一种可伸缩智能混凝土模板支架及其控制方法

1.本发明涉及混凝土施工领域，尤其涉及一种可可伸缩智能混凝土模板支架及其控制方法。


背景技术：

2.混凝土模板支架用于混凝土浇筑过程及养护过程中支撑混凝土模板，广泛应用于建筑工程、地下工程中。在传统施工过程中，混凝土模板支架往往需要人工搭设，在养护完成后再拆除，这样的混凝土模板支架无法重复利用，将导致施工作业周期长，工人工作量大的问题，并且难以判断混凝土养护是否达到设计强度。


技术实现要素：

3.为了解决上述存在的技术问题，本发明一方面提供了一种能够自由伸缩、反复利用、并且能够监测混凝土养护是否达到设计强度的混凝土模板支架，另一方面还提供了上述混凝土模板支架的控制方法。
4.本发明一方面所提供的一种可伸缩智能混凝土模板支架包括：
5.支架本体，所述支架本体包括由上至下依次相连的多个可伸缩单元；
6.压力传感器，所述压力传感器安装于支架本体与混凝土模板之间，用于测量混凝土模板对支架本体的压力；
7.控制系统，所述控制系统分别与可伸缩单元和压力传感器连接，根据压力传感器所监测的压力值控制可伸缩单元伸缩。
8.进一步的，所述可伸缩单元包括多个分别沿支架本体水平方向和竖直方向排列的第一杆体、沿水平方向连接相邻两个第一杆体的水平支架、沿竖直方向连接相邻两个第一杆体的竖直支架、以及液压泵；所述第一杆体包括中空的通道，相邻竖直支架分别可沿第一杆体轴向方向移动地插入所述通道内形成密闭的第一腔体；所述第一腔体内注满液压油；所述液压泵通过液压管道与第一腔体连通。
9.进一步的，所述混凝土模板支架还包括
10.滚轮装置，所述滚轮装置通过第一伸缩装置可沿竖直方向移动地与支架本体连接；
11.支座装置，所述支座装置通过第二伸缩装置可沿竖直方向移动地与支架本体连接；
12.所述第一伸缩装置和第二伸缩装置分别与第一驱动装置传动连接，第一驱动装置分别驱动第一伸缩装置、第二伸缩装置沿竖直方向反向移动。
13.进一步的，所述第一伸缩装置包括第一丝杆和第一齿轮；所述第一齿轮外侧设置有第一齿部、中间设置有沿其轴向方向贯穿的第一螺纹通孔，所述第一丝杆与第一螺纹通孔螺纹配合；所述第二伸缩装置包括第二丝杆和第二齿轮；所述第二齿轮外侧设置有第二齿部、中间设置有沿其轴向方向贯穿的第二螺纹通孔，所述第二丝杆与第二螺纹通孔螺纹
配合；所述第一齿部与第二齿部外啮合，所述第一驱动装置与第一齿轮或第二齿轮传动连接。
14.进一步的，所述支架本体底部固定连接有两片固定板；两片固定板之间形成第一间隙，所述第一齿轮和第二齿轮分别位于第一间隙内。
15.进一步的，所述固定板朝向第一齿轮的一面设置有环状凹陷；所述第一齿轮和第二齿轮的表面分别设置有环状凸起；所述环状凸起插入所述环状凹陷内，且环状凸起与固定板之间装配有轴承。
16.进一步的，所述滚轮装置包括滚轮支架、滚轮轴、滚轮以及第二驱动部；所述滚轮支架分别连接第一伸缩装置和滚轮轴；所述滚轮轴与滚轮连接；所述第二驱动部与滚轮轴连接。
17.进一步的，所述支座装置包括支撑架和支撑脚；所述支撑架分别连接第二伸缩装置和支撑脚。
18.进一步的，所述控制系统包括：信息中心、警示灯和语音提示器；所述信息中心与警示灯连接，根据混凝土模板支架的安全状况控制警示灯进行示警；所述信息中心还与语音提示器连接，根据压力传感器测量的压力值对混凝土的养护程度进行语音提示。
19.本发明另一方面所提供的上述任一种可伸缩智能混凝土模板支架的控制方法，包括如下步骤：
20.第一步，控制系统控制滚轮装置与支座装置反向移动，使滚轮装置与地面接触；然后控制滚轮装置移动，使混凝土模板支架到达指定作业区域；
21.第二步，控制系统控制滚轮装置与支座装置反向移动，使支座装置与地面接触；并控制多个可伸缩单元伸展，直到混凝土模板到达搭设要求位置；
22.第三步，检测混凝土模板支架的安全性，若发现混凝土模板支架存在故障，则进行示警；若未发现混凝土模板支架存在故障，则进行混凝土模板搭设及混凝土浇筑；
23.第四步，压力传感器实时测量混凝土模板对支架本体的压力，若压力值达到阈值则完成混凝土养护，并进行提示；
24.第五步，控制系统控制多个可伸缩单元收缩，并控制滚轮装置与支座装置反向移动，使滚轮装置与地面接触；然后控制滚轮装置移动，使混凝土模板支架到达指定存放位置。
25.有益效果：1.本发明所提供的一种可伸缩智能混凝土模板支架，通过控制多个可伸缩的单元的伸展和收缩，可以将支架本体变换成收纳和支撑两种状态，使得混凝土模板支架能够反复利用，避免人工反复搭设和拆除，缩短了施工周期，减少了工作量；并使混凝土模板支架能够规范化、统一化。
26.2.本发明所提供的一种可伸缩智能混凝土模板支架，通过设定混凝土模板对支架本体的压力值阈值，当压力传感器达到阈值后即可确定混凝土养护达到了设计强度，并可以进行提示，实现了混凝土养护的智能化和无人化。
27.3.本发明所提供的一种可伸缩智能混凝土模板支架，在混凝土模板支架使用前后，能够交替切换滚轮装置与支座装置分别与地面接触，实现混凝土模板支架的移动和支撑。
附图说明
28.图1为本发明实施例中混凝土模板支架行走时的立面结构示意图；
29.图2为本发明实施例中混凝土模板支架作业时的里面结构示意图
30.图3为本发明实施例中单个可伸缩单元的剖视结构示意图；
31.图4为本发明实施例中第一伸缩装置与第二伸缩装置沿轴向的剖视示意图；
32.图5为本发明实施例中控制系统的里面结构示意图。
33.附图标记：1、混凝土模板；2、支架本体；3、压力传感器；4、控制系统；5、滚轮装置；6、支座装置；7、剪力撑；8、混凝土；21、第一杆体；22、水平支架；23、竖直支架；24、第一腔体；41、信息中心；42、警示灯；43、语音提示器；44、支架移动按钮；45、支架作业按钮；46、支架拆除按钮；51、滚轮支架；52、滚轮轴；53、滚轮；61、支撑架；62、支撑脚；63、防滑垫；91、第一丝杆；92、第一齿轮；93、固定板；94、第二丝杆；95、第二齿轮；96、角接触轴承；97、推力球轴承；911、第一螺纹通孔；912、环状凸起；951、第二螺纹通孔。
具体实施方式
34.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.实施例1
37.如图1和图2所示，本实施例提供了一种可伸缩智能混凝土模板支架，其包括支架本体2、压力传感器3和控制系统4。
38.具体来说，支架本体2设置于混凝土模板1顶部，而压力传感器3安装于支架本体2与混凝土模板1之间，通过压力传感器3实时测量混凝土模板1对支架本体2的压力，从而了解混凝土的养护状况。在传统的混凝土养护过程中，常通过养护时间来确定混凝土的养护是否达到设计强度，如普通硅酸盐水泥混凝土的养护时长不能少于7天，掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于14天等，养护的时长与混凝土的材料及所处的环境有很大关系，因此具有极大的不确定因素，难以保证混凝土真正达到设计强度。而混凝土在养护过程中发生的水化反应是评价混凝土强度的重要因素之一，在水化反应过程中，混凝土初期会轻微膨胀后产生收缩。混凝土收缩过程中，混凝土模板1对支架本体2的压力逐渐减小，直
到压力值为混凝土养护的设计强度所对应的压力值时，即可确定混凝土养护达到设计强度，实现了混凝土养护的无人化和智能化。
39.具体来说，支架本体2包括了由上至下依次相连的多个可伸缩单元，可伸缩单元与压力传感器3分别与控制系统4连接，控制系统4实时接收压力传感器3所测量的压力值，当压力值到达混凝土养护强度所对应的压力值阈值时，控制系统4即可控制可伸缩单元收缩，使混凝土模板支架体积缩小，脱离混凝土，便于储存，使得混凝土模板支架能够反复使用，并使混凝土模板支架能够规范化、统一化。
40.具体来说，如图3所示，所述可伸缩单元包括多个分别沿支架本体2水平方向和竖直方向排列的第一杆体21、沿水平方向连接两个第一杆体21的水平支架22、沿竖直方向连接相邻两个第一杆体21的竖直支架23、以及液压泵；第一杆体21包括中空的通道，两个竖直支架23分别插入通道内，并且两个竖直支架23分别可以沿第一杆体21的轴向方向移动，两个竖直支架23在通道的内部限定出密闭的第一腔体24，第一腔体24内部注满液压油；所述液压泵分别通过液压管道与各个第一杆体21内的第一腔体24连接。通过液压泵的正反转可以控制第一腔体24内液压油的体积增大或减小，从而控制可伸缩单元的伸展或收缩，实现支架本体2在养护时对混凝土模板1进行支撑，养护完成后缩小体积与混凝土模板1脱离，并便于存储。
41.作为本实施例的进一步改进，如图1所示，所述混凝土模板支架还包括滚轮装置5和支座装置6，滚轮装置5和支座装置6分别通过第一伸缩装置、第二伸缩装置与支架本体2连接，并且支座装置6与滚轮装置5可以分别沿竖直方向移动；所述第一伸缩装置、第二伸缩装置分别与第一驱动装置传动连接，由第一驱动装置驱动第一伸缩装置、第二伸缩装置沿竖直方向反向运动。在第一伸缩装置以及第二伸缩装置的作用下，滚轮装置5与支座装置6交替移动，能够在行走过程中切换至滚轮装置5对支架本体2进行支撑，并带动支架本体2移动；能够在作业过程中，由支座装置6对支架本体2进行支撑，保证工作时混凝土模板支架的稳定。
42.具体来说，如图4所示，所述第一伸缩装置包括第一丝杆91和第一齿轮92；所述第一齿轮92外侧设置有第一齿部、中间设置有沿其轴向方向贯穿的第一螺纹通孔911，所述第一丝杆91与第一螺纹通孔911螺纹配合，当第一齿轮92转动时，驱动第一丝杆91与第一齿轮92相对移动；所述第二伸缩装置包括第二丝杆94和第二齿轮95；所述第二齿轮95外侧设置有第二齿部、中间设置有沿其轴向方向贯穿的第二螺纹通孔951，所述第二丝杆94与第二螺纹通孔951配合，当第二齿轮95转动时，驱动第二丝杆94与第二齿轮95相对移动；第一螺纹通孔911与第二螺纹通孔951的螺纹旋向相同，所述第一齿部与第二齿部外啮合，所述第一驱动装置可以采用电机，所述电机的输出轴上的驱动齿轮与第一齿轮92啮合。
43.通过电机驱动第一齿轮92转动时，第一齿轮92带动第二齿轮95转动，由于第一齿部与第二齿部外啮合，使第一齿轮92与第二齿轮95的转动方向相反，从而使得第一丝杆91与第二丝杆94反向移动，实现滚轮装置5与支座装置6之间的互相切换，实现行走时由滚轮装置5进行支撑，作业时由支座装置6进行支撑。
44.作为进一步的改进，所述支架本体2的底部固定连接有两片固定板93，两片固定板93之间形成第一间隙，使第一齿轮92和第二齿轮95分别位于第一间隙内部，由两片固定板93限制第一齿轮92和第二齿轮95竖直方向的移动。两片固定板93上分别开设有第三螺纹通
孔，第一丝杆91和第二丝杆94分别与第三螺纹通孔螺纹配合，利用配合的螺纹结构承载支架本体2施加给滚轮装置5或支座装置6在竖直方向上的力，加强滚轮装置5、支座装置6与支架本体2之间连接强度。
45.作为进一步的改进，如图4所示，两片固定板93朝向第一齿轮92和第二齿轮95的一侧分别设置有环状凹陷，并且在第一齿轮92和第二齿轮95的表面分别设置有环状凸起912，所述环状凸起912插入所述环状凹陷内部，并且环状凸起912与固定板93之间装配有轴承，所述轴承包括角接触轴承96和推力球轴承97；所述角接触轴承96的内圈与环状凸起912的外壁过盈配合，外圈与环状凹陷的内壁过盈配合；所述第一齿轮92的表面、第二齿轮95的表面分别与固定板93之间存在第二间隙，该第二间隙用于容纳推力球轴承97，所述推力球轴承97的一端与固定板93接触，另一端与环状凸起912的端部接触。在角接触轴承96与推力球轴承97的配合作用下，避免第一齿轮92或第二齿轮95直接与固定板93接触，使齿轮能够顺畅的转动，并且通过角接触轴承96与推力轴承能够将第一齿轮92或第二齿轮95在轴向方向上的作用力传递至固定板93，保证滚动装置和支撑装置对支架本体2的支撑作用。
46.作为进一步的改进，所述滚轮装置5包括滚轮支架51、滚轮轴52、滚轮53以及第二驱动部；所述滚轮支架51分别连接第一伸缩装置和滚轮轴52，所述滚轮轴52与滚轮53连接，所述第二驱动部与滚轮轴52传动连接，通过第二驱动部驱动滚轮轴52转动，从而驱动滚轮装置5带动支架本体2移动，便于作业前将混凝土模板支架移动至作业区域、作业后将混凝土模板支架回收。所述支座装置6包括支撑架61和支撑脚62；所述支撑架61分别连接第二伸缩装置和支撑脚62，所述支撑脚62远离所述支撑架61的一端还设置有防滑垫63，通过支座装置6对支架有效支撑，保证作业过程中混凝土模板支架保持稳定。
47.作为进一步的改进，如图5所示，所述控制系统4包括信息中心41、警示灯42和语音提示器43；所述信息中心41与警示灯42连接，根据混凝土模板支架的安全状况控制警示灯42进行示警；所述信息中心41还与语音提示器43连接，根据压力传感器3测量的压力值对混凝土的养护程度进行语音提示。
48.作为进一步的改进，所述控制系统4还包括存储装置、支架移动按钮44、支架作业按钮45和支架拆除按钮46，所述存储装置内存储有相应的程序，所述存储装置与信息中心41连接，所述支架移动按钮44、支架作业按钮45和支架拆除按钮46也分别与信息中心41连接。通过按下支架作业按钮45激活所存储的支架作业程序，能够使第一伸缩装置和第二伸缩装置交替伸缩，替换成支座装置6对支架本体2进行支撑，并且各可伸缩单元进行伸展，使混凝土模板支架伸展至作业状态。通过按下支架拆除按钮46激活所存储的支架拆除程序，能够使各可伸缩单元收缩，且第一伸缩装置与第二伸缩装置交替伸缩，替换成滚轮装置5支撑支架本体2。通过按下支架移动按钮44，能够驱动第二驱动装置工作，从而使混凝土模板支架移动。
49.作为进一步的改进，所述混凝土模板支架还包括剪力撑7，所述剪力撑7包括两条沿支架本体2对角线布置的剪力杆，所述剪力杆分别各可伸缩绑扎。在可伸缩单元伸展后和收缩前分别绑扎剪力撑7和拆除剪力撑7。
50.实施例2
51.本实施例提供了一种实施实施例1中所述混凝土模板支架的控制方法，具体包括
52.第一步，第一步，控制系统4控制滚轮装置5与支座装置6反向移动，使滚轮装置5与
地面接触；然后控制滚轮装置5移动，使混凝土模板支架到达指定作业区域；
53.第二步，控制系统4控制滚轮装置5与支座装置6反向移动，使支座装置6与地面接触；并控制多个可伸缩单元伸展，直到混凝土模板1到达搭设要求位置；
54.第三步，检测混凝土模板支架的安全性，若发现混凝土模板支架存在故障，则进行示警；若未发现混凝土模板支架存在故障，则进行混凝土模板1搭设及混凝土浇筑；
55.第四步，压力传感器3实时测量混凝土模板1对支架本体2的压力，若压力值达到阈值则完成混凝土养护，并进行提示；
56.第五步，控制系统4控制多个可伸缩单元收缩，并控制滚轮装置5与支座装置6反向移动，使滚轮装置5与地面接触；然后控制滚轮装置5移动，使混凝土模板支架到达指定存放位置。
57.具体来说，在第一步中控制系统4控制滚轮装置5与支座装置6反向移动地过程是通过控制系统4控制第一驱动部的电机正转，使第一齿轮92与第二齿轮95反向转动，从而控制第一丝杆91与第二丝杆94反向移动，使滚轮装置5与支座装置6反向移动直到由滚轮装置5进行支撑，并由滚轮装置5带动支架本体2移动；在第二步中控制系统4控制滚轮装置5与支座装置6反向移动地过程是通过控制系统4控制第一驱动部的电机反转，使第一齿轮92与第二齿轮95反向转动并且与第一步中转动地反向相反，从而控制第一丝杆91与第二丝杆94反向移动，使滚轮装置5与支座装置6反向移动直到由支座装置6进行支撑。
58.作为进一步的改进，在第二步中，当可伸缩单元伸展至混凝土模板1达到搭设要求位置时，将剪力撑7与各可伸缩单元进行绑扎，由剪力撑7提高支架本体2的抗剪能力和整体稳定性能力。
59.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。