一种自动化铺洒粗骨料的漏斗

1.本实用新型属于3d打印混凝土技术领域，具体涉及一种自动化铺洒粗骨料的漏斗。


背景技术：

2.混凝土构件和结构的生产和建造是传统劳动密集型产业，但由于施工环境恶劣，机械化程度不高，造成了企业用工成本过高。3d打印混凝土是一种潜在解决这些问题的新技术。现有3d打印技术可分为粉末床式和挤出式，对于混凝土材料，常用的是挤出式3d打印。然而，常规混凝土配合比所用的粗骨料由于粒径大，易造成3d打印机喷头堵塞以及打印材料断裂，因此，现有3d打印混凝土技术较少考虑使用粗骨料。但对于一些特殊混凝土，如透水混凝土，可综合粉末床式和挤出式3d打印技术，分层打印砂浆和粗骨料，如专利202210157344.8所公开的技术。然而，用现有漏斗铺洒骨料时，由于颗粒物的堵塞效应（jam effect），易造成粗骨料拥堵在漏斗口，进而造成骨料铺洒不均匀，且需额外人力来扰动堵塞的漏斗，保证打印过程连续性，这样其实降低了3d打印混凝土的机械化程度，因此，需要开发新技术来解决这个问题。


技术实现要素：

3.解决的技术问题：针对上述技术问题，本实用新型提供一种自动化铺洒粗骨料的漏斗，能有效解决上述现有漏斗铺洒粗骨料时易堵塞、铺洒不均匀、机械化程度低等不足之处。
4.技术方案：一种自动化铺洒粗骨料的漏斗，所述漏斗包括斗槽、气缸、磁性开关传感器、电磁阀和扰动组件，所述斗槽包括上下连接的上斗槽和下斗槽，所述气缸设置在下斗槽的第一侧面的外侧，且所述第一侧面上开设有豁口，所述气缸的缸筒上设有若干磁性开关传感器，所述电磁阀设置在下斗槽的第一侧面的外侧，所述电磁阀分别与气缸的第一进出气口和第二进出气口连接，所述扰动组件包括扰动滑片和扰动球，所述扰动滑片穿过豁口，扰动滑片位于下斗槽外部的一端与气缸的活塞杆连接，位于下斗槽内部的一端与扰动球连接。
5.优选的，所述上斗槽为正方形，下斗槽为异形四棱台，且包括一个垂直侧面，所述第一侧面与垂直侧面相对。
6.优选的，所述斗槽和扰动组件均由钢板制成。
7.优选的，所述扰动球为半球体，其平面与扰动滑片连接。
8.优选的，所述扰动滑片沿着豁口由下斗槽上底面至下底面往复运动。
9.优选的，所述磁性开关传感器等间距设置在气缸的缸筒上。
10.优选的，所述气缸通过固定架设置在第一侧面的外侧。
11.优选的，所述斗槽厚度1~2 mm，上斗槽的进料口和出料口均为内边长230~250 mm的正方形，上斗槽的高为30~50 mm，下斗槽的进料口与上斗槽的出料口尺寸相同，下斗槽的
出料口为内边长30~50 mm的正方形，下斗槽高140~160 mm，豁口长90~120 mm，宽0.6~1.6 mm。
12.有益效果：本实用新型能有效解决3d打印混凝土过程中铺洒粗骨料的问题，避免粗骨料堵塞漏斗以及粗骨料铺洒不均匀，本实用新型可提高3d打印混凝土的机械化程度，降低人工工作量。
附图说明
13.图1为本实用新型一实施例的漏斗侧视图；
14.图2为本实用新型一实施例的漏斗外侧立体图；
15.图3为本实用新型一实施例的漏斗内测立体图；
16.图4为本实用新型一实施例的气缸、磁性开关传感器、扰动组件的连接示意图；
17.图5为本实用新型应用于机械臂3d打印装置的实施例示意图；
18.图6为本实用新型应用于桁架3d打印装置的实施例示意图；
19.图中序号：1、斗槽；101、上斗槽；102、下斗槽；103、豁口；2、气缸；201、固定架；202、第一进出气口；203、第二进出气口；204、活塞杆；3、磁性开关传感器； 4、电磁阀；5、扰动组件；501、扰动滑片；502、扰动球；6、机械臂；7、桁架3d打印机；8、粗骨料。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明：
21.实施例1
22.如图1-图4所示，一种自动化铺洒粗骨料的漏斗，包括斗槽1、气缸2、磁性开关传感器3、电磁阀4和扰动组件5，所述斗槽1包括上下连接的上斗槽101和下斗槽102，所述上斗槽101用于围挡粗骨料，所述气缸2设置在下斗槽102的第一侧面的外侧，且所述第一侧面上开设有豁口103，所述气缸2的缸筒上设有若干磁性开关传感器3，所述电磁阀4设置在下斗槽102的第一侧面的外侧，所述电磁阀4分别与气缸2的第一进出气口202和第二进出气口203通过管道连接，用于控制气缸2的进气量和出气量，所述扰动组件5包括扰动滑片501和扰动球502，所述扰动滑片501穿过豁口103，扰动滑片501位于下斗槽102外部的一端与气缸2的活塞杆204连接，位于下斗槽102内部的一端与扰动球502连接。
23.上述上斗槽101为正方形，下斗槽102为异形四棱台，且包括一个垂直侧面，所述第一侧面与垂直侧面相对。
24.上述斗槽1和扰动组件5均由钢板制成。
25.上述扰动球502为半球体，其平面与扰动滑片501连接。
26.上述扰动滑片501为一长方形薄片，其沿着豁口103由下斗槽102上底面至下底面跟随活塞杆204做往复运动。
27.上述磁性开关传感器3等间距设置在气缸2的缸筒上，用于感知气缸2活塞的位置。
28.上述气缸2通过固定架201设置在第一侧面的外侧，用于支撑气缸2。
29.上述斗槽1厚度1~2 mm，上斗槽101进料口和出料口均为内边长230~250 mm的正方形，上斗槽101高30~50 mm，下斗槽102的进料口尺寸与上斗槽101的出料口相同，下斗槽102出料口为内边长30~50 mm的正方形，下斗槽102高140~160 mm，豁口103长90~120 mm，宽0.6
s粗骨料8堵塞下斗槽102出料口。本对比例和实施例6相比，说明扰动球502可以解决粗骨料8堵塞的问题。
46.对比例3
47.本对比例采用数值模拟，主要和实施例7进行对比，本对比例中所用组件材料、材料参数、粗骨料数量、粗骨料粒径、斗槽尺寸同实施例7，不同之处在于本对比例中下斗槽502高度200 mm。本对比例从0 s开始，在上斗槽101中生成3000个粗骨料8，粗骨料8的粒径11 mm，经2.1s粗骨料8堵塞下斗槽102出料口。本对比例和实施例7相比，说明本实用新型所保护的漏斗尺寸可以缓解粗骨料8堵塞的问题。
48.对比例4
49.本对比例采用数值模拟，主要和实施例7进行对比，本对比例中所用组件材料、材料参数、粗骨料数量、粗骨料粒径同实施例7，不同之处在于本对比例所用漏斗形状，本对比例中上斗槽101为圆柱，直径240 mm，高度40 mm，下斗槽102为圆台，下斗槽102进料口同上斗槽101出料口，皆为圆形，且直径240 mm，下斗槽102出料口为圆形，直径40 mm。本对比例从0 s开始，在上斗槽101中生成3000个粗骨料8，粗骨料8的粒径11 mm，经0.8 s粗骨料8堵塞下斗槽102出料口。本对比例和实施例7相比，说明本实用新型所保护的漏斗形状可以缓解粗骨料8堵塞的问题。
50.对比例5
51.本对比例采用数值模拟，主要和实施例7进行对比，本对比例中所用组件材料、材料参数、粗骨料数量、粗骨料粒径、上斗槽形状和尺寸同实施例7，不同之处在于本对比例所用下斗槽102为正四棱台，下斗槽102四个侧面为等腰梯形，下斗槽102进料口和出料口的形状、尺寸及下斗槽102高度同实施例7。本对比例从0 s开始，在上斗槽101中生成3000个粗骨料8，骨料8粒径11 mm，经3.2 s骨料8堵塞下斗槽102出料口。本对比例和实施例7相比，说明本实用新型所保护的漏斗形状可以缓解粗骨料堵塞的问题。
52.上述数值模拟实施例和对比例的相关参数和性能列于表1中。
53.表1 数值模拟实施例和对比例的参数及性能比较
[0054][0055]
从表1可以看出：本实用新型漏斗铺洒粗骨料均匀、连续性强、机械化程度高，且不易堵塞。
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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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。