CN114051549A - 移动式混凝土泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测和验证移动式混凝土泵(10)的工作位置(21a、21b)的方法，所述方法包括以下步骤：a)在设置位置(14)设置混凝土泵(10)并至少部分支撑混凝土泵；b)检测工作位置(21a、21b)的位置相关数据，其中，所述工作位置(21a、21b)位于待浇筑表面(20)的远离设置位置(14)的区域中；c)将位置相关数据与通过设置的支架生成的理论工作区域(15)进行比较；以及d)输出关于是否可以对工作位置(21a、21b)进行操作的信号。这使得能够以尽可能最佳的方式设置或支撑移动式混凝土泵(10)。本发明还涉及一种用于确定合适的支撑设置的方法、一种测量装置(10a)和一种移动式混凝土泵(10)。

Description

移动式混凝土泵

本发明涉及一种用于检测和验证移动式混凝土泵的工作位置的方法、一种用于确定移动式混凝土泵的合适支撑设置的方法、一种测量装置和一种移动式混凝土泵。

现有技术中已知用于输送混凝土的移动式混凝土泵或车载混凝土泵。车载混凝土泵通常由卡车底盘、泵系统和混凝土布料杆组成。布料杆具有独立的杆臂，这些杆臂经由具有大角度范围的铰接接头相互连接，并且与具有大回转角度(例如，大于360°)的回转齿轮一起，在将混凝土运输到布料位置(工作位置)时，且还例如在越过障碍物时，提供了高度的灵活性。一般来说，可以使用布料杆来服务混凝土泵周围的一个近似圆形的区域。

通常配备有液压支撑缸的支撑腿用于确保所需的稳定性，尤其是在混凝土运输期间。根据结构，支撑腿通过液压缸或液压马达伸出或折叠(从驱动位置到支撑位置)。液压控制系统可以在混凝土泵上操作，也可以经由便携式遥控装置操作。

已知有不同类型的支架(对角支架、摆动支架、单侧支架)，其中，支架的空间要求(必要的支撑表面和支撑距离)根据混凝土泵的设计和布料杆的尺寸而变化。根据支架的不同，可以限制布料杆的工作范围。安全回路确保布料杆在移动到危险表面之前停止，并且存在混凝土泵翻倒的风险。通过设置最佳支架，可以调整或扩大布料杆的工作范围。

当接近混凝土浇筑(concreting，混凝土混凝)位置时，经常会遇到为移动式混凝土泵找合适的设置位置的问题，以便在一个工作步骤中从设置位置尽可能完全地对待浇筑表面进行工作。在混凝土浇筑过程中重新定位(例如，通过移动混凝土泵)不仅会造成不必要的时间损失，还会造成待固化混凝土的不同性质，因此应予以避免。机器仅由进行评估工作的经验丰富的操作者在施工现场预先确定的特定范围内进行定位和支撑。通过评估来确定最佳设置位置和支撑容易出错，并且通常意味着至少需要一次耗时的重新定位。

因此，本发明的目的是实现移动式混凝土泵的改进的设置和支撑。

该目的通过根据权利要求1和2所述的替代性方法、根据权利要求12所述的测量装置以及根据权利要求13所述的混凝土泵来实现。

首先，定义一些术语。

待浇筑表面或浇筑表面被认为是待应用混凝土的区域。待浇筑表面可以是任何形式。待浇筑表面可以采用一个或多个部分的形式。根据混凝土泵的设置位置和待浇筑表面的几何形状，待浇筑表面具有靠近设置位置的区域和远离设置位置的区域。靠近设置位置的区域通常邻近混凝土泵设置，并且例如也可以由设置在混凝土泵上的传感器检测到。远离的区域比靠近的区域更远离混凝土泵的设置位置。

混凝土泵的工作位置理解为是指设置在待浇筑表面内部或附近的预期浇筑位置。因此，工作距离被定义为混凝土泵的工作位置和设置位置之间的距离。在以下描述的上下文中，为了简单起见，设置位置被限定在移动式混凝土泵的回转齿轮的中心枢轴点处。然而，也可以定义混凝土泵的不同固定参考点。

位置相关数据应理解为所有相对和绝对数据，这些数据允许得出关于工作位置或设置位置的位置或它们之间的距离的结论。在其最简单的形式中，包括没有方向信息的工作距离，但是数据优选地是基于卫星的GPS坐标或混凝土泵的相对坐标。

混凝土泵的理论工作范围理解为是指混凝土泵可以从其设置位置进行服务的混凝土泵周围的区域。理论工作范围是不考虑施工现场的任何障碍物(例如，树木)。理论工作范围通常近似为圆形或球形，其大小和形状取决于混凝土泵的布料杆和设置的支架的设计。

根据本发明的用于检测和验证工作位置的方法包括以下步骤：

将混凝土泵设置并至少部分地支撑在设置位置，

检测关于工作位置的位置相关数据，特别是设置位置和工作位置之间的工作距离，其中，所述工作位置设置在待浇筑表面的远离设置位置的区域中，

将位置相关数据与通过设置的支架生成的混凝土泵的理论工作范围进行比较，

输出信号，该信号指示工作位置是否可以由混凝土泵提供服务。

该方法使得可以将混凝土泵的理论工作范围与现场工作位置进行比较。工作位置的预先测量提供了关于工作位置是否可以由混凝土泵服务或者是否需要选择不同的设置位置或停放位置的信息。特别地，在浇筑混凝土时，不需要耗时地重新定位混凝土泵。该方法可以在施工现场本地执行，而与施工现场的进一步信息(例如，卫星图像)或操作者的经验无关。

为了检测工作位置的位置相关数据，操作者可以站在工作位置上，使用便携式单元，例如，混凝土泵的遥控单元。可以在测量的同时或之后传输数据，并将该数据与先前存储的数据进行比较。

本发明还涉及一种用于确定移动式混凝土泵的支撑设置的方法，该方法包括以下步骤：

将混凝土泵设置在设置位置，

检测关于工作位置的位置相关数据，特别是设置位置和工作位置之间的工作距离，

基于位置相关数据确定支撑设置，以及

输出支撑设置。

该方法使得操作者能够找到最佳的支撑设置，这使得能够到达工作位置。该方法与用于检测和验证工作位置的方法大致相同，不同之处在于尚未支撑混凝土泵。以类似于混凝土泵的遥控单元的方式，通过便携式单元检测位置相关数据。根据混凝土泵的相关工作范围和支撑设置的储存值确定最佳支架位置。工作位置优选地位于待浇筑表面的远离设置位置的区域中。

优选地基于(with respect to，针对)现场混凝土泵的支撑表面输出支撑设置，并且更优选地通过设置在混凝土泵上的相机来检测该支撑表面。支撑表面是混凝土泵周围的用于支撑的区域。支撑表面可能受到施工现场障碍物(例如，树木或其他设备)的限制。因此，经常有必要根据当地情况检查所提出的支撑设置。

在一个有利的实施例中，将支撑设置通过设置在混凝土泵上的光学装置投影到现场的支撑表面上。这使得操作者可以轻松检查是否可以在现场实施合适的支撑设置。

优选地借助于GPS坐标来检测位置相关数据。在任何地方可以通过GPS接收器检测GPS坐标，与施工现场的具体情况无关。不仅可以借助于GPS坐标检测相对工作距离，还可以检测精确位置，包括任何高度差。这是有利的，因为待浇筑表面的高度(车库、建筑物的第五层)同样对最佳设置位置和支架有影响。

通过光线方式确定工作位置和设置位置之间的工作距离，例如，激光束或雷达。为此，混凝土泵本身和操作者的便携式单元上必须有相应的装置。现有技术中已知各种距离测量方法。

可以对于待浇筑表面内部或附近的不同工作位置重复该方法。已经表明，在远离混凝土泵的一侧测量待浇筑表面的至少拐角点是有利的。因此，确保了混凝土泵能够可靠地为整个待浇筑表面提供服务。

此外，还证明了沿着待浇筑表面的边缘测量工作位置是有利的。这样，待浇筑表面可以完全从记录值中进行插值。关于待浇筑表面尺寸的信息使得可以评估混凝土的输送量。

可以以离散的间隔来连续地检测不同工作位置的位置相关数据或者利用来自用户的输入来检测不同工作位置的位置相关数据。这主要取决于待浇筑表面的轮廓。对于简单的几何图形，例如，正方形或长方形，测量角点通常就足够了。待浇筑表面借助于角点进行插值。

此外，还可以借助于位置相关数据来检测待浇筑表面，包括干涉轮廓。为此，还需要检测干涉轮廓，其中，可以由操作者人工输入高度。

在一个有利的实施例中，当检测到位置相关数据时，操作者接收即时反馈，其方式是直接在便携式遥控单元上输出信号或支撑设置。

本发明还涉及一种用于检测和验证移动式混凝土泵的工作位置的测量装置，该测量装置被设计成执行上述方法。

本发明还涉及一种移动式混凝土泵，具有布料杆和根据本发明的测量装置。

优选地，基于待浇筑表面的位置相关数据自动引导布料杆。

根据本发明的测量装置和混凝土泵可以发展成具有结合根据本发明的方法描述的进一步特征。根据本发明的方法可以发展成具有结合根据本发明的测量装置和混凝土泵描述的其他特征。

参考附图，借助于示例性实施例，通过下面的示例描述本发明。

图1示出了检测和验证移动式混凝土泵的工作位置的工作原理；以及

图2示出了确定移动式混凝土泵的支撑设置的工作原理。

图1示出了施工现场的移动式混凝土泵1的俯视图。待浇筑表面20位于坑25中。混凝土泵10停放在设置在坑外的设置位置14。

移动式混凝土泵10具有测量装置10a，该测量装置被设计成在混凝土泵10开始输送混凝土之前执行用于检测和验证现场的混凝土泵10的工作位置的方法。

根据图1，移动式混凝土泵10采用车载混凝土泵的形式。从空中看，看不到存在的卡车底盘且也看不到泵系统。在卡车底盘的装载表面上设置有最大枢转角大于360°的回转齿轮11。布料杆12从回转齿轮11延伸。所示的布料杆12处于折叠在一起的状态，并且包括经由铰接接头彼此连接的单独吊杆臂。

为了简单起见，移动式混凝土泵10的设置位置14被定义为作为回转齿轮11的中心枢转点的参考点。应当理解，可以测量距离混凝土泵10的任何单元(例如，测量装置10a)的距离，并将其外推回到布料杆的枢轴点。从设置位置14开始，混凝土泵10可以为基本上圆形平面内的混凝土区域服务。该区域在图1中被指定为理论工作范围15。

四个支撑腿13设置在移动式混凝土泵10的侧面，其中，每个支撑腿13在其端部具有支撑缸13a、13b、13c和13d，用圆圈表示。支撑腿13通过液压控制系统(未示出)伸出或折叠。图示的混凝土泵10已经处于支撑状态。支撑设置是不对称的，在待浇筑表面20一侧具有更大的支撑宽度。在图1中，由于坑25的存在，在待浇筑表面20一侧上的支撑表面相对较窄。混凝土泵10的所示支撑设置给出了理论工作范围15。布料杆12可以在该工作范围15内安全移动，而混凝土泵10不会翻倒。

在已经设置和支撑混凝土泵10之后，操作者还不知道是否可以用布料杆13到达待浇筑表面20的每个点。确定设置位置和支架仅取决于有经验的操作者的评估和当地施工现场的情况。如果不可能为整个待浇筑表面20提供服务，则操作者需要重新定位机器，并尝试从不同的地方到达剩余的待浇筑表面。为了避免这些耗时的步骤，混凝土泵10配备有测量装置10a，该测量装置使得能够预先检测和验证工作位置。

在该实施例中，测量装置10a的一部分是混凝土泵10的便携式遥控单元18。然而，也可以使用有线遥控系统或移动位置确定单元(例如，具有GPS接收器的商用手机)来代替便携式遥控单元18。操作者用便携式遥控装置18在坑25内待浇筑表面20上行走。然后借助于工作位置21a和21b以示例的方式示出。

在工作位置21a，操作者测量便携式遥控单元18和设置位置14之间的距离。可以通过机械、光学、卫星技术或无线电技术来确定位置。要测量的工作距离如图1中的虚线所示。

例如，可以通过光电距离测量或激光距离测量来确定工作距离。在此处，距离尤其可以利用光(通常是激光)的持续时间或相移来确定。也可以通过无线电波来确定距离。在此处，天线发射短脉冲，并测量直到被测物体反射的信号被接收时的时间。因此，除了距离之外，还可以测量物体所处的方向。

然而，有利地使用地理坐标(GPS坐标)来测量该距离。可以使用卫星技术，通过混凝土泵或施工现场的本地GPS来确定设置位置和工作位置。使用GPS坐标是有利的，因为除了工作距离之外，还可以测量设置位置和待浇筑表面之间的高度差。

将记录的数据从遥控单元18传输到测量装置10a，或者反之亦然，然后进行评估。将确定的工作距离与通过支撑设置产生的工作范围15进行比较。如果工作位置21a落在工作范围15内，则通过在遥控单元18处输出相应的信号19来指示，例如，LED(例如，绿色LED)，并且因此将其通信传输给操作者。

该方法可以在一个或多个另外的工作位置21b重复。如果工作位置21b不在混凝土泵10的工作范围15内，则同样在遥控单元输出信号19，例如红色LED，并且操作者知道已经设置的设置位置14或支架不是最佳的。因此，在开始输送混凝土之前，操作者可以将混凝土泵10移动到更好的位置。

这种测量可以在待浇筑表面的任意数量的点或与该点直接相邻的点重复进行。位置相关数据应该有利地记录在待浇筑表面20远离混凝土泵10的那一侧，并且根据待浇筑表面20的几何形状，记录在各个角点。也可以测量障碍物22。一旦操作者到达位于混凝土泵可到达范围之外的工作位置21a、21b，对他来说很明显不可能从混凝土泵的设置位置14服务整个待浇筑表面20。该方法可以在已经重新定位混凝土泵10或者已经设置不同的支架之后重复。

操作者还可以沿着待浇注表面20的整个边缘20a行走，从而以预定的离散间隔连续地或者通过操作者的手动输入来测量工作位置，例如，特别是在待浇注表面20的拐角点。记录的数据连续地传送到测量装置10a，或者如果在记录期间不能传输则随后传送到测量装置。可以通过连续记录来检测待浇筑表面20的任何轮廓。可以通过间歇式记录来检测已定义的几何形状(例如，线、矩形等)。

待浇筑表面20的边缘20a可以通过沿着它行走而被完全检测到。干涉轮廓22因此也可以通过走过它们或者通过手动输入来检测。除了关于轮廓的信息之外，操作者还可以定义关于表面的更多信息，例如，要浇筑的混凝土量、所需的混凝土质量等。为了简单起见，由操作者通过用户交互方式发送信号以开始和结束记录。

测量装置10a从记录的测量点形成封闭的表面，操作者可以通过用户交互再次确认或拒绝该表面。可以随后输入干涉轮廓22的高度。测量装置10a根据这些数据计算出用于布料杆12的所谓工作任务。工作任务被理解为要完成的任务，例如，“在待浇筑表面区域浇筑混凝土”。一旦操作者将布料杆12置于自动模式，就使用这些数据控制布料杆12。布料杆12接近待浇筑表面20，并自动执行其工作任务。当完成混凝土浇筑任务时，通过测量装置10a检测附接到布料杆的末端软管(未示出)的实际坐标，并且可以存储和处理这些坐标。此外，通过调整速度或调整泵送速率，可以影响混凝土泵10的自动控制。

图2示出了用于确定移动式混凝土泵10的支撑设置的方法的操作原理。图示的施工现场与图1中的施工现场基本相同。操作原理也基本上对应于图1所示的操作原理，不同之处在于，仅混凝土泵10设置在设置位置14，尚未设置其支架。图2中所示的不同工作范围15a和15b是混凝土泵的不同支撑设置的结果。如开头所述，混凝土泵10的最佳支架的设置需要有经验的操作者，并且高度依赖于相应施工现场的环境。在图2所示的施工现场中，混凝土泵10设置在坑25旁边，这解释了为什么坑25一侧的支撑表面较窄。

操作者借助于便携式遥控单元18或用于检测位置相关数据的其他装置来测量待浇筑表面20周围的大区域。在第一工作位置21a检测设置位置14和工作位置21a之间的工作距离。工作距离对应于图2中虚线所示的较小的圆形部分。在操作者的便携式遥控单元18上提供显示器，在该显示器上显示俯视视角中的混凝土泵以及建议的适当支撑设置。

另外在显示器上显示围绕混凝土泵10的支撑表面。这通过在遥控单元18的显示器上示出的坑25的图示来表示。混凝土泵10的周围环境通过一个或多个相机可视化，相机设置在混凝土泵10上并拍摄相机区域16的图像。记录的图像数据可以直接发送到遥控单元18，并在那里用于图示适当的支撑位置。以这种方式，操作者立即看到是否确实能够实施提出的合适的支撑设置，或者是否由于施工现场(例如，坑25)上的障碍物而被排除。考虑支撑缸13a和13b为工作位置21a提出的支撑设置与坑25之间具有足够的间距。

在工作位置21b，离设置位置14有较大的工作距离，由虚线中的第二个圆示出。工作位置21b几乎覆盖了整个待浇筑表面20。在下部遥控单元18的显示器上显示基于工作距离确定的最佳支架。从显示器可以看出，所提出的支撑设置是不可能的，因为下支撑缸13d设置在坑25内。

在图2所示的情况下，混凝土泵10不能从设置位置14覆盖整个待浇筑区域20。在这种情况下，操作者应该选择不同的停放位置，因为由于坑25的存在，不可能有更宽的支架。

原则上，在这种情况下，也可以完全测量待浇筑表面20，并且在成功设置合适的支架之后，可以自动进行布料杆12的移动。

Claims (14)

1.一种用于检测和验证移动式混凝土泵(10)的工作位置的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述混凝土泵(10)设置并至少部分地支撑在设置位置(14)处，

检测关于工作位置(21a、21b)的位置相关数据，特别是所述设置位置(14)和所述工作位置(21a、21b)之间的工作距离，其中，所述工作位置(21a、21b)设置在待浇筑表面(20)的远离所述设置位置(14)的区域中，

将所述位置相关数据与通过设置的支架生成的混凝土泵(10)的理论工作范围(15)进行比较，

输出指示所述工作位置(21a、21b)是否能够被服务的信号(19)。

2.一种用于确定移动式混凝土泵(10)的合适支撑设置的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述混凝土泵(10)设置在设置位置(14)处，

检测关于工作位置(21a、21b)的位置相关数据，特别是所述设置位置(14)和所述工作位置(21a、21b)之间的工作距离，

基于所述工作位置(21a、21b)的位置相关数据确定支撑设置，以及

输出所述支撑设置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于现场的支撑表面输出所述支撑设置，其中，优选地通过设置在所述混凝土泵(10)上的相机来检测所述支撑表面。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，通过设置在所述混凝土泵(10)上的光学装置将所述支撑设置投影到现场的所述支撑表面上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于GPS坐标检测所述位置相关数据。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过诸如激光束或雷达等的光线方式检测所述工作位置(21a、21b)和所述设置位置(14)之间的工作距离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于待浇筑表面(20)内部或附近的不同工作位置(21a、21b)重复所述方法。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，沿着待浇筑表面(20)的边缘(20a)测量所述工作位置(21a、21b)。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在多个工作位置(21a、21b)以离散的间隔连续地检测所述位置相关数据或者利用来自用户的输入来检测所述位置相关数据。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用所述位置相关数据对包括干涉轮廓的待浇筑表面进行插值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在便携式遥控单元(18)上输出信号(19)或输出所述支撑设置。

12.一种用于检测和验证移动式混凝土泵(10)的工作位置的测量装置(10a)，所述测量装置被设计成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

13.一种移动式混凝土泵(10)，具有布料杆(12)和根据权利要求12所述的测量装置(10a)。

14.根据权利要求13所述的移动式混凝土泵(10)，其中，至少部分地基于关于待浇筑表面(20)的所述位置相关数据自动引导所述布料杆(12)。

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