CN211524117U - 用于混凝土浇筑的智能机械 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于混凝土浇筑的智能机械，包括：本体、若干本体支架、控制室、移动臂、泵管、浇筑口和感应设备，每个本体支架一端固定在所述本体上，另一端固定在基础上，若干本体支架用于本体的固定；移动臂一端活动连接在本体上，另一端设置浇筑口，移动臂至少具有3个自由度；以及泵管沿移动臂的方向固定连接在移动臂上，并且泵管的一端与浇筑口连接，泵管用于将混凝土输送至浇筑口并浇筑在模板中；感应设备设置在浇筑口上，感应设备感知浇筑口周围的环境并将数据传送到控制室中；以及控制室用于控制移动臂和浇筑口的移动和/或混凝土流量。本公开利用BIM技术，实现精确浇筑。

Description

用于混凝土浇筑的智能机械

技术领域

本公开涉及装配式建筑领域，尤其涉及一种用于混凝土浇筑的智能机械。

背景技术

混凝土浇筑目前采用泵送设备将混凝土泵送至指定高度，由操作人员控制泵送位置和出口方向。目前对于混凝土浇筑过程中，由于工期紧张以及长期以来的施工管理不足等问题，导致浇筑过程中无法保证浇筑质量，进而引起孔洞率高，甚至涨模的情况发生。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开利用BIM(Building InformationModeling，建筑信息模型)技术或CAD图纸，提供了一种用于混凝土浇筑的智能机械。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于混凝土浇筑的智能机械，包括：本体、若干本体支架、控制室、移动臂、泵管、浇筑口和感应设备，

每个本体支架一端固定在所述本体上，另一端固定在基础上，所述若干本体支架用于本体的固定；

所述移动臂一端活动连接在本体上，另一端设置所述浇筑口，所述移动臂至少具有3个自由度；以及

所述泵管沿所述移动臂的方向固定连接在所述移动臂上，并且所述泵管的一端与所述浇筑口连接，所述泵管用于将混凝土输送至所述浇筑口并浇筑在模板中；

所述感应设备设置在所述浇筑口上，所述感应设备感知所述浇筑口周围的环境并将数据传送到所述控制室中；以及

所述控制室用于控制所述移动臂和浇筑口的移动和/或混凝土流量。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括图像捕捉设备，

所述图像捕捉设备设置在所述浇筑口上，所述图像捕捉设备获取混凝土浇筑图像数据并传送到所述控制室中。

根据本公开的至少一个实施方式，所述感应设备感知所述浇筑口与模板或页板之间的距离以及混凝土的用量，并将数据传送到所述控制室中。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括控制系统，

所述控制系统获取建筑信息模型中的预设参数，以及所述图像捕捉设备和/或感应设备传送的数据，通过预设参数与所述图像捕捉设备和/或感应设备传送的数据进行对比，自动控制所述浇筑口的位置以及混凝土的流量。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括操作装置和显示设备，所述操作装置和显示设备设置在控制室中；

所述显示设备获取显示图像捕捉设备传回的所述浇筑口图像数据；以及

所述操作装置根据所述浇筑口图像数据控制所述浇筑口的位置以及混凝土的流量。

根据本公开的至少一个实施方式，所述显示设备包括显示器、VR设备中的一种或多种。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括配重，所述配重设置在本体上保持所述智能机械的稳定性。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括振捣装置，所述振捣装置与移动臂固定连接，所述振捣装置用于混凝土浇筑中的振捣。

根据本公开的至少一个实施方式，所述感应设备包括位置传感器、流量传感器、GPS中的一种或多种。

根据本公开的另一方面，还提供了一种混凝土浇筑的智能机械的控制系统，应用于上述混凝土浇筑的智能机械，

所述控制系统根据建筑信息模型中的预设参数与获取的图像数据和/或感应设备获取的数据进行对比，自动控制所述浇筑口的位置以及混凝土的流量。

根据本公开的又一方面，还提供了一种混凝土浇筑的智能机械的生产方法，包括：

获取浇筑参数，确定定位点和混凝土量；

安装上述的混凝土浇筑的智能机械；

控制系统获取图像捕捉设备和/或感应设备的数据，控制浇筑口的位置和流量；

浇筑完成。

根据本公开的至少一个实施方式，在控制系统获取图像捕捉设备和/或感应设备的数据，控制浇筑口的位置和流量的步骤中，还包括通过操作装置控制浇筑口的位置以及混凝土的流量。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的实施方式的智能机械的示意图。

附图标记：1-浇筑口；2-控制室；3-本体支架；4-配重；5-泵管；6-移动臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

现有的混凝土浇筑技术一般采用人工泵送到指定位置位置和调整出口方向，但无法保证浇筑质量，浇筑后的混凝土孔洞率较高，难以适应高标准的浇筑任务。

根据本公开的第一实施方式，提供了一种用于混凝土浇筑的智能机械，包括：本体、若干本体支架、控制室、移动臂、泵管、浇筑口和感应设备，每个本体支架一端固定在所述本体上，另一端固定在基础上，若干本体支架用于本体的固定，本体支架可选地为4个，可以根据实际需要4个本体支架的架设方向可以进行调整，以适应不同的作业面；可选地，本体支架的长度除了方向可调以外，其长度方向也可以设置为伸缩结构使得其长度根据配重或移动臂的重量需要可调节。移动臂一端活动连接在本体上，另一端设置浇筑口，移动臂至少具有3个自由度，移动臂可以设置在本体的旋转平台上，可以进行360°回转运动，移动臂可以由多个关节结构组成，从而可以灵活调整浇筑口的位置，移动臂可以上下、左右、前后等方向移动；以及泵管沿移动臂的方向固定连接在移动臂上，并且泵管的一端与浇筑口连接，泵管用于将混凝土输送至浇筑口并浇筑在模板中，根据移动臂的不同形式，泵管也可以为多关节设置，每一关节泵管固定连接在关节移动臂上，同时相邻关节之间的连接可以通过通用接口等的形式，螺接或固定在一起形成整个泵管的输送，或者泵管采用软管的形式固定在移动臂上；感应设备设置在浇筑口上，感应设备感知浇筑口周围的环境并将数据传送到控制室中；以及控制室用于控制移动臂和浇筑口的移动和/或混凝土流量，感应设备可以设置在浇筑口上，以方便的获取作业面环境的参数，感应设备还可以设置在移动臂上或其它能获得作业面环境的参数的位置上，感应设备可以获得作业面2维或3维的参数信息以及混凝土流量等其它参数。控制室用于控制移动臂和浇筑口的移动和/或混凝土流量。可选地，控制室可以设置在本体上并与本体固定连接，例如驾驶室，还可选地，控制室还可以设置在远程位置处，例如中央控制室，可以远程获取作业面参数以及对浇筑口进行控制。

可选地，图像捕捉设备设置在浇筑口上，图像捕捉设备获取混凝土浇筑图像数据并传送到控制室中。图像捕捉设备还可选地设置在移动臂上，或者图像捕捉设备可选地设置在能监控整个浇筑面的位置处，图像捕捉设备将整个浇筑过程的图像数据通过线缆或网络远程传送到控制室的接收设备上，使得控制系统或监控人员及时获得实时画面数据。

可选地，感应设备感知浇筑口与模板或页板之间的距离以及混凝土的用量，并将数据传送到控制室中，其中感应设备可以是多个传感器组成的，不但可以获得位置参数信息，例如GPS参数信息参数，还可以获得浇筑口与浇筑混凝土的模板以及浇筑好的页板之间的相对位置信息，感应设备还包括流量传感器等，可以获取浇筑口混凝土的流量信息，感应设备获取的参数通过线缆或网络远程传送到控制系统中，为控制系统提供实时参数数据。

控制系统根据获取的图像捕捉设备和/或感应设备传送的数据，控制系统还获取了BIM建筑信息模型中或者CAD图纸中的预设的参数，控制系统通过预设参数与图像捕捉设备和/或感应设备传送的数据进行对比，可以智能自动控制浇筑口的位置以及混凝土的流量。

可选地，用于混凝土浇筑的智能机械还包括操作装置和显示设备，其中操作装置和显示设备直接设置在控制室中，也就是驾驶室中，操作人员在驾驶室中可以直接获取浇筑口处的图像信息，并通过操作装置控制浇筑口或整个智能机械的开关等操作。显示设备可以将图像捕捉设备获取的图像参数显示出来供操作人员监控，操作装置可以切断或调整控制系统由操作人员进行手工操作，控制移动臂的移动、浇筑口的位置、混凝土的流量等。

可选地，显示设备包括但不限于显示器、VR设备、显示屏、投影、触摸屏设备的一种或多种，显示设备除了显示图像捕捉设备获取的图像参数，可选地，显示设备还可以集成交互操作从而实现实时显示，实时操控。

根据本公开的一个实施例，用于混凝土浇筑的智能机械还包括配重，配重设置在移动臂的相对侧用来平衡智能机械的重量，保证在浇筑过程中，整台机械的平衡和稳定性。

本公开还提供了一种混凝土浇筑的智能机械的控制系统，应用于上述混凝土浇筑的智能机械，控制系统设置在控制室，或远程控制中心，主要利用BIM技术提取相关建筑模型的信息参数作为混凝土浇筑的基础，同时实时获取图像处理设备的图像数据以及感应设备传送的浇筑口位置参数、流量参数等，通过将BIM技术提取相关建筑模型的信息参数与实时获取的图像处理设备的图像数据以及感应设备传送的浇筑口位置参数、流量参数等信息参数进行比对、分析，智能化地调整或控制浇筑口的位置以及混凝土的流量等浇筑操作，获得稳定的浇筑质量，减少浇筑的孔洞率。

本公开还提供了一种混凝土浇筑的智能机械的生产方法，包括：通过BIM技术或者CAD图纸中的信息获取浇筑参数，确定智能机械的定位点和浇筑所需的混凝土用量；在相应的位置上安装上述的用于混凝土浇筑的智能机械；控制系统实时获取图像捕捉设备和/或感应设备的数据，与浇筑参数进行比对和分析，自动调整或控制浇筑口的位置和流量；浇筑完成。

可选地，在控制系统获取图像捕捉设备和/或感应设备的数据，控制浇筑口的位置和流量的步骤中，还包括通过操作装置控制浇筑口的位置以及混凝土的流量。操作人员可以利用远程监控设备查看浇筑情况，遇到问题时可以方便的切断智能机械的自动操作，利用操作装置切换为手动操作，从而避免浇筑遇到自动化机械无法完成的特殊情形造成不必要的事故。

本公开提供的混凝土浇筑的智能机械及其生产方法，通过BIM技术可以使浇筑质量提升，

1)利用BIM技术，精确浇筑。

2)浇筑人员从4人降低为1-2人。

3)质量通过率一次性达标。

4)采用定位装置，保证浇筑快速、安全。

5)可实现远程操作智能机械进行浇筑。

下面将结合具体实施例对上述混凝土浇筑的智能机械及其生产方法进行详细地说明。

本公开提供了一种用于混凝土浇筑的智能机械，如图1所示的用于混凝土浇筑的智能机械，包括：本体、若干本体支架3、控制室2、移动臂6、泵管5、浇筑口1和感应设备，每个本体支架3一端固定在本体上，另一端固定在基础上，可选地，基础可以包括楼板或者塔吊支架、钢筋支架等，若干本体支架3用于本体的固定，本体支架3可选地为4个，可以根据实际需要4个本体支架3的架设方向可以进行相应地调整，以适应不同的作业面或基础；可选地，本体支架3的长度除了方向可调以外，其长度方向也可以设置为伸缩结构使得其长度根据配重4或移动臂6的重量需要可调节。移动臂6一端活动连接在本体上，另一端设置浇筑口，移动臂至少具有3个自由度，移动臂6可以设置在本体的旋转平台上，可以进行360°回转运动，移动臂6可以由多个关节结构组成，从而可以灵活调整浇筑口的位置，移动臂6可以上下、左右、前后等方向移动；以及泵管5沿移动臂的方向固定连接在移动臂6上，并且泵管5的一端与浇筑口1连接，泵管5用于将混凝土输送至浇筑口1，混凝土从浇筑口1中泵出并浇筑在事先布置好的模板中用于形成新的构件，根据移动臂的不同形式，泵管5也可以为多关节设置，每一关节泵管5固定连接在关节移动臂6上，同时相邻关节之间的连接可以通过通用接口等的形式，螺接或固定在一起形成整个泵管5的输送，或者泵管5采用软管的形式固定在移动臂6上；感应设备设置在浇筑口处，感应设备可以实时感知浇筑口1周围的环境并将位置、距离、流量等信息数据传送到控制室2中；以及控制室2用于控制移动臂和浇筑口的移动和/或混凝土流量，感应设备可以设置在浇筑口上，以方便的获取作业面环境的参数，感应设备还可以设置在移动臂6上或其它能获得作业面环境的参数的位置上，感应设备可以获得作业面2维或3维的参数信息以及混凝土流量等其它参数。控制室2用于控制移动臂和浇筑口的移动和/或混凝土流量。可选地，控制室2可以设置在本体上并与本体固定连接还可作为驾驶室，还可选地，控制室2还可以设置在远程位置处，例如地面的中央控制室，可以远程获取作业面参数以及对浇筑口进行控制。通过实时感知浇筑口周围的参数信息，智能机械的浇筑口1依靠控制系统预设参数，自动浇筑混凝土，取代一部分人工，并提高了浇筑精度，避免人工操作的误差。

在浇筑口1除了设置感知设备外，还可以设置图像捕捉设备，例如摄像头、摄像机等，图像捕捉设备获取混凝土浇筑图像数据并回传至控制室2中。还可选地图像捕捉设备还可设置在移动臂6上或者其它能监控整个浇筑面信息的其它位置处，图像捕捉设备将整个浇筑过程的图像数据通过线缆或无线网络远程传送到控制室的接收设备上，使得控制系统或监控人员及时获得实时画面数据。

其中，感应设备，例如GPS定位设备、位移传感器、流量传感器等，感知浇筑口与预先设置好的模板或成型的页板构件之间的距离以及混凝土的用量，并将实时数据传送到控制室2中，其中感应设备可以是若干个组成的，不但可以获得位置参数信息，例如GPS参数信息参数，还可以获得浇筑口1与浇筑混凝土的模板以及浇筑好的页板之间的相对位置信息，感应设备还包括流量传感器等，可以获取浇筑口1混凝土的流量信息，感应设备获取的参数通过线缆或无线网络远程传送到控制系统中，为控制系统提供实时参数数据。控制系统不仅可以实时获取的图像捕捉设备和/或感应设备传送的数据，控制系统还可以获取BIM建筑信息模型中或者CAD图纸中的预设的参数，控制系统通过预设参数与图像捕捉设备和/或感应设备传送的数据进行比对分析，可以智能自动控制浇筑口1的位置以及混凝土的流量，从而可以精确地控制浇筑混凝土的精度。

根据本公开的一个可选地实施例，用于混凝土浇筑的智能机械还包括操作装置和显示设备，其中操作装置和显示设备直接设置在控制室2中，也就是驾驶室中，操作人员在驾驶室中可以直接获取浇筑口处图像捕捉设备的图像信息，并通过操作装置控制浇筑口或整个智能机械的开关等操作。显示设备可以将图像捕捉设备获取的图像参数显示出来供操作人员监控，操作装置可以切断或调整控制系统由操作人员切换为手工操作，控制移动臂6的移动、浇筑口1的位置、混凝土的流量等。

显示设备包括但不限于显示器、VR设备、显示屏、投影、触摸屏设备的一种或多种，显示设备除了显示图像捕捉设备获取的图像参数，可选地，显示设备还可以集成交互操作从而实现实时显示，实时操控。

用于混凝土浇筑的智能机械还包括配重4，配重4设置在移动臂和/或控制室的相对侧用来平衡智能机械的重量，保证在浇筑过程中，整台机械的平衡和稳定性。配重4根据移动臂1、控制室2以及本体等重量可以进行调整重量，保证整台机械不侧翻。

其中，混凝土浇筑的智能机械还包括振捣装置，振捣装置与移动臂固定连接，振捣装置在浇筑过程中即可同步地使用振捣装置将混凝土振捣密实，对于实时浇筑参数的获取更加精确。

本公开还提供了一种混凝土浇筑的智能机械的控制系统，应用于上述混凝土浇筑的智能机械，控制系统设置在控制室2，或远程控制中心，主要利用BIM技术提取相关建筑模型的信息参数作为混凝土浇筑的基础，同时实时获取图像处理设备的图像数据以及感应设备传送的浇筑口位置参数、流量参数等，通过将BIM技术提取相关建筑模型的信息参数与实时获取的图像处理设备的图像数据以及感应设备传送的浇筑口位置参数、流量参数等信息参数进行比对、分析，智能化地调整或控制浇筑口的位置以及混凝土的流量等浇筑操作，获得稳定的浇筑质量，减少浇筑的孔洞率。

本公开还提供了一种混凝土浇筑的智能机械的生产方法，包括：通过BIM技术或者CAD图纸中的信息获取浇筑参数，确定智能机械的定位点和浇筑所需的混凝土用量；在相应的位置上安装上述的用于混凝土浇筑的智能机械；控制系统实时获取图像捕捉设备和/或感应设备的数据，与浇筑参数进行比对和分析，自动调整或控制浇筑口的位置和流量；浇筑完成。

在控制系统获取图像捕捉设备和/或感应设备的数据，控制浇筑口的位置和流量的步骤中，还包括通过操作装置控制浇筑口的位置以及混凝土的流量。操作人员可以利用远程监控设备查看浇筑情况，遇到问题时可以方便的切断智能机械的自动操作，利用操作装置切换为手动操作，从而避免浇筑遇到自动化机械无法完成的特殊情形造成不必要的事故。

具体地，混凝土浇筑的智能机械的生产方法包括：

1.利用BIM技术或CAD图纸，确定浇筑路线、定位点及浇筑物料量；

2.利用塔吊将移动臂、控制室、本体支架、配重等依次吊运至指定位置并完成拼装；

3.利用泵管将混凝土泵送至浇筑口；

4.利用移动臂控制平移方向，利用浇注口的感应设备通过控制系统控制移动臂；

5.操作员利用远程监控设备查看情况，遇到问题时手动操作；

6.浇筑完成后，将各部分吊运回地面。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (9)

1.一种用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，包括：本体、若干本体支架、控制室、移动臂、泵管、浇筑口和感应设备，

每个本体支架一端固定在所述本体上，另一端固定在基础上，所述若干本体支架用于本体的固定；

所述移动臂一端活动连接在本体上，另一端设置所述浇筑口，所述移动臂至少具有3个自由度；以及

所述泵管沿所述移动臂的方向固定连接在所述移动臂上，并且所述泵管的一端与所述浇筑口连接，所述泵管用于将混凝土输送至所述浇筑口并浇筑在模板中；

所述感应设备设置在所述浇筑口上，所述感应设备用于感知所述浇筑口周围的环境；以及

所述控制室固定连接在所述本体上，所述控制室用于控制所述移动臂和浇筑口移动。

2.如权利要求1所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，还包括图像捕捉设备，

所述图像捕捉设备设置在所述浇筑口上，所述图像捕捉设备用于将混凝土浇筑图像数据传送到所述控制室中。

3.如权利要求2所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，所述感应设备用于感知所述浇筑口与模板或页板之间的距离，并将数据传送到所述控制室中。

4.如权利要求3所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，还包括控制系统，

所述控制系统设置在控制室中，所述控制系统用于获取建筑信息模型中的预设参数，以及所述图像捕捉设备传送的图像数据和感应设备获取的数据，通过预设参数与获取的图像数据和/或感应设备获取的数据进行对比，自动控制所述浇筑口的位置以及混凝土的流量。

5.如权利要求2所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，还包括操作装置和显示设备，

所述操作装置和显示设备设置在控制室中；

所述显示设备用于显示所述图像捕捉设备传回的所述浇筑口图像数据；以及

所述操作装置用于控制所述浇筑口的位置以及混凝土的流量。

6.如权利要求5所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，所述显示设备包括显示器、VR设备中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，还包括配重，所述配重用于保持所述智能机械的稳定性。

8.如权利要求1所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，还包括振捣装置，所述振捣装置与移动臂固定连接，所述振捣装置用于混凝土浇筑中的振捣。

9.如权利要求3所述的用于混凝土浇筑的智能机械，其特征在于，所述感应设备包括位置传感器、流量传感器、GPS中的一种或多种。

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