[發明專利]一種混凝土智能振搗方法

有效

• 申請號: 202210693999.7
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114776021B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 段書用;章霖鑫;韓旭;馬國偉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: E04G21/08
• 分類號: E04G21/08;G05B13/04
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 劉雪娜

本申請提供一種混凝土智能振搗方法，通過神經網絡建立關于振搗參數的預測模型，并利用預測模型構建評價函數，然后對評價函數進行最優求解獲得最佳振搗參數集合，確定了最佳振搗棒間距等各振搗參數，然后以相鄰兩個振搗點的距離為最佳振搗棒間距確定作業空間環境地圖中所有移動機械臂作業單元內的振搗點，然后采用移動機械臂按照最佳振搗參數集合中的最佳振搗持續時間等各振搗參數對各振搗點逐一進行振搗，代替人工或機械振搗混凝土，實現混凝土振搗的精準控制以及自動化和智能化，顯著提高了混凝土振搗質量及振搗均勻性，從而提高混凝土凝固質量，克服了現有技術中振搗效率低、振搗控制不精準導致混凝土凝固質量均勻性較低的問題。

技術領域

本申請涉及混凝土智能振搗控制技術領域，尤其涉及一種混凝土智能振搗方法。

背景技術

振搗操作是混凝土澆筑的重要環節，通過振搗設備與混凝土構件產生共振，使混凝土內部的氣泡迅速排除，有利于水泥、沙石和鋼筋框架間的緊密結合，從而使得混凝土構件達到密實、堅固、耐久的效果。振搗操作的好壞對混凝土構件質量有著較大的影響，混凝土振搗過程必須滿足“垂直插入”、“快插”、“慢拔”、“三不靠”等工藝要求，而對于振搗時間的長短，往往依賴于施工人員的經驗進行判斷，該操作無法準確地判斷出振搗是否已經完成，且具有主觀性太強的缺陷。目前主要的振搗方式有人工振搗和機械振搗兩類：人工振搗存在振搗進度緩慢、施工工效低下、振搗控制精度差等弊端；機械振搗通過引入振搗設備，相比于人工振搗雖然提高了工作效率，但存在操作不便，振搗操作控制不精準等問題。

混凝土振搗操作的精準控制，關系到混凝土構件的密實性和耐久程度。若振搗時間過短，導致混凝土不易被振實；時間過長，可能會出現離析現象。若振搗棒插入過深，可能會導致振搗棒與混凝土構件模板接觸；振搗棒插入過淺，可能無法加強上下層混凝土的結合。因此，通過“高效精準”地控制振搗，對生產高質量的混凝土構件有著重大意義。

發明內容

本申請的目的是針對以上問題，提供一種混凝土智能振搗方法，基于神經網絡算法獲取某一工況下的最佳振搗參數，其次通過在移動機械臂末端搭載插入式振搗棒，實現精準控制振搗棒完成振搗操作，提高混凝土振搗質量及振搗均勻性。

本申請提供一種混凝土智能振搗方法，包括以下步驟：

S01：構建第一參數集合，所述第一參數集合包括振搗棒插入速度、振搗棒拔出速度、振搗持續時間、振搗棒插入深度和振搗棒間距；

S02：按照所述第一參數集合振搗混凝土樣本，得到第二參數集合，所述第二參數集合包括振搗氣泡數量和混凝土凝固質量評價結果；

S03：訓練預測模型，所述預測模型的輸入為所述第一參數集合，所述預測模型的輸出為所述第二參數集合；

S04：以所述預測模型構建評價函數；

S05：預設振搗棒插入速度范圍、振搗棒拔出速度范圍、振搗持續時間范圍、振搗棒插入深度范圍和振搗棒間距范圍；

S06：在所述振搗棒插入速度范圍、所述振搗棒拔出速度范圍、所述振搗持續時間范圍、所述振搗棒插入深度范圍和所述振搗棒間距范圍內分別隨機獲取振搗棒插入速度、振搗棒拔出速度、振搗持續時間、振搗棒插入深度和振搗棒間距，得到第三參數集合；

S07：將所述第三參數集合輸入所述評價函數，得到第一評價值；

S08：重復執行S06~S07，得到第二評價值；

S09：比較所述第一評價值與所述第二評價值，保留二者中的最小值及所述最小值對應的第三參數集合，所述最小值作為第一評價值繼續參與下一次比較；

S10：重復執行S08~S09，直至達到終止條件，得到最小評價值及所述最小評價值對應的第三參數集合，設為最佳振搗參數集合，所述最佳振搗參數集合包括最佳振搗棒插入速度、最佳振搗棒拔出速度、最佳振搗持續時間、最佳振搗棒插入深度和最佳振搗棒間距；