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引言

在混凝土施工过程中,搅拌车将商品混凝土由搅拌站运送到施工现场后,由现场卸料工人手动操作搅拌车的卸料开关,向泵车的料斗中卸料,再由泵车将混凝土泵送到浇筑地点。在卸料过程中,操作工人需根据泵送速度和料斗内料位高度情况实时调整卸料速度,避免造成料斗内混凝土溢出或吸空。溢出将造成混凝土的浪费,提高施工成本;吸空会造成空气吸入泵管,引起出料口跳动或爆管,引发人身伤害等安全事故。

由于卸料工人与布料操作手一般相距较远,无法实时有效沟通,施工过程中两者同步性较差,经常出现溢出或吸空现象。本文设计了一套自适应协同作业的控制系统,搅拌车根据泵车泵送速度和料位高度,自动调整卸料速度,不再需要人工干预,自动化程度高,有效保证了施工的同步性,降低了人工成本。

1 协同作业系统说明

泵车与搅拌车作业系统如图1所示,泵车通过油缸的往复运动,将料斗内的混凝土吸入输送缸,再通过输送缸、泵管输送到浇筑点。油缸往复运动速度越快,布料所需方量越多,搅拌车的卸料速度也越快。为了保证施工的同步性,搅拌车的卸料方量QJ需约等于泵车的布料方量QB。

图1 泵车与搅拌车作业示意图

为了实现自动协同作业,需要解决以下几个问题:

(1)泵车需获取自身料斗内料位高度、搅拌车的卸料速度信息;

(2)搅拌车需获取泵车实时作业状态、料位高度、混凝土方量需求信息;