一种混凝土塌落度自动测试设备的制作方法

本实用新型涉及一种混凝土塌落度自动测试设备，属于建筑机械自动化领域。

背景技术：

目前混凝土塌落度测试主要是人工进行，主要步骤有装填圆锥塌落筒、插捣、刮平、提筒、测量等，费时费力，测量不准确，也有采用电流法、力矩法等在线测量，由于许多因素影响，造成测量误差大，塌落度数据供参考。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述现有技术中存在问题之一，提供一种混凝土塌落度自动测试设备，以解决现有技术费时费力、测量精确度差、自动化程度低的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种混凝土塌落度自动测试设备，包括塌落筒结构、送料结构和塌落度测试架，所述塌落筒结构包括至少两个塌落筒单元，所述至少两个塌落筒单元组合后形成具有圆锥台形的塌落筒内腔，每个所述塌落筒单元均与驱动该塌落筒单元向外移动的第一驱动结构相连；所述塌落筒结构与所述送料结构相连；所述塌落度测试架上依次设有插捣结构、压平结构、测量结构，所述塌落度测试架的下方设有导轨，所述塌落度测试架还与第二驱动结构相连，当所述第二驱动结构驱动所述塌落度测试架沿导轨移动时，所述插捣结构、压平结构、测量结构依次移动至所述塌落筒结构的上方。

本实用新型混凝土塌落度自动测试设备通过将现有技术中塌落筒分成至少两个塌落筒单元，塌落筒单元组合即成形一个完整的塌落筒。分离时通过机械装置向外移动若干个塌落筒单元，使塌落筒和混凝土分离时，不会损坏成型的混凝土，使测量更加准确。另外，本设备还可以采用自动送料装置，同时采用插捣结构、压平结构、测量结构取代人工插捣、刮平和测量，实现自动化，节省了工力，提高了工作效率。

另外，根据本实用新型实施例的混凝土塌落度自动测试设备还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述送料结构包括料斗，所述料斗的下端通过下料控制阀与所述送料筒相连，所述送料筒的一端设有送料气缸，所述送料气缸的气缸杆端部设有活塞，所述活塞位于送料筒内，所述送料筒的另一端与所述塌落筒结构的上端相连接。

优选的，所述料斗下方还连接有称重传感器。

优选的，所述至少两个塌落筒单元组合后下部形成所述圆锥台形的塌落筒内腔，上端形成圆柱形内腔，所述圆柱形内腔朝向所述送料筒的一侧具有开口。

优选的，所述插捣结构包括若干个用于伸入到所述塌落筒内腔内的捣棒和用于驱动若干个捣棒上下移动的第三驱动结构相连。

优选的，所述插捣结构还包括：

固定在所述塌落度测试架上的导向件，所述若干个捣棒能够在上下方向上沿所述导向件移动；

固定在所述塌落度测试架上的插捣电机，所述插捣电机与曲柄相连，所述曲柄的末端与连杆铰连接，连杆的末端通过转轴与所述若干个捣棒的上端铰连接。

优选的，所述压平结构包括用于伸入到所述塌落筒内腔上端的压平柱和用于驱动该压平柱上下移动的压平气缸相连。

优选的，所述测量结构包括激光测距传感器，所述激光测距传感器与所述塌落度测试架相连。

优选的，还包括推料结构，所述推料结构包括固定在所述塌落度测试架上的测量气缸，所述测量气缸与用于将测量后的混凝土推走的退料器相连。

本实用新型还提供了上述混凝土塌落度自动测试设备的测试方法，包括以下步骤：

（1）始初位置，所述插捣结构、压平结构、测量结构均位于所述塌落筒结构的一侧；

（2）第一驱动结构驱动塌落筒单元向内移动，实现所有塌落筒单元组成后形成具有圆锥台形的塌落筒内腔；

（3）控制送料结构向所述圆锥台形的塌落筒内腔内填入混凝土料浆，直至圆锥台形的塌落筒内腔内填满；

（4）第二驱动结构驱动塌落度测试架沿导轨移动；

（5）当塌落度测试架移动至第一位置，插捣结构与塌落筒结构相对应，并对塌落筒内腔内的混凝土料浆进行插捣；

（6）当塌落度测试架移动至第二位置，压平结构与塌落筒结构相对应，压平结构对塌落筒内腔上方进行压平；

（7）第一驱动结构驱动所述至少两个塌落筒单元向外移动，实现塌落筒单相互分离，移动位置保证混凝土有足够的塌落尺寸；

（8）当混凝土塌落完成后，塌落度测试架移动至第三位置，测量结构测量混凝土塌落高度，并能够测量塌落的最大直径。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1 是本实用新型实施例的混凝土塌落度自动测试设备的主视结构示意图；

图2是本实用新型实施例的混凝土塌落度自动测试设备俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例的混凝土塌落度自动测试设备A-A剖视结构图；

图4是图1混凝土塌落度自动测试设备B-B剖视结构图；

图5是图1混凝土塌落度自动测试设备C-C剖视结构图；

图6是图1混凝土塌落度自动测试设备的D部放大图。

附图标记说明：

1-导轨，2-车轮，3-第一半塌落筒移动气缸，4-第一半塌落筒移动气缸支座，5-第一半塌落筒，6-第一半塌落筒外壳，7-送料气缸，8-下料控制阀，9-称重传感器支架，10-称重传感器，11-料斗，12-塌落度测试架，13-捣棒，14-转轴，15-连杆，16-曲柄，17-插捣电机，18-捣棒第一导向件，18-1-捣棒第一导向件半圆导向孔，18-2-捣棒第一导向件圆导向孔，19-捣棒第二导向件，19-1-捣棒第二导向件半圆导向孔，19-2-捣棒第二导向件圆导向孔，20-压平气缸，21-压平柱，22-压平柱第一导向件，23-压平柱第二导向件，24-测量气缸，25-激光测距传感器，26-退料器，27-推料气缸，28-车轮右端定位块，29-车轮电机，30-链传动，31-车轮驱动轴，32-第二半塌落筒移动气缸，33-第二塌落筒外壳，34-料斗送料筒支架，35-第二半塌落筒移动气缸支座，36-送料筒，37-第二半塌落筒。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-6所示，本实施例的混凝土塌落度自动测试设备包括送料部分（送料结构）、塌落筒部分（塌落筒结构）、插捣部分（插捣结构）、压平部分（压平结构）、测量部分（测量结构）、推料部分（推料结构）和塌落度测试架12。

其中塌落筒部分由两个半塌落筒（塌落筒单元）即第一半塌落筒5、第二半塌落筒37，组合后形成具有圆锥台形的塌落筒内腔。每个半塌落筒均与驱动该半塌落筒向外移动的第一驱动结构相连。塌落筒部分与送料部分相连。插捣部分、压平部分、测量部分和推料部分从左向右依次设置在塌落度测试架12上。塌落度测试架12的下方设有导轨1，塌落度测试架12还与第二驱动结构相连，当第二驱动结构驱动塌落度测试架12沿导轨1移动时，插捣部分、压平部分、测量部分依次移动至塌落筒部分的上方。

具体的，第二驱动结构包括塌落度测试架12下方的四个车轮2，以及驱动该车轮2沿导轨1移动的车轮电机。在车轮电机的驱动下，通过链传动30连接车轮2上的车轮驱动轴31，进而驱动四个车轮2在两条平行的导轨1上滚动，间歇向左移动依次完成上述三个功能。

送料部分具有称量功能，称为秤料送料部分。其包括料斗送料筒支架34、送料筒36、送料气缸7、下料控制阀8、称重传感器支架9、称重传感器10、料斗11。料斗送料筒支架34固定在移动平台上，在料斗送料筒支架34上固定有送料筒36，在送料筒36的右侧连接有送料气缸7的缸体，送料气缸7的气缸杆向左伸出连接到送料筒36内的活塞上，在气缸杆的推动下，送料筒36内的活塞向左移动推动送料筒36内的混凝土料浆向左移动，落入塌落筒内。在料斗送料筒支架34上部连接有称重传感器支架9，称重传感器支架9的上部装有环形称重传感器10，料斗11装在称重传感器10上，称重传感器10用于对料斗11内的混凝土的重量进行称量，以便于计算混凝土密度。料斗11的出口装有下料控制阀8，下料控制阀8控制下料口的大小和关停，从而控制混凝土料浆的流量。由此可知，通过对进入塌落筒内腔的混凝土进行称量，再根据塌落筒内腔的体积，从而可以求出塌落筒内腔的混凝土密度。

作为本实施例的优选示例，上述秤料送料部分的料斗送料筒支架34下方设有轮子，并且料斗送料筒支架34的右端与第一半塌落筒移动气缸3相连，料斗送料筒支架34的左端与第一半塌落筒外壳6相连。这样，当第一半塌落筒外壳6驱动第一半塌落筒5向外移动时，可同时带动秤料送料部分向外移动，既避免秤料送料部分对混凝土塌落带来影响，又避免对插捣部分、压平部分、测量部分和推料部分带来影响。

塌落筒部分还包括第一半塌落筒外壳6、第二塌落筒外壳33，第一半塌落筒5在第一半塌落筒外壳6的里面，第二半塌落筒37在第二塌落筒外壳33的里面，用于对第一半塌落筒5和第二半塌落筒37起到加强作用，以及用于连接第一驱动结构。有利地，第一半塌落筒5和第二半塌落筒37组成一个下部为圆锥台形、上部为圆柱形的结构，下部为圆锥台形呈现底部大圆、上部为小圆的结构，在第一半塌落筒5上部圆柱形结构（具有圆柱形内腔）的右侧开有圆形口，该圆形口的通道通过第一半塌落筒外壳6与送料筒36内圆连接，料斗11内的混凝土料浆经过下料控制阀8通道落入送料筒36内的通道，经送料气缸7的推动推入由第一半塌落筒5和第二半塌落筒37组成的圆柱形和圆锥台形内腔。第一半塌落筒5、第一半塌落筒外壳6、料斗送料筒支架34由第一半塌落筒移动气缸3推动，第二半塌落筒37、第二塌落筒外壳33由第二半塌落筒移动气缸32推动。当都向内移动时，形成塌落筒，进行装料、插捣、压平，当都外移动时，混凝土完成塌落进行塌落度测量，推走测量过的混凝土料浆。

插捣部分包括捣棒13、转轴14、连杆15、曲柄16、插捣电机17、捣棒第一导向件18、捣棒第一导向件半圆导向孔18-1、捣棒第一导向件圆导向孔18-2、捣棒第二导向件19、捣棒第二导向件半圆导向孔19-1和捣棒第二导向件圆导向孔19-2。插捣电机17带动曲柄16转动，曲柄16的末端与连杆15铰连接，从而带动连杆15在一平面运动。连杆15的末端通过转轴14铰连接多个捣棒13的上端，带动多个捣棒13在捣棒第一导向件18的捣棒第一导向件半圆导向孔18-1、捣棒第一导向件圆导向孔18-2和捣棒第二导向件19上的捣棒第二导向件半圆导向孔19-1、捣棒第二导向件圆导向孔19-2的导向下在塌落筒内腔内上下运动，插捣混凝土，直至捣实混凝土。本实施例的插捣部分采用曲柄连杆带动滑块运动的结构能够减少设备的高度。如果采用气缸杆直接推动的结构，因捣棒13行程至少400mm，气缸筒至少400 mm，这样高度至少要1200mm，本结构中曲柄长度200mm就够了，故可减少设备的高度。

压平部分包括压平气缸20、压平柱21、压平柱第一导向件22、压平柱第二导向件23，压平气缸20上下运动，带动压平柱21在压平柱第一导向件22和压平柱第二导向件23的导向下运动到插捣过的混凝土上表面，即圆柱形结构的下端面。通过控制气缸作用力压平混凝土表面即可，下降到塌落筒的圆柱部分和圆锥台部分的结合面。压平的作用是测量的混凝土上表面更为准确。

第一驱动结构包括第一半塌落筒移动气缸3、第一半塌落筒移动气缸支座4、第二半塌落筒移动气缸32、第二半塌落筒移动气缸支座35。第一半塌落筒5与第一半塌落筒外壳6相连，第一半塌落筒外壳6与第一半塌落筒移动气缸3相连，第一半塌落筒移动气缸3设置在第一半塌落筒移动气缸支座4上。第二半塌落筒37与第二塌落筒外壳33相连，第二塌落筒外壳33与第二半塌落筒移动气缸32相连，第二半塌落筒移动气缸32设置在第二半塌落筒移动气缸支座35上。其中，称料送料部分包括送料气缸7、下料控制阀8、称重传感器支架9、称重传感器10、料斗11、料斗送料筒支架34和送料筒36作为一个整体连接在第一半塌落筒外壳6与第一半塌落筒移动气缸3之间。第一半塌落筒移动气缸3推动第一半塌落筒5、第一半塌落筒外壳6、送料气缸7、下料控制阀8、称重传感器支架9、称重传感器10、料斗11、送料筒36、料斗送料筒支架34移动，第二半塌落筒移动气缸32推动第二塌落筒外壳33、第二半塌落筒37移动，实现两个半塌落筒的分离和合成。分离时混凝土塌落，激光测距传感器25测量塌落度大小，合成时完成进料、插捣、压平。

测量部分包括测量气缸24和激光测距传感器25，激光测距传感器25装在测量气缸24的气缸杆上，通过测量气缸带动激光测距传感器25上下运动，一方面测量时激光测距传感器25的镜头接近混凝土塌落高度，测量更准确，另一方面提起激光测距传感器25，推走混凝土料浆时不污染激光测距传感器25。本实施例中激光测距传感器25能够上下移动，在推料时上提，便于推料，不污染传感器。

推料部分包括退料器26、推料气缸27，推料气缸27推动退料器26移动推走混凝土料浆，退料器26中内凹部分的体积能够装下测量的混凝土料浆，可以是半圆柱体，也可以是其它形状。

依据本实用新型实施例的混凝土塌落度自动测试设备可以自动测量混凝土塌落度、混凝土密度，对开移动分离两个半塌落筒，同时移动料斗和送料筒36的结构简单，自动化程度高，测量准确可靠。

本实施例还提供了该混凝土塌落度自动测试设备的测试方法，包括以下步骤：

（1）始初位置，所述插捣结构、压平结构、测量结构、推料机构均位于所述塌落筒结构的一侧；

（2）第一驱动结构驱动塌落筒单元向内移动，实现所有塌落筒单元组成后形成具有圆锥台形的塌落筒内腔；

（3）控制送料结构向所述圆锥台形的塌落筒内腔内填入混凝土料浆，直至圆锥台形的塌落筒内腔内填满；

（4）第二驱动结构驱动塌落度测试架12沿导轨1移动；

（5）当塌落度测试架12移动至第一位置，插捣结构与塌落筒结构相对应，并对塌落筒内腔内的混凝土料浆进行插捣，对混凝土料浆捣实；

（6）当塌落度测试架12移动至第二位置，压平结构与塌落筒结构相对应，压平结构对塌落筒内腔上方进行压平；

（7）第一驱动结构驱动所述至少两个塌落筒单元向外移动，实现塌落筒单相互分离，移动位置保证混凝土有足够的塌落尺寸；

（8）当混凝土塌落完成后，塌落度测试架12移动至第三位置，测量结构测量混凝土塌落高度，并能够测量塌落的最大直径。

具体的，混凝土塌落度自动测试设备工作时，塌落度测试架12及其上面的零部件（插捣部分、压平部分、测量部分、推料部分）在车轮电机29驱动下，经过链传动30、车轮驱动轴31，带动车轮2在两条平行的导轨1上运动到右端，停在车轮右端定位块28位置上。第一半塌落筒移动气缸3推动第一半塌落筒5、第一半塌落筒外壳6、送料气缸7、下料控制阀8、称重传感器支架9、称重传感器10、料斗11、送料筒36、料斗送料筒支架34向内移动，第二半塌落筒移动气缸32推动第二塌落筒外壳33、第二半塌落筒37向内移动，实现两个半塌落筒的合成。搅拌的混凝土料浆加入到料斗11中（塌落度测试架12在料斗11上部做成圆形，不影响加料），称重传感器10称重，达到符合要求的混凝土料浆重量，打开下料控制阀8，混凝土料浆进入送料筒36，送料气缸7推动气缸杆向左移动，料浆落入塌落筒，根据送料筒36的容积决定下料控制阀8打关和送料次数，直至塌落度筒的圆锥台填满，圆柱体达到合适高度。然后启动车轮电机29，带动塌落度测试架12及其上面的各部分向左移动，若干捣棒位移塌落筒上方时停止前进，启动插捣电机17，驱动曲柄连杆运动，带动若干个捣棒13上下运动，插捣混凝土，经过若干次插捣后停止捣棒上下运动，并停在上部（不影响塌落度测试架12继续向左移动）。再次启动车轮电机29，带动塌落度测试架12向左移动，当压平柱21位于塌落筒上部时，车轮停止前进，在压平气缸20带动下压平柱21向下移动，压平混凝土料浆上表面，压平柱21上升到上部。

第一半塌落筒移动气缸3推动第一半塌落筒5、第一半塌落筒外壳6、送料气缸7、下料控制阀8、称重传感器支架9、称重传感器10、料斗11、送料筒36、料斗送料筒支架34向外移动，第二半塌落筒移动气缸32推动第二塌落筒外壳33、第二半塌落筒37向外移动，实现两个半塌落筒的分离，移动的距离保证混凝土有足够的塌落尺寸。

当混凝土塌落完成后，车轮电机29再次带动塌落度测试架12向左移动，测量气缸24带动激光测距传感器25测量混凝土塌落高度，并能够测量出塌落的最大直径，激光测距传感器25上升到上部。

塌落度测试架12继续向左移动（也可以不向左移动，测量过程可以一直向左移动---推料时还是应该提起测量传感器，防止污染镜头），推料气缸27推动退料器26向左运动，将测量后的混凝土料浆推出。

设备清洗采用人工手持喷头对混凝土料将接触的部位冲洗。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。