CN102944670A

CN102944670A - 搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法及装置

Info

Publication number: CN102944670A
Application number: CN2012104946846A
Authority: CN
Inventors: 王西友; 高贵涛; 郝玉峰; 周菊
Original assignee: Construction Machinery Branch of XCMG
Current assignee: Xuzhou XCMG Schwing Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN102944670B

Abstract

本发明涉及一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法及装置，方法包括：控制器接收发动机电子控制单元发送的控制报文，所述控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数；所述控制器采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值，并拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线；所述控制器将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对，如果当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，则所述控制器将滚筒的转速降低预设的调整比例。本发明实现了在搅拌车运输混凝土的过程中实现对混凝土塌落度的检测，使塌落度的变化在允许的变化范围内，保证泵送前的高质量的塌落度要求。

Description

搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法及装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法及装置。

背景技术

当今的基础建设（包括房屋、桥梁、公路、铁路等）多采用钢筋混凝土结构，而随着国家的一系列法律、法规的出台，明令禁止混凝土在现场搅拌使用。

为了解决混凝土从生产到运输再到泵送的一系列问题，现已出现了混凝土成套设备，包括混凝土搅拌站（以下简称搅拌站）、混凝土搅拌运输车（以下简称搅拌车）、混凝土泵车（以下简称泵车）等。其中搅拌车是一种安装在自行式底盘或拖车上的能够生产和运送匀质混凝土的搅拌设备，其承担着混凝土从生产到使用中的桥梁作用。混凝土在搅拌站生产完成后，通过搅拌车运输到施工现场，再将混凝土料卸到泵车的料斗内，由泵车完成最后的泵送工作。

混凝土在搅拌、运输的过程中，其塌落度在不断变化，而混凝土的塌落度直接影响着混凝土的性能。这里的混凝土塌落度也称坍落度，是指混凝土的和易性，用来保证施工的正常进行，其中包括混凝土的保水性，流动性和粘聚性。虽然混凝土在运输过程中的塌落度的变化通常并不大，但也存在一些人为因素（如搅拌时间过长、搅拌转速过快等）可能使其塌落度的变化超出了允许范围。另外在泵送过程中，混凝土的塌落度受环境影响也较大，因此，在泵送之前，应尽量保证高质量的塌落度要求。但在目前，混凝土的塌落度还主要是静态的测试方式，即用一个上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的塌落度桶，灌入混凝土后捣实，然后拔起桶，混凝土因自重产生塌落现象，用桶高（300mm）减去塌落后混凝土最高点的高度来确定混凝土塌落度，尚未实现混凝土在运输过程中的塌落度检测方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法及装置，能够在搅拌车运输混凝土的过程中实现对混凝土塌落度的检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法，包括：

控制器接收发动机电子控制单元（Electronic Control Unit，简称ECU）发送的控制报文，所述控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数；

所述控制器采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值，并拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线；

所述控制器将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对，如果当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，则所述控制器将滚筒的转速降低预设的调整比例。

进一步的，所述控制器将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对的操作具体为：

所述控制器将当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线上的发动机实际扭矩百分比的数值进行对应的比对，如果当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线之间存在超过1500个发动机实际扭矩百分比的数值差值超过与初始阶段塌落度曲线的对应数值的预设的塌落度变化的比例阈值，则确定当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，否则确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线变化不显著，而无需调整滚筒转速。

进一步的，所述预设的塌落度变化的比例阈值为5%，所述预设的调整比例为10%。

进一步的，所述控制器将滚筒的转速降低预设的数值或预设的比例的操作具体为：所述控制器通过调节泵排量的方式将滚筒的转速降低预设的调整比例。

进一步的，还包括：所述控制器接收安装在马达上的转速传感器传递的实际滚筒转速数据，并依此调整泵排量，以使滚筒的转速降低到预设的调整比例。

为实现上述目的，本发明提供了一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置，包括：控制器和发动机电子控制单元，所述控制器通过控制器局域网（Controller Area Network，简称CAN）总线与发动机电子控制单元相连，所述发动机电子控制单元发送给所述控制器的控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数；所述控制器被配置成采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值，并拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线，将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对，并在当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化时，将滚筒的转速降低预设的调整比例。

进一步的，所述控制器包括：

采集单元，用于采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值；

曲线拟合单元，用于根据采集的一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线；

曲线比对单元，用于将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对；

转速调整单元，用于在当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化时，将滚筒的转速降低预设的调整比例。

进一步的，还包括安装在马达上的转速传感器，所述转速传感器与所述控制器相连，所述控制器接收安装在马达上的转速传感器传递的实际滚筒转速数据，并依此调整泵排量，以使滚筒的转速降低到预设的调整比例。

进一步的，所述曲线比对单元具体用于将当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线上的发动机实际扭矩百分比的数值进行对应的比对，如果当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线之间存在超过1500个发动机实际扭矩百分比的数值差值超过与初始阶段塌落度曲线的对应数值的预设的塌落度变化的比例阈值，则确定当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，否则确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线变化不显著，而无需调整滚筒转速。

基于上述技术方案，本发明通过控制器采集搅拌车的滚筒在一个周期内的发动机实际扭矩百分比的数值，并进行曲线拟合，再通过曲线比对的方式来确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线是否发生显著变化，并基于判断结果来调节滚筒转速，从而实现在搅拌车运输混凝土的过程中实现对混凝土塌落度的检测，使塌落度的变化在允许的变化范围内，保证泵送前的高质量的塌落度要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置的一实施例的结构示意图。

图2为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法的一实施例的流程示意图。

图3为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置的另一实施例中控制器的具体结构示意图。

图4为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置的一实施例的结构示意图。在本实施例中，搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置包括控制器1和发动机ECU 2，控制器1通过CAN总线与发动机ECU 2相连。发动机ECU 2发送给控制器1的控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数。通讯协议（J1939协议）中有发动机实际扭矩百分比的控制报文，因此可直接从控制器中读出，其报文格式如下：

控制器1可以采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值，并拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线，并将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对，在当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化时，将滚筒的转速降低预设的调整比例。

图2给出了基于图1装置实施例的搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法流程，该流程包括：

步骤101、控制器接收发动机ECU发送的控制报文，控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数；

步骤102、控制器采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值，并拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线；

步骤103、控制器将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对，如果当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，则控制器将滚筒的转速降低预设的调整比例。

混凝土搅拌运输车在运输混凝土的开始阶段，控制器可通过CAN网络从发动机ECU中获得发动机实际扭矩百分比，并根据记录的滚筒旋转一个周期（例如30s）的数据拟合成百分比曲线（即初始阶段的塌落度曲线），并将其作为后续采集数据对比的基础。

在控制器将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对时，可以将当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线上的发动机实际扭矩百分比的数值进行对应的比对，如果当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线之间存在超过1500个发动机实际扭矩百分比的数值差值超过与初始阶段塌落度曲线的对应数值的预设的塌落度变化的比例阈值（例如5%），则确定当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，否则确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线变化不显著，而无需调整滚筒转速。当确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化（一般是显著变小）时，可以通过调整滚筒转速的方式（例如降低滚筒转速10%）来削弱这种塌落度曲线的变化，使塌落度的变化符合要求。

在控制滚筒的转速方面，控制器可以通过调节泵排量的方式将滚筒的转速降低预设的调整比例。在另一实施例中，控制器还可以接收安装在马达上的转速传感器传递的实际滚筒转速数据，并依此调整泵排量，以使滚筒的转速降低到预设的调整比例，从而使滚筒的转速能够达到预期的调整比例，实现高质量的塌落度要求。

如图3所示，为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置的另一实施例中控制器的具体结构示意图。与上一实施例相比，控制器具体包括：采集单元11、曲线拟合单元12、曲线比对单元13和转速调整单元14。采集单元11负责采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值。曲线拟合单元12负责根据采集的一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线。曲线比对单元13负责将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对。转速调整单元14负责在当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化时，将滚筒的转速降低预设的调整比例。

在另一个装置实施例中，曲线比对单元13具体用于将当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线上的发动机实际扭矩百分比的数值进行对应的比对，如果当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线之间存在超过1500个发动机实际扭矩百分比的数值差值超过与初始阶段塌落度曲线的对应数值的预设的塌落度变化的比例阈值，则确定当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，否则确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线变化不显著，而无需调整滚筒转速。其中预设的塌落度变化的比例阈值可以为5%，预设的调整比例可以为10%。

如图4所示，为本发明搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置的又一实施例的结构示意图。与第一个实施例相比，本实施例还包括安装在马达上的转速传感器3，转速传感器3与控制器1相连，控制器1可以接收安装在马达上的转速传感器3传递的实际滚筒转速数据，并依此调整泵排量，以使滚筒的转速降低到预设的调整比例。

通过前面所描述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置及方法的实施例可以看出，本发明能够在混凝土运输过程中对塌落度的变化情况进行检测，并且可以根据变化的显著性来调整滚筒的转速，以便削弱这种塌落度的变化程度，使其处于允许范围，从而获得高质量的混凝土塌落度要求。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法，包括：

控制器接收发动机电子控制单元发送的控制报文，所述控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数；

2.根据权利要求1所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法，其中所述控制器将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对的操作具体为：

3.根据权利要求2所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法，其中所述预设的塌落度变化的比例阈值为5%，所述预设的调整比例为10%。

4.根据权利要求1所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法，其中所述控制器将滚筒的转速降低预设的数值或预设的比例的操作具体为：所述控制器通过调节泵排量的方式将滚筒的转速降低预设的调整比例。

5.根据权利要求4所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测方法，其中还包括：所述控制器接收安装在马达上的转速传感器传递的实际滚筒转速数据，并依此调整泵排量，以使滚筒的转速降低到预设的调整比例。

6.一种搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置，包括：控制器和发动机电子控制单元，所述控制器通过控制器局域网总线与发动机电子控制单元相连，所述发动机电子控制单元发送给所述控制器的控制报文中包括发动机实际扭矩百分比的参数；所述控制器被配置成采集在一个滚筒旋转周期内各个控制报文中的发动机实际扭矩百分比的数值，并拟合成百分比曲线作为当前的塌落度曲线，将当前的塌落度曲线与预先记录的运输混凝土的初始阶段的塌落度曲线进行比对，并在当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化时，将滚筒的转速降低预设的调整比例。

7.根据权利要求6所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置，其中，所述控制器包括：

8.根据权利要求6所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置，其中，还包括安装在马达上的转速传感器，所述转速传感器与所述控制器相连，所述控制器接收安装在马达上的转速传感器传递的实际滚筒转速数据，并依此调整泵排量，以使滚筒的转速降低到预设的调整比例。

9.根据权利要求6所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置，其中，所述曲线比对单元具体用于将当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线上的发动机实际扭矩百分比的数值进行对应的比对，如果当前的塌落度曲线与初始阶段的塌落度曲线之间存在超过1500个发动机实际扭矩百分比的数值差值超过与初始阶段塌落度曲线的对应数值的预设的塌落度变化的比例阈值，则确定当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线发生显著变化，否则确认当前的塌落度曲线相对于初始阶段的塌落度曲线变化不显著，而无需调整滚筒转速。

10.根据权利要求9所述的搅拌车预拌混凝土塌落度检测装置，其中，所述预设的塌落度变化的比例阈值为5%，所述预设的调整比例为10%。