CN112343352A - 一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法，涉及装配式建筑技术领域，包括建筑信息管理库、智能搬运设备、智能装配设备、智能喷灌设备、传感器和RFID标签；一种组合式墙体施工的智能控制系统的控制方法，步骤一，建筑信息管理库，步骤二，智能搬运设备识别及搬运，步骤三，智能装配设备部件组装和装配施工，步骤四，智能喷灌设备填充注料，步骤五，所述搬运、装配、喷灌的工作流程形成流水节拍；本发明运用计算机、定位、自动控制及可视化等技术将工程建设整个过程进行数字化、信息化、智能化、可视化，从而实现现代化智能施工建设的目标。

Description

一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法。

背景技术

装配式建筑是在工业发达的国家在20世纪60年代，首先做了尝试，实际是把工业化技术数字化、智能化率先引入了建筑领域。

住建部在近几年提出大力发展装配式建筑的要求，目的是在建筑领域发展推行数字化、智能化、工业化、绿色化、物联网等先进技术，目标是减少建筑垃圾、替代人工建造、提高建造效率、降低建造成本。目前在混凝土装配式建筑模式中，存在不少问题，例如装配成本高、技术粗放、存在安全隐患、装备不智能、混凝土结构的节点质量存在隐忧、智能化工业化水平低。为了实现工业化、自动化、低成本的装配式建造施工，需要多领域跨专业的复合型的技术融合。针对专利号CN201210373287.3提出的一种双向密肋模卡墙体的施工方法，其具备轻质、高强、保温性能优良、可参与建筑结构受力、能抵御地震台风等优良特性，但面临着单块墙体板体积质量过大，人工搬运、装配不便，工人现场施工困难、效率低下等问题，现发明人提出一种解决此类墙体施工问题的智能化施工控制系统及控制方法，运用计算机、定位导航、自动控制及可视化等技术将工程建设整个过程进行数字化、信息化、智能化、可视化，从而实现现代化智能施工建设的目标。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法，包括

一种组合式墙体施工的智能控制系统，包括信息处理中心、智能搬运设备、智能装配设备、智能喷灌设备、传感器和RFID标签，其中：

智能搬运设备，智能搬运设备包括信息处理装置，起重装置，运载装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的搬运控制系统；

智能装配设备，智能装配设备包括信息处理装置，至少2个抓举机器臂，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的装配控制系统；

智能喷灌设备，智能喷灌设备包括信息处理装置，汲取装置，喷灌装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的喷灌控制系统；

智能搬运设备、智能装配设备、智能喷灌设备均设有传感器，RFID标签预先设置于待装部件内。

在上述技术方案基础上，智能控制系统还包括至少一台质量测评与验收设备，质量测评与验收设备包括信息处理装置、检测传感装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的质检控制系统。

在上述技术方案基础上，智能搬运设备的起重设备是一只或者两只机器臂，其机器臂的末端设置有夹持机构，夹持机构的运行受搬运控制系统控制。

在上述技术方案基础上，智能装配设备包括至少一台辅助安装机器人，辅助安装机器人的运行受装配控制系统控制。

在上述技术方案基础上，一种组合式墙体施工的智能控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，信息处理中心按照设计施工图纸的要求并调取和比对预制构件生产信息，建立建筑信息管理模型；依次调用建筑信息管理库中装配式数字化施工管理相关信息，制定装配式数字化施工管理计划；

步骤二，智能搬运设备识别组合式模卡墙体的各组成部件，选择并搬运所需部品部件，就近布料至墙体装配部位；

步骤三，智能装配设备按照设计施工图在该墙体部位进行部件组装和装配施工；

步骤四，部件组装和装配施工达到设计预定墙体匹数后，智能喷灌设备将填充料注入组合式模卡墙体的腹腔内，并自动适配；

步骤五，搬运、装配、喷灌的工作流程形成流水节拍，循环往复，直至完成全部组合式模卡墙体的装配施工；搬运控制系统、装配控制系统和喷灌控制系统各自独立工作，又协同配合共同组成组合式模卡墙体施工的智能控制系统。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明中的一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法与现有技术相比，运用计算机、数字定位、自动导航、自动控制及可视化等技术将工程建设整个过程进行数字化、信息化、智能化、可视化。

(2)本发明中的一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法明显减少施工现场作业人员，且完全不需要传统墙体施工方式中必不可少的外脚手架安装，显著提高了施工效率，提升了工程质量，降低了施工成本，而且施工灵活性增大，具备很好的经济社会效益。

附图说明

图1为本发明实施例中一种组合式墙体施工的智能控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的一种组合式墙体施工的智能控制系统结构示意图；

图3为本发明实施例中的一种组合式墙体施工的搬运控制系统结构示意图；

图4为本发明实施例中的一种组合式墙体施工的装配控制系统结构示意图；

图5为本发明实施例中的一种组合式墙体施工的喷灌控制系统结构示意图；

图6本发明实施例中的一种组合式墙体施工的质检控制系统结构示意图。

图中：1-智能装配设备，2-智能搬运设备，3-智能喷灌设备，4-信息处理中心，5-待装墙体部件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法，一种组合式墙体施工的智能控制系统，包括信息处理中心4、智能搬运设备2、智能装配设备1、智能喷灌设备3、传感器和RFID标签，其中：

信息处理中心4是系统的指令控制核心，根据需要，将按照设计施工图纸的要求并调取和比对预制构件生产信息，建立建筑信息管理模型；依次调用建筑信息管理库中装配式数字化施工管理相关信息，制定装配式数字化施工管理计划。

智能搬运设备2包括信息处理装置，起重装置，运载装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的搬运控制系统；信息处理装置进行信息的识别、交流及存储。

智能装配设备1包括信息处理装置，至少2个抓举机器臂，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的装配控制系统。

智能喷灌设备3包括信息处理装置，汲取装置，喷灌装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的喷灌控制系统。

智能搬运设备、智能装配设备、智能喷灌设备均设有传感器，传感器方便于各个设备的定位和追踪，实现系统的数字化；RFID标签预先设置于待装部件内，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

数字化施工管理是以信息化网络为基础，运用空间的概念整合信息及资料库体系，是一种强调知识共享与更新的机制及过程，注重将原始资料经过整理、统计与分析后变成信息，通过传感器和RFID标签实现模卡墙体的数字化信息化。

建筑领域中以下几种情况是不可避免存在的：各种建筑物与地下混凝土工程的裂缝、伸缩缝、施工缝、结构缝的堵漏密封；地质钻探工程的钻井护壁堵漏加固；地铁、遂道、涵洞、污水处理池、砼裂缝渗漏水,带水堵漏；地下室、地下车库、地下通道、砼裂缝渗漏水,带水堵漏；屋面砼板裂缝、穿墙管、墙角、渗漏水,带水堵漏；砼构筑物、梁、柱、板结构裂缝，补强加固。这几种情况都需要进行灌浆。

灌浆设备大多结构复杂，市场上使用有中小型的手动灌浆设备，使用方便，操作移动便捷，结构轻盈，灌浆设备一般包括有底座、固定连接在底座上的搅拌桶及一体连接于底座并伸入穿设在搅拌筒内的搅拌杆；底座上安装有电动机，电动机驱动搅拌桶的底端上设置有灌浆泵和出料管，搅拌杆一端的侧壁固定连接在支撑用的支杆上，另一端穿插在搅拌桶内，在电动机驱动的驱动下搅拌杆对搅拌桶内的浆体进行搅拌并通过灌浆泵将水泥等浆体抽压入出料管，出料管安装有喷涂枪进行喷涂灌浆。

装配式建筑的优势是十分明显的；其一，节能，相对于传统建筑物它的外墙内保温和外墙外保温都是性能更好；其二，环保，工厂批量生产现场垃圾少同时噪音少；其三，节省模板，在工厂制作现场无需模板；其四，工期短，梁板柱都在工厂生产，省去绑扎钢筋、砌筑、抹灰等程序。装配式建筑是向着效率越来越高成本越来越低的方向发展的，所以说装配式建筑也是一种趋势。组合式模卡墙体就是一种典型的装配式墙体，包括左右边肋柱、上下端肋梁、中间肋柱、中间肋梁组合成为一个主体骨架和由多组内外面板带连接件组合成的模卡砌块，在构建主体骨架的过程中，逐步安装模卡砌块。组合式模卡墙体腹腔内注入填充料；模卡墙体各组成部件包括左右边肋柱、上下端肋梁、中间肋柱、中间肋梁均嵌入传感器和RFID标签。

智能控制系统还包括至少一台质量测评与验收设备，质量测评与验收设备包括信息处理装置、检测传感装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上各装置运行和协同工作的质检控制系统。质量测评与验收设备检测施工精度并测算误差范围，标定误差或整改点，进行评估。

智能搬运设备2的起重设备是一只或者两只机器臂，其机器臂的末端设置有夹持机构，夹持机构的运行受搬运控制系统控制。

在实际应用中，现有的搬运设备因为体积大、结构笨重，存在两方面的缺陷：第一个缺陷是因为设备笨重，因此电控系统必须具有较大的功率，并且具有较大的电力消耗和较昂贵的维护，近年发展了基于智能搬运机器人的自动拣选系统。机器人根据表单需要及库存信息，将装有表单商品的目标货架搬运到相应分拣站。分拣任务结束后机器人将货架送回指定位置。这种拣选方式相对人工方方式在效率和准确度上都有提高。为适应机器人搬运，货架的精度和稳定性都需要符合较高要求。因此各个使用场景的货架必须根据机器人的尺寸和运行环境定制。

智能装配设备1包括至少一台辅助安装机器人，辅助安装机器人的运行受装配控制系统控制。辅助安装机器人辅助装配，执行装配动作。

一种组合式墙体施工的智能控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，信息处理中心4按照设计施工图纸的要求并调取和比对预制构件生产信息，建立建筑信息管理模型；依次调用建筑信息管理库中装配式数字化施工管理相关信息，制定装配式数字化施工管理计划。

步骤二，智能搬运设备2识别组合式模卡墙体的各组成部件的规格和数量，选择并搬运所需部品部件，布料至墙体装配部位附近；

步骤三，智能装配设备1按照施工组织设计和设计施工图在该墙体部位进行部件组装和装配施工；

步骤四，部件组装和装配施工达到设计预定墙体匹数后，智能喷灌设备3将填充料注入组合式模卡墙体的腹腔内，并自动适配；

步骤五，搬运、装配、喷灌的工作流程形成流水节拍，循环往复，直至完成全部组合式模卡墙体的装配施工；搬运控制系统、装配控制系统和喷灌控制系统各自独立工作，又协同配合共同组成组合式模卡墙体施工的智能控制系统。

本发明中的一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法与现有技术相比，运用计算机、数字定位、自动导航、自动控制及可视化等技术将工程建设整个过程进行数字化、信息化、智能化、可视化。本发明中的一种组合式墙体施工的智能控制系统及控制方法明显减少施工现场作业人员，且完全不需要传统墙体施工方式中必不可少的外脚手架安装，显著提高了施工效率，提升了工程质量，降低了施工成本，而且施工灵活性增大，具备很好的经济社会效益。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种组合式墙体施工的智能控制系统，其特征在于：包括信息处理中心、智能搬运设备、智能装配设备、智能喷灌设备、传感器和RFID标签，其中：

智能搬运设备，所述的智能搬运设备包括信息处理装置，起重装置，运载装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上所述各装置运行和协同工作的搬运控制系统；

智能装配设备，所述的智能装配设备包括信息处理装置，至少2个抓举机器臂，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上所述各装置运行和协同工作的装配控制系统；

智能喷灌设备，所述的智能喷灌设备包括信息处理装置，汲取装置，喷灌装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上所述各装置运行和协同工作的喷灌控制系统；

智能搬运设备、智能装配设备、智能喷灌设备均设有传感器，RFID标签预先设置于待装部件内。

2.如权利要求1所述的一种组合式墙体施工的智能控制系统，其特征在于：所述的智能控制系统还包括至少一台质量测评与验收设备，所述质量测评与验收设备包括信息处理装置、检测传感装置，升降及行走装置，定位及导航装置，以及以上所述各装置运行和协同工作的质检控制系统。

3.如权利要求1所述的一种组合式墙体施工的智能控制系统，其特征在于：所述的智能搬运设备的起重设备是一只或者两只机器臂，其所述机器臂的末端设置有夹持机构，所述夹持机构的运行受搬运控制系统控制。

4.如权利要求1所述的一种组合式墙体施工的智能控制系统，其特征在于：所述的智能装配设备包括至少一台辅助安装机器人，所述辅助安装机器人的运行受装配控制系统控制。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种组合式墙体施工的智能控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，信息处理中心按照设计施工图纸的要求并调取和比对预制构件生产信息，建立建筑信息管理模型；依次调用建筑信息管理库中装配式数字化施工管理相关信息，制定装配式数字化施工管理计划；

步骤二，智能搬运设备识别组合式模卡墙体的各组成部件，选择并搬运所需部品部件，就近布料至墙体装配部位；

步骤三，智能装配设备按照设计施工图在该墙体部位进行部件组装和装配施工；

步骤四，部件组装和装配施工达到设计预定墙体匹数后，智能喷灌设备将填充料注入所述组合式模卡墙体的腹腔内，并自动适配；

步骤五，搬运、装配、喷灌的工作流程形成流水节拍，循环往复，直至完成全部组合式模卡墙体的装配施工；搬运控制系统、装配控制系统和喷灌控制系统各自独立工作，又协同配合共同组成组合式模卡墙体施工的智能控制系统。

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