一种混凝土浇筑振捣一体化装置及其控制方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，涉及一种混凝土浇筑振捣一体化装置及其控制方法。

背景技术：

混凝土的浇筑振捣是影响工程质量、保证结构安全性的重要因素，现有的混凝土浇筑方式大都采用浇筑与振捣分布操作，现场浇筑条件恶劣，且需人工进行作业，耗费大量的人力。

同时，现有的混凝土浇筑振捣方式仍存在由于振捣不均匀或漏振而导致的混凝土麻面、漏筋、孔洞等一系列工程质量问题，且混凝土振捣装置移动不方便，无法深层振捣以及对密集区无法充分振捣等施工难题。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种混凝土浇筑振捣一体化装置，本发明还提供一种混凝土浇筑振捣一体化装置及其控制方法的控制方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种混凝土浇筑振捣一体化装置，包括设置在圆盘上的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器，所述的第一振捣器与第三振捣器对称布置在圆盘直径上，所述的第二振捣器布置在一条通过圆盘圆心的滑轨上。

进一步地，所述的圆盘通过转动吊杆连接在伸缩杆的导轨上，吊杆带动振捣装置沿着导轨移动。

进一步地，所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器分别均距圆盘中心30-50cm，圆盘直径0.5-2m。优选的，所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器分别均距圆盘中心40cm，圆盘直径1m。

进一步地，所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器均分别包括振捣电机室、刚性伸缩杆、距离传感器、减震软管、振捣棒，所述的振捣电机室内放置为振捣棒提供动力的电机，振捣电机室下接刚性伸缩杆，刚性伸缩杆通过一小段减震软管连接振捣棒，距离传感器固定安装在刚性伸缩杆上。

进一步地，所述的距离传感器分为第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器，所述的第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器与第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器一一对应设置。

进一步地，所述的一种混凝土浇筑振捣一体化装置的控制方法，包括如下情形：

所述的刚性伸缩杆上固定放置一个距离传感器，距离传感器到振捣棒底端的距离为已知值h，采集所在位置到混凝土浇筑层底部的距离，将距离信息反馈给伸缩杆的控制中心，控制中心判断刚性伸缩杆上的调节状态：

(1)不分层浇筑时，为确保振捣棒插入混凝土中距底部5-10cm，控制中心根据距离传感器采集到的距离传感器到混凝土底部的距离h，通过δh＝h-h-5判断伸缩杆调节情况：

δh＝h-h-5>0向下调节δh，刚性伸缩杆伸长；

δh＝h-h-5<0向上调节δh，刚性伸缩杆缩短；

δh＝h-h-5＝0，不需要调节；

(2)分层浇筑时，为确保振捣棒插入下层混凝土中至少5cm，控制中心根据距离传感器采集到的距离传感器到下层混凝土表面的距离h1，通过δh＝h1-h+5判断刚性伸缩杆上调节情况：

δh＝h1-h+5>0向下调节δh，刚性伸缩杆伸长；

δh＝h1-h+5<0向上调节δh，刚性伸缩杆缩短；

δh＝h1-h+5＝0，不需要调节；

在上面两种不同浇筑情况下，控制中心通过自动调节刚性伸缩杆上的长度，间接调节振捣棒插入混凝土中的高度，满足实际振捣需要。

进一步地，当所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器采用等腰三角形布置时，依据行列式的次序移动，所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器的移动位置的距离应不大于30-50cm。

进一步地，当所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器采用直线形布置时，用于梁等浇筑截面较为狭窄或需深层振捣的结构部位的振捣，依据行列式的次序移动，所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器的移动位置的距离应不大于30-50cm，符合实际工程需要。优选的，所述的第一振捣器、第二振捣器、第三振捣器的移动位置的距离应不大于40cm。

有益效果：与现有技术相比，实现了混凝土浇筑过程中的浇筑与振捣一体化、自动化控制，实现了振点的自动化走位，并且可根据实际浇筑情况自动设定每个振点的振捣时间以及振捣高度，使每个振点的混凝土都能充分振捣；并且吊杆带动振捣装置可沿着泵送车伸缩杆上的导轨移动，以此调节振捣装置与下料管间的距离，满足不同的浇筑需求。同时，圆盘可带动三个振捣器旋转，调节三个振捣器空间位置。圆盘上的三个振捣器可按等腰三角形或直线形布置，其中等腰三角形可用于普通底板混凝土的振捣，直线形可用于梁等浇筑截面较为狭窄或需深层振捣的结构部位的振捣，采用行列式的次序移动，避免了混凝土振捣不均匀或漏振情况的发生。

附图说明

图1是一种混凝土浇筑振捣一体化装置及其控制方法的结构示意图；

图2是混凝土振捣器按等腰三角形布置示意图；

图3是混凝土振捣器按直线形布置示意图；

图4是混凝土振捣器自动控制伸缩原理图；

图5为混凝土振捣器振捣时振点走位图；

附图标记：1-混凝土泵送车、2-混凝土泵车伸缩杆、3-振捣装置、4-第一振捣器、5-第二振捣器、6-第三振捣器、7-转动吊杆、8-圆盘、9-控制中心、10-混凝土下料管、11-滑轨、21-导轨、41-振捣电机室、42-刚性伸缩杆、43-第一距离传感器、44-减震软管、45-振捣棒、51-第二距离传感器、61-第三距离传感器、91-接收信号中心、92-发出指令中心、411-振捣电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及性能做进一步说明。

如图1-5所示，一种混凝土浇筑振捣一体化装置及其控制方法，包括混凝土泵送车1、混凝土泵车伸缩杆2、振捣装置3、第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6、转动吊杆7、圆盘8、控制中心9、混凝土下料管10、滑轨11、导轨21、振捣电机室41、刚性伸缩杆42、第一距离传感器43、减震软管44、振捣棒45、第二距离传感器51、第三距离传感器61。其中，图5(a)为混凝土振捣器按等腰三角形布置时纵向振捣时振点走位图；图5(b)为混凝土振捣器按等腰三角形布置时横向振捣时将圆盘逆时针旋转90°后的振点走位图。

混凝土泵送车1、混凝土泵送车伸缩杆2以及混凝土下料管10为实际工程中使用的可折叠式混凝土泵送装置，为现有公知产品。导轨21为附加在混凝土泵送车刚性伸缩杆2上的一段刚性滑轨，圆盘8通过转动吊杆7吊挂在混凝土泵车伸缩杆2的导轨21上，吊杆7可带动振捣装置3沿着导轨21移动，圆盘8可转动。

第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6，按等腰三角形或直线形的形式吊装在圆盘8上，第一振捣器4与第三振捣器6对称布置在圆盘8直径上，第二振捣器5布置在一条通过圆心的滑轨11上，第二振捣器5的位置可固定，也可沿滑轨11自由移动。

通过第二振捣器5在滑轨11上的移动，实现振捣器等腰三角形布置与直线形布置的形式变换。第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6分别均距圆盘8中心30-50cm，圆盘8直径0.5-2m。

第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6，均分别包括振捣电机室41、刚性伸缩杆42、距离传感器、减震软管44、振捣棒45。

振捣电机室41内放置为振捣棒45提供动力的电机，振捣电机室41下接刚性伸缩杆42，刚性伸缩杆42通过一小段减震软管44连接振捣棒45，距离传感器固定安装在刚性伸缩杆42上。距离传感器分为第一距离传感器43、第二距离传感器51、第三距离传感器61，第一距离传感器43、第二距离传感器51、第三距离传感器61与第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6一一对应设置。

刚性伸缩杆42上固定放置一个第一距离传感器43(第一距离传感器43到振捣棒45底端的距离为已知值h)，采集所在位置到混凝土浇筑层底部的距离，将距离信息反馈给伸缩杆的控制中心9，一种混凝土浇筑振捣一体化装置的控制方法如下：

控制中心9包括接收来自距离传感器指令的接收信号中心91，以及向振捣电机411发出工作命令的发出指令中心92，具体工作通过内置线路实现各模块间的联动。

距离传感器将距离信息发送给接收信号中心91，并同步由发出指令中心下发工作指令给振捣电机411，由此控制刚性伸缩杆42上的调节状态：

(1)不分层浇筑时，为确保振捣棒45插入混凝土中距底部5-10cm，控制中心根据距离传感器采集到的距离传感器到混凝土底部的距离(h)，通过δh＝h-h-5判断伸缩杆42调节情况：

δh＝h-h-5>0，向下调节δh，刚性伸缩杆42伸长；

δh＝h-h-5<0，向上调节δh，刚性伸缩杆42缩短；

δh＝h-h-5＝0，不需要调节。

(2)分层浇筑时，为确保振捣棒45插入下层混凝土中至少5cm，控制中心9根据距离传感器采集到的距离传感器到下层混凝土表面的距离(h1)，通过δh＝h1-h+5判断刚性伸缩杆42上调节情况：

δh＝h1-h+5>0，向下调节δh，刚性伸缩杆42伸长；

δh＝h1-h+5<0，向上调节δh，刚性伸缩杆42缩短；

δh＝h1-h+5＝0，不需要调节。

在上面两种不同浇筑情况下，控制中心9通过自动调节刚性伸缩杆42上的长度，间接调节振捣棒45插入混凝土中的高度，满足实际振捣需要。

三个振捣器(第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6)在圆盘8上可采用等腰三角形或直线形布置，当采用等腰三角形布置时，依据行列式的次序移动，移动位置的距离应不大于30-50cm，每次移动振点的位置如图4所示；当采用直线形布置时，可用于梁等浇筑截面较为狭窄或需深层振捣的结构部位的振捣，依据行列式的次序移动，移动位置的距离应不大于30-50cm，符合实际工程需要，并可自动控制其移动。

采用插入式振捣器，振捣时应快插慢拔，每个振点的振捣时间可根据实际振捣情况设定，约为15-20s，实现自动化浇筑及振捣。当混凝土浇筑过快而振捣不及时时，可适当降低浇筑速率，等待充分振捣。

对于不同浇筑情况，振捣棒45的规格也可进行更改，以满足多种振捣需求。

工作过程：一种混凝土浇筑振捣一体化装置及其控制方法，可实现工程作业中边浇筑混凝土边振捣的目的。振捣装置3位于混凝土下料管10后方，由转动吊杆7连接在混凝土泵送车伸缩杆的导轨21上，并且吊杆带动振捣装置3可沿着泵送车伸缩杆上的导轨21移动，以此调节振捣装置3与下料管10间的距离。同时，吊杆可带动圆盘8转动，通过吊装在圆盘8上的第一振捣器4、第二振捣器5、第三振捣器6对混凝土进行振捣。圆盘8上混凝土振捣器的布置方案有等腰三角形与直线形两种方式，第一振捣器4与第三振捣器6对称布置在圆盘8直径上，第二振捣器5布置在一条通过圆心的滑轨11上，第二振捣器5的位置可固定，也可沿滑轨11自由移动。每个振捣器由振捣电机室41、刚性伸缩杆42、减震软管44、振捣棒45、距离传感器组成。其中振捣电机室41内部放置为振捣棒45提供动力的电机；刚性伸缩杆42的自动化控制由放置在伸缩杆上的距离传感器采集距离信息反馈至控制中心9，控制中心9根据实际振捣高度需要，调整刚性伸缩杆42的长度，以满足振捣高度要求。刚性伸缩杆42下接的减震软管可减小振捣棒45对其他振捣器的振动效应，保证振捣装置3能够较为稳定的工作。

应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。