CN111441586A - 自适应智能混凝土布料系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应智能混凝土布料方法及系统，用于控制混凝土布料机的浇筑作业，所述布料方法包括如下步骤：利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；以及在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动，从而完成浇筑作业。本发明的布料方法结合BIM技术对布料位置进行规划，得到布料路径，利用布料路径控制混凝土布料机的布料口进行移动，实现了布料自动化，省去人工辅助及人工监控反馈，提高智能化水平，减轻劳动强度，解决了费时费力、人工成本高以及监控反馈不及时的问题。

Description

自适应智能混凝土布料系统及方法

技术领域

本发明涉及建筑施工工程领域，特指一种自适应智能混凝土布料系统及方法。

背景技术

虽然混凝土浇筑工艺已经非常成熟，但是施工现场使用的装置，即浇筑管道的末端装置，大多为半自动化的机械装置，甚至是需要人力辅助定位，费时费力。同时，浇筑位置的监控问题目前都处于人工化反馈，人工成本高，且监控反馈不及时。针对这一问题，研发一种浇筑位置自动调整定位的智能布料系统及方法，有着重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种自适应智能混凝土布料系统及方法，解决现有的浇筑管道大多为半自动化装置需要人力辅助定位而存在费时费力的问题以及浇筑位置监控处于人工化反馈而存在人工成本高及监控反馈不及时的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种自适应智能混凝土布料方法，用于控制混凝土布料机的浇筑作业，所述布料方法包括如下步骤：

利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；以及

在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动，从而完成浇筑作业。

本发明的布料方法结合BIM技术对布料位置进行规划，得到布料路径，利用布料路径控制混凝土布料机的布料口进行移动，实现了布料自动化，省去人工辅助及人工监控反馈，提高智能化水平，减轻劳动强度，解决了费时费力、人工成本高以及监控反馈不及时的问题。

本发明的自适应智能混凝土布料方法的进一步改进在于，还包括：

利用BIM技术模拟所述混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程以形成动画仿真模型；

从所述动画仿真模型中获取与所述布料路径对应的混凝土浇筑用量；

在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测所述布料口处的混凝土出料量，并依据所述布料口的当前位置处的混凝土浇筑用量控制当前位置处的混凝土出料量，以使得所述混凝土出料量趋向于所述混凝土浇筑用量。

本发明的自适应智能混凝土布料方法的进一步改进在于，还包括：

提供一环向旋转机构，所述环向旋转机构上安装有一导向板，所述导向板可绕着安装处进行转动调节；

将所述环向旋转机构可转动地安装于所述混凝土布料机的混凝土布料管上并靠近所述布料口设置，且所述导向板位于所述布料口处，通过转动调节所述导向板可对所述布料口处的混凝土的布料方向进行导向；

在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测混凝土浇筑状态，当混凝土浇筑发生局部不到位时，转动调节所述环向旋转机构与所述导向板以控制所述布料口处的混凝土向所述局部不到位处进行布料。

本发明的自适应智能混凝土布料方法的进一步改进在于，还包括：

提供一监控器，将所述监控器安装于所述混凝土布料机的混凝土布料管上并靠近所述布料口设置，利用所述监控器监控混凝土浇筑状态。

本发明的自适应智能混凝土布料方法的进一步改进在于，还包括：

提供一垂直升降机构和一水平伸缩机构，将所述水平伸缩机构的端部通过一水平支撑轴承可转动地安装于所述垂直升降机构的顶部；

将所述混凝土布料机的混凝土布料管限位于所述垂直升降机构和所述水平伸缩机构上；

控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动时，控制所述垂直升降机构进行升降调节，所述水平伸缩机构进行伸缩调节及旋转调节，以使得所述布料口沿所述布料路径进行移动。

本发明还提供了一种自适应智能混凝土布料系统，用于控制混凝土布料机的浇筑作业，所述布料系统包括：

布料规划模块，用于利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；以及

与所述布料规划模块连接的布料控制模块，所述布料控制模块用于在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动，从而完成浇筑作业。

本发明自适应智能混凝土布料系统的进一步改进在于，还包括BIM建模模块和出料监测模块；

所述BIM建模模块用于利用BIM技术模拟所述混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程以形成动画仿真模型；

所述布料规划模块与所述BIM建模模块连接，用于从所述动画仿真模型中获取与所述布料路径对应的混凝土浇筑用量；

所述出料监测模块用于在混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测所述布料口处的混凝土用料量；

所述布料控制模块与所述出料监测模块连接，用于依据所述布料口的当前位置处的混凝土浇筑用量控制当前位置处的混凝土出料量，以使得所述混凝土出料量趋向于所述混凝土浇筑用量。

本发明自适应智能混凝土布料系统的进一步改进在于，还包括可转动地安装于所述混凝土布料机的混凝土布料管上的环向旋转机构，所述环向旋转机构上安装有可转动调节的一导向板，所述导向板位于所述布料口处，通过转动调节所述导向板可对所述布料口处的混凝土布料方向进行导向；

所述布料系统还包括用于监测混凝土浇筑状态的工况监测模块；

所述布料控制模块与所述环向旋转机构和所述导向板控制连接，所述布料控制模块还与所述工况监测模块连接，用于在混凝土浇筑发生局部不到位时，转动调节所述环向旋转机构与所述导向板以控制所述布料口处的混凝土向所述局部不到位处进行布料。

本发明自适应智能混凝土布料系统的进一步改进在于，还包括装设于所述混凝土布料管上的监控器和温度传感器，所述监控器靠近所述布料口设置，所述监控器与所述工况监测模块连接，用于监控混凝土浇筑状态；

所述温度传感器用于检测混凝土出料时的温度，并将检测到的温度反馈给所述布料控制模块。

本发明自适应智能混凝土布料系统的进一步改进在于，所述混凝土布料机的混凝土布料管限位于一垂直升降机构和一水平伸缩机构上，所述水平伸缩机构的端部可转动地安装于所述垂直升降机构的顶部；

所述布料控制模块与所述垂直升降机构和所述水平伸缩机构控制连接，用于控制所述垂直升降机构进行升降调节，所述水平伸缩机构进行伸缩调节及旋转调节，以使得所述布料口沿所述布料路径进行移动。

附图说明

图1为本发明自适应智能混凝土布料方法的流程图。

图2为本发明自适应智能混凝土布料系统的系统图。

图3为本发明中混凝土布料机的混凝土布料管限位于垂直升降机构与水平伸缩机构的结构示意图。

图4为本发明中导向装置中的导向板处于收置状态的结构示意图。

图5和图6为本发明中导向装置的导向板处于两种导向状态的结构示意图。

图7为本发明中导向装置的导向板处于非工作状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种自适应智能混凝土布料系统及方法，适用于建筑结构中混凝土浇筑的泵送辅助工作，可有效扩大一次施工范围，降低劳动强度，减少混凝土泵送的布管辅助时间，从而提高工作效率，节省劳动力，减轻劳动强度，提高智能化水平。本发明的智能混凝土布料系统及方法结合BIM技术，利用BIM技术进行模拟仿真，获得布料路径以及对应布料路径的混凝土用料量，进而依据该布料路径及混凝土用料量对混凝土布料机实现自动控制，控制该混凝土布料机在布料口当前位置处的混凝土出料量以及该布料口的布料位置，实现了自动化布料的效果，避免人工控制存在的费时费力、反馈不及时以及人工成本高等的问题。下面结合附图对本发明自适应智能混凝土布料系统及方法进行说明。

参阅图2，显示了本发明自适应智能混凝土布料系统的系统图。下面结合图2，对本发明自适应智能混凝土布料系统进行说明。

如图2所示，本发明的自适应智能混凝土布料系统20用于控制混凝土布料机10的浇筑作业，该布料系统20包括布料规划模块21和布料控制模块22，其中的布料控制模块22与布料规划模块21连接，该布料控制模块22还与混凝土布料机10控制连接；布料规划模块21用于利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；布料控制模块22获取布料规划模块21的布料路径，用于在混凝土布料机10进行混凝土浇筑时，控制混凝土布料机10的布料口沿布料路径进行移动从而完成浇筑作业。

在本发明的一种具体实施方式中，混凝土布料系统20还包括BIM建模模块，BIM建模模块用于利用BIM技术模拟混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程以形成动画仿真模型；具体地，BIM建模模块用于结合BIM技术进行仿真，该BIM建模模块用于建立布料机模型、主体结构模型以及工况模拟模型，利用所建立的布料机模型、主体结构模型以及工况模拟模型进行布料位置规划和浇筑仿真，从而模拟出混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程，获得动画仿真模型。布料规划模块21与该BIM建模模型连接，从该BIM建模模型中获取动画仿真模型，并从该动画仿真模型中获取布料路径和与布料路径对应的混凝土浇筑用量。较佳地，布料路径为依据混凝土浇筑顺序排列的多个位置坐标点，混凝土浇筑用量是对应每一个位置坐标点处浇筑的混凝土总量。

进一步地，混凝土布料系统20还包括出料监测模块，该出料监测模块用于在混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测布料口处的混凝土用料量；布料控制模块22与出料监测模块连接，用于依据布料口的当前位置处的混凝土浇筑用量控制当前位置处的混凝土出料量，以使得混凝土出料量趋向于混凝土浇筑用量。即布料控制模块22在控制混凝土布料机的布料口沿布料路径进行移动时，当布料口位于布料路径的一个位置点处时，利用出料监测模块获取在该位置点处的混凝土用料量，当该混凝土用料量等于该位置点处的混凝土浇筑用量时，控制布料口移动至下一个位置点。在移动布料口时，布料口处仍继续出料，故而布料控制模块22控制混凝土用料量无限趋近于混凝土浇筑用量。较佳地，布料控制模块22内依据混凝土浇筑用量设置一用料控制范围，该用料控制范围通过混凝浇筑用量加减一误差值获得，通过用料控制范围来控制布料口的移动，当混凝土出料量在该用料控制范围内时，就控制布料口移动至布料路径中的一下个位置处进行混凝土浇筑。

较佳地，在混凝土布料机的混凝土布料管的布料口处安装一感应计时器，利用该感应计时器在布料口处有混凝土出料时开始计时，该感应计时器与布料控制模块22控制连接，将开始计时的时刻发送给布料控制模块22，布料控制模块22依据开始计时的时刻可获得混凝土的出料时间，结合混凝土布料机泵送混凝土的压力以及流速，可计算得出混凝土用料量。其中的混凝土布料机泵送混凝土压力及流速可由混凝土布料机上的压力传感器及速度计测得并发送给布料控制模块22，还可以由人工手动输入给布料控制模块22。进一步地，布料控制模块22依据混凝土浇筑用量、混凝土压力及流速计算出预估浇筑时间，该预估浇筑时间可以作为参考值，或者可以利用该预估浇筑时间在混凝土压力及流速一定的情况下控制布料口的移动，当布料口在某一位置浇筑作业达到浇筑时间时，就控制该布料口移动至下一位置进行浇筑。

本发明利用BIM技术进行仿真模拟，对布料位置进行规划得到布料路径，进行浇筑全过程的仿真模拟，获得了对应各布料位置处的混凝土浇筑用量，从而实现了混凝土布料机的自动控制，利用布料路径和混凝土浇筑用量来控制混凝土布料机进行浇筑作业，实现了自动化，减小现场辅助操作人员的劳动时间，降低劳动强度。

在本发明的一种具体实施方式中，如图3所示，本发明的布料系统20还包括调节支架，该调节支架支设于浇筑作业区域，利用调节支架支撑连接混凝土布料机的混凝土布料管，利用该调节支架实现控制混凝土布料管的移动调节。具体地，调节支架包括支撑机构31、垂直升降机构32和水平伸缩机构34，支撑机构31支撑固定在浇筑作业区域的某一位置处，该支撑机构31用于支撑固定垂直升降机构32，该垂直升降机构32的底部立设于浇筑作业区域内，垂直升降机构32可升降调节以调节其高度。支撑机构31包括固设于浇筑作业区域的底座和支撑于底座和垂直升降机构32之间的斜撑，通过斜撑支撑固定该垂直升降机构32，为垂直升降机构32提供稳定牢固支撑。水平伸缩机构34的端部通过一水平支撑机构33可转动地安装于垂直升降机构32的顶部，水平伸缩机构34可伸缩调节以调节其长度，该水平伸缩机构34还可绕着垂直升降机构32进行旋转调节。混凝土布料机的混凝土布料管36沿着垂直升降机构32和水平伸缩机构34设置，并且限位于垂直升降机构32和水平伸缩机构34上，从而通过调节垂直升降机构32的高度和水平伸缩机构34的长度以及旋转方向，可实现调节混凝土布料管的布料口的位置。

布料系统20的布料控制模块与垂直升降机构32和水平伸缩机构34控制连接，布料控制模块可控制垂直升降机构32进行升降调节，可控制水平伸缩机构34进行伸缩调节及旋转调节以使得布料口361沿布料路径进行移动。

较佳地，垂直升降机构32包括设于底部的竖杆、设于竖杆之上的液压缸以及安装于液压缸的液压杆上的支座，通过液压缸的液压杆的伸缩可调节支座的支撑高度，从而调节了垂直升降机构32的高度。布料控制模块与该液压缸控制连接，用于控制该液压缸的伸缩调节从而实现控制垂直升降机构的高度调节。

垂直升降机构32的支座上安装有一水平支撑轴承33，该水平支撑轴承33上安装有一支撑立杆331，该支撑立杆331通过水平支撑轴承33可自由旋转调节，进一步的支撑立杆331通过齿轮传动实现定量旋转，按照规划旋转一定的角度并锁死位置，实现定点定位。水平伸缩机构34的端部与该支撑立杆331铰接，通过旋转该支撑立杆331旋转可带动水平伸缩机构34一同进行旋转。具体地，水平伸缩机构34包括一撑杆和端部部分插设于撑杆内的支杆，支杆可沿着支撑进行移动调节，从而通过改变支杆位于撑杆内部分的长短来调节水平伸缩机构34的长度。撑杆的两端位于支撑立杆331的两端，撑杆的一端与支杆连接，另一端连接一配重37，利用配重37来确保支杆的平衡。在撑杆和支撑立杆331之间设置有一第二伸缩缸332，该第二伸缩缸332可伸缩调节，从而可调节撑杆绕着与支撑立杆331的铰接处进行转动调节，使得该撑杆可处于水平状态或处于倾斜状态。布料控制模块与该第二伸缩缸332控制连接，可控制该第二伸缩缸332进行伸缩调节。较佳地，在撑杆内也设置一伸缩缸，该伸缩缸与支杆的端部连接，通过伸缩杆的伸缩调节带动支杆进行移动调节，从而实现调节水平伸缩机构34的长度。布料控制模块与该伸缩缸控制连接，用于控制该伸缩缸的伸缩调节，从而实现控制调节水平伸缩机构34的长度。

进一步地，在水平伸缩机构34的端部铰接连接一延长杆341，该延长杆341的端部铰接连接一端杆342，在水平伸缩机构34和延长杆341的铰接处于延长杆341和端杆342的铰接处安装有第一伸缩缸343，通过第一伸缩缸343的伸缩调节可使得延长杆341绕水平伸缩机构34的端部旋转调节，端杆342绕延长杆341的端部旋转调节。布料控制模块与该第一伸缩缸343控制连接，用于控制该第一伸缩缸343的伸缩调节。

混凝土布料管36沿着垂直升降机构32布设，在垂直升降机构32的顶部弯折并沿着水平伸缩机构34布设，进而再沿着延长杆341布设，在延长杆341的端部弯折后再沿着端杆342布设，该混凝土布料管36末端的布料口361置于端杆342的末端处。混凝土布料管36通过设置在端杆342上的第二管夹345固定在端杆342上。水平伸缩机构34上设置有第一管夹344，该第一管夹344用于限位混凝土布料管36，混凝土布料管36穿过该第一管夹344，且该混凝土布料管36可在第一管夹344内自由移动。混凝土布料管36在第一伸缩杆343的设置位置处为软管，具有一定的柔性可弯曲，可配合延长杆341和端杆342的旋转调节。混凝土布料管36在垂直升降机构32的底部留有部分余量，以满足垂直升降机构32的高度调节、水平伸缩机构34的长度调节。较佳地，混凝土布料管在转弯处可通过管道轴承实现。

在本发明的一种具体实施方式中，布料系统20还包括可转动地安装于混凝土布料机的布料管36上的导向装置35，导向装置35可实现对布料口361的布料方向进行导向。结合图3和图4所示，导向装置35包括环向旋转机构351和导向板352，环向旋转机构351可转动地安装于混凝土布料管36上；导向板352铰接于环向旋转机构351上，该导向板352可绕铰接处进行转动调节，且该导向板352设于布料口361处，通过转动调节导向板352可对布料口361处的混凝土的布料方向进行导向。

本发明的布料系统20还包括用于监测混凝土浇筑状态的工况监测模块，该工况监测模块可获得混凝土浇筑状态，较佳地工况监测模块与安装在混凝土布料管36上的监控器连接，监控器靠近布料口361设置，该监控器用于监控混凝土浇筑状态，并将混凝土浇筑状态发送给工况监测模块。具体地，监控器为一摄像头，对布料口361的下方进行实时拍摄获取实时图像数据，该图像数据显示了混凝土的实时浇筑状态。布料控制模块与环向旋转机构351和导向板352控制连接，布料控制模块还与工况监测模块连接，用于在混凝土浇筑发生局部不到位时，转动调节环向旋转机构351和导向板352以控制布料口361处的混凝土向局部不到位处进行布料。较佳地，利用该实时图像数据进行混凝土浇筑状态的判断，可人工进行判断，还可以自动判断。自动判断时通过图像识别技术来实现，通过图像识别技术来识别混凝土液面的标高，对混凝土液面标高进行分析判断，可得出局部不到位与局部堆积的判断结果。

混凝土浇筑作业为定点浇筑，即在某一位置点进行一定量的混凝土浇筑，利用混凝土的流动性来填满一定的浇筑区域，在浇筑过程中由于浇筑方向不精准，在浇筑区域内会发生某一局部的混凝土浇筑不到位时，即发生局部的混凝土量不足时，转动调节导向板352，使得该导向板352呈倾斜状态，从而控制布料口361处出来的混凝土向着局部不到位处进行布料，以填补该处混凝土用量不足。利用导向板352可实现混凝土定点浇筑时精准方向布料，防止混凝土局部不到位的现象发生。

进一步地，在混凝土浇筑过程中，监测混凝土浇筑状态，当发生局部堆积时，布料控制模块转动调节环向旋转机构351和导向板352以控制布料口361处的混凝土向着远离局部堆积处进行布料，避免混凝土发生过量堆积。

在本发明的一种具体实施方式中，如图5和图6所示，导向装置35还包括铰接于环向旋转机构351的伸缩机构353和铰接于伸缩机构353的推拉杆354，推拉杆354的端部铰接于导向板352，该伸缩机构353的长度可调，通过调节伸缩机构353的长度可实现转动调节导向板352。

布料控制模块与伸缩机构353控制连接，用于控制调节伸缩机构353的长度，从而实现控制调节导向板352的支设状态。较佳地，伸缩机构353为电动伸缩调节杆。该电动伸缩调节杆可采用电动油缸，还可以采用电动气缸，或者采用推杆电机，亦或其他可伸缩调节的结构。在伸缩机构353伸长调节时，带动推拉杆354的端部向下移动，该推拉杆354推顶导向板352向着布料口361的下方移动，使得该导向板352呈倾斜状的设于布料口361的下方，布料口361处出来的混凝土喷射在导向板352上，沿着导向板352的倾斜方向进行流动，实现了对混凝土的布料方向进行导向。在伸缩机构353缩短调节时，带动推拉杆354的端部向上移动，该推拉杆354拉动导向板352向着远离布料口361的方向移动，结合图6和图7所示，导向板352可呈竖直状的支设于布料口361的旁侧，此时的混凝土经导向板352的限位，可沿竖直方向进行布料。导向板352还可以呈倾斜状的支设于布料口361的外侧，此时导向板352处于非工作状态，其不会影响混凝土的布料方向。较佳地，伸缩机构353和推拉杆354可实现导向板352在平面内135°的随意角度调节。

上述导向板352的支设状态，结合环向旋转机构351的旋转，可使得导向板352设于布料口361的任一侧部，从而实现了对混凝土进行多角度多方向的导向作用。

在本发明的一种具体实施方式中，如图4至图7所示，环向旋转机构351上设有固定支座3511，该固定支座3511通过一转轴与伸缩机构353的端部铰接。伸缩机构353在伸缩调节长度时，该伸缩机构353的端部可通过转轴绕着固定支座3511进行适应性转动调节。

进一步地，推拉杆354与伸缩机构353的端部也通过转轴实现铰接，在伸缩机构353伸缩调节长度时，该伸缩机构353和推拉杆354的连接处可进行适应性转动调节。推拉杆354的端部与导向板352也通过转轴实现铰接。

在本发明的一种具体实施方式中，环向旋转机构351上设有一滑轨3512，该滑轨3512的设置方向与混凝土布料管36的设置方向相同，且滑轨3512的端部位于布料口361处；导向板352铰接于一安装座上，该安装座滑设于滑轨上，该安装座可沿滑轨3512进行滑动，从而可使得导向板352收置于滑轨3512上或者支设于布料口361处。结合图4所示，在导向板352处于垂直状态时，向上推动导向板352使得安装座沿着滑轨3512向上滑动，进而配合缩短伸缩机构353的长度，可使得导向板352呈竖直状的立设在滑轨3512处，此时导向板352处于收置状态。需要使用导向板352时，伸长伸缩机构353的长度，拉动导向板352向下运动，进而安装座滑设在滑轨3512上，沿着滑轨3512向下滑动直至该安装座滑动到滑轨3512的底部，滑轨3512的底部设置有限位块以挡住该安装座，防止安装座脱轨。此时导向板352支设在布料口361处，可绕着安装座进行转动调节，实现对混凝土的布料方向的导向。

在本发明的一种具体实施方式中，环向旋转机构351包括套设固定于混凝土布料管36上的轴承和套设固定于轴承上的导向座，导向座与导向板352铰接，导向座通过轴承可绕混凝土布料管36进行旋转，从而带动导向板352绕混凝土布料管36进行旋转。利用导向座的旋转带动导向板352旋转，可使得导向板352可调节到布料口361的任一侧部。

进一步地，环向旋转机构351还包括安装于混凝土布料管36并与导向座驱动连接的驱动机构，驱动机构驱动导向座旋转。具体地，驱动机构可为电机，在导向座上安装固定一齿轮，电机的电机轴上固定一驱动齿，该驱动齿与齿轮相咬合，电机驱动该驱动齿旋转进而驱动齿轮旋转，通过齿轮带动导向座旋转。

在本发明的一种具体实施方式中，导向板352为平面板。另一较佳实施方式中，导向板352为圆弧板。圆弧板可对混凝土起到一定缓冲作用。

在本发明的一种具体实施方式中，导向板352与环向旋转机构351铰接的端部设有高压水喷头。在导向板352使用好后，于高压水喷头处连接水源，通过高压水冲洗导向板352上残留的混凝土，导向板352清洗干净后可收置在滑轨处。

本发明设置在混凝土布料管上的导向装置可控制混凝土浇筑方向，配合远程可视控制平台使用，通过视觉系统远程观看施工现场浇筑位置的工况，远程操作人员可根据工况，在平台远程控制布料机及浇筑管道端部的导向装置，实现浇筑方向的控制，以避免混凝土浇筑局部不到位或局部堆积。

具体地，混凝土布料系统20安装于该远程可视控制平台上，该混凝土布料系统20可实现自动控制和手动控制，在自动控制模式下，布料控制模块22用于实现对布料的各种控制，包括控制布料口的高度升降、旋转、浇筑位置定位以及混凝土布料方向导向，手动控制可通过远程可视控制平台进行操控，在远程可视控制平台处设置有输入模块，用于手动输入指令以实现对布料的手动控制，包括控制布料口的高度升降、旋转、浇筑位置定位以及混凝土布料方向导向等。出料监测模块和工况监测模块所监测得到数据及信息在远程可视控制平台上予以显示，以供操作人员观看。

在本发明的一种具体实施方式中，在布料口处安装有温度传感器，利用温度传感器检测混凝土出料时的温度。该温度传感器与布料控制模块连接，用于将检测到混凝土出料时的温度反馈给布料控制模块，布料控制模块根据混凝土出料时的温度判断混凝土供料情况，以减少现场辅助操作人员的劳动时间，降低劳动强度。较佳地，布料控制模块内存储有一温度限值，比较混凝土出料时的温度与该温度限值的大小，在混凝土出料时的温度高于该温度限值时进行报警提示，避免混凝土浇筑的温度过高而影响主体结构的质量。

本发明的布料系统结合BIM技术，进行布料位置规划和浇筑仿真，并实现工作状态的实时反馈与人际交互远程操控，实现了布料机的自动旋转控制、高度自动调节控制、出料温度监控、浇筑过程监控以及人机交互远程操控等功能。

本发明还提供了一种自适应智能混凝土布料方法，下面对该自适应智能混凝土布料方法进行说明。

本发明的自适应智能混凝土布料方法，用于控制混凝土布料机的浇筑作业，该布料方法包括如下步骤：

如图1所示，执行步骤S11，利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；接着执行步骤S12；

执行步骤S12，在混凝土布料机进行混凝土浇筑时，控制混凝土布料机的布料口沿布料路径进行移动，从而完成浇筑作业。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

利用BIM技术模拟混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程以形成动画仿真模型；

从动画仿真模型中获取与布料路径对应的混凝土浇筑用量；

在混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测布料口处的混凝土出料量，并依据布料口的当前位置处的混凝土浇筑用量控制当前位置处的混凝土出料量，以使得混凝土出料量趋向于混凝土浇筑用量。

较佳地，布料路径依据混凝土浇筑顺序排列的多个位置坐标点，混凝土浇筑用量是对应每一个位置坐标点处浇筑的混凝土总量。在控制布料口移动时，依据各位置坐标点的顺序控制布料口进行移动，且在每一位置坐标点处时，控制混凝土出料量趋向于混凝土浇筑用量。又佳地，利用混凝土浇筑用量计算出布料口于每一位置坐标点处的浇筑时间，进而根据浇筑时间控制布料口沿布料路径进行移动。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

如图4至图7所示，提供一环向旋转机构351，环向旋转机构351上安装有一导向板352，导向板352可绕着安装处进行转动调节；

将环向旋转机构351可转动地安装于混凝土布料机的混凝土布料管36上并靠近布料口361设置，且导向板352位于布料口361处，通过转动调节导向板352可对布料口361处的混凝土的布料方向进行导向；

在混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测混凝土浇筑状态，当混凝土浇筑发生局部不到位时，转动调节环向旋转机构351与导向板352以控制布料口361处的混凝土向局部不到位处进行布料。

当混凝土浇筑发生局部堆积时，转动调节环向旋转机构351与导向板352以控制布料口361处的混凝土向远离局部堆积处进行布料。

进一步地，还包括：

提供一监控器，将监控器安装于混凝土布料机的混凝土布料管上并靠近布料口设置，利用监控器监控混凝土浇筑状态。监控器较佳为摄像头，利用摄像头拍摄混凝土浇筑状态形成实时图像数据，利用该实时图像数据进行混凝土浇筑状态的判断，可人工进行判断，还可以自动判断。自动判断通过图像识别技术来实现，通过图像识别技术来识别混凝土液面的标高，对混凝土液面标高进行分析判断，可得出局部不到位与局部堆积的判断结果。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

如图3所示，提供一垂直升降机构32和一水平伸缩机构34，将水平伸缩机构34的端部通过一水平支撑轴承33可转动地安装于垂直升降机构32的顶部；

将混凝土布料机的混凝土布料管36限位于垂直升降机构32和水平伸缩机构34上；

控制混凝土布料机的布料口361沿布料路径进行移动时，控制垂直升降机构32进行升降调节，水平伸缩机构34进行伸缩调节及旋转调节，以使得布料口361沿布料路径进行移动。

利用垂直升降机构32和水平伸缩机构34可实现自动控制布料口的移动，实现自动化，减少操作人员的劳动时间，降低劳动强度。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应智能混凝土布料方法，用于控制混凝土布料机的浇筑作业，其特征在于，所述布料方法包括如下步骤：

利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；以及

在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动，从而完成浇筑作业。

2.如权利要求1所述的自适应智能混凝土布料方法，其特征在于，还包括：

利用BIM技术模拟所述混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程以形成动画仿真模型；

从所述动画仿真模型中获取与所述布料路径对应的混凝土浇筑用量；

在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测所述布料口处的混凝土出料量，并依据所述布料口的当前位置处的混凝土浇筑用量控制当前位置处的混凝土出料量，以使得所述混凝土出料量趋向于所述混凝土浇筑用量。

3.如权利要求1所述的自适应智能混凝土布料方法，其特征在于，还包括：

提供一环向旋转机构，所述环向旋转机构上安装有一导向板，所述导向板可绕着安装处进行转动调节；

将所述环向旋转机构可转动地安装于所述混凝土布料机的混凝土布料管上并靠近所述布料口设置，且所述导向板位于所述布料口处，通过转动调节所述导向板可对所述布料口处的混凝土的布料方向进行导向；

在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测混凝土浇筑状态，当混凝土浇筑发生局部不到位时，转动调节所述环向旋转机构与所述导向板以控制所述布料口处的混凝土向所述局部不到位处进行布料。

4.如权利要求3所述的自适应智能混凝土布料方法，其特征在于，还包括：

提供一监控器，将所述监控器安装于所述混凝土布料机的混凝土布料管上并靠近所述布料口设置，利用所述监控器监控混凝土浇筑状态。

5.如权利要求1所述的自适应智能混凝土布料方法，其特征在于，还包括：

提供一垂直升降机构和一水平伸缩机构，将所述水平伸缩机构的端部通过一水平支撑轴承可转动地安装于所述垂直升降机构的顶部；

将所述混凝土布料机的混凝土布料管限位于所述垂直升降机构和所述水平伸缩机构上；

控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动时，控制所述垂直升降机构进行升降调节，所述水平伸缩机构进行伸缩调节及旋转调节，以使得所述布料口沿所述布料路径进行移动。

6.一种自适应智能混凝土布料系统，用于控制混凝土布料机的浇筑作业，其特征在于，所述布料系统包括：

布料规划模块，用于利用BIM技术进行布料位置规划并获得对应的布料路径；以及

与所述布料规划模块连接的布料控制模块，所述布料控制模块用于在所述混凝土布料机进行混凝土浇筑时，控制所述混凝土布料机的布料口沿所述布料路径进行移动，从而完成浇筑作业。

7.如权利要求6所述的自适应智能混凝土布料系统，其特征在于，还包括BIM建模模块和出料监测模块；

所述BIM建模模块用于利用BIM技术模拟所述混凝土布料机浇筑形成主体结构的全过程以形成动画仿真模型；

所述布料规划模块与所述BIM建模模块连接，用于从所述动画仿真模型中获取与所述布料路径对应的混凝土浇筑用量；

所述出料监测模块用于在混凝土布料机进行混凝土浇筑时，监测所述布料口处的混凝土用料量；

所述布料控制模块与所述出料监测模块连接，用于依据所述布料口的当前位置处的混凝土浇筑用量控制当前位置处的混凝土出料量，以使得所述混凝土出料量趋向于所述混凝土浇筑用量。

8.如权利要求6所述的自适应智能混凝土布料系统，其特征在于，还包括可转动地安装于所述混凝土布料机的混凝土布料管上的环向旋转机构，所述环向旋转机构上安装有可转动调节的一导向板，所述导向板位于所述布料口处，通过转动调节所述导向板可对所述布料口处的混凝土布料方向进行导向；

所述布料系统还包括用于监测混凝土浇筑状态的工况监测模块；

所述布料控制模块与所述环向旋转机构和所述导向板控制连接，所述布料控制模块还与所述工况监测模块连接，用于在混凝土浇筑发生局部不到位时，转动调节所述环向旋转机构与所述导向板以控制所述布料口处的混凝土向所述局部不到位处进行布料。

9.如权利要求8所述的自适应智能混凝土布料系统，其特征在于，还包括装设于所述混凝土布料管上的监控器和温度传感器，

所述监控器靠近所述布料口设置，所述监控器与所述工况监测模块连接，用于监控混凝土浇筑状态；

所述温度传感器用于检测混凝土出料时的温度，并将检测到的温度反馈给所述布料控制模块。

10.如权利要求6所述的自适应智能混凝土布料系统，其特征在于，所述混凝土布料机的混凝土布料管限位于一垂直升降机构和一水平伸缩机构上，所述水平伸缩机构的端部通过一水平支撑轴承可转动地安装于所述垂直升降机构的顶部；

所述布料控制模块与所述垂直升降机构和所述水平伸缩机构控制连接，用于控制所述垂直升降机构进行升降调节，所述水平伸缩机构进行伸缩调节及旋转调节，以使得所述布料口沿所述布料路径进行移动。

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