CN114670312A - 一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械自动控制技术领域，公开了一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，用于监控所述振捣装备的运行，包括基础信息采集系统、振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统；所述基础信息采集系统的输出端分别与振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统的输入端连接；所述振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统分别与远程监控系统相互通讯连接。本发明的有益效果为能够实时获取大型钢筋混凝土振捣系统的重要运行状态信息，并在状况异常时紧急响应，提高在振捣过程中的安全性和可靠性。

Description

一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统

技术领域

本发明属于建筑机械自动控制技术领域，涉及一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，具体涉及一种大型预制钢筋混凝土结构自动振捣专用的运行状态监控系统。

背景技术

混凝土振捣方式主要分为人工振捣和机械振捣，随着科技的发展，振捣技术也在日新月异的进步，机械振捣收到越来越多的欢迎。

目前，虽有多款自动振捣装备，但工程技术领域尚未开发出针对大型钢筋混凝土振捣装备的运行状态监测系统，无法对行走车架位移、电机工作状态、机械臂调节角度、振捣棒下降高度和振捣频率等重要运行状态参数进行实时监测和控制，无法在状态异常时将信息及时反馈工程技术人员，实现安全预警和应急响应的功能，不利于振捣装备的安全可靠运行。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，能够实时获取大型钢筋混凝土振捣系统的重要运行状态信息，并在状况异常时紧急响应，提高在振捣过程中的安全性和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，用于监控所述振捣装备的运行，包括基础信息采集系统、振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统；所述基础信息采集系统的输出端分别与振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统的输入端连接；所述振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统分别与远程监控系统相互通讯连接；

所述基础信息采集系统用于实时采集振捣装备运行状态信息，并将采集到的实时传输至振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统；

所述振捣质量判断系统用于将基础信息采集系统传输过来的数据进行处理，并判断振捣的质量情况，并将判断的结果发送至远程监控系统；进一步地，将判断的结果发送至远程监控系统，并通过人机交互单元进行显示，供技术人员了解。

所述应急控制系统用于根据接收的控制指令，实时控制振捣装备的运行；

所述远程参数配置系统用于当振捣装备出现异常情况时，技术人员通过远程监控系统查看基础信息采集系统中的哪一个执行部件运行参数出现问题，远程监控系统通过远程参数配置系统对对应执行部件运行参数进行配置，远程参数配置系统执行远程监控系统的配置指令后将控制指令发送给应急控制系统；进一步地，程参数配置系统用于当振捣装备出现异常情况时，技术人员通过远程参数配置系统查看基础信息采集系统中的哪一个执行部件运行参数出现问题，并通过远程监控系统中的人机交互单元对行走车架运行参数、机械臂运行参数和振捣棒运行参数进行配置，从而可以最大化提高效率，降低成本。

所述远程监控系统用于显示和存储来自基础信息采集系统的振捣装备运行状态信息，同时监控振捣情况，当出现异常情况时，对执行部件的运行参数进行配置，通过远程参数配置系统发送控制指令给应急控制系统，进而由应急控制系统执行。

进一步地，所述远程监控系统还能够在振捣装备失去控制时，作为振捣主站系统的备份系统。

所述异常情况包括振捣棒未到达准确地点和振捣棒运行过程中某电机出现扭矩大于工作扭矩。

所述执行部件包括电机、振捣棒、机械臂的电缸，所述电机包括车体驱动电机、轮盘旋转电机、导向驱动电机，所述机械臂的电缸包括调角电缸和伸缩电缸。

进一步地，所述基础信息采集系统采集的振捣装备运行状态信息包括行走车架运行过程中的状态、电机运行过程中的参数信息、机械臂的电缸组合调节振捣棒下降角度的数据以及振捣棒自身的状态。

进一步地，所述基础信息采集系统包括行走车架信息采集单元、电机状态采集单元、机械臂角度采集单元以及振捣棒状态采集单元，所述行走车架信息采集单元、电机状态采集单元、机械臂角度采集单元以及振捣棒状态采集单元分别将采集到的数据信息通过基础信息采集系统的数据输出端实时传输至振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统的数据输入端；

所述行走车架信息采集单元用于采集承载运送振捣装备的行走车架的位移情况，距离出发零点的实际位移以及行走车架两侧轮组与轨道的间隙距离；

所述电机状态采集单元用于采集车体驱动电机、轮盘旋转电机以及导向驱动电机的参数信息，包括运行过程中实际的扭矩和速度；

所述机械臂角度采集单元用于采集机械臂的伸缩电缸和调角电缸的数据信息，包括电缸伸出的位移和角度；进一步地，角度是由两个电缸实际的伸出位移经控制器计算出的角度。

所述振捣棒状态采集单元用于采集振捣棒运行过程中的频率、下降的速度、下降的高度。

进一步地，所述判断振捣的质量情况的方法包括判断当下振捣棒处于混凝土工作面的x，y，z点位置是否符合预设和将振捣棒插入混凝土的时长是否充分。

进一步地，所述振捣质量判断系统包括振捣位置点显示单元和振捣时间显示单元；所述振捣位置点显示单元用于显示实时混凝土工作面振捣棒振捣的x，y，z点位置，并判断振捣位置是否与先前设定的振捣点位符合；其中，x为行走车架距离出发原点所行走的距离，y为承载行走车架的纵向车架在工作面上行走的距离，z为振捣棒插入混凝土的下降高度；通过实时反馈的振捣位置x，y，z三点坐标与预先设定好的坐标进行比较，从而可以判断振捣位置是否符合预期；

所述振捣时间显示单元用于显示振捣棒达到预定位置后振捣的时间是否符合振捣标准，振捣混凝土的时长是否充分。

所述振捣位置点显示单元、振捣时间显示单元根据各自分别对来自于基础信息采集系统所采集的数据信息进行判断，并将判断结果传输至远程监控系统，由远程监控系统综合显示振捣质量是否合格。

进一步地，所述振捣标准为快插慢拔，具体为：在下插时，需要快速下插，快速指振捣棒下降速度为0.4m/s～0.8m/s；在上拔时，需要慢速上拔，慢速指振捣棒下升速度为0.2m/s～0.4m/s；振捣时长为15~25秒。

进一步地，所述应急控制系统包括行走车架运行单元、振捣棒运行单元、机械臂运行单元和紧急制动控制单元；

所述应急控制系统根据接收的控制指令，实时控制行走车架运行单元、振捣棒运行单元以及机械臂运行单元，用以实现振捣位置、振捣棒下降高度的到达、振捣棒下降角度的调节；并且，若振捣棒未到达准确地点或振捣棒运行过程中电机出现扭矩大于工作扭矩时，启动紧急制动控制单元，暂停振捣装备的运行，等待技术人员的排查。

进一步地，所述行走车架运行单元、振捣棒运行单元以及机械臂运行单元分别用于判断对应执行部件是否满足预设值，若满足预设值，则正常运行；若不满足预设值，则根据现场操作输出的控制指令调节对应执行部件作业，以使其满足预设值；所述紧急制动控制单元用于在行走车架位移、电机的扭矩、振捣棒下降高度以及机械臂倾斜角度不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，暂停振捣装备的运行，并发出警报停止作业。

进一步地，所述行走车架运行单元判断对应执行部件是否满足预设值的方法为：判断行走车架位移和两侧轮组与轨道缝隙距离是否满足预设值，以免一端轮组与轨道摩擦影响正常工作，当不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，控制行走车架上的车体驱动电机，确保行走车架达到指定位置；

进一步地，在行走车架的左侧设置有第一光电传感器，通过第一光电传感器的光电原理来检测行走车架的位移，用检测的位移与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论；在行走车架的一侧设置有第二光电传感器，通过第二光电传感器的光电原理来检测行走车架两侧轮组与轨道缝隙的距离，用检测的距离与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论。

进一步地，所述振捣棒运行单元判断对应执行部件是否满足预设值的方法为：振捣棒运行过程中的下降高度和轮盘旋转电机运行的扭矩是否满足预设值，当不满足预设值时，根据接收到现场操作输出的控制指令，控制带动振捣棒下降轮盘旋转电机和主动导向机构的导向驱动电机，使振捣棒的下降高度和轮盘旋转电机运行的扭矩满足预设值。

进一步地，在所述轮盘旋转电机内部设置有第一编码器和扭矩传感器，通过所述第一编码器来检测振捣棒的下降高度，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论；通过所述扭矩传感器来检测轮盘旋转电机的扭矩，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论。

进一步地，由于振捣棒下降角度由伸缩电缸和调角电缸伸出位移的共同决定，所述机械臂运行单元判断对应执行部件是否满足预设值的方法为：伸缩电缸与调角电缸伸出的位移和机械臂的角度是否满足预设值时，当不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，控制伸缩电缸和调角电缸，使伸缩电缸与调角电缸伸出的位移和机械臂的角度满足预设值。

进一步地，所述伸缩电缸上设置有第二编码器，所述调角鱼缸上设置有第三编码器；通过所述第二编码器来检测伸缩电缸的位移，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论；通过所述第三编码器来检测调角电缸的位移，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论。

进一步地，所述远程参数配置系统包括行走车架参数配置单元、机械臂参数配置单元和振捣棒参数配置单元；

所述行走车架参数配置单元用于当行走车架运行单元判断行走车架位移和两侧轮组与轨道缝隙距离出现异常情况时，将振捣装备紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统，远程技术人员根据异常情况数据判断振捣装备故障并重新配置行走车架所需要的参数，然后重新启动振捣装备，恢复正常工作；

所述机械臂参数配置单元用于当机械臂运行单元判断机械臂的伸缩电缸或调角电缸伸出的位移和机械臂的角度出现异常情况时，将系统紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统，远程技术人员根据异常情况数据判断振捣装备故障并重新配置机械臂所需要的参数，然后重新启动系统，恢复正常工作；

所述振捣棒参数配置单元用于当振捣棒运行单元判断振捣棒运行过程中的下降高度和轮盘旋转电机运行的扭矩出现异常情况时，将系统紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统，远程操作人员根据异常情况数据判断系统故障并重新配置振捣棒所需要的参数，并重新启动系统，恢复正常工作。

进一步地，所述远程监控系统包括人机交互单元和信息存储单元；

所述人机交互单元用于实时显示所述运行状态监控系统所需要的运行状态信息，包括振捣位置和振捣时间的显示，以及行走车架、振捣棒、机械臂振捣执行部件的运行信息；进一步地，所述人机交互单元还包括出现紧急制动情况时，远程参数配置的窗口；

所述信息存储单元用于存储所述运行状态监控系统所获取和运行的信息，以及记录所述运行状态监控系统的运行日志。

通过人机交互单元，技术人员就可以远程对整个梁场多个钢筋混凝土结构的振捣情况进行判断处理，提高了工作效率，降低了成本。

进一步地，所述基础信息采集系统与振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统分别通过屏蔽线连接；所述远程监控系统通过网线或屏蔽线或无线中继分别与基础信息采集系统、振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统连接。

与现有技术相比，本发明提供了一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，具备以下有益效果：

（1）本发明的运行状态监控系统基于一种大型钢筋混凝土自动振捣装备，其主要用于大型钢筋混凝土结构的自动化振捣工作，利用该装备可以实现在预制钢筋混凝土结构振捣施工自动化和标准化操作。

（2）本发明的运行状态监控系统通过设置基础信息采集系统实时获取振捣系统的行走车架运行过程中的状态、电机运行过程中的参数信息、机械臂的电缸组合调节振捣棒下降角度的数据和振捣棒自身的状态，并将采集到的振捣系统运行状态信息实时传输至远程监控系统，通过远程监控系统将采集的信息进行融合处理后与预设值进行对比，以判断振捣系统的工作状态是否满足安全运行的条件，从而进行警报或应急控制，极大提高了振捣系统运行安全性和可靠性。

（3）本发明的运行状态监控系统通过设置振捣质量判断系统，将接收到的基础信息采集系统中的参数进行集中显示与振捣质量相关位置点与振捣时间两个参数，并通过实时点位、时间与预设值是否相同来方便工程技术人员判断振捣质量是否合格。

（4）但由于施工现场条件恶劣，人员冗杂，技术人员往往需要远程监控梁场的多台自动振捣装备的振捣情况，因而需要进行实时的状态监测，并在状态异常时及时处理，并对一些参数进行远程配置，本发明的运行状态监控系统通过设置远程参数配置系统，技术人员就可以在远程通过人机交互单元，对多个钢筋混凝土结构振捣情况进行判断处理，从而实现一个技术人员监控整个梁场的振捣质量并处理参数配置等技术难题，提高了工作效率，降低了成本。

（5）本发明的施工工地上信号传输采用屏蔽线连接的方式，提高噪音环境下信号传输的可靠性，而传输采用网线或无线中继连接的方式，提高了数据传输的效率，也使得传输距离更远，方便远距离操作。

附图说明

图1为本发明的运行状态监控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中自动振捣装备的立体结构示意图一（图中振捣棒未示出）；

图3为本发明实施例中自动振捣装备的主视结构示意图（图中振捣棒未示出）；

图4为本发明实施例中自动振捣装备中对滚机构的立体结构示意图；

图5为本发明实施例中自动振捣装备中角度调节机构的立体结构示意图；

图6为本发明实施例中自动振捣装备中主动导向机构和第二导向架的立体结构示意图。

图中附图标记的含义为：100-基础信息采集系统；101-行走车架信息采集单元；102-电机状态采集单元；103-机械臂角度采集单元；104-振捣棒状态采集单元；200-振捣质量判断系统；201-振捣位置点显示单元；202-振捣时间显示单元；300-应急控制系统；301-行走车架运行单元；302-振捣棒运行单元；303-机械臂运行单元；304-紧急制动控制单元；400-远程参数配置系统；401-行走车架参数配置单元；402-机械臂参数配置单元；403-振捣棒参数配置单元；500-远程监控系统；501-人机交互单元；502-信息存储单元。

1-车架；2-前轮组；3-车体驱动电机；4-传动机构；5-后轮组；6-轮盘旋转电机；7-轮盘；8-滑环；9-轮轴；10-轴承座；11-储管支架；12-对滚机构；13-机械臂；14-主动导向机构；15-第二导向架；16-连接支撑板；17-第一支撑板；18-第二支撑板；19-第一滚轮组；20-第二滚轮组；21-第一支架；22-摆动臂；23-调角电缸；24-第一电缸铰支座；25-第二电缸铰支座；26-伸缩电缸；27-伸缩臂；28-第三电缸铰支座；29-第一导向架；30-第三滚轮组；31-滚轮支撑板；32-第四滚轮组；33-导向驱动电机；34-第一光电传感器；35-第二光电传感器。

具体实施方式

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做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。

本发明的运行状态监控系统用于监控的振捣装备可能包括的结构如下：

如图2、图3以及图6所示，本发明中的振捣装备，包括振捣车体、振捣棒、设置于振捣车体上的储管机构和对滚机构12；振捣棒为高频振捣棒，为对混凝土进行振捣的执行部件；振捣车体能够在带动振捣装备在施工区域位移；储管机构用于对振捣棒进行收卷和放卷，以实现振捣棒的自动上下插拔；对滚机构12用于对振捣棒进行导向。

振捣车体包括行走车架1、前轮组2、后轮组5、传动机构4以及车体驱动电机3，前轮组2设置于行走车架1前端，后轮组5设置于行走车架1后端，传动机构4设置于行走车架1中部，用于传递动力，车体驱动电机3用于直接驱动前轮组2，前轮组2通过传动机构4带动后轮组5转动，实现振捣车体的位移。

车体驱动电机3设置于行走车架1前端；振捣车体为四轮驱动；前轮组2和后轮组5中的前后轮放置于施工区域成对设置的横向和纵向的导轨上，实现本发明的振捣装备在水平方向上的移动，使得本发明的振捣装备能够对施工全域的混凝土进行振捣。

储管机构包括轮盘7、轮轴9、轴承座支架、储管支架11以及轮盘旋转电机6；轮盘7设置于轮轴9上，轮轴9的一端设置在轴承座支架上，另一端设置在储管支架11上，轮盘旋转电机6设置于轴承座支架上，轴承座支架和储管支架11皆设置于振捣车体上，轮盘7在轮轴9上为近储管支架11侧设置，轮盘旋转电机6驱动轮轴9转动，轮轴9带动轮盘7转动，实现绕卷在轮盘7上的振捣棒被收卷或放卷，进而实现振捣棒的上下移动和定位。

储管机构还包括滑环8，滑环8设置于轮轴9上，用于保证轮盘7在转动过程中，电线不发生缠绕。优选地，滑环8设置于轮盘7和轴承座支架之间。

储管支架11通过螺栓连接固定在行走车架1上，轮盘旋转电机6通过螺栓连接安装于轴承座支架上。

轴承座支架和储管支架11皆设置于行走车架1上。

轮盘7为下沉式设置，即轮盘7的半径大于轮轴9的中轴线至行走车架1上表面的距离，行走车架1内设置有能够容纳轮盘7的空间部，下沉式设置，保证振捣装备整体结构在高度方向结构紧凑，避免与上方布料机干涉。

在本实施例的一种具体实施方式中，振捣车体前轮组2与后轮组5近轮盘7侧，分别设置有滑轮，滑轮的设置是用于对振捣棒起限位作用，滑轮与轮盘7的间隙用于供振捣棒通过。

如图4所示，对滚机构12包括连接支撑板16、第一支撑板17、第二支撑板18、第一滚轮组19以及第二滚轮组20；连接支撑板16设置于振捣车体上，第一支撑板17和第二支撑板18设置于连接支撑板16上，第一支撑板17和第二支撑板18之间设置有第一滚轮组19和第二滚轮组20，第一滚轮组19和第二滚轮组20之间设置有容纳振捣棒穿过的空隙，对振捣棒起导向作用。

连接支撑板16为L型板，L型板的短板设置于行走车架1上，长板与第一支撑板17和第二支撑板18连接；第一滚轮组19和第二滚轮组20皆为U型滚轮组，且两滚轮组结构与尺寸一致；第一滚轮组19和第二滚轮组20为相互平行设置，第一滚轮组19一端与第一支撑板17连接，；另一端与第二支撑板18连接；第一支撑板17和第二支撑板18结构尺寸一致，并对称且相互平行设置于连接支撑板16上。

振捣棒包括电缆段和振捣棒头，电缆段包括设置于外部的橡胶管和设置于橡胶管内部的电缆，振捣棒头包括设置于外部的锰钢、设置于锰钢内部的振捣棒电机和与振捣棒电机连接的电缆，电缆段一端与电控柜连接，另一端与振捣棒电机连接，电控柜置于振捣车体上。本发明中高频振捣棒与现有市场上高频振捣棒的结构相同，其工作原理也与现有技术中的相同。

如图6所示，本发明中的振捣装备还包括主动导向机构14，主动导向机构14设置于振捣车体的下部，包括第一导向架29、第三滚轮组30、滚轮支撑板31、第四滚轮组32以及导向驱动电机33；第一导向架29的左端直接或通过连接件与振捣车体连接，右端与滚轮支撑板31连接，后侧与导向驱动电机33连接；第三滚轮组30设置在第一导向架29内，且设置于与导向驱动电机33同轴线的位置，第四滚轮组32设置于滚轮支撑板31上，第三滚轮组30和第四滚轮组32为相互平行设置；第三滚轮组30和第四滚轮组32之间设置有供振捣棒通过的空隙，且空隙能够调节；导向驱动电机33用于驱动第三滚轮组30转动。

第一导向架29为U型导向架，U型的底部通过连接件与振捣车体的行走车架1连接。滚轮支撑板31有两条，平行设置，第四滚轮组32设置于两条滚轮支撑板31之间。

滚轮支撑板31为T型板。

滚轮支撑板31与第一导向架29通过螺栓连接，通过螺栓能够调节第三滚轮组30和第四滚轮组32之间的间隙，比如通过拧紧螺栓，第三滚轮组30和第四滚轮组32之间的间隙变小，通行在两滚轮组之间的振捣棒的橡胶管发生弹性变形，振捣棒被充分夹持住，当导向驱动电机33驱动第三滚轮组30转动时，振捣棒就是被迫向下振捣，避免了振捣棒下落精度差的问题。

如图5所示，本发明中的振捣装备还包括机械臂13，机械臂13替换连接件，设置于振捣车体与主动导向机构14之间，第一导向架29的左端与机械臂13的下端连接；机械臂13用于调节振捣棒的行程和角度。

机械臂13包括第一支架21、摆动臂22、调角电缸23、第一电缸铰支座24、第二电缸铰支座25、伸缩电缸26、伸缩臂27及第三电缸铰支座28；第一支架21设置于振捣车体的下方；摆动臂22设置于第一支架21的下端，调角电缸23用于驱动摆动臂22左右摆动；调角电缸23一端设置于第一支架21上，另一端设置于摆动臂22上；伸缩臂27嵌套于摆动臂22内部；伸缩电缸26一端设置于摆动臂22上，另一端设置于伸缩臂27上，伸缩电缸26用于驱动伸缩臂27在摆动臂22内伸出和回缩。通过调角电缸23和伸缩电缸26的组合，能够实现振捣棒的定位和避障振捣，此外，通过伸缩臂27和摆动臂22的组合，可对振捣棒起到助力作用，帮助振捣棒更好地下降振捣。

摆动臂22通过铰支座安装于第一支架21的下端。第一支架21通过螺栓连接在振捣车体的下方。调角电缸23通过第一电缸铰支座24安装于摆动臂22上。伸缩电缸26一端通过第二电缸铰支座25设置于摆动臂22上，另一端通过第三电缸铰支座28设置于伸缩臂27上。

如图6所示，本发明中的振捣装备还包括第二导向架15，用于为振捣棒提供导向作用，第二导向架15设置于主动导向机构14的底部，第二导向架15包括设置于下部的导向环，工作时振捣棒的振捣棒头穿过第二导向架15的导向环，防止振捣棒的橡胶管柔度影响棒头的定位。

第二导向架15与第三滚轮组30和第四滚轮组32之间的空隙上下对应设置。

第二导向架15焊接于主动导向机构14底端。在本实施例的一种具体实施方式中，还包括控制系统，控制系统分别与振捣车体、振捣棒、储管机构、机械臂13以及主动导向机构14电性连接，用于控制各机构之间的振捣动作的执行。

在本实施例的一种具体实施方式中，控制系统与振捣车体的车体驱动电机3电性连接，用于控制振捣装备水平方向移动；控制系统与振捣棒的振捣棒电源电性连接，用于控制振捣棒的频率；控制系统与储管机构的轮盘旋转电机6电性连接，用于控制轮盘卷放振捣棒的电缆段；控制系统分别与机械臂13的调角电缸23、伸缩电缸26电性连接，用于控制振捣棒定位和避障振捣；控制系统与主动导向机构14的导向驱动电机33电性连接，用于通过导向驱动电机33控制第三滚轮组30的转动，对振捣棒起到助力作用。

鉴于大型预制梁跨度大，目前大型预制梁钢筋混凝土振捣施工时，工人在振捣时需要移动振捣，施工工人劳动强度大、效率低，本发明中的振捣装备采用四轮驱动方式的振捣车体，能够实现振捣装备在水平方向上快速移动，对施工全域的混凝土进行振捣；储管机构的设置是以代替工人手持振捣棒上下振捣，能够较好地控制振捣棒的收、放，实现振捣棒的上下移动和定位；对滚机构12对振捣棒起到导向作用；机械臂13的设置是以代替工人手持振捣棒定位振捣，机械臂13通过调角电缸23和伸缩电缸26的组合能够实现避障振捣；主动导向机构14对振捣棒起到导向和助力作用。

如图1所示，本发明的运行状态监控系统，用于监控振捣装备的运行，包括基础信息采集系统100、振捣质量判断系统200、应急控制系统300、远程参数配置系统400以及远程监控系统500；基础信息采集系统100的输出端分别与振捣质量判断系统200、应急控制系统300、远程参数配置系统400以及远程监控系统500的输入端连接；振捣质量判断系统200、应急控制系统300以及远程参数配置系统400分别与远程监控系统500相互通讯连接；

基础信息采集系统100用于实时采集振捣装备运行状态信息，并将采集到的实时传输至振捣质量判断系统200、应急控制系统300、远程参数配置系统400以及远程监控系统500；

振捣质量判断系统200用于将基础信息采集系统100传输过来的数据进行处理，并判断振捣的质量情况，并将判断的结果发送至远程监控系统500；在本实施例的一种具体实施方式中，将判断的结果发送至远程监控系统500，并通过人机交互单元501进行显示，供技术人员了解；

应急控制系统300用于根据接收的控制指令，实时控制振捣装备的运行。

远程参数配置系统400用于当振捣装备出现异常情况时，技术人员通过远程监控系统500查看基础信息采集系统100中的哪一个执行部件运行参数出现问题，远程监控系统500通过远程参数配置系统400对对应执行部件运行参数进行配置，远程参数配置系统400执行远程监控系统500的配置指令后将控制指令发送给应急控制系统300；在本实施例的一种具体实施方式中，程参数配置系统用于当振捣装备出现异常情况时，技术人员通过远程参数配置系统400查看基础信息采集系统100中的哪一个执行部件运行参数出现问题，并通过远程监控系统500中的人机交互单元501对行走车架运行参数、机械臂13运行参数和振捣棒运行参数进行配置，从而可以最大化提高效率，降低成本。

远程监控系统500用于显示和存储来自基础信息采集系统100的振捣装备运行状态信息，同时监控振捣情况，当出现异常情况时，对执行部件的运行参数进行配置，通过远程参数配置系统400发送控制指令给应急控制系统300，进而由应急控制系统300执行。

在本实施例的一种具体实施方式中，远程监控系统500还能够在振捣装备失去控制时，作为振捣主站系统的备份系统。

异常情况包括振捣棒未到达准确地点和振捣棒运行过程中某电机出现扭矩大于工作扭矩。

执行部件包括电机、振捣棒、机械臂13的电缸，电机包括车体驱动电机3、轮盘旋转电机6、导向驱动电机33，机械臂13的电缸包括调角电缸23和伸缩电缸26。

在本实施例的一种具体实施方式中，基础信息采集系统100采集的振捣装备运行状态信息包括行走车架运行过程中的状态、电机运行过程中的参数信息、机械臂13的电缸组合调节振捣棒下降角度的数据以及振捣棒自身的状态。

在本实施例的一种具体实施方式中，基础信息采集系统100包括行走车架信息采集单元101、电机状态采集单元102、机械臂13角度采集单元103以及振捣棒状态采集单元104，行走车架信息采集单元101、电机状态采集单元102、机械臂13角度采集单元103以及振捣棒状态采集单元104分别将采集到的数据信息通过基础信息采集系统100的数据输出端实时传输至振捣质量判断系统200、应急控制系统300、远程参数配置系统400以及远程监控系统500的数据输入端；

行走车架信息采集单元101用于采集承载运送振捣装备的行走车架的位移情况，距离出发零点的实际位移以及行走车架两侧轮组与轨道的间隙距离；

电机状态采集单元102用于采集车体驱动电机3、轮盘旋转电机6以及导向驱动电机33的参数信息，包括运行过程中实际的扭矩和速度；

机械臂13角度采集单元103用于采集机械臂13的伸缩电缸26和调角电缸23的数据信息，包括电缸伸出的位移和角度；在本实施例的一种具体实施方式中，角度是由两个电缸实际的伸出位移经控制器计算出的角度。

振捣棒状态采集单元104用于采集振捣棒运行过程中的频率、下降的速度、下降的高度。

在本实施例的一种具体实施方式中，判断振捣的质量情况的方法包括判断当下振捣棒处于混凝土工作面的x，y，z点位置是否符合预设和将振捣棒插入混凝土的时长是否充分。

在本实施例的一种具体实施方式中，振捣质量判断系统200包括振捣位置点显示单元201和振捣时间显示单元202；振捣位置点显示单元201用于显示实时混凝土工作面振捣棒振捣的x，y，z点位置，并判断振捣位置是否与先前设定的振捣点位符合；其中，x为行走车架距离出发原点所行走的距离，y为承载行走车架的纵向车架在工作面上行走的距离，z为振捣棒插入混凝土的下降高度；通过实时反馈的振捣位置x，y，z三点坐标与预先设定好的坐标进行比较，从而可以判断振捣位置是否符合预期；

振捣时间显示单元202用于显示振捣棒达到预定位置后振捣的时间是否符合振捣标准，振捣混凝土的时长是否充分。

振捣位置点显示单元201、振捣时间显示单元202根据各自分别对来自于基础信息采集系统100所采集的数据信息进行判断，并将判断结果传输至远程监控系统500，由远程监控系统500综合显示振捣质量是否合格。

在本实施例的一种具体实施方式中，振捣标准为快插慢拔，具体为：在下插时，需要快速下插，快速指振捣棒下降速度为0.4m/s～0.8m/s；在上拔时，需要慢速上拔，慢速指振捣棒下升速度为0.2m/s～0.4m/s；振捣时长为15~25秒。

在本实施例的一种具体实施方式中，应急控制系统300包括行走车架运行单元301、振捣棒运行单元302、机械臂13运行单元303和紧急制动控制单元304；

应急控制系统300根据接收的控制指令，实时控制行走车架运行单元301、振捣棒运行单元302以及机械臂13运行单元303，用以实现振捣位置、振捣棒下降高度的到达、振捣棒下降角度的调节；并且，若振捣棒未到达准确地点或振捣棒运行过程中电机出现扭矩大于工作扭矩时，启动紧急制动控制单元304，暂停振捣装备的运行，等待技术人员的排查。

在本实施例的一种具体实施方式中，行走车架运行单元301、振捣棒运行单元302以及机械臂13运行单元303分别用于判断对应执行部件是否满足预设值，若满足预设值，则正常运行；若不满足预设值，则根据现场操作输出的控制指令调节对应执行部件作业，以使其满足预设值；紧急制动控制单元304用于在行走车架位移、电机的扭矩、振捣棒下降高度以及机械臂13倾斜角度不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，暂停振捣装备的运行，并发出警报停止作业。

在本实施例的一种具体实施方式中，行走车架运行单元301判断对应执行部件是否满足预设值的方法为：判断行走车架位移和两侧轮组与轨道缝隙距离是否满足预设值，以免一端轮组与轨道摩擦影响正常工作，当不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，控制行走车架上的车体驱动电机3，确保行走车架达到指定位置；

如图3所示，在本实施例的一种具体实施方式中，在行走车架的左侧设置有第一光电传感器34，通过第一光电传感器34的光电原理来检测行走车架的位移，用检测的位移与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论；在行走车架的一侧（两个轮子之间）设置有第二光电传感器35，通过第二光电传感器35的光电原理来检测行走车架两侧轮组与轨道缝隙的距离，用检测的距离与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论。

在本实施例的一种具体实施方式中，振捣棒运行单元302判断对应执行部件是否满足预设值的方法为：振捣棒运行过程中的下降高度和轮盘旋转电机6运行的扭矩是否满足预设值，当不满足预设值时，根据接收到现场操作输出的控制指令，控制带动振捣棒下降轮盘旋转电机6和主动导向机构14的导向驱动电机33，使振捣棒的下降高度和轮盘旋转电机6运行的扭矩满足预设值。

在本实施例的一种具体实施方式中，在轮盘旋转电机6内部设置有第一编码器和扭矩传感器，通过第一编码器来检测振捣棒的下降高度，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论；通过扭矩传感器来检测轮盘旋转电机6的扭矩，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论。

在本实施例的一种具体实施方式中，由于振捣棒下降角度由伸缩电缸26和调角电缸23伸出位移的共同决定，机械臂13运行单元303判断对应执行部件是否满足预设值的方法为：伸缩电缸26与调角电缸23伸出的位移和机械臂13的角度是否满足预设值时，当不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，控制伸缩电缸26和调角电缸23，使伸缩电缸26与调角电缸23伸出的位移和机械臂13的角度满足预设值。

在本实施例的一种具体实施方式中，伸缩电缸26上设置有第二编码器，调角鱼缸上设置有第三编码器；通过第二编码器来检测伸缩电缸26的位移，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论；通过第三编码器来检测调角电缸23的位移，用检测的结果与预设值进行对比，以得到是否满足预设值的结论。

在本实施例的一种具体实施方式中，远程参数配置系统400包括行走车架参数配置单元401、机械臂13参数配置单元402和振捣棒参数配置单元403；

行走车架参数配置单元401用于当行走车架运行单元301判断行走车架位移和两侧轮组与轨道缝隙距离出现异常情况时，将振捣装备紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统500，远程技术人员根据异常情况数据判断振捣装备故障并重新配置行走车架所需要的参数，然后重新启动振捣装备，恢复正常工作；

机械臂13参数配置单元402用于当机械臂13运行单元303判断机械臂13的伸缩电缸26或调角电缸23伸出的位移和机械臂13的角度出现异常情况时，将系统紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统500，远程技术人员根据异常情况数据判断振捣装备故障并重新配置机械臂13所需要的参数，然后重新启动系统，恢复正常工作；

振捣棒参数配置单元403用于当振捣棒运行单元302判断振捣棒运行过程中的下降高度和轮盘旋转电机6运行的扭矩出现异常情况时，将系统紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统500，远程操作人员根据异常情况数据判断系统故障并重新配置振捣棒所需要的参数，并重新启动系统，恢复正常工作。

在本实施例的一种具体实施方式中，远程监控系统500包括人机交互单元501和信息存储单元502；

人机交互单元501用于实时显示运行状态监控系统所需要的运行状态信息，包括振捣位置和振捣时间的显示，以及行走车架、振捣棒、机械臂13振捣执行部件的运行信息；在本实施例的一种具体实施方式中，人机交互单元501还包括出现紧急制动情况时，远程参数配置的窗口；

信息存储单元502用于存储运行状态监控系统所获取和运行的信息，以及记录运行状态监控系统的运行日志。

通过人机交互单元501，技术人员就可以远程对整个梁场多个钢筋混凝土结构的振捣情况进行判断处理，提高了工作效率，降低了成本。

在本实施例的一种具体实施方式中，基础信息采集系统100与振捣质量判断系统200、应急控制系统300以及远程参数配置系统400分别通过屏蔽线连接；远程监控系统500通过网线或屏蔽线或无线中继分别与基础信息采集系统100、振捣质量判断系统200、应急控制系统300以及远程参数配置系统400连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：用于监控所述振捣装备的运行，包括基础信息采集系统、振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统；所述基础信息采集系统的输出端分别与振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统的输入端连接；所述振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统分别与远程监控系统相互通讯连接；

所述基础信息采集系统用于实时采集振捣装备运行状态信息，并将采集到的实时传输至振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统；

所述振捣质量判断系统用于将基础信息采集系统传输过来的数据进行处理，并判断振捣的质量情况，并将判断的结果发送至远程监控系统；

所述应急控制系统用于根据接收的控制指令，实时控制振捣装备的运行；

所述远程参数配置系统用于当振捣装备出现异常情况时，技术人员通过远程监控系统查看基础信息采集系统中的哪一个执行部件运行参数出现问题，远程监控系统通过远程参数配置系统对对应执行部件运行参数进行配置，远程参数配置系统执行远程监控系统的配置指令后将控制指令发送给应急控制系统；

所述远程监控系统用于显示和存储来自基础信息采集系统的振捣装备运行状态信息，同时监控振捣情况，当出现异常情况时，对执行部件的运行参数进行配置，通过远程参数配置系统发送控制指令给应急控制系统，进而由应急控制系统执行。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述基础信息采集系统采集的振捣装备运行状态信息包括行走车架运行过程中的状态、电机运行过程中的参数信息、机械臂的电缸组合调节振捣棒下降角度的数据以及振捣棒自身的状态。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述基础信息采集系统包括行走车架信息采集单元、电机状态采集单元、机械臂角度采集单元以及振捣棒状态采集单元，所述行走车架信息采集单元、电机状态采集单元、机械臂角度采集单元以及振捣棒状态采集单元分别将采集到的数据信息通过基础信息采集系统的数据输出端实时传输至振捣质量判断系统、应急控制系统、远程参数配置系统以及远程监控系统的数据输入端；

所述行走车架信息采集单元用于采集承载运送振捣装备的行走车架的位移情况，距离出发零点的实际位移以及行走车架两侧轮组与轨道的间隙距离；

所述电机状态采集单元用于采集车体驱动电机、轮盘旋转电机以及导向驱动电机的参数信息，包括运行过程中实际的扭矩和速度；

所述机械臂角度采集单元用于采集机械臂的伸缩电缸和调角电缸的数据信息，包括电缸伸出的位移和角度；

所述振捣棒状态采集单元用于采集振捣棒运行过程中的频率、下降的速度、下降的高度。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述判断振捣的质量情况的方法包括判断当下振捣棒处于混凝土工作面的x，y，z点位置是否符合预设和将振捣棒插入混凝土的时长是否充分。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述振捣质量判断系统包括振捣位置点显示单元和振捣时间显示单元；

所述振捣位置点显示单元用于显示实时混凝土工作面振捣棒振捣的x，y，z点位置，并判断振捣位置是否与先前设定的振捣点位符合；其中，x为行走车架距离出发原点所行走的距离，y为承载行走车架的纵向车架在工作面上行走的距离，z为振捣棒插入混凝土的下降高度；

所述振捣时间显示单元用于显示振捣棒达到预定位置后振捣的时间是否符合振捣标准，振捣混凝土的时长是否充分；

所述振捣位置点显示单元、振捣时间显示单元根据各自分别对来自于基础信息采集系统所采集的数据信息进行判断，并将判断结果传输至远程监控系统，由远程监控系统综合显示振捣质量是否合格。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述应急控制系统包括行走车架运行单元、振捣棒运行单元、机械臂运行单元和紧急制动控制单元；

所述应急控制系统根据接收的控制指令，实时控制行走车架运行单元、振捣棒运行单元以及机械臂运行单元，用以实现振捣位置、振捣棒下降高度的到达、振捣棒下降角度的调节；并且，若振捣棒未到达准确地点或振捣棒运行过程中电机出现扭矩大于工作扭矩时，启动紧急制动控制单元，暂停振捣装备的运行，等待排查。

7.根据权利要求6所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述行走车架运行单元、振捣棒运行单元以及机械臂运行单元分别用于判断对应执行部件是否满足预设值，若满足预设值，则正常运行；若不满足预设值，则根据现场操作输出的控制指令调节对应执行部件作业，以使其满足预设值；

所述紧急制动控制单元用于在行走车架位移、电机的扭矩、振捣棒下降高度以及机械臂倾斜角度不满足预设值时，根据接收到的现场操作输出的控制指令，暂停振捣装备的运行，并发出警报停止作业。

8.根据权利要求1所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述远程参数配置系统包括行走车架参数配置单元、机械臂参数配置单元和振捣棒参数配置单元；

所述行走车架参数配置单元用于当行走车架运行单元判断行走车架位移和两侧轮组与轨道缝隙距离出现异常情况时，将振捣装备紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统，远程技术人员根据异常情况数据判断振捣装备故障并重新配置行走车架所需要的参数，然后重新启动振捣装备，恢复正常工作；

所述机械臂参数配置单元用于当机械臂运行单元判断机械臂的伸缩电缸或调角电缸伸出的位移和机械臂的角度出现异常情况时，将系统紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统，远程技术人员根据异常情况数据判断振捣装备故障并重新配置机械臂所需要的参数，然后重新启动系统，恢复正常工作；

所述振捣棒参数配置单元用于当振捣棒运行单元判断振捣棒运行过程中的下降高度和轮盘旋转电机运行的扭矩出现异常情况时，将系统紧急制动后，将异常情况数据传送至远程监控系统，远程操作人员根据异常情况数据判断系统故障并重新配置振捣棒所需要的参数，并重新启动系统，恢复正常工作。

9.根据权利要求1所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述远程监控系统包括人机交互单元和信息存储单元；

所述人机交互单元用于实时显示所述运行状态监控系统所需要的运行状态信息，包括振捣位置和振捣时间的显示，以及行走车架、振捣棒、机械臂振捣执行部件的运行信息；进一步地，所述人机交互单元还包括出现紧急制动情况时，远程参数配置的窗口；

所述信息存储单元用于存储所述运行状态监控系统所获取和运行的信息，以及记录所述运行状态监控系统的运行日志。

10.根据权利要求1所述的一种混凝土自动振捣装备的运行状态监控系统，其特征在于：所述基础信息采集系统与振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统分别通过屏蔽线连接；所述远程监控系统通过网线或屏蔽线或无线中继分别与基础信息采集系统、振捣质量判断系统、应急控制系统以及远程参数配置系统连接。

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