CN113695110A - 一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法，通过养护装置，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统；布设毛细管压力传感器，录入毛细管压力传感器的坐标及对应的压力控制阈值；当毛细管压力传感器所测得压力高于对应的压力控制阈值一定比例时获取其坐标信息，喷淋头坐标信息基于GPS定位系统实时获取，确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，选定不与现浇构件及现有设施发生碰撞且到达该毛细管压力传感器所在区域的最短路径；喷淋头按照最短路径到位后喷水，直至该区域的混凝土塑性收缩压力降至正常，其可根据混凝土塑性收缩压力的反馈值控制养护装置，自动定位、末端路径规划、自动进行现浇构件的养护，提高混凝土养护效率。

Description

一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法。
背景技术
在建筑施工领域，混凝土浇筑后，表面水分迅速蒸发，内部水分迅速扩散，如不及时养护会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化转化为稳定的结晶，从而缺乏足够的黏结力，会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。在混凝土尚未具备足够强度时，水分过早蒸发还会产生较大收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的耐久性和整体性。
对于建筑工程主体结构梁、板、柱、墙混凝土无条件覆膜的结构，采取喷水养护提高混凝土施工质量是一种行之有效的方法。然而当前大体积混凝土喷洒养护大多依靠人工浇灌完成，而且养护工作多依靠工人经验完成，不仅难以有针对性降低高收缩区域收缩应力，同时存在大量人力和水资源浪费，难以保证施工养护质量。且受限于施工现场作业面，铺设水管、安设水池以及人工控制不仅增加养护工艺不便性、同时影响施工进度，因而更为高效快捷智能化的养护措施亟待解决。
发明内容
本发明旨在发明一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法，能够自动定位、末端路径规划、智能化控制，实现建筑工程主体结构复杂构造下，混凝土结构养护，避免人工攀爬，减少人工作业，提高安全性，提高施工效率，且大幅节约用水，解决现有技术中的养护工作多依靠工人经验完成，难以有针对性降低高收缩区域收缩应力，同时存在大量人力和水资源浪费以及难以保证施工养护质量的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种三维自动定位混凝土智能化养护方法，包括如下步骤：
步骤1，在已建楼板上设置养护装置，所述养护装置包括一用于喷水的喷淋头、GPS定位装置以及控制器，GPS定位装置设置于喷淋头的外侧，养护装置能够在已建楼板上行走，以对现浇构件进行喷水养护，所述养护装置以及GPS定位装置分别与控制器连接；
步骤2，根据已建楼板上的现浇构件及现有设施的形状尺寸信息，以及现浇构件、喷淋头及现有设施相对已建楼板的位置关系，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统，所述现浇构件包括梁、板、柱和/或墙，所述现有设施包括设备、电源、临边洞口以及现场人员工位空间，控制器能够将GPS定位装置实时获取的对应喷淋头的位置信息转化为混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统的三维坐标信息；
步骤3，在待浇筑的现浇构件的结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域分别布设一毛细管压力传感器，将毛细管压力传感器进行编号，将各毛细管压力传感器的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中；
步骤4，通过毛细管压力传感器实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器的三维坐标信息，作为预警区域；
步骤5，确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件以及现有设施发生碰撞的最短路径为选定路径；
步骤6，喷淋头按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，各毛细管压力传感器将检测到的混凝土塑性收缩压力以无线信号方式传输至数据采集器，数据采集器将各毛细管压力传感器检测到的混凝土塑性收缩压力数据汇总后传输至控制器。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述养护装置还包括箱体、蓄水池、给水潜水泵、软管、机械臂、机械臂驱动机构以及伺服电机，箱体的底部设有若干万向轮，伺服电机驱动万向轮行走，给水潜水泵安装于蓄水池之中，软管的一端与给水潜水泵相连，另一端与喷淋头相连，软管上装设有流量控制电磁阀，所述软管安装于机械臂上，机械臂在机械臂驱动机构的作用下能够带动喷淋头转向和移动，所述伺服电机、机械臂驱动机构、流量控制电磁阀以及给水潜水泵分别与所述控制器连接并受其控制。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，步骤5中，喷淋头按照选定路径到达预警区域后，通过机械臂驱动机构使得软管端部的喷淋头的喷射方向正对预警区域，启动对应的给水潜水泵，同时打开对应软管上的流量控制电磁阀，待预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭对应的给水潜水泵和流量控制电磁阀。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述蓄水池外接进水管，进水管上设有给水浮球控制阀，所述蓄水池内设有浮球阀，所述浮球阀与所述给水浮球控制阀连接并自动控制给水浮球控制阀的开启和关闭，使得蓄水池保持一定的蓄水量。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述流量控制电磁阀的开度根据毛细管压力传感器检测到的混凝土塑性收缩压力与混凝土极限抗拉强度比值确定，待混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭给水潜水泵和流量控制电磁阀。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述数据采集器通过RS485通信总线与控制器连接。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述给水潜水泵和流量控制电磁阀分别通过KVV通信线缆与控制器连接，所述RS485通信总线采用无线传输的方式。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，通过将混凝土养护BIM三维模型信息数据库中的待浇预制构件的BIM模型转换为混凝土应力分布数值模拟分析模型，进行应力分析，根据数值分析结果，将结构约束多或应力集中或应力梯度大的区域作为开裂敏感区域。
本发明还公开了一种三维自动定位混凝土智能化养护系统，包括混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统、养护装置以及若干毛细管压力传感器，所述养护装置设置于已建楼板上，所述养护装置包括一用于喷水的喷淋头、GPS定位装置以及控制器，GPS定位装置设置于喷淋头的外侧，养护装置能够在已建楼板上行走，以对现浇构件进行喷水养护，所述养护装置以及GPS定位装置分别与控制器连接，混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统根据已建楼板上的现浇构件及现有设施的形状尺寸信息，现浇构件、喷淋头及现有设施相对已建楼板的位置关系建立，所述现浇构件包括梁、板、柱和/或墙，所述现有设施包括设备、电源、临边洞口以及现场人员工位空间，控制器能够将GPS定位装置实时获取的对应喷淋头的位置信息转化为混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统的三维坐标信息，所述若干毛细管压力传感器分别布设于待浇筑的现浇构件的结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域，将毛细管压力传感器进行编号，将各毛细管压力传感器的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中，通过毛细管压力传感器实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器的三维坐标信息，作为预警区域；通过混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件以及现有设施发生碰撞的最短路径为选定路径；喷淋头按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述养护装置还包括箱体、蓄水池、给水潜水泵、软管、机械臂、机械臂驱动机构以及伺服电机，箱体的底部设有若干万向轮，伺服电机驱动万向轮行走，给水潜水泵安装于蓄水池之中，软管的一端与给水潜水泵相连，另一端与喷淋头相连，软管上装设有流量控制电磁阀，所述软管安装于机械臂上，机械臂在机械臂驱动机构的作用下能够带动喷淋头转向和移动，所述伺服电机、机械臂驱动机构、流量控制电磁阀以及给水潜水泵分别与所述控制器连接并受其控制。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述喷淋头按照选定路径到达预警区域后，通过机械臂驱动机构使得软管端部的喷淋头的喷射方向正对预警区域，启动对应的给水潜水泵，同时打开对应软管上的流量控制电磁阀，待预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭对应的给水潜水泵和流量控制电磁阀。由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法，通过设置养护装置，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统，在结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域分别布设毛细管压力传感器，将毛细管压力传感器进行编号，将各毛细管压力传感器的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中；通过毛细管压力传感器实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器的三维坐标信息，作为预警区域；确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件、现场人员及设备发生碰撞、不途径电源及临边洞口等危险点的最短路径为选定路径；喷淋头按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水，由上可见，本发明可以根据混凝土表面塑性收缩时产生的压力变化反馈值控制养护装置，能够自动定位、末端路径规划、智能化控制，解决现有技术中的养护工作多依靠工人经验完成，难以有针对性降低高收缩区域收缩应力，同时存在大量人力和水资源浪费以及难以保证施工养护质量的问题。
附图说明
图1是本发明一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法的使用状态示意图。
图2是本发明一种三维自动定位混凝土智能化养护系统及方法的通讯及控制示意图。
图中：1-现浇构件、2-喷淋头、3-GPS定位装置、4-控制器、5-毛细管压力传感器、6-箱体、7-蓄水池、8-给水潜水泵、9-软管、10-机械臂、11-机械臂驱动机构、112-万向轮、13-流量控制电磁阀、14-给水浮球控制阀、15-浮球阀、16-RS485通信总线、17-KVV通信线缆、18-数据采集器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，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。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
请参阅图1至图2，本实施例公开了一种三维自动定位混凝土智能化养护方法，包括如下步骤：
步骤1，在已建楼板(未图示)上设置养护装置，所述养护装置包括一用于喷水的喷淋头2、GPS定位装置3以及控制器4，GPS定位装置3设置于喷淋头2的外侧，养护装置能够在已建楼板上行走，以对现浇构件1进行喷水养护，所述养护装置以及GPS定位装置3分别与控制器4连接；
步骤2，根据已建楼板上的现浇构件1及现有设施的形状尺寸信息，以及现浇构件1、喷淋头2及现有设施相对已建楼板的位置关系，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统，所述现浇构件1包括梁、板、柱和/或墙，所述现有设施包括设备、电源、临边洞口以及现场人员工位空间，控制器4能够将GPS定位装置实时获取的对应喷淋头2的位置信息转化为混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统的三维坐标信息；
步骤3，在待浇筑的现浇构件1的结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域分别布设一毛细管压力传感器5，将毛细管压力传感器5进行编号，将各毛细管压力传感器5的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中；
步骤4，通过毛细管压力传感器5实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器5所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器5的三维坐标信息，作为预警区域；
步骤5，确定喷淋头2到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件1以及现有设施发生碰撞的最短路径为选定路径；
步骤6，喷淋头2按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。
本发明提供一种三维自动定位混凝土智能化养护方法，通过设置养护装置，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统，在结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域分别布设毛细管压力传感器5，将毛细管压力传感器5进行编号，将各毛细管压力传感器5的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中；通过毛细管压力传感器5实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器5所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器5的三维坐标信息，作为预警区域；确定喷淋头2到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件1发生碰撞的最短路径为选定路径；喷淋头2按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水，由上可见，本发明可以根据混凝土表面塑性收缩时产生的压力变化反馈值控制养护装置，能够自动定位、末端路径规划、智能化控制，可以有针对性降低开裂敏感区域即高收缩区域收缩应力，自动进行现浇构件1的养护，提高了混凝土养护效率，降低了养护人力成本，而且相对于传统方法，通过按需喷洒，有效节约用水量，降低施工成本。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述养护装置还包括箱体6、蓄水池7、给水潜水泵8、软管9、机械臂10、机械臂驱动机构11以及伺服电机12，箱体6的底部设有若干万向轮12，伺服电机12驱动万向轮12行走，给水潜水泵8安装于蓄水池7之中，软管9的一端与给水潜水泵8相连，另一端与喷淋头2相连，软管9上装设有流量控制电磁阀13，所述软管9安装于机械臂10上，机械臂10在机械臂驱动机构11的作用下能够带动喷淋头2转向和移动，所述伺服电机12、机械臂驱动机构11、流量控制电磁阀13以及给水潜水泵8分别与所述控制器4连接并受其控制。当养护装置喷淋头2到达预警区域即毛细管压力传感器5检测到的压力超标的待喷洒区域时，机械臂10在机械臂驱动机构11的作用下能够带动喷淋头2转向和移动，使得喷淋头2对准待喷洒区域，启动给水潜水泵8，同时打开流量控制电磁阀13，及时有效进行混凝土的养护，防止其开裂。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，步骤5中，喷淋头2按照选定路径到达预警区域后，通过机械臂驱动机构11使得软管9端部的喷淋头2的喷射方向正对预警区域，启动对应的给水潜水泵8，同时打开对应软管9上的流量控制电磁阀13，待预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭对应的给水潜水泵8和流量控制电磁阀13。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述蓄水池7外接进水管，进水管上设有给水浮球控制阀14，所述蓄水池7内设有浮球阀15，所述浮球阀15与所述给水浮球控制阀14连接并自动控制给水浮球控制阀14的开启和关闭，使得蓄水池7保持一定的蓄水量，以实现混凝土的智能化养护。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述流量控制电磁阀13的开度根据毛细管压力传感器5检测到的混凝土塑性收缩压力与混凝土极限抗拉强度比值确定，待混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭给水潜水泵8和流量控制电磁阀13，可以实现混凝土的精准、及时、有效的养护。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述数据采集器通过RS485通信总线16与控制器4连接，所述RS485通信总线16采用无线传输的方式,区别于有线传输方式,有免布线,距离远的优点。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，所述给水潜水泵8和流量控制电磁阀13分别通过KVV通信线缆17与控制器4连接，KVV通信线缆17具有良好的耐高温、耐寒和耐老化性能，可以确保控制器4对给水潜水泵8及流量控制电磁阀13的有效控制。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，通过将混凝土养护BIM三维模型信息数据库中的待浇预制构件的BIM模型转换为混凝土应力分布数值模拟分析模型，进行应力分析，根据数值分析结果，将结构约束多或应力集中或应力梯度大的区域作为开裂敏感区域。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护方法中，各毛细管压力传感器5将检测到的混凝土塑性收缩压力以无线信号方式传输至数据采集器18，通过采用无线方式传输数据，可以摆脱线缆的束缚，具有维护方便，扩容能力强的优点。数据采集器18将各毛细管压力传感器5检测到的混凝土塑性收缩压力数据汇总后传输至控制器4。
请继续参阅图1至图2，本实施例还公开了一种三维自动定位混凝土智能化养护系统，包括混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统、养护装置以及若干毛细管压力传感器，所述养护装置设置于已建楼板上，所述养护装置包括一用于喷水的喷淋头、GPS定位装置以及控制器，GPS定位装置设置于喷淋头的外侧，养护装置能够在已建楼板上行走，以对现浇构件进行喷水养护，所述养护装置以及GPS定位装置分别与控制器连接，混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统根据已建楼板上的现浇构件及现有设施的形状尺寸信息，现浇构件、喷淋头及现有设施相对已建楼板的位置关系建立，所述现浇构件包括梁、板、柱和/或墙，所述现有设施包括设备、电源、临边洞口以及现场人员工位空间，控制器能够将GPS定位装置实时获取的对应喷淋头的位置信息转化为混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统的三维坐标信息，所述若干毛细管压力传感器分别布设于待浇筑的现浇构件的结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域，将毛细管压力传感器进行编号，将各毛细管压力传感器的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中，通过毛细管压力传感器实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器的三维坐标信息，作为预警区域；通过混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件以及现有设施发生碰撞的最短路径为选定路径；喷淋头按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述养护装置还包括箱体6、蓄水池7、给水潜水泵8、软管9、机械臂10、机械臂驱动机构11以及伺服电机12，箱体6的底部设有若干万向轮12，伺服电机12驱动万向轮12行走，给水潜水泵8安装于蓄水池7之中，软管9的一端与给水潜水泵8相连，另一端与喷淋头2相连，软管9上装设有流量控制电磁阀13，所述软管9安装于机械臂10上，机械臂10在机械臂驱动机构11的作用下能够带动喷淋头2转向和移动，所述伺服电机12、机械臂驱动机构11、流量控制电磁阀13以及给水潜水泵8分别与所述控制器4连接并受其控制。当养护装置喷淋头2到达预警区域即毛细管压力传感器5检测到的压力超标的待喷洒区域时，机械臂10在机械臂驱动机构11的作用下能够带动喷淋头2转向和移动，使得喷淋头2对准待喷洒区域，启动给水潜水泵8，同时打开流量控制电磁阀13，及时有效进行混凝土的养护，防止其开裂。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述喷淋头2按照选定路径到达预警区域后，通过机械臂驱动机构11使得软管9端部的喷淋头2的喷射方向正对预警区域，启动对应的给水潜水泵8，同时打开对应软管9上的流量控制电磁阀13，待预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭对应的给水潜水泵8和流量控制电磁阀13。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述蓄水池7外接进水管，进水管上设有给水浮球控制阀14，所述蓄水池7内设有浮球阀15，所述浮球阀15与所述给水浮球控制阀14连接并自动控制给水浮球控制阀14的开启和关闭，使得蓄水池7保持一定的蓄水量，以实现混凝土的智能化养护。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述流量控制电磁阀13的开度根据毛细管压力传感器5检测到的混凝土塑性收缩压力与混凝土极限抗拉强度比值确定，待混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭给水潜水泵8和流量控制电磁阀13，可以实现混凝土的精准、及时、有效的养护。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述数据采集器通过RS485通信总线16与控制器4连接，所述RS485通信总线16采用无线传输的方式,区别于有线传输方式,有免布线,距离远的优点。
优选的，在上述的三维自动定位混凝土智能化养护系统中，所述给水潜水泵8和流量控制电磁阀13分别通过KVV通信线缆17与控制器4连接，KVV通信线缆17具有良好的耐高温、耐寒和耐老化性能，可以确保控制器4对给水潜水泵8及流量控制电磁阀13的有效控制。
综上所述，本发明提供的三维自动定位混凝土智能化系统及方法，通过设置养护装置，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统，在结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域分别布设毛细管压力传感器5，将毛细管压力传感器5进行编号，将各毛细管压力传感器5的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中；通过毛细管压力传感器5实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器5所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器5的三维坐标信息，作为预警区域；确定喷淋头2到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件1发生碰撞的最短路径为选定路径；喷淋头2按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。由上可见，本发明可以根据混凝土表面塑性收缩时产生的压力变化反馈值控制养护装置，能够自动定位、末端路径规划、智能化控制，可以有针对性降低开裂敏感区域即高收缩区域收缩应力，自动进行现浇构件1的养护，提高了混凝土养护效率，降低了养护人力成本，而且相对于传统方法，通过按需喷洒，有效节约用水量，降低施工成本。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在已建楼板上设置养护装置，所述养护装置包括一用于喷水的喷淋头、GPS定位装置以及控制器，GPS定位装置设置于喷淋头的外侧，养护装置能够在已建楼板上行走，以对现浇构件进行喷水养护，所述养护装置以及GPS定位装置分别与控制器连接；
步骤2，根据已建楼板上的现浇构件及现有设施的形状尺寸信息，现浇构件、喷淋头及现有设施相对已建楼板的位置关系，建立混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统，所述现浇构件包括梁、板、柱和/或墙，所述现有设施包括设备、电源、临边洞口以及现场人员工位空间，控制器能够将GPS定位装置实时获取的对应喷淋头的位置信息转化为混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统的三维坐标信息；
步骤3，在待浇筑的现浇构件的结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域分别布设一毛细管压力传感器，将毛细管压力传感器进行编号，将各毛细管压力传感器的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中；
步骤4，通过毛细管压力传感器实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器的三维坐标信息，作为预警区域；
步骤5，确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件以及现有设施发生碰撞的最短路径为选定路径；
步骤6，喷淋头按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。
2.如权利要求1所述的三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，各毛细管压力传感器将检测到的混凝土塑性收缩压力以无线信号方式传输至数据采集器，数据采集器将各毛细管压力传感器检测到的混凝土塑性收缩压力数据汇总后传输至控制器。
3.如权利要求1所述的三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，所述养护装置还包括箱体、蓄水池、给水潜水泵、软管、机械臂、机械臂驱动机构以及伺服电机，箱体的底部设有若干万向轮，伺服电机驱动万向轮行走，给水潜水泵安装于蓄水池之中，软管的一端与给水潜水泵相连，另一端与喷淋头相连，软管上装设有流量控制电磁阀，所述软管安装于机械臂上，机械臂在机械臂驱动机构的作用下能够带动喷淋头转向和移动，所述伺服电机、机械臂驱动机构、流量控制电磁阀以及给水潜水泵分别与所述控制器连接并受其控制。
4.如权利要求3所述的三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，步骤5中，喷淋头按照选定路径到达预警区域后，通过机械臂驱动机构使得软管端部的喷淋头的喷射方向正对预警区域，启动对应的给水潜水泵，同时打开对应软管上的流量控制电磁阀，待预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭对应的给水潜水泵和流量控制电磁阀。
5.如权利要求3所述的三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，所述蓄水池外接进水管，进水管上设有给水浮球控制阀，所述蓄水池内设有浮球阀，所述浮球阀与所述给水浮球控制阀连接并自动控制给水浮球控制阀的开启和关闭，使得蓄水池保持一定的蓄水量。
6.如权利要求3所述的三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，所述流量控制电磁阀的开度根据毛细管压力传感器检测到的混凝土塑性收缩压力与混凝土极限抗拉强度比值确定，待混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭给水潜水泵和流量控制电磁阀。
7.如权利要求1所述的三维自动定位混凝土智能化养护方法，其特征在于，通过将混凝土养护BIM三维模型信息数据库中的待浇预制构件的BIM模型转换为混凝土应力分布数值模拟分析模型，进行应力分析，根据数值分析结果，将结构约束多或应力集中或应力梯度大的区域作为开裂敏感区域。
8.一种三维自动定位混凝土智能化养护系统，其特征在于，包括混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统、养护装置以及若干毛细管压力传感器，所述养护装置设置于已建楼板上，所述养护装置包括一用于喷水的喷淋头、GPS定位装置以及控制器，GPS定位装置设置于喷淋头的外侧，养护装置能够在已建楼板上行走，以对现浇构件进行喷水养护，所述养护装置以及GPS定位装置分别与控制器连接，混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统根据已建楼板上的现浇构件及现有设施的形状尺寸信息，现浇构件、喷淋头及现有设施相对已建楼板的位置关系建立，所述现浇构件包括梁、板、柱和/或墙，所述现有设施包括设备、电源、临边洞口以及现场人员工位空间，控制器能够将GPS定位装置实时获取的对应喷淋头的位置信息转化为混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统的三维坐标信息，所述若干毛细管压力传感器分别布设于待浇筑的现浇构件的结构约束多或应力集中或应力梯度大的收缩开裂敏感区域，将毛细管压力传感器进行编号，将各毛细管压力传感器的三维坐标信息及对应的压力控制阈值录入混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统中，通过毛细管压力传感器实时检测混凝土塑性收缩压力，当毛细管压力传感器所测的压力高于对应的压力控制阈值一定比例时，获取该区域对应的毛细管压力传感器的三维坐标信息，作为预警区域；通过混凝土养护BIM三维模型信息数据库系统确定喷淋头到达该预警区域的所有路径，对所确定的所有路径进行三维仿真模拟，选择不与现浇构件以及现有设施发生碰撞的最短路径为选定路径；喷淋头按照选定路径到达预警区域后，进行喷水养护，待该预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，停止喷水。
9.如权利要求8所述的三维自动定位混凝土智能化养护系统，其特征在于，所述养护装置还包括箱体、蓄水池、给水潜水泵、软管、机械臂、机械臂驱动机构以及伺服电机，箱体的底部设有若干万向轮，伺服电机驱动万向轮行走，给水潜水泵安装于蓄水池之中，软管的一端与给水潜水泵相连，另一端与喷淋头相连，软管上装设有流量控制电磁阀，所述软管安装于机械臂上，机械臂在机械臂驱动机构的作用下能够带动喷淋头转向和移动，所述伺服电机、机械臂驱动机构、流量控制电磁阀以及给水潜水泵分别与所述控制器连接并受其控制。
10.如权利要求9所述的三维自动定位混凝土智能化养护系统，其特征在于，所述喷淋头按照选定路径到达预警区域后，通过机械臂驱动机构使得软管端部的喷淋头的喷射方向正对预警区域，启动对应的给水潜水泵，同时打开对应软管上的流量控制电磁阀，待预警区域的混凝土塑性收缩压力降至正常后，关闭对应的给水潜水泵和流量控制电磁阀。
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