滚轮组621可包括倒U型滚轮支架，设置于滚轮支架内侧顶部的顶轮和设置于滚轮支架内侧侧部的两个侧轮，顶轮沿圆弧形轨道61的上翼缘移动，两个侧轮卡扣在圆弧形轨道61的肋板的两侧，支撑于圆弧形轨道61的下翼缘上(或卡扣在上翼缘上)。滚轮组621设置于车架624下方，驱动机构622及减速机623固定与车架624上，滚轮组621包括从动滚轮组和主动滚轮组，驱动机构可为液压马达，液压马达通过减速机623带动主动滚轮组沿圆弧形轨道61移动，从而使驱动小车沿圆弧形轨道61移动，进一步使第一臂架2绕主塔架1转动。

进一步，控制装置包括控制屏、可编程控制器、变频器以及传感器。传感器设置于第一回转机构7、第二回转机构8和导向驱动小车62处，用于采集第一回转机构7、第二回转机构8和导向驱动小车62的实际运行信息。可编程控制器通讯端口与控制屏连接，可编程控制器的输入端与传感器连接，将采集到的第一回转机构7、第二回转机构8和导向驱动小车62的实际运行信息与预设的目标运行信息进行比对，判定二者的偏差值，向第二回转机构8和导向驱动小车62的发出纠偏命令；然后使用输出端口将纠偏命令通过变频器传输至导向驱动小车62和第二回转机构8，使布料机的臂架进行回转运动。变频器可实现对液压马达速度的无级控制，使运动过程更加平稳准确。可编程控制器还可以与计算机连接，在计算机中预设目标运行信息，通过计算机向可编程控制器发送指令，可编程控制器也可集成在计算机内部，由计算机替代。

实施例二

另外，本发明还提供一种轨道式横折臂布料机的施工方法，下面结合实施例一及附图1至4对该施工方法作进一步说明，该施工方法包括如下步骤：

步骤一，在操作平面上固定主塔架1，并依次拼接若干臂架，在臂架与主塔架1之间设置第一回转机构7，在相邻的臂架之间设置第二回转机构8；在第一臂架2与第二臂架3的连接处下方设置自动导向支撑机构6，所述自动导向支撑机构6包括圆弧形轨道61、导向驱动小车62、移动桁架63、回转支承64以及控制装置65，所述圆弧形轨道61水平设置于操作面上，所述移动桁架63设置于导向驱动小车62上，所述回转支承64用于连接第二臂架3端部与移动桁架63的顶部，所述控制装置65用于控制所述导向驱动小车62沿所述圆弧形轨道61移动及制动；沿主塔架1及臂架设置泵管5，在所述主塔架1与第一臂架2的连接处以及相邻的臂架的连接处通过可旋转弯管将泵管5连接；在第二回转机构8处和导向驱动小车62处设置传感器；

步骤二，在控制装置的可编程控制器内预设第二回转机构8处和导向驱动小车62的目标运行信息，传感器采集第二回转机构8和导向驱动小车62的实际运行信息，比对实际运行信息与目标运行信息，判定二者的偏差值，向第二回转机构8和导向驱动小车62的发出纠偏命令；

步骤三，第二回转机构8依据纠偏命令使相邻的臂架之间转动，驱动小车依据纠偏命令沿圆弧形轨道61移动并制动，通过泵管5浇筑混凝土；

步骤四，重复步骤二和步骤三，使第二回转机构8和导向驱动小车62完成可编程控制器内预设的目标运行信息，使布料机作业半径内的所有混凝土浇筑完毕。

其中，传感器采集第二回转机构8和导向驱动小车62的实际运行信息包括运行时间信息、坐标信息、第二回转机构8的转动角度信息。比如，通过判定运行时间信息和坐标信息，判定导向驱动小车62实际运行的路径，通过判定时间信息、坐标信息、第二转动机构的转动角度信息，从而判定臂架的覆盖范围，即泵管5的浇筑范围。从而可实现智能化、全覆盖浇筑，提高浇筑的精度和效率。

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)

1.一种轨道式横折臂布料机，其特征在于，

所述轨道式横折臂布料机包括主塔架、多个依次连接的臂架、泵管和自动导向支撑机构；

所述主塔架与第一臂架之间以及相邻的臂架之间可水平旋转连接；

所述泵管沿主塔架及臂架设置，且在所述主塔架与第一臂架的连接处以及相邻的臂架的连接处通过可旋转弯管连接；

所述自动导向支撑机构设置于第一臂架与第二臂架的连接处下方，包括圆弧形轨道、导向驱动小车、移动桁架、回转支承以及控制装置；所述圆弧形轨道水平设置于操作面上；所述移动桁架设置于导向驱动小车上；所述回转支承用于连接第二臂架端部与移动桁架的顶部；所述控制装置用于控制所述导向驱动小车沿所述圆弧形轨道移动及制动。

2.如权利要求1所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

主塔架与第一臂架之间通过第一回转机构连接，相邻的臂架之间通过第二回转机构连接，第一回转机构机构为从动回转机构，第二回转机构为主动回转机构。

3.如权利要求2所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

第二回转机构包括转盘轴承以及驱动装置和传动装置，转盘轴承的内外座圈分别与相邻的臂架固定连接，驱动装置通过传动装置驱动转盘轴承，使转盘轴承内外座圈之间相对转动。

4.如权利要求1所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

可旋转弯管包括第一弯管、第二弯管和用于将所述第一弯管和第二弯管连接的可旋转管箍。

5.如权利要求1所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

所述圆弧形轨道水平设置于操作面上，圆弧形轨道采用两根轨道组成圆环形。

6.如权利要求1所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

导向驱动小车包括若干滚轮组、驱动机构、减速机和车架；

滚轮组支撑于圆弧形轨道上，滚轮组安装于车架下方，驱动机构和减速机安装于车架上，减速机的输入端与驱动机构机械连接，减速机的输出端与滚轮组机械连接。

7.如权利要求6所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

圆弧形轨道采用工字钢梁，滚轮组包括倒U型滚轮支架、设置于滚轮支架内侧顶部的顶轮和设置于滚轮支架内侧侧部的两个侧轮；

顶轮支撑于工字钢梁上翼缘上；

两个侧轮卡扣在工字钢梁的肋板的两侧，支撑于工字钢梁的下翼缘上。

8.如权利要求6所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

所述滚轮组包括主动滚轮组和从动滚轮组，所述减速机的输出端与主动滚轮组机械连接。

9.如权利要求1所述的轨道式横折臂布料机，其特征在于，

控制装置包括可编程控制器、控制屏、变频器以及传感器；

传感器设置于第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车处，用于采集第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车的实际运行信息；

可编程控制器通讯端口与控制屏连接，可编程控制器的输入端与传感器连接，将采集到的第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车的实际运行信息与预设的目标运行信息进行比对，判定二者的偏差值，向第二回转机构和导向驱动小车的发出纠偏命令；然后使用输出端口将纠偏命令通过变频器传输至导向驱动小车和第二回转机构，使布料机的臂架进行回转运动。

10.一种轨道式横折臂布料机的施工方法，其特征在于，包括：

步骤一，在操作平面上固定主塔架，并依次拼接若干臂架，在臂架与主塔架之间设置第一回转机构，在相邻的臂架之间设置第二回转机构；在第一臂架与第二臂架的连接处下方设置自动导向支撑机构，所述自动导向支撑机构包括圆弧形轨道、导向驱动小车、移动桁架、回转支承以及控制装置，所述圆弧形轨道水平设置于操作面上，所述移动桁架设置于导向驱动小车上，所述回转支承用于连接第二臂架端部与移动桁架的顶部，所述控制装置用于控制所述导向驱动小车沿所述圆弧形轨道移动及制动；沿主塔架及臂架设置泵管，在所述主塔架与第一臂架的连接处以及相邻的臂架的连接处通过可旋转弯管将泵管连接；

步骤二，在第一回转机构、第二回转机构处和导向驱动小车处设置传感器；在控制装置的可编程控制器内预设第一回转机构、第二回转机构处和导向驱动小车的目标运行信息，传感器采集第一回转机构、第二回转机构和导向驱动小车的实际运行信息，比对实际运行信息与目标运行信息，判定二者的偏差值，向第二回转机构和导向驱动小车的发出纠偏命令；

步骤三，第二回转机构依据纠偏命令使相邻的臂架之间转动，驱动小车依据纠偏命令沿圆弧形轨道移动并制动，通过泵管浇筑混凝土；

步骤四，重复步骤二和步骤三，使第二回转机构和导向驱动小车完成可编程控制器内预设的目标运行信息，直至布料机作业半径内的所有混凝土浇筑完毕。

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