一种管桩布料控制设备、系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种管桩布料控制设备、系统及方法，在布料过程中，可在混凝土泵送装置每次泵送换向周期结束之时，根据泵送情况和方量偏差不断修正管桩模运输装置的目标速度并对之前的布料方量偏差进行补偿，从而可在无需停车等待的基础上，达到较好地保护电机以减少对电网的冲击、以及使得管桩模运输装置的速度变化相对较平滑以使得布料更为均匀的效果。另外，由于可对之前布料产生的方量偏差进行补偿，从而还可达到避免出现较大累积误差，使得对管桩布料的控制更加精确的效果。再有，由于无需增加额外的称重传感器，因而，还可达到降低成本以及避免受到变频器等的干扰、以进一步提高布料控制的准确性的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土管桩
，尤其涉及一种管桩布料控制设备、系统及方法。
技术介绍
目前，为了解决混凝土管桩生产过程中存在的自动化程度低以及劳动强度大等制约其发展的问题，常采用混凝土泵送装置进行自动布料的方法来代替人工布料进行管桩的生产。具体地，在自动布料方法中，通常会采用由管桩模运输装置装载管桩模运行的方法，即，由一辆电机驱动的管桩模运输装置装载管桩模运行，在开始布料前，管桩模运输装置往混凝土泵送装置所在位置方向运行，直至混凝土泵送装置的输送管末端靠近管桩模底部，开始布料后，在混凝土泵送装置的输送管输送混凝土的同时，管桩模运输装置往远离混凝土泵送装置所在位置的方向运行，以使混凝土均匀地涂布在管桩模内。但是，由于目前，管桩生产普遍采用C80甚至强度更高的混凝土，导致可泵性较差，进而使得实际泵送时混凝土出料极不连续，常会出现布料时混凝土重量时而不变时而剧增的情况，因此，为了保证管桩生产质量需对泵送速度和管桩模运输装置的移动速度进行相应地协调控制。具体地，目前，业界常采用以下两种管桩自动布料方式来对混凝土泵送装置的泵送速度和管桩模运输装置的移动速度进行相应地协调控制：方式一：根据已布料重量对管桩模运输装置的移动速度进行分段调速，即将整个布料长度以混凝土泵送装置的泵送换向作为分界点分成多个小段，针对每一小段，根据已布料重量、目标重量和上一冲程的布料重量来确定下一个小段的管桩模运输装置的运行速度。但是，在采用该方式一时，由于通常需要成套的称重传感器(至少4个以上)等仪表设备，导致成本较高。另外，由于称重传感器所输出的信号为模拟信号，因而，在工作环境有变频器以及变频电源等的情况下，其输出的信号极易被干扰，使得最终所得到的信号并不准确，降低布料控制的准确性。再有，由于在布料过程中，混凝土泵送装置的输送管需要伸入管桩模内，而输送管的刚性有限，不可避免地会压在管桩模上，从而会使得对已布料混凝土重量的称量产生较大误差，会进一步降低布料控制的准确性。此外，由于混凝土泵送装置的泵送出口压力较大，实际泵送出来的混凝土进入管桩模时都是先冲起再下落，因而还会产生一个向下的冲力干扰，同样影响称重的精度，使得布料控制的准确性进一步降低。方式二：采用分段停车布料的方法，即将整个布料长度均匀分成多个小段，开始布料后，通过旋转编码器计算管桩模运输装置的运行位移，每当管桩模运输装置走完一小段时即停下来等待布料，直到当前布料重量达到该小段所需布料的目标重量后，管桩模运输装置再继续运行；其中，与方式一类似，所涉及到的当前布料重量常通过设置的称重传感器来获取。也就是说，在采用该方式二时，仍会存在方式一所存在的各种问题。并且，除了存在方式一所存在的上述问题之外，在采用该方式二时，还会存在以下问题：由于管桩模运输装置的电机需要频繁地带载启动和紧急制动，因而会降低电机的使用寿命，并且，由于电机启动时的电流远大于其额定电流，因而在其频繁启动时，还会对电网造成冲击，影响其他用电设备的正常工作。另外，由于在采用行进-停止-布料-行进-停止的布料模式时，管桩模运输装置的速度变化极不平滑，因而还会极易导致布料的不均匀、进而影响管桩布料质量。再有，在采用分段布料的方式进行布料时，由于当前面布料重量出现偏差时，无法对其进行补偿，因而还会极易出现较大的累计偏差，使得管桩整体布料重量达不到要求，影响管桩布料的质量。综上所述，目前存在的管桩自动布料方式并不佳，导致管桩布料质量以及控制准确性均不高，因此，亟需提供一种新的管桩自动布料方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种管桩布料控制设备、系统及方法，用以解决目前存在的管桩自动布料方式不佳导致的布料质量不高以及布料控制准确性低等问题。具体地，本专利技术实施例提供了一种管桩布料控制设备，应用于包括混凝土泵送装置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，包括：处理单元，用于确定管桩每单位布料长度所需布料的方量；并在布料过程中，在混凝土泵送装置的每次泵送换向周期结束之时，根据每单位布料长度所需布料的方量以及管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的运行位移，确定管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的目标方量，以及，根据确定的本次泵送换向周期内的目标方量以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定本次泵送换向周期内所产生的方量偏差，并根据确定的本次泵送换向周期内所产生的方量偏差、混凝土泵送装置的泵送换向周期以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的目标速度，以及，生成与所述目标速度相对应的速度控制信号；控制单元，用于根据所述处理单元生成的速度控制信号，调整管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的运行速度。进一步地，本专利技术实施例还提供了一种管桩布料控制系统，应用于包括混凝土泵送装置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，其中，所述管桩布料控制系统包括本专利技术实施例中所述的管桩布料控制设备。进一步地，本专利技术实施例还提供了一种管桩布料控制方法，应用于包括混凝土泵送装置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，所述方法包括：管桩布料控制设备确定管桩每单位布料长度所需布料的方量；并在布料过程中，在混凝土泵送装置的每次泵送换向周期结束之时，根据每单位布料长度所需布料的方量以及管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的运行位移，确定管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的目标方量，并根据确定的本次泵送换向周期内的目标方量以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定本次泵送换向周期内所产生的方量偏差，以及，根据确定的本次泵送换向周期内所产生的方量偏差、混凝土泵送装置的泵送换向周期以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的目标速度；以及，生成与所述目标速度相对应的速度控制信号，并根据所述速度控制信号调整管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的运行速度。本专利技术有益效果如下：本专利技术实施例提供了一种管桩布料控制设备、系统及方法，在本专利技术实施例所述技术方案中，在布料过程中，可在混凝土泵送装置每次泵送换向周期结束之时，根据泵送情况和方量偏差不断修正管桩模运输装置的目标速度并对之前的布料方量偏差进行补偿，从而可在无需停车等待的基础上，达到较好地保护电机以减少对电网的冲击、以及使得管桩模运输装置的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管桩布料控制设备，应用于包括混凝土泵送装置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，其特征在于，包括：处理单元，用于确定管桩每单位布料长度所需布料的方量；并在布料过程中，在混凝土泵送装置的每次泵送换向周期结束之时，根据每单位布料长度所需布料的方量以及管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的运行位移，确定管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的目标方量，以及，根据确定的本次泵送换向周期内的目标方量以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定本次泵送换向周期内所产生的方量偏差，并根据确定的本次泵送换向周期内所产生的方量偏差、混凝土泵送装置的泵送换向周期以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的目标速度，以及，生成与所述目标速度相对应的速度控制信号；控制单元，用于根据所述处理单元生成的速度控制信号，调整管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的运行速度。

【技术特征摘要】
1.一种管桩布料控制设备，应用于包括混凝土泵送装置、管桩模以及管
桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，其特征在于，包括：
处理单元，用于确定管桩每单位布料长度所需布料的方量；并在布料过程
中，在混凝土泵送装置的每次泵送换向周期结束之时，根据每单位布料长度所
需布料的方量以及管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的运行位移，确定管
桩模运输装置在本次泵送换向周期内的目标方量，以及，根据确定的本次泵送
换向周期内的目标方量以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵
送方量，确定本次泵送换向周期内所产生的方量偏差，并根据确定的本次泵送
换向周期内所产生的方量偏差、混凝土泵送装置的泵送换向周期以及混凝土泵
送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定管桩模运输装置在下一泵
送换向周期内的目标速度，以及，生成与所述目标速度相对应的速度控制信号；
控制单元，用于根据所述处理单元生成的速度控制信号，调整管桩模运输
装置在下一泵送换向周期内的运行速度。
2.如权利要求1所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述处理单元，
具体用于根据管桩所需布料的长度、管桩所需布料的总重量以及混凝土密度，
确定管桩每单位布料长度所需布料的方量。
3.如权利要求2所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述管桩所需
布料的长度是所述处理单元根据用于生成与管桩模运输装置的运行位移相匹
配的脉冲信号并将生成的脉冲信号发送给管桩布料控制设备的旋转编码器在
第一时间段内生成的脉冲信号所确定的；
其中，所述第一时间段为由管桩模运输装置在进入布料开始位置的过程中
到达设定的结束布料位置处的时刻以及到达设定的开始布料位置处的时刻所
限定的时间段。
4.如权利要求1所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述混凝土泵
送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量是所述处理单元根据所述混凝

\t土泵送装置的砼缸活塞行程、砼缸横截面积以及所述混凝土泵送装置的吸料系
数所预先确定的。
5.如权利要求1所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述混凝土泵
送装置的泵送换向周期是所述处理单元根据所述混凝土泵送装置的第一次泵
送换向周期结束时刻、以及所述混凝土泵送装置开始泵送的时刻所确定的。
6.如权利要求1所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述管桩模运
输装置在第一次泵送换向周期内的运行位移是所述处理单元根据所述旋转编
码器在第二时间段内生成的脉冲信号所确定的；所述第二时间段为由所述混凝
土泵送装置开始泵送的时刻以及所述第一次泵送换向周期结束时刻所限定的
时间段；
所述管桩模运输装置在任一非第一次泵送换向周期内的运行位移是所述
处理单元根据所述管桩模运载装置在所述任一非第一次泵送换向周期内的目
标速度以及所述混凝土泵送装置的泵送换向周期所确定的。
7.如权利要求1所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述控制单元，
还用于在布料过程中，若确定所述管桩模运输装置已达到布料结束位置，则指
示所述混凝土泵送装置停止泵送以结束布料。
8.如权利要求1所述的管桩布料控制设备，其特征在于，所述控制单元，
还用于在布料过程中，若确定设定时长内未收到混凝土泵送装置的换向信号，
则将管桩模运输装置的速度置为零，并在再次接收到混凝土泵送装置的换向信
号后，将管桩模运输装置的速度恢复为置零之前的原速度。
9.一种管桩布料控制系统，应用于包括混凝土泵送装置、管桩模以及管
桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，其特征在于，所述管桩布料控制系
统包括权利要求1～8任一所述的管桩布料控制设备。
10.如权利要求9所述的管桩布料控制系统，其特征在于，所述管桩布料
控制系统还包括变频设备；
所述管桩布料控制设备，具体用于将所述速度控制信号发送给所述变频设

\t备，指示所述变频设备根据所述速度控制信号调整管桩模运输装置在下一泵送
换向周期内的运行速度；
所述变频设备，用于根据接收到的来自所述管桩布料控制设备的所述速度
控制信号调整管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的运行速度。
11.如权利要求9或10任一所述的管桩布料控制系统，其特征在于，所
述管桩布料控制系统还包括旋转编码器、位于设定的开始布料位置处的第一位
置传感器以及位于设定的结束布料位置处的第二位置传感器，其中：
所述旋转编码器，用于生成与管桩模运输装置的运行位移相匹配的脉冲信
号，并将生成的脉冲信号发送给所述管桩布料控制设备，以由所述管桩布料控
制设备根据接收到的脉冲信号计算得到管桩模运输装置的运行位移；
所述第二位置传感器，用于在管桩模运输装置进入布料开始位置的过程
中，若...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥科，陈波，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43