全自动墙体护面混凝土喷射系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全自动墙体护面混凝土喷射系统，属于建筑工程施工自动控制领域。本系统包括信号分析处理模块、人机界面、激光传感器检测模块、平移模块、升降模块、混凝土喷射及处理模块、混凝土回料收集及处理模块和电源模块。本发明专利技术能够实现墙体护面的混凝土全自动喷射及平滑处理，能够实现回料的自动收集与传送，同时具有友好的人机界面，可以对系统的工作模式及参数进行选择和设定。因而，本发明专利技术不仅可以提高喷射混凝土的施工效率和混凝土利用率，而且自动化程度高，操作简单方便，广泛适用于各种墙体护面的混凝土喷射施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全自动墙体护面混凝土喷射系统，属于建筑工程施工自动控制领域。
技术介绍
喷射混凝土技术作为一项方便实用且有效的施工技术，在国内外得到了广泛的应用， 主要用于地下铁路、公路坡面、隧道的支护等方面，在墙体护面混凝土喷射中的使用较少。 目前的施工技术是由人工手持喷头作业，不但工作效率低，而且很难保证墙体护面混凝土 喷射均勻，影响墙体护面的使用和美观；另一方面喷射过程会产生大量掉落在地面的混凝 土，不但造成极大的浪费，而且处理起来也比较麻烦；此外，人工手持喷头作业对于喷射高 度较大的墙体也有一定困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
中的缺陷，提供一种全自动墙体 护面混凝土喷射系统，提高施工质量、施工效率、材料利用率以及施工能力。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案 全自动墙体护面混凝土喷射系统，包括用于实现混凝土在水平方向移动喷射的平移模块； 用于实现混凝土在竖直方向移动喷射的升降模块； 用于实现系统定位以及系统与喷射墙体距离测量的激光传感器检测模块； 用于对墙体进行混凝土喷射，同时对喷射后的墙体护面混凝土进行平滑处理的混凝土 喷射及处理模块；用于对混凝土喷射及平滑处理过程中产生的混凝土回料进行收集和处理的混凝土回 料收集及处理模块；用于提供键盘输入和液晶显示，实现系统工作模式和工作参数设置的人机界面； 用于接收并处理人机界面和激光传感器检测模块输出的信号，并控制升降模块、平移 模块、混凝土喷射及处理模块和混凝土回料收集及处理模块工作的信号分析处理模块； 用于为系统各部分提供电源的电源模块；其中人机界面的输出端和激光传感器检测模块的输出端分别与信号分析处理模块的 输入端连接；信号分析处理模块的输出端分别与升降模块的输入端、平移模块的输入端、混 凝土喷射及处理模块的输入端以及混凝土回料收集及处理模块的输入端连接。进一步地，上述平移模块包括水平轨道、主移动架、移动支架和平移驱动电机；水 平轨道主要用于为系统提供一个可以水平移动的基础，主移动架和移动支架在水平轨道表 面运动，移动支架起到对主移动架的稳固作用，平移驱动电机用于提供主移动架和移动支 架水平移动的动力。进一步地，上述升降模块包括升降面板和升降驱动电机；升降驱动电机固定于升 降面板表面，用于为升降面板提供升降动力。进一步地，上述混凝土喷射及处理模块包括混凝土喷浆机、混凝土喷头、抹平板、磨光板和3个分别用来固定并调节混凝土喷头、抹平板和磨光板位置的可调伸缩杆；混凝 土喷浆机为系统提供可喷射的混凝土及喷射动力，混凝土喷头通过可调伸缩杆固定于升降 面板表面，混凝土喷浆机的输出口与混凝土喷头连接；抹平板通过可调伸缩杆固定于升降 面板表面，用于对喷射后的墙体护面混凝土进行平整；磨光板通过可调伸缩杆固定于升降 面板表面，用于对平整后的混凝土墙体护面进行平滑处理。进一步地，上述混凝土喷浆机由进料口、空气压缩室、控制器和输出口组成；进料 口用于输入混凝土，空气压缩室用于产生高压空气为混凝土喷射提供动力，输出口用于输 出混凝土，控制器通过控制空气压缩室的工作调节混凝土的喷射力度和效率。进一步地，上述混凝土回料收集及处理模块用于对回料的收集和传输，包括边框、 网布、底桶和传输管道；边框通过可调伸缩杆固定于升降面板表面，网布连接于边框下部， 底桶安装在网布底部；传输管道一端与底桶连接，另一端与混凝土喷浆机的空气压缩室连 接，通过空气压缩室产生的负压将收集到的回料输送到喷浆机的输出口。进一步地，上述激光传感器检测模块由两个分别固定于升降面板两侧边沿的激光 传感器组成；在对具有凹凸性的墙体喷射混凝土过程中，通过激光传感器及时采集系统与 墙体的距离信号并传输给信号分析处理模块，信号分析处理模块分析处理后控制可调伸缩 杆以保证混凝土喷头、抹平机、磨光机和边框与墙体的距离为固定值。进一步地，上述人机界面包括键盘控制模块和液晶显示模块；键盘控制模块用于 对模式的选择及参数的输入；液晶显示模块用于显示键盘控制模块的工作模式和系统的状 态。进一步地，上述信号分析处理模块主要由单片机和相应控制电路组成；信号分析 处理模块用于接收人机界面和激光传感器检测模块输入的信号，通过分析处理后，实现对 升降模块、平移模块、混凝土喷射及处理模块和混凝土回料收集及处理模块的控制。进一步地，上述电源模块用于为系统各部分提供电源。本专利技术采用以上技术方案具有以下技术效果1、本专利技术自动化操作工作效率高，避免人工手持喷头作业的危险，同时保证墙体护面 混凝土喷射均勻。2、本专利技术通过对距离信号的实时采集与相应处理，使系统适用于各种具有凹凸特 性墙体的混凝土喷射。3、本专利技术通过对模式和参数的设置，使系统适用于各种要求的喷射情况。4、本专利技术对墙体护面的平整与平滑处理以及混凝土回料的收集使用，减少后期施 工与维护工作量并提高混凝土的利用率。附图说明图1本专利技术的系统框架图。图2本专利技术的部分结构示意图。图3本专利技术的混凝土回料收集及处理模块相关结构框架图。图4本专利技术的混凝土回料收集及处理模块结构示意图。图2中的标号解释1、信号分析处理模块，2-1、键盘控制模块，2-2、液晶显示模 块，3-1、升降面板，3-2、升降驱动电机，4-1、水平轨道，4-2、主移动架，4-3、移动支架，4-4、 平移驱动电机，5-1、混凝土喷浆机，5-1-1、进料口，5-1-2、空气压缩室，5-1-3、控制器，55-1-4、输出口，5-2、可调伸缩杆，5-3、混凝土喷头，5-4、抹平板，5-5、磨光板，6-4、传输管 道，7-1、激光传感器。图4中的标号解释6_1、边框，6-2、网布，6-3、底桶，6-4、传输管道。具体实施方案下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述 如图1所示，本专利技术全自动墙体护面混凝土喷射系统，其特征在于 一个用于实现混凝土在水平方向移动喷射的平移模块4 ；一个用于实现混凝土在竖直 方向移动的升降模块3 ；—个用于实现系统定位以及系统与喷射墙体距离测量的激光传感 器检测模块7 ；—个用于对墙体进行混凝土喷射，同时对喷射后的墙体护面混凝土进行平 滑处理的混凝土喷射及处理模块5 ；—个用于对混凝土喷射及平滑处理过程中产生的混凝 土回料进行收集和处理的混凝土回料收集及处理模块6 ；—个用于提供键盘输入和液晶显 示，实现系统工作模式和工作参数设置的人机界面2 ；—个用于为系统各部分提供电源的 电源模块8 ；—个用于接收并处理人机界面2和激光传感器检测模块7输出的信号，并控制 升降模块3、平移模块4、混凝土喷射及处理模块5和混凝土回料收集及处理模块6工作的 信号分析处理模块1。如图2所示，平移模块4包括水平轨道4-1、主移动架4-2、移动支架4_3和水平驱 动电机4-4 ；水平轨道4-1固定于地面；主移动架4-2通过滚轮卡接在工字型的水平轨道 4-1上；移动支架4-3 —端固定于主移动架4-2的中间部位，另一端卡接在凹形槽水平轨道4-1内部；主移动架4-2、移动支架4-3以及地面构成具有稳定性的三角结构，既能够抗拉也 能够抗压，保证了主移动架4-2的竖直方向上的稳定性；主移动架4-2和移动支架4-3在水 平驱动电机4-4的作用下可沿水平轨道4-1平移运动。升降模块3主要包括升降面板3-1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
全自动墙体护面混凝土喷射系统，其特征在于，包括用于实现混凝土在水平方向移动喷射的平移模块；用于实现混凝土在竖直方向移动喷射的升降模块；用于实现系统定位以及系统与喷射墙体距离测量的激光传感器检测模块；用于对墙体进行混凝土喷射，同时对喷射后的墙体护面混凝土进行平滑处理的混凝土喷射及处理模块；用于对混凝土喷射及平滑处理过程中产生的混凝土回料进行收集和处理的混凝土回料收集及处理模块；用于提供键盘输入和液晶显示，实现系统工作模式和工作参数设置的人机界面；用于接收并处理人机界面和激光传感器检测模块输出的信号，并控制升降模块、平移模块、混凝土喷射及处理模块和混凝土回料收集及处理模块工作的信号分析处理模块；用于为系统各部分提供电源的电源模块；其中人机界面的输出端和激光传感器检测模块的输出端分别与信号分析处理模块的输入端连接；信号分析处理模块的输出端分别与升降模块的输入端、平移模块的输入端、混凝土喷射及处理模块的输入端以及混凝土回料收集及处理模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述的全自动墙体护面混凝土喷射系统，其特征在于所述的平移 模块包括水平轨道、主移动架、移动支架和平移驱动电机；水平轨道用于为系统提供一个可 以水平移动的基础，主移动架和移动支架在水平轨道表面运动，移动支架起到对主移动架 的稳固作用，平移驱动电机用于提供主移动架和移动支架水平移动的动力。3.根据权利要求1所述的全自动墙体护面混凝土喷射系统，其特征在于所述的升降 模块包括升降面板和升降驱动电机；升降驱动电机固定于升降面板表面，用于为升降面板 提供升降动力。4.根据权利要求1或3所述的全自动墙体护面混凝土喷射系统，其特征在于所述的 混凝土喷射及处理模块包括混凝土喷浆机、混凝土喷头、抹平板、磨光板和3个分别用来固 定并调节混凝土喷头、抹平板和磨光板位置的可调伸缩杆；混凝土喷浆机为系统提供可喷 射的混凝土及喷射动力，混凝土喷头通过可调伸缩杆固定于升降面板表面，混凝土喷浆机 的输出口与混凝土喷头连接；抹平板通过可调伸缩杆固定于升降面板表面，用于对喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，廖迎娣，何良德，杨正，
申请(专利权)人：河海大学，南京河海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：84