一种自动进行混凝土试件强度检测的方法以及机器人系统与流程

1.本发明涉及工程参数检测技术领域，更具体的说是涉及一种自动进行混凝土试件强度检测的方法以及机器人系统。


背景技术：

2.混凝土是由水泥、水及骨料按照一定配合比组成的人造石材。混凝土的内部结构复杂，有液体与孔隙存在，因此力学性能较为复杂。混凝土在工程结构中主要承受压力，其抗压强度是评价混凝土的重要标准；同时，混凝土有抗压不抗拉的特性，所以在受弯构件中混凝土的抗弯拉强度(即抗折强度)同样为重要的强度目标。混凝土的抗压强度与抗折强度受水泥强度等级、水泥用量、水灰比、配合比等因素影响，同时与荷载加载的位置、速度、试件的尺寸等有关。因此，混凝土的强度测验需要规范化。
3.现阶段的抗压强度试验与抗折强度试验过程仍为人工进行试验。在标准立方体抗压强度试验中，试验人员将试件从养护地点取出，搬送至试验地点进行试验。试验人员将试件安放在试验机的下压板上，试件的中心应与试验机下压板中心对准，手动开动试验机，连续均匀地加荷，进行抗压强度试验。当试件破坏后，试验人员记录破坏荷载。记录完成后，由试验人员从压力机上取下试验废料，由相应的人员运送至废料区或不合格试件区，随后统一处理废料。抗折强度试验前需人工检查试件的长向中部1/3区段内不得有表面直径超过5mm，深度超过2mm的孔洞，由试验人员运送试件并将试件放置于仪器上。由试验人员测量试件截面尺寸，安装尺寸与试件尺寸的误差均不超过1mm。保持试件平稳后进行试验，记录数据。试验结束由试验人员将废料运送到指定区域。
4.由上述过程可看出，该试验人工试验成本高，劳动强度大，试验人员安全没有保障，可能会发生手指被试验机器挤压受伤；掉落的混凝土试块砸伤脚等部位以及触电等，工序繁琐，试验效率低下。因此寻找一种能够替代人工完成混凝土试件强度检测的装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种自动进行混凝土试件强度检测的方法以及机器人系统，克服上述缺点。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种自动进行混凝土试件强度检测的方法，具体步骤为：
8.获取待检混凝土试件的试验信息；
9.根据待检混凝土试件的试验信息将待检混凝土试件送至对应检测区域；
10.对待检混凝土试件进行强度检测，并将强度检测数据进行存储；
11.调用强度检测数据求得待检混凝土试件的测定值。
12.可选的，待检混凝土试件的试验信息包括待检混凝土试件的编号、基础参数、待检混凝土试件待试验类型。
13.可选的，对待检混凝土试件进行强度检测的步骤为：
14.将待检混凝土试件置于指定位置，获取检测数据；
15.调用待检混凝土试件的试验信息；
16.根据待检混凝土试件的试验信息和检测数据计算强度检测数据。
17.可选的，强度检测数据包括抗压强度检测数据和抗折强度检测数据。
18.可选的，抗压强度检测数据的计算公式为：
19.f
cu
＝f/a；
20.式中：f
cu
为待检混凝土试件抗压强度；f为待检混凝土试件破坏荷载；a为待检混凝土试件承压面积。
21.可选的，抗折强度检测数据的计算公式为：
22.f
cf
＝fl/bh2；
23.式中：f
cf
为待检混凝土试件抗折强度；f为极限荷载；l为支座间距离；b为待检混凝土试件宽度；h为待检混凝土试件高度。
24.可选的，待检混凝土试件的测定值为多个待检混凝土试件的强度检测数据的算术平均值。
25.可选的，获得待检混凝土试件的测定值后将检测完成的待检混凝土试件移除检测区域，并对检测区域进行除尘。
26.一种自动进行混凝土试件强度检测的机器人系统，包括机器人、红外扫描装置、检测室、行进装置、上位机；
27.所述机器人，用于根据上位机的指令对待检混凝土试件进行抓取、送检和回收；
28.所述红外扫描装置，用于获取待检混凝土试件的试验信息；
29.所述检测室，用于对待检混凝土试件进行强度检测；
30.所述行进装置，用于根据上位机的指令移动机器人将待检混凝土试件送至指定位置；
31.所述上位机，用于生成和发送指令。
32.可选的，所述检测室包括原料区、废料区、抗压强度检测区和抗折强度检测区；
33.所述原料区，用于放置养护好的待检混凝土试件；
34.所述废料区，用于存储完成强度检测后的待检混凝土试件；
35.所述抗压强度检测区，用于对待检混凝土试件进行抗压强度检测；
36.所述抗折强度检测区，用于对待检混凝土试件进行抗折强度检测。
37.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种自动进行混凝土试件强度检测的方法以及机器人系统，通过设置原料区、废料区、抗压强度检测区、抗折强度检测区，配合机器人装置完成试料的抓取、送检和废料回收等，再通过结合机器视觉的试验装置进行试件的抗压或抗折试验，获取试件破坏荷载等试验结果；试验完毕后将试验结果传输终端电脑，供试验人员进行记录分析。本发明大大的减少了人工劳动力的成本，减小了劳动强度，提高检测效率的同时使检测结果更加的精确，数据获取更加方便、直观。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
39.图1为本发明的方法流程示意图；
40.图2为本发明的结构示意图；
41.其中，1为机器人；2为原料区；3为废料区；4为抗压强度检测区；5为抗折强度检测区；6为试验程序计算机；7为轨道；8为终端电脑。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
43.本发明实施例公开了一种自动进行混凝土试件强度检测的方法以及机器人1系统；如图2所示，本发明将机器人1应用于混凝土抗压与抗折强度检测，通过设置原料区2、废料区3、抗压强度检测区4、抗折强度检测区5，配合机器人1完成试件的抓取、送检和废料回收等，再通过结合机器视觉的试验装置进行试件的抗压或抗折试验，获取试件破坏荷载等试验结果；试验完毕后将试验结果传输终端电脑8，供试验人员进行记录分析。本发明大大的减少了人工劳动力的成本，减小了劳动强度，提高检测效率的同时使检测结果更加的精确，数据获取更加方便、直观。
44.本发明涉及一种自动进行混凝土试件强度检测，即混凝土抗压与抗折强度检测的机器人1，具体实施检测方法的步骤如图1所示，具体如下：
45.s1：将待检混凝土试件按照指定要求，在相应位置贴附条形码，并放置于原料区2；
46.s2：由机器人1沿轨道7走至原料区2，扫描条形码，读取条形码中相应试验信息；试验信息包括：读取条形码中试块的编号、基础参数、试块所进行的试验类型等；
47.s3：机器人1抓取待检试件，根据扫描条形码中的试验信息，沿轨道7走至相应的试验区，即抗压强度检测区4或抗折强度检测区5，机器人1将试件安放至试验区的指定仪器位置上；
48.s4：抗压强度检测区4或抗折强度检测区5均配有相应试验程序计算机6，待试验完成后，试验原始数据以及试验数据将按照抗压、抗折强度公式通过相应试验程序计算机6计算，测试试件达到三个后，试验程序计算机6计算后，按照相关规范判断该试件的强度是否满足要求，并自动传输至终端电脑8供试验人员记录；
49.s5：试验完成后，试验废料由机器人1从抗压强度检测区4或抗折强度检测区5取下，运送至废料区3。
50.其中，抗压强度检测数据的计算公式为：
51.f
cu
＝f/a；
52.式中：f
cu
为待检混凝土试件抗压强度；f为试件破坏荷载；a为试件承压面积。
53.抗折强度检测数据的计算公式为：
54.f
cf
＝fl/bh2；
55.式中：f
cf
为砼试件抗折强度；f为极限荷载；l为支座间距离；b为试件宽度；h为试件高度。
56.整套装置不仅减少了人力成本，并且通过相应试验程序计算机6的精确计算与试验结果的记录、判断提高了检测效率与准确性。使检测结果清晰，方便试验人员进行记录。
57.综上所述，在混凝土的抗压强度测试和抗折强度测试中应用机器人1，实现混凝土强度检测自动化。通过设置原料区2、废料区3、抗压强度检测区4、抗折强度检测区5、配合机器人1装置完成试料的抓取、上下料、送检和除尘等，再通过结合机器视觉的试验装置进行试件的抗压或抗折试验，获取试件破坏荷载等试验结果。试验完毕后将试验结果传输终端电脑8，供试验人员进行记录分析。在此过程中，只需要试验人员将养护良好的混凝土待检试件放置于原料区2，剩下的由机器人1等自动化检测线完成，只需试验人员在终端电脑8上查看试验数据即可。既减少了人力成本，又提高了试验的效率跟准确度。
58.在本实施例中机器人1的行驶轨道7不局限于十字形，任何形式的轨道7或机器人1均可自行前进均可。
59.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。