CN113565720B - 用于确定泵送方量的方法、处理器、装置及泵车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于确定泵送方量的方法、处理器、装置及泵车。本发明应用于泵车，所述泵车包括砼缸和臂架，通过获取所述砼缸的运动次数、泵送行程信息、混凝土的种类和所述臂架的臂架姿态；根据所述运动次数及所述泵送行程信息确定第一泵送方量；根据所述种类及所述臂架姿态确定泵送损失方量；根据所述第一泵送方量及所述泵送损失方量确定实际泵送方量。由于S管在换向过程中会因压差导致混凝土从臂架回流至料斗中，通过计算泵送损失方量，并根据泵送损失方量计算实际泵送方量，减小了混凝土的实际泵送方量的计算误差。

Description

用于确定泵送方量的方法、处理器、装置及泵车

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，具体地涉及一种用于确定泵送方量的方法、处理器、装置及泵车。

背景技术

混凝土泵车实际的泵送方量与泵车使用者的工作量结算、施工方和监理方对建筑质量的把控以及泵送智能布料均有关联，因此对泵送方量的准确监测对较大的意义及较高的实用价值。

现有技术中，混凝土的泵送方量是根据混凝土砼缸的体积和砼缸总的运动次数计算确定，或者根据出料口的体积确定，得到的泵送方量的误差较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于确定泵送方量的方法、处理器、装置及泵车，旨在解决现有技术中混凝土的泵送方量的计算误差较大的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于确定泵送方量的方法，应用于泵车，泵车包括砼缸和臂架，用于确定泵送方量的方法包括以下步骤：

获取砼缸的运动次数、泵送行程信息、混凝土的种类和臂架的臂架姿态；

根据运动次数及泵送行程信息确定第一泵送方量；

根据种类及臂架姿态确定泵送损失方量；

根据第一泵送方量及泵送损失方量确定实际泵送方量。

本发明实施例中，根据种类及臂架姿态确定泵送损失方量，包括：

根据臂架姿态确定臂架的最高点的高度；

根据种类和高度确定单次换向的损失方量；

将所有的单次换向的损失方量累加，以得到泵送损失方量。

本发明实施例中，根据种类和高度确定单次换向的损失方量，包括：

确定与种类对应的曲线函数；

根据高度及种类对应的曲线函数确定单次换向的损失方量。

本发明实施例中，用于确定泵送方量的方法还包括：

对不同种类的混凝土进行泵送测试，以得到泵送测试数据，其中，泵送测试数据包括测试的单次换向的损失方量、测试的臂架的最高点的高度和单次换向的实际损失方量；

根据泵送测试数据和最小二乘法拟合出不同种类的混凝土的测试的单次换向的损失方量和测试的臂架的最高点的高度的曲线函数。

本发明实施例中，泵车还包括砼管、S管、摆缸和混凝土的输送管，根据种类和高度确定单次换向的损失方量，包括：

获取砼管的砼管直径、摆缸的换向时间及输送管的长度；

根据种类确定混凝土的密度和坍落度；

根据密度和高度确定输送管内的压力差；

根据密度、坍落度、压力差、砼管直径及长度确定混凝土的流速；

确定换向时间内砼缸的截面中未与S管的截面相交的部分的面积；

根据面积、流速及换向时间确定单次换向的损失方量。

本发明实施例中，单次换向的损失方量根据以下公式得到：

其中，V_0i为单次换向的损失方量，S(t)为面积，ν为流速，t为换向时间。

本发明实施例中，泵车还包括臂架砼管，用于确定泵送方量的方法还包括：

确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量；

根据第一泵送方量、泵送损失方量及第一留存方量确定实际泵送方量。

本发明实施例中，确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量，包括：

根据臂架姿态确定臂架的最高点所在的第一节臂；

确定从第一节臂至末节臂的所有节臂中是否存在处于仰姿态的节臂；

在所有节臂中存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定处于仰姿态的节臂的最高点；

确定所有节臂中与处于仰姿态的节臂的最高点在同一水平面的第二节臂；

获取第二节臂与水平面的夹角；

根据夹角确定第二节臂中混凝土的第一输送体积；

根据第一输送体积确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

本发明实施例中，用于确定泵送方量的方法还包括：

在所有节臂中不存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定所有节臂与水平面的夹角是否均小于0；

在所有节臂与水平面的夹角均小于0的情况下，确定从首节臂至第一节臂的每一个节臂中混凝土的第二输送体积；

将每一个节臂中混凝土的第二输送体积累加，以得到臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

本发明实施例中，用于确定泵送方量的方法还包括：

在所有节臂中不存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定所有节臂与水平面的夹角是否均等于0；

在所有节臂与水平面的夹角均等于0的情况下，确定从首节臂至末节臂的每一个节臂中混凝土的第三输送体积；

将每一个节臂的混凝土的第三输送体积累加，以得到臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

本发明实施例中，泵车还包括下车砼管，用于确定泵送方量的方法还包括：

获取下车砼管中混凝土的第二留存方量及臂架砼管中混凝土的第一损失方量；

根据第一泵送方量、泵送损失方量、第一留存方量、第二留存方量及第一损失方量确定实际泵送方量。

本发明实施例中，泵车还包括料斗，用于确定泵送方量的方法还包括：

获取料斗中的混凝土方量；

将实际泵送方量与混凝土方量求和，以得到总泵送方量。

本发明第二方面提供一种处理器，被配置成执行上述的用于确定泵送方量的方法。

本发明第三方面提供一种用于确定泵送方量的装置，应用于泵车，泵车包括砼缸和臂架，用于确定泵送方量的装置包括：

计数器，用于采集砼缸的运动次数；

位移传感器，用于采集泵送行程信息；

倾角传感器，设置于臂架的根部，用于测量臂架与水平面之间的夹角，以得到臂架的臂架姿态；

上述的处理器。

本发明第四方面提供一种泵车，包括上述的用于确定泵送方量的装置。

通过上述技术方案，通过获取砼缸的运动次数、泵送行程信息、混凝土的种类和臂架的臂架姿态；根据运动次数及泵送行程信息确定第一泵送方量；根据种类及臂架姿态确定泵送损失方量；根据第一泵送方量及泵送损失方量确定实际泵送方量。由于S管在换向过程中会因压差导致混凝土从臂架回流至料斗中，通过计算泵送损失方量，并根据泵送损失方量计算实际泵送方量，减小了混凝土的实际泵送方量的计算误差。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明用于确定泵送方量的方法一实施例的流程示意图；

图2是本发明实施例涉及的泵送单元的结构示意图；

图3是本发明实施例涉及的泵车的结构示意图；

图4是本发明实施例涉及的不同臂架姿态下的泵车布料示意图；

图5是本发明实施例涉及的泵送单元中S管的换向图；

图6是本发明实施例中S管换向过程中面积的示意图；

图7是本发明用于确定泵送方量的方法另一实施例的流程示意图；

图8是图7中臂架姿态一实施例的示意图；

图9是图7中臂架姿态另一实施例的示意图；

图10是图7中臂架姿态又一实施例的示意图。

附图标号说明：

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1为本发明用于确定泵送方量的方法一实施例的流程示意图。参照图1，在发明本实施例中，用于确定泵送方量的方法应用于泵车，泵车包括砼缸和臂架，用于确定泵送方量的方法可以包括以下步骤：

S10：获取砼缸的运动次数、泵送行程信息、混凝土的种类和臂架的臂架姿态。

一并参照图2至图5，图2是本发明实施例涉及的泵送单元的结构示意图，图3是本发明实施例涉及的泵车的结构示意图，图4是本发明实施例涉及的不同臂架姿态下的泵车布料示意图，图5是本发明实施例涉及的泵送单元中S管的换向图。泵送原理如下：混凝土经搅拌车倾倒至泵车的料斗1内，通过第一泵送油缸6和第二泵送油缸7带动第一砼缸4和第二砼缸5内的活塞做往复运动，将料斗1内的混凝土吸入至第一砼缸4或第二砼缸5中，再通过摆缸3驱动S管2左右换向，保证往复交替运动的活塞将第一砼缸4或第二砼缸5中的混凝土通过S管2运输到下车砼管8中，再由下车砼管8运输至臂架系统9上的臂架砼管10中，直至混凝土从臂架上的末端砼管的管口流出。随着泵送油缸和摆缸不停的配合运动，源源不断地将料斗1内的混凝土输送至臂架末端砼管的管口，至指定的布料位置混凝土流出，进行现场浇筑。即泵送过程中混凝土通过砼缸内的活塞往复堆积，经S管2、下车砼管8、臂架砼管10直至末端软管挤出。其中砼缸运动往复一次、S管2换向一次，交替进行，两者不同时工作。实际在施工现场，需要对某点进行定点浇筑已知方量的混凝土，然后再将臂架移至其它定点浇筑位置。现有技术中在计算混凝土的泵送方量时，未考虑到S管2换向过程中，因压差导致混凝土从臂架系统9回流至料斗1中的混凝土的量，整体误差较大。

混凝土进入料斗后，第一砼缸4和第二砼缸5内的活塞交替往复运动，当S管2在第一砼缸4一侧时，第一砼缸4内的活塞向前运动，推动第一砼缸4内的混凝土通过S管2挤入下车砼管8中；第二砼缸5内的活塞向后运动，将料斗1内的混凝土吸入第二砼缸5内，第一砼缸4中的活塞向前运动到位，即顶到料斗1的眼镜环位置，第一砼缸4中的混凝土全部挤入S管2中；第二砼缸5中的活塞向后运动到位，即到达活塞运动后点，第二砼缸5吸满混凝土。然后摆缸3推动S管2开始换向，使S管2由与第一砼缸4对接旋转至与第二砼缸5对接。S管换向过程中第一砼缸4和第二砼缸5内的活塞不运动。此时，第一砼缸4中的活塞处于前位，第二砼缸5的活塞处于后位，S管2与下车砼管8中均有混凝土。在S管2旋转换向过程中，S管2会与第二砼缸5及料斗1形成连通(也可考虑S管2与第一砼缸4的活塞前位及料斗1之间形成连通)，对于第二砼缸5和S管2的交界面，一侧是料斗1中混凝土对其产生的压强，另一侧是由S管2、下车砼管8及臂架砼管10内的混凝土对该交界面产生的压强，一般情况下S管2、下车砼管8及臂架砼管10内的混凝土产生的压强会大于料斗1侧产生的压强，因为下车砼管8的最高点在转台附近就已经高出料斗1容积的高点，就会有S管2、下车砼管8及臂架砼管10内的混凝土通过图5所示的回流处回流出至料斗1内，直至S管2切换完成，回流终止。该过程影响实际混凝土的泵送方量，从而影响混凝土的泵送效率。混凝土的回流量与混凝土的物性参数如坍落度等相关，与臂架砼管10内的混凝土和料斗1内混凝土之间的压强差相关，与S管2的摆动切换时间相关。混凝土的坍落度越大，泵送回流量越大；砼管和料斗1之间的压差越大，回流量越大；摆动切换时间越短，速度越快，回流量越小。

换向回流的混凝土量与回流分界处的压强差相关，即与混凝土的种类、臂架砼管10的最高点与料斗1的容积高位的高度差、S管2的摆动切换速度相关。通常，混凝土的种类可以通过混凝土的标号或坍落度区分。S管2的摆动切换速度根据摆缸3的选型设计确定，是固定值(后续也可考虑随负载修正)。臂架砼管10的最高点可以根据臂架姿态确定。

应当理解的是，泵车的臂架为多节臂架形式，其臂架姿态呈现为多段折线，假设泵车共有m条臂架，泵车每条臂架的长度分别为[L₁,L₂…L_m]，每条臂架的根部位置安装一个倾角传感器，测量臂架与水平面之间的夹角，以臂架水平为界限，臂头向上倾角为正，臂头向下倾角为负，倾角范围为(-180°,180°)，每条臂架所搭载的砼管对应的混凝土的输送体积也是已知的[P₁,P₂…P_m]，得到当前臂架姿态下每条臂架的角度[θ₁,θ₂…θ_m]，臂架回转中心离砼缸圆心水平面的高度减去料斗高位与砼缸圆心的高度差为H₀。臂架最高点的高度可以通过公式

计算，同时求解出当前的j值，即第j条臂架的末端为当前臂架姿态下的最高点。

S20：根据运动次数及泵送行程信息确定第一泵送方量；

在一个示例中，泵送行程信息包括行程到位率，第一泵送方量可以根据以下公式得到：

其中，V_i为第一泵送方量，D为砼缸的缸内径，M为砼缸的长度，ε_k为砼缸第K次运动的行程到位率，n为砼缸的运动次数。

应当理解的是，行程到位率可以通过安装在砼缸上的位移传感器测量，砼缸的运动次数可以通过计数器统计。

在另一个示例中，泵送行程信息包括泵送的活塞有效行程，第一泵送方量的计算方法可以参考中国专利申请号：CN202010808871.1，发明名称为：用于确定泵送设备的泵送方量的方法和装置及泵送设备，的专利中记载的：通过确定每次泵送的活塞有效行程，基于每次泵送的活塞有效行程、泵送设备的砼缸面积和砼缸的运动次数，确定第一泵送方量。

当然，第一泵送方量的计算方法还可以是现有技术中的其他计算方法，本发明实施例对此不加以限制。

S30：根据种类及臂架姿态确定泵送损失方量。

具体地，可以根据臂架姿态确定臂架的最高点的高度；根据种类和高度确定单次换向的损失方量；将所有的单次换向的损失方量累加，以得到泵送损失方量。

应当理解的是，单次换向的损失方量指S管换向一次的损失方量，泵送损失方量指整个泵送过程中因S管换向导致的损失方量。

在一个示例中，可以确定与种类对应的曲线函数；根据高度及种类对应的曲线函数确定单次换向的损失方量。

在确定混凝土的种类对应的曲线函数之前，需要建立不同种类的混凝土的曲线函数。可以通过对泵送测试数据进行拟合或查表的方式建立单次换向的损失方量与臂架最高点的高度、混凝土的种类之间的关系，录入泵车终端系统中，再结合现场混凝土的种类和实时臂架姿态，得到每次泵送过程中混凝土的损失方量。泵送损失方量为n次换向的损失方量之和，其中，n为左右砼缸的运动的次数。泵送过程中混凝土的种类是确定不变的，臂架最高点的高度和单次换向的损失方量存在一一对应的关系，由此可以通过曲线拟合的方式找到损失方量和高度之间的函数关系。

具体地，可以对不同种类的混凝土进行泵送测试，以得到泵送测试数据，其中，泵送测试数据包括测试得到的单次换向的损失方量、测试得到的臂架的最高点的高度和单次换向的实际损失方量；对测试得到的单次换向的损失方量和测试得到的臂架的最高点的高度进行多项式拟合；基于单次换向的实际损失方量及最小二乘法确定多项式的系数，以得到不同种类的混凝土的曲线函数。

曲线拟合常用的方式为多项式拟合即y＝f(x)的近似曲线为y＝ax^m+bx^m-1+cx^m-2+……+δx+c₀，y表示曲线拟合点的测试得到的单次换向的损失方量，x表示测试得到的臂架当前最高点的高度，采用最小二乘法进行优化拟合，在测试得到的单次换向的损失方量与测量得到的单次换向的实际损失方量的差值的平方和最小的情况下，得到多项式的系数a、b、c、δ以及c₀，进而得到所有种类的混凝土的曲线函数，并保存至泵车终端系统中。

在确定了当前泵送的混凝土的种类和臂架的最高点的高度之后，从泵车终端系统中查找该种类对应的曲线函数，再将当前泵送的臂架的最高点的高度代入至该曲线函数中，得到当前泵送过程中单次换向的损失方量。

在另一个示例中，泵车还包括砼管、S管、摆缸和混凝土的输送管，可以获取砼管的砼管直径、摆缸的换向时间及输送管的长度；根据种类确定混凝土的密度和坍落度；根据密度和高度确定输送管内的压力差；根据密度、坍落度、压力差、砼管直径及长度确定混凝土的流速；确定换向时间内砼缸的截面中未与S管的截面相交的部分的面积；根据面积、流速及换向时间确定单次换向的损失方量。

需要说明的是，输送管指从S管、下车砼管、臂架砼管的最高点到臂架的末端点整个运输混凝土的管路，砼管包括下车砼管和臂架砼管，砼管直径可以是下车砼管的直径，也可以是臂架砼管的直径。

在具体实现中，输送管内的压力差可以根据下式确定：

ΔP＝ρgH；

其中，ρ为混凝土的密度，H为臂架回转中心离砼缸圆心水平面的高度减去料斗高位与砼缸圆心的高度差再加上臂架最高点到臂架回转中心的高度。

混凝土的流速可以根据以下公式得到：

其中，ν为流速，d_t为砼管直径，ΔP为压力差，λ为摩阻系数，ρ为密度，l为输送管的长度。摩阻系数λ与雷诺数Re、混凝土的坍落度有关，对于紊流粗糙管阻力平方区，

ε为管道的实时粗糙度，一般取值0.001-0.1之间。

单次换向的损失方量根据以下公式得到：

其中，V_0i为单次换向的损失方量，S(t)为面积，ν为流速，t为换向时间。

图6是本发明实施例中S管换向过程中面积的示意图。砼缸的截面中未与S管的截面相交的部分的面积，指砼缸的截面的投影未与S管的截面的投影相交的部分，具体可以参考图6所示的阴影面积。摆缸的换向时间在泵车出厂时已设定好，在使用过程中是固定不变的，在一个示例中，摆缸的换向时间可以为250ms，本发明实施例对换向时间不加以限制。

在计算出单次换向的损失方量后，将所有的单次换向的损失方量累加，即可得到泵送损失方量。当然，也可以将单次换向的损失方量乘以摆缸的换向次数计算出泵送损失方量。

S40：根据第一泵送方量及泵送损失方量确定实际泵送方量。

在具体实现中，可以通过将第一泵送方量减去泵送损失方量得到实际泵送方量。

本发明实施例通过获取砼缸的运动次数、泵送行程信息、混凝土的种类和臂架的臂架姿态；根据运动次数及泵送行程信息确定第一泵送方量；根据种类及臂架姿态确定泵送损失方量；根据第一泵送方量及泵送损失方量确定实际泵送方量。由于S管在换向过程中会因压差导致混凝土从臂架回流至料斗中，通过计算泵送损失方量，并根据泵送损失方量计算实际泵送方量，减小了混凝土的实际泵送方量的计算误差。

图7是本发明用于确定泵送方量的方法另一实施例的流程示意图。

需要说明的是，泵车在臂架姿态下臂架砼管内会有混凝土留存，混凝土在臂架系统中的存留，会导致在泵送初期和小方量泵送时，泵送方量的计算误差较大。为了解决上述问题，本发明实施例中，泵车还包括臂架砼管，用于确定泵送方量的方法还可以包括以下步骤：

S50：确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

应当理解的是，在泵车处于不同泵送状态的情况下，第一留存方量的计算方式可以不同。

在一个示例中，当泵车混凝土的适时泵送方量，到方量了移动臂架至别处，此时臂架砼管内有混凝土，移动过程中会一直有混凝土从末端砼管出来。此时，第一留存方量可以根据每条臂架所搭载的砼管对应的混凝土的输送体积计算。

在另一个示例中，当泵车混凝土的当前停泵，转移位置的泵送方量，此时臂架上砼管会因重力作用打出来一部分，另一部分会留存在臂架砼管上。此时，第一留存方量可以根据臂架姿态来确定。

具体地，可以根据臂架姿态确定臂架的最高点所在的第一节臂；确定从第一节臂至末节臂的所有节臂中是否存在处于仰姿态的节臂。

应当理解的是，泵车的臂架为多节臂架形式，其臂架姿态为折线型，假设泵车共有m条臂架，泵车每条臂架的长度已知，分别为[L₁,L₂…L_m]，每条臂架的根部位置安装一个倾角传感器，测量臂架与水平面之间的夹角，以水平面为界限有正负之分，臂头向上倾角为正(即夹角大于0)，臂头向下倾角为负(即夹角小于0)，得到当前臂架姿态下每条臂架的角度[θ₁,θ₂…θ_m]，每条臂架所搭载的砼管对应的混凝土的输送体积也是已知的[P₁,P₂…P_m]，臂架回转中心离砼缸圆心水平面的高度减去料斗高位与砼缸圆心的高度差为H₀。臂架最高点的高度可以通过公式

计算，同时求解出当前的j值，即第j条臂架的末端为当前臂架姿态下的最高点。

因为泵送过程中混凝土由活塞往复堆积挤出至末端软管流出，所以从首节臂到第j节臂所搭载的砼管中都会留存混凝土，从首节臂到第j节臂的砼管内的混凝土容积为(P₁+P₂+…P_j)。

通过上述计算已确定第j节臂架的末端为整个臂架姿态的最高点，臂架系统内的混凝土容积分以下几种情况进行讨论：

第一种情况：在所有节臂中不存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定所有节臂与水平面的夹角是否均小于0；在所有节臂与水平面的夹角均小于0的情况下，确定从首节臂至第一节臂的每一个节臂中混凝土的第二输送体积；将每一个节臂中混凝土的第二输送体积累加，以得到臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

具体地，当在j+1节臂至末节臂与水平面的倾角[θ_j+1,θ_j+2…θ_m]都小于0时，臂架系统所带砼管内的混凝土容积，即臂架砼管中混凝土的第一留存方量为V_b＝(P₁+P₂+…P_j)。

第二种情况：在所有节臂中不存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定所有节臂与水平面的夹角是否均等于0；在所有节臂与水平面的夹角均等于0的情况下，确定从首节臂至末节臂的每一个节臂中混凝土的第三输送体积；将每一个节臂的混凝土的第三输送体积累加，以得到臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

具体地，从j+1臂开始，若臂架与水平面的倾角[θ_j+1,θ_j+2…θ_j+k]连续等于0，则臂架系统所带砼管内的混凝土容积，即臂架砼管中混凝土的第一留存方量为V_b＝(P₁+P₂+…P_j+P_j+1…+P_j+k)。

第三种情况：在所有节臂中存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定处于仰姿态的节臂的最高点；确定所有节臂中与处于仰姿态的节臂的最高点在同一水平面的第二节臂；获取第二节臂与水平面的夹角；根据夹角确定第二节臂中混凝土的第一输送体积；根据第一输送体积确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

具体地，第j+1节臂与水平面的倾角小于0，前j节臂都作为仰角姿态，以6节臂架为例，且一般首节臂不会小于0，相邻相节臂倾角都大于0则同属仰，都小于0则同属俯。后面臂的姿态根据臂架俯仰角大概可以分为：仰俯、仰俯仰、仰俯仰俯、仰俯仰俯仰、仰俯仰俯仰俯。

图8为臂架姿态一实施例的示意图，在仰俯姿态下，臂架系统所带砼管内的混凝土容积为V_b＝(P₁+P₂+…P_j)。

图9为臂架姿态另一实施例的示意图，在仰俯仰姿态下，若[θ_j+1,θ_j+2…θ_m]中从θ_j+k开始臂架倾角大于0，从j+1条臂架开始，其末端高度分别为[H+L_j+1*sinθ_j+1,H+L_j+1*sinθ_j+1+L_j+2*sinθ_j+2,…],计算末端出口高度对应到第j+k-u节臂的位置。此时倾角θ_j+k-u为负，第_j+k-u节臂所搭载砼管中的混凝土容积为

臂架系统所带砼管内的混凝土容积为V_b＝(P₁+P₂+…P_j)+P_j+k-u’+P_j+k-u+1…+P_m。

图10为臂架姿态又一实施例的示意图，在仰俯仰俯姿态下，最后面一个俯姿态下，臂架系统所带的砼管中不包含从末端开始向前连续俯式的臂架姿态所带的混凝土容积。即若[θ_j+1,θ_j+2…θ_m]中从θ_j+k开始臂架倾角大于0，从θ_j+k+t开始到θ_m臂架倾角小于0，从j+1条臂架开始，其末端高度分别为[H+L_j+1*sinθ_j+1,H+L_j+1*sinθ_j+1+L_j+2*sinθ_j+2,…],计算第_j+k+t-1节臂末端出口高度对应到第j+k-u节臂的位置。此时倾角θ_j+k-u为负，第_j+k-u节臂所搭载砼管中的混凝土容积为

臂架系统所带砼管内的混凝土容积为V_b＝(P₁+P₂+…P_j)+P_j+k-u’+P_j+k-u+1…+P_j+k+t-1。从j+k+t-1至第m节臂架所支撑的混凝土砼管在重力的作用下会排尽。

在仰俯仰俯仰姿态下和仰俯仰俯仰俯姿态下，分别与仰俯仰姿态和仰俯仰俯姿态的计算方法类似，只是在臂架中间再插入一个倾角变化的姿态。在此不再赘述。

S60：根据第一泵送方量、泵送损失方量及第一留存方量确定实际泵送方量。

应当理解的是，可以将第一泵送方量减去泵送损失方量及第一留存方量，得到实际泵送方量。在具体实现中，为了更精确地计算实际泵送方量，还可以获取下车砼管中混凝土的第二留存方量及臂架砼管中混凝土的第一损失方量；根据第一泵送方量、泵送损失方量、第一留存方量、第二留存方量及第一损失方量确定实际泵送方量。

假设下车砼管所含混凝土的体积，即第二留存方量为V_x，则臂架姿态导致的下车砼管和臂架砼管中的混凝土留存量为V_b+V_x，混凝土在输送管内壁受到污染等情况下，臂架砼管的混凝土损失，即第一损失方量为V_s。

当泵车的泵送方量到方量后移动臂架至别处，此时臂架砼管内有混凝土，移动过程中会一直有混凝土从末端砼管出来。混凝土的实际泵送方量V＝第一泵送方量V_i-第一留存方量(P₁+P₂+…P_m)-第二留存方量V_x-泵送损失方量V_o-第一损失方量V_s。

当泵车停泵，转移位置的过程中，此时臂架砼管会因重力作用打出来一部分，另一部分会留存在臂架砼管上。混凝土的实际泵送方量V＝第一泵送方量Vi-第一留存方量V_b-第二留存方量Vx-泵送损失方量Vo-第一损失方量Vs。

应当理解的是，通过考虑S管换向时混凝土的泵送损失方量，同时考虑不同臂架姿态下混凝土在下车砼管及臂架砼管中的留存方量，实时得到终端布料各区域的实际泵送方量，并将其存储在控制器中，与工地的实际泵送需求进行对比，可以得到泵送质量得分情况。

需要说明的是，在实际泵送过程中，最后会通过打水或稀释或其它方式保证料斗内的混凝土全部泵送至指定位置，因此，获取料斗中的混凝土方量，将实际泵送方量与混凝土方量求和，以得到总泵送方量。

料斗中的混凝土方量可以根据料斗容积率乘以料斗容积计算，其中，料斗容积率通过视觉传感器分析或人肉眼估算。

总泵送方量V₁＝第一泵送方量Vi-第二留存方量Vx-泵送损失方量Vo-第一损失方量Vs+料斗中的混凝土方量δV_c，δ为料斗容积率。当V₁小于0时，泵送过程刚开始，系统泵送的方量优先满足下车砼管和臂架砼管，终端泵送方量为0，系统的实时泵送方量应该强制置0。

本发明实施例通过在计算混凝土的实际泵送方量的过程中考虑到了臂架砼管中混凝土的留存方量，并且根据臂架姿态的不同，采用不同的计算方式得到臂架砼管中的留存方量，提高了泵送过程中实际泵送方量计算的精度。

本发明实施例还提供一种处理器，被配置成执行上述的用于确定泵送方量的方法。

本发明实施例还提供一种用于确定泵送方量的装置，应用于泵车，泵车包括砼缸和臂架，用于确定泵送方量的装置可以包括：计数器，用于采集砼缸的运动次数；位移传感器，用于采集泵送行程信息；倾角传感器，设置于臂架的根部，用于测量臂架与水平面之间的夹角，以得到臂架的臂架姿态；上述的处理器。

本发明实施例中，泵车还包括料斗，用于确定泵送方量的装置还可以包括：视觉传感器，用于测量料斗的容积率，以得到料斗中的混凝土方量。

本发明用于确定泵送方量的装置的具体实施例与上述控制方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

本发明实施例还提供一种泵车，包括上述的用于确定泵送方量的装置。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种用于确定泵送方量的方法，应用于泵车，所述泵车包括砼缸和臂架，其特征在于，所述方法包括：

获取所述砼缸的运动次数、泵送行程信息、混凝土的种类和所述臂架的臂架姿态；

根据所述运动次数及所述泵送行程信息确定第一泵送方量；

根据所述种类及所述臂架姿态确定泵送损失方量；

根据所述第一泵送方量及所述泵送损失方量确定实际泵送方量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述种类及所述臂架姿态确定泵送损失方量，包括：

根据所述臂架姿态确定所述臂架的最高点的高度；

根据所述种类和所述高度确定单次换向的损失方量；

将所有的单次换向的损失方量累加，以得到泵送损失方量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述种类和所述高度确定单次换向的损失方量，包括：

确定与所述种类对应的曲线函数；

根据所述高度及所述种类对应的曲线函数确定单次换向的损失方量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

对不同种类的混凝土进行泵送测试，以得到泵送测试数据，其中，所述泵送测试数据包括测试得到的单次换向的损失方量、测试得到的臂架的最高点的高度和单次换向的实际损失方量；

对所述测试得到的单次换向的损失方量和所述测试得到的臂架的最高点的高度进行多项式拟合；

基于所述单次换向的实际损失方量及最小二乘法确定多项式的系数，以得到不同种类的混凝土的曲线函数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述泵车还包括砼管、S管、摆缸和所述混凝土的输送管，所述根据所述种类和所述高度确定单次换向的损失方量，包括：

获取所述砼管的砼管直径、所述摆缸的换向时间及所述输送管的长度；

根据所述种类确定所述混凝土的密度和坍落度；

根据所述密度和所述高度确定所述输送管内的压力差；

根据所述密度、所述坍落度、所述压力差、所述砼管直径及所述长度确定所述混凝土的流速；

确定所述换向时间内所述砼缸的截面中未与所述S管的截面相交的部分的面积；

根据所述面积、所述流速及所述换向时间确定单次换向的损失方量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单次换向的损失方量根据以下公式得到：

其中，V_0i为单次换向的损失方量，S(t)为面积，ν为流速，t为换向时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泵车还包括臂架砼管，所述方法还包括：

确定所述臂架砼管中混凝土的第一留存方量；

根据所述第一泵送方量、所述泵送损失方量及第一留存方量确定实际泵送方量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量，包括：

根据所述臂架姿态确定臂架的最高点所在的第一节臂；

确定从所述第一节臂至末节臂的所有节臂中是否存在处于仰姿态的节臂；

在所述所有节臂中存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定处于仰姿态的节臂的最高点；

确定所述所有节臂中与所述处于仰姿态的节臂的最高点在同一水平面的第二节臂；

获取所述第二节臂与水平面的夹角；

根据所述夹角确定所述第二节臂中混凝土的第一输送体积；

根据所述第一输送体积确定臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述所有节臂中不存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定所述所有节臂与水平面的夹角是否均小于0；

在所述所有节臂与水平面的夹角均小于0的情况下，确定从首节臂至所述第一节臂的每一个节臂中混凝土的第二输送体积；

将所述每一个节臂中混凝土的第二输送体积累加，以得到臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述所有节臂中不存在处于仰姿态的节臂的情况下，确定所述所有节臂与水平面的夹角是否均等于0；

在所述所有节臂与水平面的夹角均等于0的情况下，确定从首节臂至所述末节臂的每一个节臂中混凝土的第三输送体积；

将所述每一个节臂的混凝土的第三输送体积累加，以得到臂架砼管中混凝土的第一留存方量。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述泵车还包括下车砼管，所述方法还包括：

获取所述下车砼管中混凝土的第二留存方量及所述臂架砼管中混凝土的第一损失方量；

根据所述第一泵送方量、所述泵送损失方量、所述第一留存方量、所述第二留存方量及所述第一损失方量确定实际泵送方量。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述泵车还包括料斗，所述方法还包括：

获取所述料斗中的混凝土方量；

将所述实际泵送方量与所述混凝土方量求和，以得到总泵送方量。

13.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至12中任意一项所述的用于确定泵送方量的方法。

14.一种用于确定泵送方量的装置，应用于泵车，所述泵车包括砼缸和臂架，其特征在于，所述装置包括：

计数器，用于采集所述砼缸的运动次数；

位移传感器，用于采集泵送行程信息；

倾角传感器，设置于所述臂架的根部，用于测量所述臂架与水平面之间的夹角，以得到所述臂架的臂架姿态；

根据权利要求13所述的处理器。

15.一种泵车，其特征在于，包括根据权利要求14所述的用于确定泵送方量的装置。

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