[發明專利]一種移動式混凝土噴射機械手噴射物自動調節控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201710707783.0
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107288660B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 邵凡;郎媛;林叔斌
• 申請（專利權）人: 長沙科達智能裝備股份有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

1.一種移動式混凝土噴射機械手噴射物自動調節控制裝置，其特征在于，該裝置包括人機交互單元、傳感信號采集單元、控制單元及輸出信號單元，其中：

人機交互單元，與該控制單元連接，用于接收操作者的噴射操控指令，并將接收到的噴射操控指令傳送至控制單元，且用于設定混凝土泵送速度最小值H_min和速凝劑輸送速度最小值L_min并發送至控制單元；同時接收并顯示控制單元反饋的每次噴射控制指令狀態信息；

傳感信號采集單元，包括料位傳感器、液位傳感器及流量開關傳感器，該料位傳感器設置于混凝土泵送系統的料斗中以用于檢測料斗中的混凝土量，該液位傳感器設置于速凝劑調節系統的速凝劑儲存桶中以用于檢測速凝劑儲存桶中的速凝劑量，該流量開關傳感器設置于速凝劑調節系統的速凝劑輸送管道中以用于檢測速凝劑輸送量；該傳感信號采集單元與該控制單元連接，用于將各傳感器采集的各傳感信號傳送至控制單元；

控制單元，用于接收人機交互單元傳送的噴射操控指令、凝土泵送速度最小值和速凝劑輸送速度最小值，同時接收傳感信號采集單元采集到的各傳感信號，并將該噴射操控指令與各傳感信號相結合進行運算處理后輸出噴射控制指令，并將該噴射控制指令發送到輸出信號單元，同時將該噴射控制指令的狀態信息反饋至人機交互單元進行顯示；

輸出信號單元，與該控制單元連接，用于接收控制單元發出的噴射控制指令，并將該噴射控制指令輸出至混凝土泵送系統和速凝劑調節系統，以對噴射過程中混凝土泵送量及速凝劑的添加量進行調節。

2.如權利要求1所述的一種移動式混凝土噴射機械手噴射物自動調節控制裝置，其特征在于，所述噴射控制指令狀態信息包括各傳感器的傳感信號信息以及當前噴射狀態信息。

3.一種移動式混凝土噴射機械手噴射物自動調節控制方法，其特征在于，該方法具體步驟如下：

A.設置各傳感器：于混凝土泵送系統的料斗中設置料位傳感器以檢測料斗中的混凝土量，于速凝劑調節系統的速凝劑儲存桶中設置液位傳感器以檢測速凝劑儲存桶中的速凝劑量，于速凝劑調節系統的速凝劑輸送管道中設置流量開關傳感器以檢測速凝劑輸送量；

B.人機交互單元獲取操作者的噴射操控指令并發送至控制單元，且人機交互單元設定混凝土泵送速度最小值H_min和速凝劑輸送速度最小值L_min并發送至控制單元；同時傳感信號采集單元中各傳感器實時采集各傳感信號并發送至控制單元；

C.控制單元接收該噴射操控指令、凝土泵送速度最小值和速凝劑輸送速度最小值，并結合接收的各傳感信號進行運算處理后輸出噴射控制指令，通過輸出信號單元將該噴射控制指令發至混凝土泵送系統和速凝劑調節系統，以對噴射過程中混凝土泵送量及速凝劑的添加量進行調節；同時控制單元將該噴射控制指令的狀態信息反饋至人機交互單元進行顯示；

其中，上述提及的噴射控制指令的運算處理過程如下：

設定混凝土與速凝劑的配比關系為K，即每泵送1m³的混凝土需要K升速凝劑；分為根據混凝土輸送情況和速凝劑輸送情況分別對噴射控制系統進行調節：

根據混凝土輸送情況對噴射控制系統進行調節時：設定料斗中料位傳感器采集的混凝土量傳感信號為h米，同時設定一料位低預警值h1米及一料位過低值h2米；當操作者操作啟動自動噴射動作時，若h≥h1時，則維持現有的噴射控制系統參數；若h2＜h＜h1時，降低混凝土泵送速度至H_min，同時依據混凝土與速凝劑的配比關系，速凝劑的輸送量隨之減少；若h≤h2時，則停止自動噴射動作，即停止混凝土泵送和速凝劑輸出；

根據速凝劑輸送情況對噴射控制系統進行調節時：設定速凝劑輸送管道中的流量開關傳感器采集的信號為K1，并設定速凝劑輸送管道中有速凝劑流動時，該流量開關閉合即K1＝TRUE，無速凝劑流動時，該流量開關斷開即K1＝FALSE；同時設定速凝劑儲存桶中的液位傳感器采集的速凝劑液位信號為a米，并設定一液位低預警值a1米和一液位過低值a2米；當操作者啟動自動噴射動作時，若a≥a1，且K1＝TRUE時，則維持現有的噴射控制系統參數；當a≥a1，且K1＝FALSE時，則停止混凝土泵送和速凝劑輸出；當a2＜a＜a1，且K1＝TRUE時，則降低速凝劑輸送量至速凝劑輸送速度為L_min，同時依據混凝土與速凝劑的配比關系，混凝土泵送速度也隨之降低；當a2＜a＜a1，且K1＝FALSE時，則停止混凝土泵送和速凝劑輸出；當a≤a2時，則停止噴射動作，即停止混凝土泵送和速凝劑輸出。