混凝土体积测量装置、混凝土重量测量装置及布料的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种混凝土体积测量装置、混凝土重量测量装置及布料机；该混凝土体积测量装置包括吊挂油缸、布料斗、第一压力传感器、第二压力传感器和计算单元；所述吊挂油缸一端与所述布料机的小车机构连接，另一端与所述布料斗连接；所述第一压力传感器与吊挂油缸的有杆腔连接，用于测量所述有杆腔内的压力；所述第二压力传感器与吊挂油缸的无杆腔连接，用于测量所述无杆腔内的压力；所述计算单元与所述第一压力传感器、第二压力传感器连接，并用于计算所述布料斗内的混凝土的体积。利用该混凝土体积测量装置可以便捷地获取布料斗内所剩的混凝土的体积，进而为更准确地控制布料速度及布料体积提供便利。
【专利说明】混凝土体积测量装置、混凝土重量测量装置及布料机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及混凝土布料技术，具体涉及一种混凝土体积测量装置、混凝土重量测量装置及布料机。
【背景技术】
[0002]目前，混凝土预制件在建筑施工中得到广泛应用，它们为降低施工成本、缩短施工工期提供了极大的便利。当前，绝大部分混凝土预制件是通过专业的生产系统生产出来的。
[0003]通常混凝土预制件生产系统包括模台、运行轨道、布料机和振动抹平装置，作业时，模台沿运行轨道的运行至浇筑工位，布料机在模台的边框内浇筑充足的混凝土料，然后将模台移至抹平工位，振动抹平装置的振动抹平盘压在模台内的混凝土上并做相对滑动，以此将混凝土预制件的表面抹平；在抹平的同时，振动抹平盘还在混凝土预制件的表面振动，进而使混凝土预制件内部更密实。
[0004]布料机通常设置有大车机构、小车机构和布料斗，大车机构活动设置在厂房内的轨道上，通过大车机构，布料机可沿轨道方向运动，小车机构可移动地设置在大车机构上，小车机构的运动方向与大车机构的运动方向垂直，布料斗吊挂在小车机构上。
[0005]通常，混凝土预制件的规格(长、宽、高、形状等)是根据客户的要求进行定制；因此，布料机在移动布料过程中要根据预制件的规格来进行布料。如果布料过多，容易使混凝土堆积，既造成浪费，还需要人工铲除多余的混凝土，影响生产效率。如果布料过少，在对模台振动完后还要重复添加布料，再重复震动，也影响生产效率。另外，布料机在给模台布料时要尽量均匀，这样可以减少模台振动与抹平的时间，提升生产效率。因此，为达到较高的生产效率，布料机需要具备根据预制件的规格进行精准布料的能力。具体要求是:1)布料机在模台内所布下的混凝土的体积与预制件所需的量应基本相当；2)布料机布料速度(单位时间内布下的混凝土的体积)应与预制件的尺寸、布料机的移动速度等相匹配，以便保证混凝土能够均匀的布在模台上。要实现上述两个目的，必须检测布料机布下的混凝土的体积。
[0006]因此，如何解决布料机布下的混凝土的体积，成了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0007]有鉴于此，本实用新型提出一种混凝土体积测量装置，用于检测布料机上的布料斗内的混凝土的体积。在此基础上，本实用新型还提出一种布料机。基于相似设计思路，本实用新型还提出一种混凝土重量测量装置。
[0008]一方面，本实用新型提出了一种用于布料机的混凝土体积测量装置，包括吊挂油缸、布料斗、第一压力传感器、第二压力传感器和计算单元；所述吊挂油缸一端与所述布料机的小车机构连接，另一端与所述布料斗连接；所述第一压力传感器与吊挂油缸的有杆腔连接，用于测量所述有杆腔内的压力；所述第二压力传感器与吊挂油缸的无杆腔连接，用于测量所述无杆腔内的压力；所述计算单元与第一压力传感器、第二压力传感器连接，并用于计算所述布料斗内的混凝土的体积。
[0009]进一步地，所述第一压力传感器和第二压力传感器用于实时检测有杆腔、无杆腔的压力；或，所述第一压力传感器和第二压力传感器用于在预定时间间隔检测有杆腔、无杆腔的压力。
[0010]本实用新型提出的混凝土体积测量装置设置吊挂油缸，并检测吊挂油缸的有杆腔和无杆腔的压力，可以获得布料斗传递给吊挂油缸的拉力；而布料斗的自重是预先可以获知的，根据力的平衡原理，可以计算得出布料斗内当下所储存的混凝土的重量。然后根据重量、密度和体积的关系(密度也是预先可以获知的)，可以计算出布料斗内的混凝土的体积；在布料过程中，利用两个不同时间点所获取的混凝土的体积进行对比即可知道这两个时间点之内布料斗卸出的混凝土的体积，卸出的混凝土的体积与时间的比值就是布料速度。操作人员可以根据当前布料速度更好地控制布料过程，使布料机布料的体积和速度更符合具体规格参数的混凝土预制件的要求。
[0011]因此，利用该混凝土体积测量装置可以便捷地获取布料斗内所剩的混凝土的体积，进而为更准确地控制布料速度及布料体积提供便利。
[0012]另一方面，本实用新型还提出一种用于布料机的混凝土重量测量装置，包括吊挂油缸、布料斗、第一压力传感器、第二压力传感器和计算单元；所述吊挂油缸一端与所述布料机的小车机构连接，另一端与所述布料斗连接；所述第一压力传感器与吊挂油缸的有杆腔连接，用于测量所述有杆腔内的压力；所述第二压力传感器与吊挂油缸的无杆腔连接，用于测量所述无杆腔内的压力；所述计算单元与第一压力传感器、第二压力传感器连接，并用于计算所述布料斗内的混凝土的重量。
[0013]与上述混凝土体积测量装置的原理类似，该混凝土重量测量装置可以通过力的平衡原理得出当前布料斗内的混凝土的重量，进而为布料速度的控制提供依据。
[0014]又一方面，本实用新型还提出一种布料机，设置轨道、控制器、大车机构、小车机构；另外，所述布料机还设置有上述的混凝土体积测量装置，或者，还设置有上述的混凝土重量测量装置；所述控制器用于控制所述布料机运行，所述大车机构可移动地设置于所述轨道上，所述小车机构可移动地设置于大车机构上。
[0015]进一步地，所述小车机构上设置有竖直导轨，所述布料斗沿所述导轨上下移动。
[0016]进一步地，所述布料机还设置有行程开关，所述行程开关设置于所述吊挂油缸上，用于在所述吊挂油缸的活塞运行至预定位置时发出到位信号；所述控制器根据所述到位信号控制吊挂油缸动作。
[0017]进一步地，所述布料机还设置有行程开关，所述行程开关设置于所述导轨上，用于在所述布料斗运行至预定位置时发出到位信号；所述控制器根据所述到位信号控制吊挂油缸动作。
[0018]进一步地，所述吊挂油缸的工作油口之间设置有液压锁。
[0019]进一步地，所述计算单元还用于根据不同时间点的混凝土体积或混凝土重量获得布料机的实际布料速度，并将实际布料速度与理想布料速度进行对比，并根据所述对比结果控制布料斗的卸料口的大小。
[0020]进一步地，所述计算单元还用于根据不同时间点计算出的混凝土体积或混凝土重量获得布料机的实际布料速度，并将实际布料速度与理想布料速度进行对比，并根据所述对比结果控制大车机构和/或小车机构的移动速度。
[0021]利用上述混凝土体积测量装置，在布料过程中，操作人员可以轻松获取当前布料斗内所剩的混凝土的体积，并利用不同时间点获取的混凝土的体积计算出布料速度。操作人员可以根据该布料速度更好地控制布料过程，使布料机布料的体积和速度更符合具体规格参数的混凝土预制件的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0023]图1为本实用新型实施例的混凝土体积和重量测量装置的工作原理图。
[0024]附图标记说明:
[0025]I 一布料斗2—吊挂油缸3—第二压力传感器4 一第一压力传感器
[0026]5一液压锁6—导轨7—行程开关
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0028]如图1所示，本实用新型具体实施例提出的混凝土体积测量装置包括吊挂油缸2、布料斗1、第一压力传感器4、第二压力传感器3和计算单元；吊挂油缸2 —端与布料机的小车机构(图中仅原理性的示出了布料机上的铰接座)连接，另一端与布料斗I连接，吊挂油缸2的进油口和出油口之间设置有液压锁5，以便在液压系统不供油时使吊挂油缸仍保持当前状态；第一压力传感器4与吊挂油缸2的有杆腔连接，用于测量有杆腔内的压力；第二压力传感器3与吊挂油缸2的无杆腔连接，用于测量无杆腔内的压力；计算单元根据第一压力传感器4与第二压力传感器3检测到的压力、布料斗I的重力及混凝土的密度计算布料斗I内的混凝土的体积。
[0029]通常，布料机设置轨道、控制器、大车机构及小车机构，控制器用于控制布料机运行，轨道设置在厂房内，大车机构可移动地设置在轨道上；小车机构可移动地设置于大车机构上，且小车机构的移动方向与大车机构的移动方向垂直；具体应用时，上述混凝土体积测量装置的吊挂油缸吊挂在小车机构上；布料斗I上设置有进料口和卸料口，在需要补充混凝土时，供料机械通过进料口将混凝土补充进布料斗I，在布料时，混凝土通过卸料口卸至混凝土预制件的模台内。
[0030]上述混凝土体积测量装置设置有吊挂油缸2并利用压力传感器检测吊挂油缸2的有杆腔和无杆腔的压力，可以获得布料斗I传递给吊挂油缸的拉力；而布料斗I的自重是预先可以获知的，根据力的平衡原理，可以计算得出布料斗I内当下所储存的混凝土的重量，然后根据重量、密度和体积的关系(密度也是预先可以获知的)，可以计算出布料斗I内的混凝土的体积，具体计算公式为:v= (IF1-F21 -Gd) / P g，其中，V为布料斗内的混凝土的体积，
F1-F2I为吊挂油缸受到的拉力(F1=PfS1, F2=P2*S2，P1为第一压力传感器4检测到的压力，P2为第二压力传感器3检测到的压力，S1为吊挂油缸2的活塞朝向有杆腔一端的面积，S2为吊挂油缸2的活塞朝向无杆腔一端的面积)，Gd为布料斗的重力，P为混凝土的密度，g为重力加速度。
[0031]在布料过程中，利用两个不同时间点所获取的混凝土的体积V1 (第一时刻体积)和％ (第二时刻体积)进行对比即可知道这两个时间点之内布料斗I卸出的混凝土的体积V1-V2，计算可以发现，卸出的混凝土的体积是一个与布料斗重量无关的值，同时与吊挂油缸2、小车机构等无关，因此体积测量测量更准确，精度更高，另外，卸出的混凝土的体积与时间的比值就是布料速度，也使布料速度的计算更准确。因此，利用该混凝土体积测量装置可以便捷地获取布料斗I内所剩的混凝土的体积，进而为更准确地控制布料速度及布料体积提供便利。
[0032]当然，在上述实施例中，第一压力传感器4和第二压力传感器3检测压力的时间周期可以根据需要设定，比如实时检测。而实际上，按时间间隔设置更合理，在预定时间间隔检测有杆腔和无杆腔的压力同样可以满足要求，这样做的好处是可以降低计算单元、压力传感器的工作量，从而延长它们的使用寿命。
[0033]在布料过程中，给布料斗I补充混凝土时通常需要将布料斗I提升至预定高度，卸料时通常需要将布料斗I降至与混凝土预制件模台适配的高度，为保证布料斗I始终在竖直方向上运动，可在小车机构上设置竖直导轨6，布料斗I沿导轨6上下移动。
[0034]为更好地控制布料机进行作业，布料机还设置有行程开关7，行程开关7设置于吊挂油缸2上，用于在吊挂油缸2的活塞运行至预定位置时发出到位信号；或者，行程开关7设置于导轨6上，用于在布料斗I运行至预定位置时发出到位信号；控制器根据到位信号控制吊挂油缸2动作。吊挂油缸运行至上端或下端的极限位置时，布料斗I的重力无法通过有杆腔和无杆腔内的压力来准确体现，因此，为避免吊挂油缸2运行至上端或下端的极限位置，在吊挂油缸2或导轨6的适当位置(实际上，应当包括上端、下端两处)安装行程开关7，比如，在吊挂油缸的下端靠近极限位置的地方安装行程开关7，当吊挂油缸2运行至该位置时，行程开关7触发并将行程到位信号反馈给控制器，控制器控制油缸停止动作或反向运行。
[0035]为了进一步提升布料机的布料效率，计算单元可以根据不同时间点的混凝土体积自行计算布料机的实际布料速度，并将实际布料速度与理想布料速度进行对比，控制器根据对比结果控制布料斗I的卸料口的大小；需要说明的是，这里的理想布料速度可以是操作人员布料之前人工输入的，也可以是，计算单元根据混凝土预制件的规格参数、布料斗I的实际移动速度综合大车机构的速度和小车机构的速度计算获得的。
[0036]当然，控制器也可以根据实际布料速度与理想布料速度的对比结果控制大车机构和/或小车机构的移动速度，从而控制布料斗I移动速度。
[0037]显然，利用上述混凝土体积测量装置，在布料过程中，操作人员可以轻松获取当前布料斗I内所剩的混凝土的体积，并利用不同时间点获取的混凝土的体积计算出布料速度。操作人员可以根据该布料速度更好地控制布料过程，使布料机布料的体积和速度更符合具体规格参数的混凝土预制件的要求。
[0038]同理，本实用新型提出的混凝土重量测量装置(如图1 )，与混凝土体积测量装置不同的是，计算单元用于根据第一压力传感器4与第二压力传感器3检测到的压力、布料斗I的重力计算布料斗I内的混凝土的重量。与体积测量装置类似，根据力的平衡原理，可以计算得出布料斗I内当下所储存的混凝土的重量，具体计算公式为=HI=(IF1-F21-Gd)/^G= IF1-F21-Gd,其中，m为布料斗内的混凝土的质量，G为混凝土的重量，！F1-F2I为吊挂油缸受到的拉力(F1=PfS1, F2=P2*S2，P1为第一压力传感器4检测到的压力，P2为第二压力传感器3检测到的压力，S1为吊挂油缸2的活塞朝向有杆腔一端的面积，S2为吊挂油缸2的活塞朝向无杆腔一端的面积)，Gd为布料斗的重力，g为重力加速度。
[0039]在布料过程中，利用两个不同时间点所获取的混凝土的重量G1 (第一时刻重量)和62 (第二时刻重量)进行对比即可知道这两个时间点之内布料斗I卸出的混凝土的重量G1-G2，计算可以发现，卸出的混凝土的重量是一个与布料斗重量无关的值，同时与吊挂油缸
2、小车机构等无关，因此重量测量更准确，精度更高。另外，卸出的混凝土的重量与时间的比值就是布料速度，也使布料速度的计算更准确。因此，利用该混凝土重量测量装置可以便捷地获取布料斗I内所剩的混凝土的重量，进而为更准确地控制布料速度及布料重量提供便利。另外，由于重力加速度为常数，因此，质量测量与重量测量是等效的。
[0040]需要说明的是，前述的布料机也可以采用该实施例的混凝土重量测量装置，同样可以达到更准确地控制布料速度的目的。
[0041]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之 内。
【权利要求】
1.一种用于布料机的混凝土体积测量装置，其特征在于，包括吊挂油缸(2)、布料斗(1)、第一压力传感器(4)、第二压力传感器(3)和计算单元；所述吊挂油缸(2)—端与所述布料机的小车机构连接，另一端与所述布料斗(I)连接；所述第一压力传感器(4)与吊挂油缸(2)的有杆腔连接，用于测量所述有杆腔内的压力；所述第二压力传感器(3)与吊挂油缸(2)的无杆腔连接，用于测量所述无杆腔内的压力；所述计算单元与所述第一压力传感器(4)、第二压力传感器(3)连接，并用于计算所述布料斗(I)内的混凝土的体积。
2.根据权利要求1所述的混凝土体积测量装置，其特征在于，所述第一压力传感器(4)和第二压力传感器(3)用于实时检测有杆腔、无杆腔的压力；或，所述第一压力传感器(4)和第二压力传感器(3)用于在预定时间间隔检测有杆腔、无杆腔的压力。
3.一种用于布料机的混凝土重量测量装置，其特征在于，包括吊挂油缸(2)、布料斗(1)、第一压力传感器(4)、第二压力传感器(3)和计算单元；所述吊挂油缸(2)—端与所述布料机的小车机构连接，另一端与所述布料斗(I)连接；所述第一压力传感器(4)与吊挂油缸(2)的有杆腔连接，用于测量所述有杆腔内的压力；所述第二压力传感器(3)与吊挂油缸(2)的无杆腔连接，用于测量所述无杆腔内的压力；所述计算单元与第一压力传感器(4)、第二压力传感器(3)连接，并用于计算所述布料斗(I)内的混凝土的重量。
4.一种布料机，设置轨道、控制器、大车机构、小车机构，其特征在于，还设置有权利要求I或2所述的混凝土体积测量装置，或者，还设置有权利要求3所述的混凝土重量测量装置；所述控制器用于控制所述布料机运行，所述大车机构可移动地设置于所述轨道上，所述小车机构可移动地设置于大车机构上。
5.根据权利要求4所述的布料机，其特征在于，所述小车机构上设置有竖直导轨(6)，所述布料斗(I)沿所述导轨(6 )上下移动。
6.根据权利要求4所述的布料机，其特征在于，还设置有行程开关(7)，所述行程开关(7)设置于所述吊挂油缸(2)上，用于在所述吊挂油缸(2)的活塞运行至预定位置时发出到位信号；所述控制器根据所述到位信号控制吊挂油缸(2)动作。
7.根据权利要求5所述的布料机，其特征在于，还设置有行程开关(7)，所述行程开关(7)设置于所述导轨(6)上，用于在所述布料斗(I)运行至预定位置时发出到位信号；所述控制器根据所述到位信号控制吊挂油缸(2)动作。
8.根据权利要求4至7任一项所述的布料机，其特征在于，所述吊挂油缸(2)的工作油口之间设置有液压锁(5)。
9.根据权利要求4至7任一项所述的布料机，其特征在于，所述计算单元还用于根据不同时间点的混凝土体积或混凝土重量获得布料机的实际布料速度，并将实际布料速度与理想布料速度进行对比，并根据所述对比结果控制布料斗(I)的卸料口的大小。
10.根据权利要求4至7任一项所述的布料机，其特征在于，所述计算单元还用于根据不同时间点计算出的混凝土体积或混凝土重量获得布料机的实际布料速度，并将实际布料速度与理想布料速度进行对比，并根据所述对比结果控制大车机构和/或小车机构的移动速度。
【文档编号】B28B17/00GK203818310SQ201420154677
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】宋永红, 王术冬, 许辅瑶 申请人:三一汽车制造有限公司