专利名称：一种搅拌车与泵车协同作业系统及方法、搅拌车、泵车的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域中，混凝土在卸料与泵料过程中的协同作业系统，特别涉及一种搅拌车与泵车协同作业系统。另外，本发明还涉及一种混凝土卸料和泵送协同作业方法，以及搅拌车和泵车。
背景技术：
目前混凝土泵车在现场施工时调整泵送排量来满足混凝土的浇灌需求，排量越大，泵送方量越大，混凝土出料越快；而搅拌车则在泵车进料口依靠人工操作，进行卸料快慢的调整，以满足泵车料斗进料的需求。这种各自独立的作业方式，工人往往无法进行精确的卸料控制，容易造成料的浪费，施工效率低；而且工人必须时刻注意泵车料斗料的变化， 劳动强度大。图1为混凝土机械施工的场景。左边的机械为混凝土运输搅拌车、右边的机械为混凝土泵车。混凝土运输搅拌车将商品混凝土从混凝土搅拌站运送到施工现场，搅拌车再将混凝土倾倒入混凝土泵车的料斗中，混凝土泵车再将料斗中的混凝土料泵送到施工地点。搅拌车的搅拌筒21用于装混凝土料，在卸料时混凝土通过卸料槽22进入泵送设备的料斗23中，料斗23中的混凝土通过输送缸M泵送，输送缸M由主油缸25做功，主油缸25 带动输送缸M中的砼活塞往复运动。料斗23中的混凝土料不断的被吸入输送缸M，然后又经由输送缸M泵送到施工现场。搅拌车放料是需要人手工操作的。操作员将操作一个手柄来控制搅拌车的放料速度。然而泵车料斗中的混凝土料的剩余量不容易观察到。操作员只能凭经验控制搅拌车放料速度。经常出现的问题是，放料速度很难控制，总是时快时慢。1)放料速度太快，泵车料斗中混凝土料会溢出，造成浪费；操作员往往会拿铁锹把溢出的混凝土料铲回到料斗中，耗费体力，增加操作员的劳动强度。2、放料速度太慢，料斗中的混凝土会很快耗尽，泵车泵送系统将会吸空，影响泵送效率，同时也容易引起臂架大幅振荡。为了更好的控制搅拌车放料速度，泵车料斗中的混凝土剩余容量必须可以实时监控到，或者泵车泵料的速度或泵料量要与搅拌车卸料速度或卸料量保持一致，从而实现混凝土的料斗中混凝土量维持在一定的水平，实现卸料与泵料的协同作业。目前，现有技术中没有很好的解决所存在的问题，对于搅拌车卸料与泵车泵料的速度或方量无法做到在整个工作的过程中保证一致性，减少溢料或吸空情况的发生。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明提供一种搅拌车与泵车协同作业系统。另外，本发明还提供一种混凝土卸料和泵送协同作业方法。另外，本发明还提供一种搅拌车，及一种泵车。本发明提供的一种搅拌车与泵车协同作业系统，包括目标指令输入单元，用于根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；卸料控制单元，用于根据所述的目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；泵料控制单元，用于根据所述的目标指令，控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。优选的，还包 括无线信号发射器和无线信号接收器，所述无线信号发射器对所述目标指令进行处理后发送至所述无线信号接收器，所述无线信号接收器将接收到的目标指令信号输入至所述卸料控制单元和泵料控制单元。优选的，所述目标指令输入单元(101)与所述卸料控制单元(102)和所述泵料控制单元(103)之间有线连接，构成有线信号传输网络。优选的，所述目标指令输入单元与所述卸料控制单元和所述泵料控制单元之间采用以太网连接或CAN总线连接。优选的，所述卸料控制单元包括卸料控制器、卸料执行单元，所述卸料控制器接收所述目标指令并输出卸料控制指令，所述卸料执行单元根据所述卸料控制指令，控制所述搅拌筒的转速，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量。优选的，所述卸料执行单元包括油泵排量控制器、油泵马达速度控制器，所述油泵排量控制器接收所述卸料控制指令控制油泵的开度，所述油泵马达速度控制器接收所述卸料控制指令控制油泵马达的转速。优选的，所述泵料控制单元包括泵料控制器、泵料执行单元，所述泵料控制器接收所述目标指令并输出泵料控制指令，所述泵料执行单元根据所述泵料控制指令，控制所述泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。优选的，所述泵料执行单元包括油泵排量控制器、油泵马达速度控制器，油泵排量控制器根据泵料控制指令控制变量油泵的斜盘角度，所述油泵马达速度控制器根据泵料控制指令控制发动机的转速来控制油泵马达的转速。本发明提供的一种搅拌车，安装有上述任一项所述的卸料控制单元。本发明提供的一种泵车，安装有上述任一项所述的泵料控制单元。本发明提供的，一种混凝土卸料和泵送协同作业方法，包括如下步骤步骤a 根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；步骤b 根据输入的所述目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；与此同时，根据所述的目标指令，控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。优选的，所述目标指令的传输方式采用无线传输方式或有线传输方式。优选的，在步骤b中根据所述的目标指令形成卸料控制指令，根据所述卸料控制指令控制所述搅拌筒的转速，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；与此同时，根据所述的目标指令形成泵料控制指令，根据所述泵料控制指令控制所述泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。采用本发明提供的一种搅拌车与泵车协同作业系统带来的有益效果为(1)本发明通过目标指令输入单元，由操作员根据现场施工时的实际作业要求的排量输入相对应的目标指令，该目标指令同时被卸料控制单元和泵料控制单元接收。卸料控制单元根据接收的目标指令控制搅拌车的卸料量或卸料速度达到与目标指令信号所对应的排量，同时泵料控制单元根据接收的目标指令控制泵车的泵料量或泵料速度达到与目标指令信号所对应的排量，卸料控制单元和泵料控制单元根据共同接收的目标指令，使各自控制的卸料量或卸料速度与泵料量或泵料速度形成统一，即卸料的速度与泵料的速度统一，或卸料的量与泵料的量统一，从而实现搅拌车与泵车现场作业时混凝土卸料 与泵料的协同作业，大大降低了工人的实际操作强度，避免卸料与泵料不协同工作而造成的溢料或吸空等情况。显著提高工作效率。(2)目标指令输入单元与卸料控制单元、泵料控制单元之间采用无线方式传输信号，无线信号发射器将目标指令进行处理后发送至无线信号接收器，无线信号接收器将接受到的信号传输至卸料控制单元和泵料控制单元，采用无线方式，现场施工时，不受场地限制。卸料控制单元和无线信号接收器安装于搅拌车上，泵料控制单元和无线信号接收器安装于泵车上，而目标指令输入单元和无线信号接收器可由操作员手持，在现场控制混凝土的卸料和泵料协同作业。控制方法灵活，不受场地限制。(3)目标指令输入单元与卸料控制单元、泵料控制单元之间采用有线传输方式，构成有线信号传输网络，如以太网连接或CAN总线连接。信号传输稳定、信号抗干扰强、能够工作在环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。采用本发明提供的一种搅拌车带来的有益效果为搅拌车上安装本发明提供的混凝土卸料和泵料协同作业系统中的卸料控制单元及无线信号接收器，使搅拌车的卸料速度根据目标指令来控制卸料量或卸料速度，与泵车配合作业，实现协同作业。采用本发明提供的一种泵车带来的有益效果为泵车上安装本发明提供的混凝土卸料和泵料协同作业系统中的泵料控制单元及无线信号接收器，使搅拌车的泵料速度根据目标指令来控制泵料量或泵料速度，与搅拌车配合作业，实现协同作业。采用本发明提供的一种混凝土卸料和泵送协同作业方法带来的有益效果为本方法通过现场所需的排量输入目标指令信号，并根据目标指令信号来控制搅拌车的卸料量或卸料速度达到目标指令对应的排量、以及泵车的泵料量或泵料速度达到目标指令对应的排量，使搅拌车的卸料量与泵车的泵料量统一、或卸料速度与泵料速度相统一，从而实现混凝土的卸料与泵料的协同作业，避免溢料或吸空情况的产生。
图1为现有混凝土泵送设备与卸料车之间协同作业的整体结构示意图。图2为本发明协同作业系统的原理框图。图3为本发明协同作业系统具体实施例的原理框图。图4为本发明协同作业系统的方法流程图。
具体实施例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作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。如图2，为本发明提供的一种搅拌车与泵车协同作业系统，包括目标指令输入单元101，用于根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；卸料控制单元102，用于根据所述的目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；泵料控制单元103，用于根据所述的目标指令，控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。在本实施例中，如图3所示，还包括无线信号发射器104和无线信号接收器105，所述无线信号发射器104对所述目标指令进行处理后发送至所述无线信号接收器105，所述无线信号接收器105将接收到的目标指令信号输入至所述卸料控制单元102和泵料控制单元 103。在本实施例中，如图3所示，所述卸料控制单元102包括卸料控制器1021、卸料执行单元，所述卸料控制器1021接收所述目标指令并输出卸料控制指令，所述卸料执行单元根据所述卸料控制指令，控制所述搅拌筒的转速，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量。所述卸料执行单元包括油泵排量控制器1022、油泵马达速度控制器1023， 所述油泵排量控制器1022接收所述卸料控制指令控制油泵的开度，所述油泵马达速度控制器1023接收所述卸料控制指令控制油泵马达的转速。在本实施例中，如图3所示，所述泵料控制单元103包括泵料控制器1031、泵料执行单元，所述泵料控制器1031接收所述目标指令并输出泵料控制指令，所述泵料执行单元根据所述泵料控制指令，控制所述泵车的泵料速度，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。所述泵料执行单元包括油泵排量控制器1032、油泵马达速度控制器 1033，油泵排量控制器1032根据泵料控制指令控制变量油泵的斜盘角度，所述油泵马达速度控制器1033根据泵料控制指令控制发动机的转速来控制油泵马达的转速。在本发明提供的另一实施例中，与上述方案的不同之处仅在于，所述目标指令输入单元101与所述卸料控制单元102和所述泵料控制单元103之间有线连接，构成有线信号传输网络，如采用以太网连接或CAN总线连接。相比无线传输方式，虽受场地限制，但信号传输更稳定、抗干扰能力强，可在施工环境恶劣、高电磁辐射等场所应用。在现场施工时，搅拌车上安装有卸料控制单元102及无线信号接收器105，泵车上安装泵料控制单元103和无线信号接收器105，目标指令输入单元101独立设置，与无线信号发射器104相连，构成遥控器，用于输入目标指令。当需要控制搅拌车和泵车协同作业， 进行混凝土的卸料和泵料时，首先由目标指令输入单元输入目标指令，通过无线信号发射器104分别发送到无线信号接收器105，无线信号接收器105将接收到的信号传输给各自的卸料控制单元102和泵料控制单元103，卸料控制单元102据此控制搅拌车的卸料速度或卸料量，泵料控制单元103据此控制泵车的泵料速度或泵料量，从而使搅拌车的卸料量与泵车的泵料量统一、或搅拌车的卸料速度与泵车的泵料速度相统一，从而实现混凝土的卸料和泵料的协同作业，防止作业过程中溢料或吸空。大大降低了工人的实际操作强度，避免卸料与泵料不协同工作而造成的溢料或吸空等情况。显著提高工作效率。本发明除了提供上述的协同作业系统外，还提供一种搅拌车，其改进点在于，安装有上述协同作业系统实施例中所述的卸料控制单元102。同时，还安装有无线信号接收器 105，所述无线信号接收器105接收目标指令信号并输入至所述卸料控制单元102。使卸料控制单元102根据接收到的目标指令对搅拌车的卸料速度或卸料量进行控制，以达到目标指令所对应的排量。 同时，本发明还提供一种泵车，其改进点在于安装有上述协同作业系统实施例中所述的泵料控制单元103。还安装有无线信号接收器105，所述无线信号接收器105接收目标指令信号并输入至所述泵料控制单元103。使泵料控制单元103根据接收到的目标指令对泵车的泵料速度或泵料量进行控制，以达到目标指令所对应的排量。另外，本发明还提供一种混凝土卸料和泵送协同作业方法，如图4所示，包括如下步骤步骤a 根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；步骤b 根据输入的所述目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；与此同时，根据所述的目标指令，控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。在该方案中，所述目标指令的传输方式采用无线传输方式或有线传输方式。在步骤b中根据所述的目标指令形成卸料控制指令，根据所述卸料控制指令控制所述搅拌筒的转速，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；与此同时，根据所述的目标指令形成泵料控制指令，根据所述泵料控制指令控制所述泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。在本发明提供的上述实施例中，所说的目标指令所对应的排量，该排量是指现场施工时所需的泵料量或卸料量，也可是泵料速度或卸料速度。本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于，包括目标指令输入单元(101)，用于根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；卸料控制单元(102)，用于根据所述的目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；泵料控制单元(103)，用于根据所述的目标指令，控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。
2.根据权利要求1所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于还包括无线信号发射器(104)和无线信号接收器(105)，所述无线信号发射器(104)对所述目标指令进行处理后发送至所述无线信号接收器(105)，所述无线信号接收器(105)将接收到的目标指令信号输入至所述卸料控制单元(102)和泵料控制单元(103)。
3.根据权利要求1所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于所述目标指令输入单元(101)与所述卸料控制单元(102)和所述泵料控制单元(103)之间有线连接，构成有线信号传输网络。
4.根据权利要求3所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于所述目标指令输入单元(101)与所述卸料控制单元(102)和所述泵料控制单元(103)之间采用以太网连接或CAN总线连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于所述卸料控制单元(102)包括卸料控制器(1021)、卸料执行单元，所述卸料控制器(1021)接收所述目标指令并输出卸料控制指令，所述卸料执行单元根据所述卸料控制指令，控制所述搅拌筒的转速，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量。
6.根据权利要求5所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于所述卸料执行单元包括油泵排量控制器(1022)、油泵马达速度控制器(1023)，所述油泵排量控制器(1022) 接收所述卸料控制指令控制油泵的开度，所述油泵马达速度控制器(1023)接收所述卸料控制指令控制油泵马达的转速。
7.根据权利要求5所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于所述泵料控制单元(103)包括泵料控制器(1031)、泵料执行单元，所述泵料控制器(1031)接收所述目标指令并输出泵料控制指令，所述泵料执行单元根据所述泵料控制指令，控制所述泵车的泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。
8.根据权利要求7所述的搅拌车与泵车协同作业系统，其特征在于所述泵料执行单元包括油泵排量控制器(1032)、油泵马达速度控制器(1033)，油泵排量控制器(1032)根据泵料控制指令控制变量油泵的斜盘角度，所述油泵马达速度控制器(1033)根据泵料控制指令控制发动机的转速来控制油泵马达的转速。
9.一种搅拌车，其特征在于安装有上述权利要求1至8任一项所述的卸料控制单元 (102)。
10.一种泵车，其特征在于安装有上述权利要求1至8任一项所述的泵料控制单元 (103)。
11.一种混凝土卸料和泵送协同作业方法，其特征在于，包括如下步骤步骤a 根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；步骤b 根据输入的所述目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到所述目标指令对应的排量；与此同时，根据所述的目标指令，控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到所述目标指令对应的排量。
12.根据权利要求11所述的混凝土卸料和泵送协同作业方法，其特征在于所述目标指令的传输方式采用无线传输方式或有线传输方式。
全文摘要
本发明涉及一种搅拌车与泵车协同作业系统及方法、搅拌车、泵车。协同作业系统包括目标指令输入单元，用于根据现场作业所需的排量输入与之对应的目标指令；卸料控制单元，用于根据目标指令，控制搅拌车，使其卸料量或卸料速度达到目标指令对应的排量；泵料控制单元，用于根据目标指令控制泵车，使其泵料量或泵料速度达到目标指令对应的排量。本发明通过目标指令输入单元，输入目标指令对应的排量，卸料控制单元和泵料控制单元根据共同接收的目标指令，使各自控制的卸料量或卸料速度与泵料量或泵料速度统一，即卸料速度与泵料速度统一，或卸料量与泵料量统一，实现混凝土卸料与泵料的协同作业，避免卸料与泵料不协同造成溢料或吸空。
文档编号E04G21/02GK102322147SQ20111013244
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月21日 优先权日2011年5月21日
发明者吴罕奇, 王军, 许新 申请人:三一重工股份有限公司