CN211899468U - 一种砂浆调节装置和包含该装置的抹灰机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种砂浆调节装置和包含该装置的抹灰机器人，涉及建筑设备领域。所述砂浆调节装置包括：砂浆容器、光发射器和光接收器；所述砂浆容器的内侧的顶部两端相对设置所述光发射器和所述光接收器，所述光发射器发出的平行单色光垂直照射在所述砂浆容器内的砂浆的表面，砂浆的表面反射的光线被所述光接收器接收；所述光接收器将接收的光信号转化为电信号。本实用新型在抹灰机器人的砂浆容器中设置光发射器和光接收器，形成砂浆调节装置，用于检测容器内砂浆的坍落度；抹灰机器人可对砂浆加入外加剂，以使砂浆的坍落度达到作业要求，实现砂浆坍落度的实时监测和自动调节，保证抹灰质量不受混凝土运输及环境的影响。

Description

一种砂浆调节装置和包含该装置的抹灰机器人

技术领域

本实用新型涉及建筑设备领域，尤其涉及一种砂浆调节装置和包含该装置的抹灰机器人。

背景技术

目前，国内外对抹灰机器人进行了大量的研究，主要通过改善抹灰机器人的抹灰、上料、定位等方面的质量和精度来提高施工效率，但还未有对抹灰砂浆方面的研究。

抹灰质量的关键因素在于抹灰砂浆的质量好坏，其中抹灰砂浆的和易性是机械抹灰的重要参数。然而抹灰砂浆的和易性是一综合概念，难以用一种简单的评定方法来全面恰当地表达，通常是通过坍落度试验对抹灰砂浆进行综合评定。

因从混凝土搅拌站到施工现场难免会有交通堵塞、环境温度和距离路程的影响，使得混凝土坍落度损失过快，这样给混凝土的施工带来严重的影响。因此在施工过程中对抹灰砂浆的坍落度做到快速、实时监测和预警并自动调整砂浆坍落度具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种砂浆调节装置和包含该装置的抹灰机器人，能够实时检测砂浆坍落度，对坍落度不符合作业要求的砂浆进行调节后再施工。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种砂浆调节装置，包括：砂浆容器、光发射器和光接收器；

所述砂浆容器的内侧的顶部两端相对设置所述光发射器和所述光接收器，所述光发射器发出的平行单色光垂直照射在所述砂浆容器内的砂浆的表面，砂浆的表面反射的光线被所述光接收器接收；

所述光接收器将接收的光信号转化为电信号。

其中，所述光发射器发出预设波长的平行单色光。

进一步的，所述砂浆调节装置还包括砂浆入口和外加剂入口；

所述砂浆入口和所述外加剂入口设置在所述砂浆容器的顶部。

进一步的，所述砂浆容器为包括顶盖板；

所述砂浆入口和所述外加剂入口设置在所述砂浆容器的顶盖板上。

进一步的，所述砂浆调节装置还包括砂浆出口；

所述砂浆出口设置在所述砂浆容器的侧面。

进一步的，所述砂浆调节装置还包括排污口；

所述排污口设置在所述砂浆容器的底部。

另一方面，本实用新型提供一种抹灰机器人，包括上述的砂浆调节装置，数据采集模块和处理器；

所述数据采集模块将砂浆调节装置的光接收器输出的电信号转化为数字信号，并发送到所述处理器；

所述处理器用于根据预设的砂浆坍落度模型对所述数字信号进行分析处理，得到砂浆容器内砂浆的坍落度，并根据施工对所述坍落度的要求，控制砂浆调节装置的外加剂入口打开，以添加外加剂调节砂浆的坍落度。

进一步的，所述抹灰机器人还包括上料装置和抹灰装置；

所述上料装置一端与所述砂浆调节装置的砂浆出口连接，另一端与所述抹灰装置连接，用于将所述砂浆调节装置中的砂浆向上泵至所述抹灰装置；

所述抹灰装置将所述砂浆抹在墙面上形成预设厚度。

进一步的，所述抹灰机器人还包括砂浆储料罐和外加剂储料罐；

所述砂浆储料罐与所述砂浆调节装置的砂浆入口连通；

所述外加剂储料罐与所述砂浆调节装置的外加剂入口连通。

进一步的，所述抹灰机器人还包括行走装置；

所述行走装置包括万向轮组和导航装置；

所述导航装置根据导航信息控制所述万向轮组将所述机器人移动至施工墙面。

本实用新型的有益效果为：

在抹灰机器人的砂浆容器中设置光发射器和光接收器，形成砂浆调节装置，用于检测容器内砂浆的坍落度；抹灰机器人可对砂浆加入外加剂，以使砂浆的坍落度达到作业要求，实现砂浆坍落度的实时监测和自动调节，保证抹灰质量不受混凝土运输及环境的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的砂浆调节装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中坍落度检测的原理示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的抹灰机器人的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的砂浆坍落度模型的示意图。

图中：1-行走装置；2-砂浆调节装置；3-上料装置；4-抹灰装置；201-光发射器；202-光接收器；203-外加剂入口；204-砂浆入口；205-顶盖板；206-排污口；207-砂浆。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

本实施例提供一种砂浆调节装置，如图1所示，包括：砂浆容器、光发射器201和光接收器202，用于对砂浆容器内的砂浆进行坍落度的实时检测。

本实施例中，砂浆容器为长方体或柱体容器，所述砂浆容器的内侧的顶部两端相对设置所述光发射201和所述光接收器202。

根据郎伯-比尔定律，当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比。同时，吸光度A具有可加性，即在含有多种吸光物质的混合物中，特定波长处的总吸光度等于其中各物质分别在该波长处吸光度之和。其数学表达式为：A＝K·b·c；其中，A为吸光度；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关；b为吸收层厚度；c为吸光物质的浓度。

如图2所示，所述光发射器201发出的平行单色光垂直照射在所述砂浆容器内的砂浆207的表面，砂浆207的表面反射的光线被所述光接收器202接收；所述光接收器202将接收的光信号转化为电信号。

其中，所述光发射器201发出预设波长的平行单色光。可根据实际情况(如砂浆的成分和比例等)或实验后选择合适波长的单色光。

进一步的，所述砂浆调节装置2还包括砂浆入口204和外加剂入口203；所述砂浆入口204和所述外加剂入口203设置在所述砂浆容器的顶部。

进一步的，所述砂浆容器为包括顶盖板205；所述顶盖板205将所述砂浆容器半封闭或全封闭，避免其他光线对光接收器202的干扰。若为全封闭的顶盖板，则所述砂浆入口204和所述外加剂入口203设置在所述砂浆容器的顶盖板205上。

进一步的，所述砂浆调节装置还包括砂浆出口(图中未示出)；所述砂浆出口设置在所述砂浆容器的侧面。

进一步的，所述砂浆调节装置还包括排污口206；所述排污口206设置在所述砂浆容器的底部。

本实施例在抹灰机器人的砂浆容器中设置光发射器和光接收器，形成砂浆调节装置，用于检测容器内砂浆的坍落度；并开设外加剂入口，以便在需要调节坍落度时添加外加剂。

实施例二

本实施例提供一种抹灰机器人，包括上述的砂浆调节装置，数据采集模块和处理器；用于实施监测并调节砂浆的坍落度，再使用调节后的砂浆进行墙面抹灰作业。

所述数据采集模块将砂浆调节装置的光接收器输出的电信号转化为数字信号，并发送到所述处理器。

所述处理器用于根据预设的砂浆坍落度模型对所述数字信号进行分析处理，提取出特征曲线图，曲线图表示砂浆容器内砂浆的坍落度；并根据施工对所述坍落度的要求，控制砂浆调节装置的外加剂入口打开，以添加外加剂调节砂浆的坍落度。

砂浆坍落度模型由处理器通过神经网络算法学习获得。

如图4所示，预测砂浆坍落度的神经网络模型的输入层由包含5个元素的向量组成，输入向量的每个元素代表抹灰砂浆的一种成分，包含水泥、白灰、粉煤灰、砂子、外加剂。中间层为基于多层神经网络的深度学习算法。输出层为坍落度的曲线图。

事先分别以不同的水泥、白灰、粉煤灰、砂子、外加剂的配比组成不同坍落度的抹灰砂浆进行大量的实验，获取不同配比的抹灰砂浆对应的坍落度曲线图，作为坍落度数据库样本，并提供给神经网络评估模型，进行学习训练，得到训练好的砂浆坍落度模型。

然后，以实际施工时所需的抹灰砂浆的配比来配得抹灰砂浆，提供给训练好的砂浆坍落度模型，同时运行该模型得出预测结果；将预测结果与实际结果进行对比，判断预测结果是否准确，进行反复实验验证，同时将每次的验证数据加入数据库以增加数据库样本数量，以提高砂浆坍落度模型的准确率。

为了使砂浆坍落度模型模型能更好地适应现场，在整个控制***中建立自适应学习机制，对抹灰施工作业中一些典型的曲线图所对应的数据进行存储，在空余时间对神经网络进行训练，进一步提高神经网络评估坍落度的正确率，神经网络通过不断的学习，可提高自己的判断力。

最后，经过训练和验证的砂浆坍落度模型就可对抹灰机器人所用的砂浆的坍落度的进行实时判断并提前预警，***通过相应的指令，自动添加外加剂，最终获得所需要的砂浆。

如图3所示，所述抹灰机器人还包括上料装置3和抹灰装置4；所述上料装置3的一端与所述砂浆调节装置2的砂浆出口连接，另一端与所述抹灰装置4连接，用于将所述砂浆调节装置2中的砂浆向上泵至所述抹灰装置4；所述抹灰装4置将所述砂浆抹在墙面上形成预设厚度。

进一步的，所述抹灰机器人还包括砂浆储料罐和外加剂储料罐(图中均为示出)；所述砂浆储料罐与所述砂浆调节装置2的砂浆入口204连通；所述外加剂储料罐与所述砂浆调节装置2的外加剂入口203连通。

进一步的，所述抹灰机器人还包括行走装置1；所述行走装置1包括万向轮组和导航装置；所述导航装置根据导航信息驱动所述万向轮组将所述机器人移动至施工墙面。

本实施例中，通过砂浆调节装置实时检测容器内砂浆对平行单色光的吸收情况，根据接收的光信号提取出特征曲线，并根据训练好的砂浆坍落度模型预测砂浆的坍落度；对于坍落度不符合作业要求的，抹灰机器人可对砂浆加入外加剂。本实施例可实现砂浆坍落度的实时监测和自动调节，保证抹灰质量，减小混凝土运输及环境温湿度的影响。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砂浆调节装置，其特征在于，包括：砂浆容器、光发射器和光接收器；

所述砂浆容器的内侧的顶部两端相对设置所述光发射器和所述光接收器，所述光发射器发出的平行单色光垂直照射在所述砂浆容器内的砂浆的表面，砂浆的表面反射的光线被所述光接收器接收；

所述光接收器将接收的光信号转化为电信号。

2.根据权利要求1所述的砂浆调节装置，其特征在于，所述光发射器发出预设波长的平行单色光。

3.根据权利要求1所述的砂浆调节装置，其特征在于，所述砂浆调节装置还包括砂浆入口和外加剂入口；

所述砂浆入口和所述外加剂入口设置在所述砂浆容器的顶部。

4.根据权利要求3所述的砂浆调节装置，其特征在于，所述砂浆容器为包括顶盖板；

所述砂浆入口和所述外加剂入口设置在所述砂浆容器的顶盖板上。

5.根据权利要求1所述的砂浆调节装置，其特征在于，所述砂浆调节装置还包括砂浆出口；

所述砂浆出口设置在所述砂浆容器的侧面。

6.根据权利要求1所述的砂浆调节装置，其特征在于，所述砂浆调节装置还包括排污口；

所述排污口设置在所述砂浆容器的底部。

7.一种抹灰机器人，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的砂浆调节装置，数据采集模块和处理器；

所述数据采集模块将砂浆调节装置的光接收器输出的电信号转化为数字信号，并发送到所述处理器；

所述处理器用于根据预设的砂浆坍落度模型对所述数字信号进行分析处理，得到砂浆容器内砂浆的坍落度，并根据施工对所述坍落度的要求，控制砂浆调节装置的外加剂入口打开，以添加外加剂调节砂浆的坍落度。

8.根据权利要求7所述的抹灰机器人，其特征在于，所述抹灰机器人还包括上料装置和抹灰装置；

所述上料装置一端与所述砂浆调节装置的砂浆出口连接，另一端与所述抹灰装置连接，用于将所述砂浆调节装置中的砂浆向上泵至所述抹灰装置；

所述抹灰装置将所述砂浆抹在墙面上形成预设厚度。

9.根据权利要求7所述的抹灰机器人，其特征在于，所述抹灰机器人还包括砂浆储料罐和外加剂储料罐；

所述砂浆储料罐与所述砂浆调节装置的砂浆入口连通；

所述外加剂储料罐与所述砂浆调节装置的外加剂入口连通。

10.根据权利要求7所述的抹灰机器人，其特征在于，所述抹灰机器人还包括行走装置；

所述行走装置包括万向轮组和导航装置；

所述导航装置根据导航信息控制所述万向轮组将所述机器人移动至施工墙面。

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