CN112809904A - 一种管桩布料系统及其布料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管桩布料系统，包括位置检测单元、导轨、布料机和控制器；所述位置检测单元和布料机设于所述导轨上，所述控制器分别与所述位置检测单元和布料机连接；所述布料机包括称重单元、行走机构、下料机构和成型机构，所述称重单元和下料机构均设于所述行走机构上，所述成型机构设于所述下料机构的下方，所述下料机构内设有双轴搅拌装置，所述控制器通过控制所述双轴搅拌装置的转速控制所述布料机的布料量。本发明还公开了一种布料方法。采用本发明，不仅具备自动均匀布料的功能，而且适用制造不同规格的管桩，降低了工作人员的劳动强度，提高了布料的速度和产品的合格率。

Description

一种管桩布料系统及其布料方法

技术领域

本发明涉及混凝土布料技术领域，尤其涉及一种管桩布料系统及其布料方法。

背景技术

现有的管桩布料设备大多由混凝土泵送装置、管桩模具和运输装置组成，运输装置带动管桩模具移动，在管桩模具移动的过程中，完成布料过程。其中，由于混凝土料出料速度并不是均匀不变的，操作人员需要通过眼睛观察下料量来控制管桩模具的移动速度，因此实现均匀布料需要操作人员具备丰富的操作经验，但由于主观判断的不确定性，生产过程中多存在下料量不均匀、反复多次布料、劳动强度大等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种管桩布料系统，能够自动均匀布料，只需要一次布料即可满足后续自动作业中布料均匀的要求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种管桩布料系统，包括位置检测单元、导轨、布料机和控制器；所述位置检测单元和布料机设于所述导轨上，所述控制器分别与所述位置检测单元和布料机连接；所述布料机包括称重单元、行走机构、下料机构和成型机构，所述称重单元和下料机构均设于所述行走机构上，所述成型机构设于所述下料机构的下方，所述下料机构内设有双轴搅拌装置，所述控制器通过控制所述双轴搅拌装置的转速控制所述布料机的布料量。

进一步地，所述下料机构包括第一导引斗、储料斗、支架和驱动装置；所述第一导引斗和储料斗均设置为上下两端开口，所述第一导引斗、储料斗和支架依次固定连接，所述双轴搅拌装置设于所述储料斗内，所述驱动装置设于所述支架上，所述驱动装置分别与所述双轴搅拌装置和控制器连接。

进一步地，所述双轴搅拌装置包括第一轴搅拌器和第二轴搅拌器，所述驱动装置包括异步电机、第一减速电机、联轴器和同步带轮；所述第一轴搅拌器和第二轴搅拌器通过所述同步带轮连接，所述第二轴搅拌器、联轴器、第一减速电机和异步电机依次连接，所述异步电机与所述控制器连接。

进一步地，所述第一轴搅拌器和第二轴搅拌器均包括轴体和多个四叶搅拌器，所述四叶搅拌器包括第一叶片、第二叶片和固定件；所述第一叶片和第二叶片均为长方体，所述第一叶片与所述固定件一体成型，所述第二叶片与所述固定件固定连接，所述第一叶片与所述第二叶片形成90度角。

进一步地，所述第一叶片的长、宽、厚度之比为225-275：120-150：5-15，所述第二叶片的长、宽、厚度之比为225-275：130-160：5-15；所述第一轴搅拌器的轴心与所述第二轴搅拌器的轴心平行设置于同一水平面，所述第一轴搅拌器的轴心与所述第二轴搅拌器的轴心之间的距离为310-330mm。

进一步地，所述下料机构还包括开门卸料装置，所述开门卸料装置包括第二减速电机、开合气缸、连接杆、卸料门和第二导引斗；所述第二导引斗设置为上下两端开口，所述第二导引斗设于所述储料斗下方并与所述支架固定连接，所述第二减速电机设于所述第一导引斗侧壁上，所述开合气缸和连接杆设于所述支架上，所述卸料门设于所述储料斗的下端开口处并与之相适配，所述开合气缸贯穿所述第二导引斗侧壁并与所述卸料门连接，所述开合气缸通过所述连接杆与所述第二减速电机连接，所述第二减速电机与所述控制器连接。

进一步地，所述成型机构包括成型斗、拉伸杆和第三减速电机；所述成型斗与所述支架固定连接，所述第三减速电机设于所述成型斗上，所述成型斗包括第一成型体和第二成型体，所述第一成型体和第二成型体通过所述拉伸杆连接，所述拉伸杆与所述第三减速电机连接，所述第三减速电机与所述控制器连接。

进一步地，所述行走机构包括行走架、驱动电机、传动轴和滚轮；所述滚轮和驱动电机设于所述行走架下方，所述滚轮通过所述传动轴与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述控制器连接；所述第一导料斗贯穿所述行走架，所述称重单元设于所述第一导引斗与所述行走架的连接处，所述称重单元与所述控制器连接。

进一步地，所述管桩布料系统还包括管桩模具，所述管桩模具包括管桩模具本体和模具行走架，所述管桩模具本体设于所述模具行走架上，所述模具行走架与所述控制器连接。

相应地，本发明还提供了一种布料方法，包括如下步骤：

步骤1，将管桩模具移动至布料工位；

步骤2，对布料机进行装料；

步骤3，所述布料机装满料后移动至所述布料工位的初始端，位置检测单元向控制器发送到位信号；

步骤4，所述控制器接收到所述到位信号后驱动开合气缸和双轴搅拌装置动作，所述开合气缸带动卸料门打开，所述双轴搅拌装置搅碎储料斗中的混凝土，所述布料机向所述管桩模具的第一个区域布料；

步骤5，根据布料量控制所述双轴搅拌装置的转速，以控制布料机的布料量；

步骤6，所述管桩模具的第一个区域布料完后，所述布料机在导轨上移动至所述管桩模具的下一个区域继续布料；

步骤7，当布料完所述管桩模具后，所述管桩模具中各个区域布料时所述双轴搅拌装置的转速设置完成；

步骤8，所述布料机根据设置好的转速进行后续的自动布料作业。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明中，所述控制器控制所述行走机构移动，所述布料机到达布料工位后所述位置检测单元向所述控制器发送到位信号，所述控制器控制所述布料机布料，所述控制器通过控制所述双轴搅拌装置的转速来控制所述布料机的布料量，从而实现自动布料；首次布料时，通过所述控制器控制所述双轴搅拌装置的转速，以控制所述布料机的布料量，完成首段管桩模具布料后，所述布料机可根据首次布料时所设置的参数进行后续的自动均匀布料，同时能够适用制造不同规格的管桩。

附图说明

图1是本发明中布料机的结构示意图；

图2是本发明中布料机的侧面示意图；

图3是图1的下料机构的部分示意图；

图4是图1的下料机构的剖析图；

图5是图4的第一叶片和固定件的组合示意图；

图6是图4的第二叶片的结构示意图；

图7是图1的成型机构的结构示意图；

图8是图1的行走机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

结合图1所示，本发明提供了一种管桩布料系统，包括位置检测单元、导轨、布料机和控制器；所述位置检测单元和布料机设于所述导轨上，所述控制器分别与所述位置检测单元和布料机连接；所述布料机包括称重单元4、行走机构3、下料机构1和成型机构2，所述称重单元4和下料机构1均设于所述行走机构3上，所述成型机构2设于所述下料机构1的下方，所述下料机构1内设有双轴搅拌装置10，所述控制器通过控制所述双轴搅拌装置10的转速控制所述布料机的布料量。

需要说明的是：所述控制器控制所述行走机构3移动，所述布料机到达布料工位后所述位置检测单元向所述控制器发送到位信号，所述控制器控制所述布料机布料，所述控制器通过控制所述双轴搅拌装置10的转速来控制所述布料机的布料量，从而实现自动布料；首次布料时，通过所述控制器控制所述双轴搅拌装置10的转速，以控制所述布料机的布料量，完成首段管桩模具布料后，所述布料机可根据首次布料时所设置的参数进行后续的自动均匀布料。其中所述位置检测单元优选为位置传感器。

结合图1-图3所示，所述下料机构1包括第一导引斗11、储料斗12、支架 13和驱动装置14；所述第一导引斗11和储料斗12均设置为上下两端开口，所述第一导引斗11、储料斗12和支架13依次固定连接，所述双轴搅拌装置10设于所述储料斗12内，所述驱动装置14设于所述支架13上，所述驱动装置13 分别与所述双轴搅拌装置10和控制器连接。所述双轴搅拌装置10包括第一轴搅拌器101和第二轴搅拌器102，所述驱动装置14包括异步电机141、第一减速电机142、联轴器143和同步带轮；所述第一轴搅拌器101和第二轴搅拌器102通过所述同步带轮连接，所述第二轴搅拌器102、联轴器143、第一减速电机142和异步电机141依次连接，所述异步电机141与所述控制器连接。

其中，所述第一减速电机142优选为圆柱齿轮减速电机，所述控制器通过所述异步电机141、第一减速电机142、联轴器143和同步带轮控制所述第一轴搅拌器101和第二轴搅拌器102的转速。

结合图4-图6所示，所述第一轴搅拌器101和第二轴搅拌器102均包括轴体103和多个四叶搅拌器104，所述四叶搅拌器104包括第一叶片105、第二叶片106和固定件107；所述第一叶片105和第二叶片107均为长方体，所述第一叶片105与所述固定件106一体成型，所述第二叶片107与所述固定件106固定连接，所述第一叶片105与所述第二叶片107形成90度角。

需要说明的是，所述四叶搅拌器104如上设置是为了通过改变四叶搅拌器 104的转速来改变附着在所述四叶搅拌器104叶片上的混凝土的离心力：当所述四叶搅拌器104的转速增大时，所述混凝土的离心力减小，所述混凝土不易落下；当所述四叶搅拌器104的转速减少时，所述混凝土的离心力增大，所述混凝土容易掉下。因此通过改变所述双轴搅拌装置10转速能够改变所述布料机的布料量。

所述第一叶片105的长、宽、厚度之比为225-275：120-150：5-15，所述第二叶片107的长、宽、厚度之比为225-275：130-160：5-15。

需要说明的是，由于混凝土具有一定的稠度和混凝土中存在一定量的沙石，为了能够充分搅拌不同和易性的混凝土，进而增加混凝土后期硬化的密实性和避免沙石沉积，同时为了避免所述四轴搅拌器104的叶片在搅拌时发生变形，所述第一叶片105和第二叶片107的长、宽、厚度之比如上设置。优选地，所述第一叶片105的长、宽、厚度为250mm、135mm、10mm，所述第二叶片107的长、宽、厚度为250mm、145mm、10mm。

所述第一轴搅拌器101的轴心与所述第二轴搅拌器102的轴心平行设置于同一水平面，所述第一轴搅拌器101的轴心与所述第二轴搅拌器102的轴心之间的距离为310-330mm。

需要说明的是，由于混凝土具有一定的流动性，所述第一轴搅拌器101的轴心与所述第二轴搅拌器102的轴心之间的距离如上设置是为了避免两根轴体 103相离太近导致混凝土不易落下，同时为了避免两根轴体103相离太远导致混凝土轻易落下，进而造成改变所述双轴搅拌装置10的转速时所述布料机的布料量的改变不明显。优选地，所述第一轴搅拌器101的轴心与所述第二轴搅拌器 102的轴心之间的距离为320mm。

结合图1-图4所示，所述下料机构1还包括开门卸料装置15，所述开门卸料装置15包括第二减速电机151、开合气缸152、连接杆153、卸料门和第二导引斗154；所述第二导引斗154设置为上下两端开口，所述第二导引斗154设于所述储料斗12下方并与所述支架13固定连接，所述第二减速电机151设于所述第一导引斗11侧壁上，所述开合气缸152和连接杆153设于所述支架13上，所述卸料门设于所述储料斗12的下端开口处并与之相适配，所述开合气缸152 贯穿所述第二导引斗154侧壁并与所述卸料门连接，所述开合气缸152通过所述连接杆153与所述第二减速电机151连接，所述第二减速电机151与所述控制器连接。

其中，所述第二减速电机151优选为斜齿轮减速电机，所述控制器通过所述第二减速电机151、连接杆153和开合气缸152控制所述卸料门的开合。

结合图1和图7所示，所述成型机构2包括成型斗21、拉伸杆22和第三减速电机23；所述成型斗21与所述支架13固定连接，所述第三减速电机23设于所述成型斗21上，所述成型斗21包括第一成型体211和第二成型体212，所述第一成型体211和第二成型体212通过所述拉伸杆22连接，所述拉伸杆22与所述第三减速电机23连接，所述第三减速电机23与所述控制器连接。

需要说明的是，所述第三减速电机23优选为斜齿轮减速电机，所述控制器通过所述第三减速电机23和拉伸杆22控制所述第一成型体211和第二成型体 212的展开和缩合，以改变所述成型斗21的下端开口形状的大小：当制造外径和壁厚都小的管桩时，需要适当降低所述双轴搅拌装置10的转速和减小所述成型斗21的形状；当制造外径小和壁厚大的管桩时，需要适当增加所述双轴搅拌装置10的转速和减小所述成型斗21的形状；当制造外径大和壁厚小的管桩时，需要适当降低所述双轴搅拌装置10的转速和增大所述成型斗21的形状；当制造外径和壁厚都大的管桩时，需要适当增加所述双轴搅拌装置10的转速和增大所述成型斗21的形状。因此本发明适用制造不同规格的管桩，具体情况根据实际情况操作。

结合图1和图8所示，所述行走机构3包括行走架31、驱动电机32、传动轴33和滚轮34；所述滚轮34和驱动电机32设于所述行走架31下方，所述滚轮34通过所述传动轴33与所述驱动电机32连接，所述驱动电机32与所述控制器连接；所述第一导料斗11贯穿所述行走架31，所述称重单元4设于所述第一导引斗11与所述行走架31的连接处，所述称重单元4与所述控制器连接。

其中，所述称重单元4优选为称重传感器，所述控制器通过所述驱动电机 32、传动轴33和滚轮34控制所述布料机在所述导轨上移动，所述称重传感器4 用于检测所述下料机构1中的混凝土的重量，并实时反馈给所述控制器。

所述管桩布料系统还包括管桩模具，所述管桩模具包括管桩模具本体和模具行走架，所述管桩模具本体设于所述模具行走架上，所述模具行走架与所述控制器连接，所述控制器能够控制所述管桩模具移动。

相应地，本发明还提供了一种布料方法，包括如下步骤：

步骤1，将管桩模具移动至布料工位；

步骤2，对布料机进行装料；

步骤3，所述布料机装满料后移动至所述布料工位的初始端，位置检测单元向控制器发送到位信号；

步骤4，所述控制器接收到所述到位信号后驱动开合气缸和双轴搅拌装置动作，所述开合气缸带动卸料门打开，所述双轴搅拌装置搅碎储料斗中的混凝土，所述布料机向所述管桩模具的第一个区域布料；

步骤5，根据布料量控制所述双轴搅拌装置的转速，以控制布料机的布料量；

步骤6，所述管桩模具的第一个区域布料完后，所述布料机在导轨上移动至所述管桩模具的下一个区域继续布料；

步骤7，当布料完所述管桩模具后，所述管桩模具中各个区域布料时所述双轴搅拌装置的转速设置完成；

步骤8，所述布料机根据设置好的转速进行后续的自动布料作业。

需要说明的是，所述管桩模具中各个区域等于所述成型斗的长度，首次布料时，通过所述控制器控制所述双轴搅拌装置10的转速，以控制所述布料机的布料量，完成首段管桩模具布料后，所述布料机可根据首次布料时所设置的参数进行后续的自动均匀布料，因此可根据不同规格的管桩所需的布料量而设置不同的参数，结合上述成型机构2的功能，能够适用制造不同规格的管桩。

综上所述，本发明不仅具备自动均匀布料的功能，而且适用制造不同规格的管桩，降低了工作人员的劳动强度，提高了布料的速度和产品的合格率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，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。

Claims (10)

1.一种管桩布料系统，其特征在于，包括位置检测单元、导轨、布料机和控制器；

所述位置检测单元和布料机设于所述导轨上，所述控制器分别与所述位置检测单元和布料机连接；

所述布料机包括称重单元、行走机构、下料机构和成型机构，所述称重单元和下料机构均设于所述行走机构上，所述成型机构设于所述下料机构的下方，所述下料机构内设有双轴搅拌装置，所述控制器通过控制所述双轴搅拌装置的转速控制所述布料机的布料量。

2.根据权利要求1所述的管桩布料系统，其特征在于，所述下料机构包括第一导引斗、储料斗、支架和驱动装置；

所述第一导引斗和储料斗均设置为上下两端开口，所述第一导引斗、储料斗和支架依次固定连接，所述双轴搅拌装置设于所述储料斗内，所述驱动装置设于所述支架上，所述驱动装置分别与所述双轴搅拌装置和控制器连接。

3.根据权利要求2所述的管桩布料系统，其特征在于，所述双轴搅拌装置包括第一轴搅拌器和第二轴搅拌器，所述驱动装置包括异步电机、第一减速电机、联轴器和同步带轮；

所述第一轴搅拌器和第二轴搅拌器通过所述同步带轮连接，所述第二轴搅拌器、联轴器、第一减速电机和异步电机依次连接，所述异步电机与所述控制器连接。

4.根据权利要求3所述的管桩布料系统，其特征在于，所述第一轴搅拌器和第二轴搅拌器均包括轴体和多个四叶搅拌器，所述四叶搅拌器包括第一叶片、第二叶片和固定件；

所述第一叶片和第二叶片均为长方体，所述第一叶片与所述固定件一体成型，所述第二叶片与所述固定件固定连接，所述第一叶片与所述第二叶片形成90度角。

5.根据权利要求4所述的管桩布料系统，其特征在于，所述第一叶片的长、宽、厚度之比为225-275：120-150：5-15，所述第二叶片的长、宽、厚度之比为225-275：130-160：5-15；

所述第一轴搅拌器的轴心与所述第二轴搅拌器的轴心平行设置于同一水平面，所述第一轴搅拌器的轴心与所述第二轴搅拌器的轴心之间的距离为310-330mm。

6.根据权利要求2所述的管桩布料系统，其特征在于，所述下料机构还包括开门卸料装置，所述开门卸料装置包括第二减速电机、开合气缸、连接杆、卸料门和第二导引斗；

所述第二导引斗设置为上下两端开口，所述第二导引斗设于所述储料斗下方并与所述支架固定连接，所述第二减速电机设于所述第一导引斗侧壁上，所述开合气缸和连接杆设于所述支架上，所述卸料门设于所述储料斗的下端开口处并与之相适配，所述开合气缸贯穿所述第二导引斗侧壁并与所述卸料门连接，所述开合气缸通过所述连接杆与所述第二减速电机连接，所述第二减速电机与所述控制器连接。

7.根据权利要求2所述的管桩布料系统，其特征在于，所述成型机构包括成型斗、拉伸杆和第三减速电机；

所述成型斗与所述支架固定连接，所述第三减速电机设于所述成型斗上，所述成型斗包括第一成型体和第二成型体，所述第一成型体和第二成型体通过所述拉伸杆连接，所述拉伸杆与所述第三减速电机连接，所述第三减速电机与所述控制器连接。

8.根据权利要求2所述的管桩布料系统，其特征在于，所述行走机构包括行走架、驱动电机、传动轴和滚轮；

所述滚轮和驱动电机设于所述行走架下方，所述滚轮通过所述传动轴与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述控制器连接；

所述第一导料斗贯穿所述行走架，所述称重单元设于所述第一导引斗与所述行走架的连接处，所述称重单元与所述控制器连接。

9.根据权利要求1所述的管桩布料系统，其特征在于，还包括管桩模具，所述管桩模具包括管桩模具本体和模具行走架，所述管桩模具本体设于所述模具行走架上，所述模具行走架与所述控制器连接。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的管桩布料系统的布料方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将管桩模具移动至布料工位；

步骤2，对布料机进行装料；

步骤3，所述布料机装满料后移动至所述布料工位的初始端，位置检测单元向控制器发送到位信号；

步骤4，所述控制器接收到所述到位信号后驱动开合气缸和双轴搅拌装置动作，所述开合气缸带动卸料门打开，所述双轴搅拌装置搅碎储料斗中的混凝土，所述布料机向所述管桩模具的第一个区域布料；

步骤5，根据布料量控制所述双轴搅拌装置的转速，以控制布料机的布料量；

步骤6，所述管桩模具的第一个区域布料完后，所述布料机在导轨上移动至所述管桩模具的下一个区域继续布料；

步骤7，当布料完所述管桩模具后，所述管桩模具中各个区域布料时所述双轴搅拌装置的转速设置完成；

步骤8，所述布料机根据设置好的转速进行后续的自动布料作业。

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