1.本实用新型涉及的是一种工程桩基础施工领域的技术，具体是一种应用于复杂施工环境水泥立柱的智能搅拌灌浆系统。
背景技术：2.建筑施工现场中，水泥立柱插入钢筋后需要从其四周预留孔对其进行灌浆，填补水泥柱中的空隙，保障其整体性、强度和刚度，而灌浆的质量会影响整个建筑质量。目前传统的灌浆方式采用卡车装载灌浆设备，其体积庞大，缺乏作业的灵活性，同时主要依靠施工人员施工经验来配置砂浆比例以及搅拌后浓稠度，灌浆程序复杂、自动化程度低、效率低，会导致原材料浪费以及灌浆质量低等问题，并且需要大量人工配合完成作业，也增加了人工成本。
技术实现要素：3.本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于计算机视觉的智能搅拌灌浆系统，通过干料秤自动得到砂浆比例，搅拌头和搅拌桶分别自转得到均匀灌浆料，螺杆泵对灌浆料加压后进行灌浆作业，由计算机视觉监控灌浆过程并判断灌浆情况后，实现自动停止灌浆机，从而集灌浆、搅拌、监控等功能于一体，实现精确砂浆配比、均匀搅拌出浆、视觉智能停浆、实时监控以及自动灌浆报表生成等功能，有利于提高施工效率，减少人力成本、缩短工期，并实现高智能化灌浆的目的。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型包括：推车以及设置于推车上的配浆机构、搅拌机构、灌浆机构、清洗机构和控制器，其中：控制器设置于推车上并分别与配浆机构、搅拌机构和灌浆机构相连，配浆机构设置于控制器上并与搅拌机构相连，搅拌机构设置于配浆机构上并与灌浆机构相连，灌浆机构设置于推车上近搅拌机构一侧，清洗机构设置于推车角落处。
6.所述的配浆机构包括：干料秤、电子水阀和进水管，其中：干料秤设置于控制器上，进水管设置于搅拌机构上并与其相连，电子水阀与进水管相连。
7.所述的搅拌机构包括：搅拌头、搅拌桶、用于防止灌浆料飞溅的挡板和搅拌托盘，其中：搅拌托盘设置于控制器上，搅拌桶设置于搅拌托盘上，挡板设置于搅拌桶顶部上，搅拌头设置于搅拌桶顶部上并与控制系统相连。
8.所述的搅拌桶上设有出浆阀门，其中：出浆阀门设置于搅拌桶底部侧面并设置于灌浆机构上。
9.所述的灌浆机构包括：灌浆管、灌浆头、螺杆泵和出浆漏斗，其中：螺杆泵设置于推车上搅拌机构一侧旁并与控制器相连，出浆漏斗设置于螺杆泵上设置于搅拌桶底部一侧，灌浆管一端与螺杆泵相连，另一端与灌浆头相连。
10.所述的控制器包括：摄像头、电控箱、用于控制电机运行的plc模块、用于提供电源电压的变频器、电机机构、减速机和上位机，其中：电机机构设置于推车上，电控箱设置于推
车底部和前侧，上位机、plc模块和变频器设置于电控箱内，减速机分别与螺杆泵和电机机构相连，摄像头设置于电控箱上。
11.所述的上位机上设有控制按钮。
12.所述的电机机构包括：用于控制搅拌头升降的调速电机、用于带动搅拌头转动的搅拌电机、用于带动搅拌托盘旋转的旋转电机和三相交流电机，其中：调速电机设置于搅拌桶一侧并与搅拌电机相连，搅拌电机设置于搅拌头顶部并与搅拌头相连，旋转电机设置于搅拌托盘下，三相交流电机设置于推车上并与减速机相连。
13.所述的清洗机构包括：备用水箱、高压水泵和水枪，其中：备用水箱设置于推车上，高压水泵设置于推车角落处，水枪与高压水泵相连。
14.技术效果
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：1、能准确的控制砂浆配比，采用搅拌头自转、搅拌桶公转的搅拌方式，保障出浆质量，提高建筑工程质量保障；2、能基于视觉来控制灌浆机，在监测到出浆孔出浆时，可以通过视觉智能识别进行判断并延时自动停止灌浆机，减少原料的浪费；3、设备更加简化，实现搅拌、灌浆、监控一体化设计，可以减少大量的人力成本，在提高施工效率的同时，也减少了成本。
附图说明
16.图1为本实用新型立体结构示意图；
17.图2为本实用新型底视图；
18.图3为本实用新型后视图；
19.图4为本实用新型侧视图；
20.图中：调速电机1、搅拌电机2、搅拌头3、搅拌桶4、挡板5、搅拌托盘6、备用水箱 7、灌浆管8、灌浆头9、螺杆泵10、出浆漏斗11、减速机12、出浆阀门13、推车14、摄像头15、旋转电机16、干料秤17、三相交流电机18、电控箱19、水龙头20、电子水阀21、进水管22、上位机23、变频器24、plc模块25、控制按钮26、配浆机构27、搅拌机构28、灌浆机构29、水泵30、控制器31、电机机构32。
具体实施方式
21.如图1所示，为本实施例涉及的一种基于计算机视觉的智能搅拌灌浆系统，其中包含：推车14以及设置于推车上的配浆机构27、搅拌机构28、灌浆机构29、清洗机构和控制器31，其中：控制器31设置于推车14上并分别与配浆机构27、搅拌机构28和灌浆机构29相连，配浆机构27设置于控制器31上并与搅拌机构28相连，搅拌机构28设置于配浆机构27上并与灌浆机构29相连，灌浆机构29设置于推车14上并设置于搅拌机构28一侧，清洗机构置设置于推车14角落处，用于设备的清洗。
22.所述的配浆机构27包括：干料秤17、电子水阀21和进水管22，其中：干料秤17设置于控制器31上，用于控制砂浆配比，进水管22设置于搅拌机构28上并与其相连，电子水阀21与进水管22相连。
23.所述的干料称17为电子称，其具体设置于搅拌桶的下方，当灌浆料加入到搅拌桶后可以称出其重量，并将浆料的重量信息传递给上位机。
24.所述的进水管22上设有水龙头20，在电子水阀失效时可以手动关闭进水。
25.所述的搅拌机构28包括：搅拌头3、搅拌桶4、用于防止灌浆料飞溅的挡板5和搅拌托盘6，其中：搅拌托盘6设置于控制器31上，搅拌桶4设置于搅拌托盘6上，挡板5设置于搅拌桶4顶部上，搅拌头3设置于搅拌桶4顶部上并与控制系统31相连。
26.所述的挡板5为橡胶材质。
27.所述的搅拌桶4上设有出浆阀门13，其中：出浆阀门13设置于搅拌桶4底部侧面并设置于灌浆机构29上。
28.所述的出浆阀门13包括：挡板和放料手柄，当放料手柄旋转至水平位置时挡板打开进行放料；当放料手柄旋转至垂直位置时挡板关闭进行搅拌。
29.所述的灌浆机构29包括：灌浆管8、灌浆头9、螺杆泵10和出浆漏斗11，其中：螺杆泵10设置于推车14底部搅拌桶4一侧旁并与控制器31相连，出浆漏斗11设置于螺杆泵10 上并设置于出浆阀门13下，灌浆管8一端与螺杆泵10相连，另一端与灌浆头9相连。
30.所述的螺杆泵10利用螺旋叶片的旋转，使浆料沿轴向螺旋形上升泵出，浆料加压后从灌浆头9排出。
31.所述的控制器31包括：摄像头15、三个电控箱19、用于控制电机运行的plc模块25、用于提供电源电压的变频器24、电机机构32、减速机12和上位机23，其中：电机机构32设置于推车14上，电控箱19分别设置于推车底部和前侧，上位机23、plc模块25和变频器24 设置于电控箱19内，减速机12分别与螺杆泵10和电机机构32相连，摄像头15设置于电控箱19上，用于实时监控水泥柱灌浆过程，进行拍照、录像等记录，并且通过摄像头15画面对灌浆机进行视觉控制。
32.所述的上位机23上设有控制按钮26，控制按钮26包括：急停按钮、灌浆按钮、搅拌按钮、自动/手动转换按钮以及搅拌头向上/向下移动按钮。
33.所述的电机机构32包括：用于控制搅拌头3升降的调速电机1、用于带动搅拌头转动搅拌电机2、用于带动搅拌托盘旋转的旋转电机16和三相交流电机18，其中：调速电机1设置于搅拌桶4一侧并与搅拌电机2相连，搅拌电机2设置于搅拌头3顶部并与搅拌头3相连，旋转电机16设置于搅拌托盘6下，三相交流电机18设置于推车14上并与减速机12相连。
34.所述的清洗机构包括：备用水箱7和带有水枪的水泵30，其中：备用水箱7设置于推车14上，水泵30设置于推车角落处且末端设有水枪。
35.所述的智能搅拌灌浆系统还包括基于计算机视觉的搅拌灌浆软件，用于显示灌浆过程的实时数据，例如流量、压力等。具有监控画面，实时接收摄像头传回来的画面。搅拌灌浆软件上有拍照、摄像、读取、启动与停止灌浆等按钮，视觉部分可以根据选定检测画面计算该范围的像素大小，当该范围像素发生明显变化时会自动停止灌浆。
36.所述的上位机23为触摸屏，采用windows10系统，用于操作基于计算机视觉的搅拌灌浆软件，实时显示灌浆参数、记录灌浆画面、存储灌浆信息、生成灌浆报表。
37.本装置通过以下方式进行工作：
38.第一阶段1)搅拌：砂浆自动配比并搅拌均匀；
39.1.1)将推车14移动到需要灌浆的水泥柱旁，先将自来水管与水龙头20连接，再将灌浆机接入电源；
40.1.2)启动上位机23并打开桌面上打开基于计算机视觉的搅拌灌浆软件后，摄像头
15自动开启显示实时画面，上位机23与plc模块25自动连接然后在灌浆控制软件界面图设置好水泥浆配比参数以及搅拌泥浆参数，配比参数同步显示在软件界面的配水泥模块中，一般情况干料比重100kg，水比重16kg。
41.若出现中途断线，可以通过点击软件界面的连接相机、连接plc重新建立通信。
42.1.3)往搅拌桶4中加入所需量砂料，干料秤17准确称出加入砂料质量，并显示在上位机23中，同时根据设置的水泥浆配比参数可以计算出成浆总重量；点击软件中的打开水阀按钮，开启电子水阀21，向搅拌桶4中注入水。在搅拌桶4中总重量达到成浆总重量后，电子水阀21自动关闭，停止注水。
43.1.4)按下控制按钮26中的搅拌按钮，plc模块25将信号传送到调速电机1、搅拌电机 2以及旋转电机16；搅拌头3按照设定的搅拌泥浆参数开始工作。首先，调速电机1控制搅拌头3下降(按照设定的向下高度定位参数)，接触到水泥后，搅拌电机2控制搅拌头3进行慢速搅拌(搅拌速度和时间由设定的搅拌慢速以及慢速搅拌时间参数决定)，然后快速搅拌(搅拌速度和时间由设定的搅拌快速和快速搅拌时间参数决定)，同时搅拌头继续往搅拌桶4底部下降直到设定的下限停靠处。然后开始上升至设定高度(上升高度按设定的向上高度定位参数)后，再次下降，一直循环。搅拌过程按照设定的往复次数进行。同时，在搅拌头3搅拌的过程中，旋转电机16带动搅拌托盘6旋转并带动搅拌桶4旋转。搅拌头3和搅拌桶4同时旋转，让灌浆料搅拌更加均匀，最终搅拌完成后，调速电机1控制搅拌头3上升至初始位置，旋转电机16及搅拌电机2停止。
44.第二阶段2)灌浆：对水泥柱进行灌浆作业；
45.2.1)在灌浆控制软件界面设置灌浆参数，以及压力和保持时间。
46.2.2)开启搅拌桶4上的出浆阀门13，让搅拌均匀的灌浆料流入出浆漏斗11中，再进入到螺杆泵10中，在灌浆料全部倒出后，关闭出浆阀门13。
47.2.3)按下控制按钮26中的灌浆按钮，plc模块25将信号传递给三相交流电机18，电机工作，带动减速机12旋转，减速机12将转速降低后带动螺杆泵10工作给灌浆料加压；灌浆料通过灌浆管8和灌浆头9后喷出，施工人员手持灌浆头9对水泥柱进行灌浆作业。
48.所述的装置设有压力保护措施，实时压力在软件界面灌浆模块中显示，当灌浆实时压力超过设定压力时，信号传递给plc模块25，plc模块25按照设定的保持时间延时自动停止三相交流电机18，停止灌浆作业。
49.第三阶段3)停止：基于计算机视觉来判断灌浆情况并自动停止作业；
50.3.1)在视频控制软件界面设置出浆保持时间；
51.3.2)通过遥控器将摄像头15对准水泥柱上的相应的出浆孔，通过视频控制软件界面的实时图像显示出浆孔的实时画面，点击开始录像或拍照来记录灌浆过程；
52.3.3)点击视频控制软件界面上的截取画面，将当前没有出浆时的监控画面截取并显示在截取画面中，并在该画面中手动画框，将出浆孔圈在框内，点击范围选择并开始计算，实时计算框内像素大小；当灌浆料从出浆孔中溢出后，该范围的像素明显增大，上位机23发送信号给plc模块25，plc模块25按照设定的出浆保持时间延时自动停止三相交流电机18，保证灌浆料充分填充到水泥柱中。
53.3.4)灌浆完成后，点击视觉控制软件中的停止录像键，录像停止，视频存放在上位机23 中；将灌浆头9对准另外的灌浆孔，再次按下控制按钮26中的灌浆按钮进行灌浆，同时
摄像头15转移对焦到相应的出浆孔上，重复3.3)过程，直至完成所有灌浆孔的灌浆作业。
54.3.5)为保证灌浆过程的灌浆料充足，可同时进行搅拌和灌浆两个操作。
55.第四阶段4)清洗：灌浆停止后，冲洗灌浆机，防止水泥凝固；
56.4.1)灌浆结束后，将自来水管与清洗机构连接，清洗机构中的高压水泵将水加压后从水枪中喷出，可用于搅拌桶4、出浆漏斗11、螺杆泵10、灌浆管8以及灌浆头9等装置的冲洗；利用高压水将残留的灌浆料完全冲洗干净，防止灌浆料凝固后堵塞装置，使装置报废。
57.若施工现场没有自来水管，可以使用备用水箱7中的水来作为冲洗用水。
58.上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。