CN111702961B - 智能化自动投料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝加工的技术领域，尤其是涉及一种智能化自动投料系统，其包括存料单元、配比单元和输送单元。存料单元用于将各个配料进行单独存储；配比单元包括放料模块、称量模块和分序模块，放料模块控制各个配料的排放；称量模块对各个配料实际的排料量进行称量；分序模块包括调量模块、减料模块和暂存模块，称量模块称量出各个配料的实际排料量后，调量模块根据碎石的实际排料量对其他配料的预计排料量进行改变，使配料之间的配比精度提高；减料模块将多排放出的碎石夹取到暂存模块中，降低碎石实际排料量与预计排料量之间的误差。本发明具有自动化程度高、智能化程度高、配比精度高、混凝土质量好、工人劳度低、节省成本和节省资源的效果。

Description

智能化自动投料系统

技术领域

本发明涉及混凝加工的技术领域，尤其是涉及一种智能化自动投料系统。

背景技术

混凝土是指以水泥为主要胶凝材料，与水、沙、石子和外加剂按适当比例混合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。具有强度高和廉价等特点，在建筑行业受到广泛应用。而混凝土的质量主要受水泥、水、砂、石子和外加剂等配料之间的配比精度影响，配比精度越高，混凝土的质量越能得以保证，因此在均匀搅拌前的配料工作十分重要。

现有公告号为CN207643423U的专利，公开了一种混凝土搅拌机投料装置。其包括骨料仓、水泥仓、储水仓以及外加剂仓，外加剂仓通过外加剂管直接与搅拌机管道连通；骨料仓中设有水分检测传感器。各个用于盛装配料的仓均独立与搅拌机的管道连通，因此各个配料相对独立进料，更便于控制各个配料的量，提高各个配料之间的配比。水分检测传感器用于检测骨料仓中配料的含水量，若骨料仓中配料的含水量较大，则适当减少水的投放，提高了混凝土的质量。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在投料前，工人需要将各个配料分别放置在与其对应的仓中，例如将水泥投放到水泥仓中。而水泥投放的量需要工人提前测量好，避免水泥投放量过多溢出水泥仓，也要避免水泥过少，不能够满足配料之间的配比。而后需要工人控制进入到混凝土管道中的配料量，例如当水分检测传感器检测到骨料含水量较大时，工人需要减少水的投放量。无论是混凝土配料的称量工作还是配料的投放工作，均需人工参与完成，自动化程度较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种智能化自动投料系统，其具有自动完成混凝土配料的投放工作，有助于提高混凝土投料的自动化程度的特点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能化自动投料系统，包括存料单元，用于存储混凝土所需配料；所述存料单元包括水泥存储模块、碎石存储模块、沙存储模块、水存储模块和外加剂存储模块；

配比单元，用于将存料单元中的配料按照预先设定的比例值进行配比；

输送单元，用于将完成配比的配料输送至搅拌装置。

通过采用上述技术方案，存料单元用于将各个配料单独存放，避免配料之间提前接触，产生混合，导致后期不易调控配料之间的配比，保证混凝土的质量。配比单元按照预先设定的配料比例进行自动配料，对各个配料进行称量，无需人工参与，提高了混凝土投料的自动化程度。配比完成的配料会通过输送单元自动输送至搅拌装置中，无需人工投料，进一步提高了混凝土投料的自动化程度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述存料单元还包括检测模块，用于检测各个存储模块中对应配料的剩余量；

所述检测模块包括分别位于水泥存储模块、碎石存储模块和沙存储模块中的距离检测模块，所述距离检测模块用于检测其自身所处的存储模块中对应配料的堆积高度并生成堆积高度数据；

所述检测模块包括分别位于水存储模块和外加剂存储模块中的液位检测模块，所述液位检测模块用于检测其自身所处的存储模块中对应配料的液位高度并生成液位高度数据；

所述检测模块包括与各个距离检测模块和各个液位检测模块均连接的预算模块，所述预算模块用于从各个距离检测模块中获取对应生成的堆积高度数据和从各个液位检测模块中获取对应生成的液位高度数据；所述预算模块还用于当获取到的堆积高度数据小于与该堆积高度数据对应预先设置的堆积高度阈值时，生成对应的报警指令；当获取到的液位高度数据小于与该液位高度数据对应预先设置的液位高度阈值时，生成对应的报警指令；

所述检测模块包括与预算模块连接并用于接收报警指令的报警模块，所述报警模块用于当接收到报警指令时，进行报警。

通过采用上述技术方案，检测模块实时对各个存储模块中对应配料的剩余量进行检测，并当配料的剩余量较少时，进行报警，提醒工人启动上料装置上料或人工上料。自动检测和自动报警，使工人无需频繁检查各个存储模块中对应配料的剩余量，减少工人的工作量，减低工作劳度，提高了投料系统的自动化程度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述检测模块包括与预算模块连接的估算模块，用于从预算模块中获取堆积高度数据和液位高度数据；所述估算模块还用于根据各个堆积高度数据或各个液位高度数据计算出对应存储模块中的配料在一天中的高度变化量并生成对应的高度变化数据；所述预算模块用于接收高度变化数据；所述预算模块还用于计算出至少最近两天内的高度变化数据平均值，并根据高度变化数据计算出该配料预计使用天数生成天数数据；所述预算模块用于当天数数据小于与该天数数据对应预先设定的天数阈值时，生成对应的报警指令。

通过采用上述技术方案，估算模块根据最近的配料使用量，估算出剩余的配料的使用天数。当某个配料的剩余量能够满足加工的天数较少时，使报警模块进行报警。报警系统更智能化，不仅仅以一个设定值为依据进行报警，而是以配料实际的使用情况进行报警；避免出现在配料使用高峰期，报警模块报警时配料的剩余量只能满足较少天数的使用，工人来不及上料的情况。同样的，也能够避免出现配料在使用低峰期，报警模块报警时配料的剩余量能够使用较多的天数，此时工人再进行补料，只会让配料搁置过久的时间，若保存不当，容易出现如水泥结块、沙含水量提高等配料质量降低的情况，从而降低了混凝土的质量。

由于估算模块和天数阈值的设计，工人可将堆积高度阈值和液位高度阈值适当降低。当经过估算模块的计算，某一配料还可使用较多的天数时，但如果此种配料的堆积高度数据或液位高度数据小于了相应的高度阈值，则报警模块依然进行报警。防止配料剩余量过少，而前几天刚好混凝土的生产量较少，当突然需要生产混凝土时，工人来不及准备。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述检测模块包括防结块模块，用于预防水泥存储模块中的配料结块；所述防结块模块包括搅拌模块，用于对水泥存储模块中的配料进行搅拌；所述搅拌模块连接有结块控制模块，用于控制搅拌模块的工作状态。

通过采用上述技术方案，水泥存储模块中存放的水泥长时间挤压后，容易发生结块现象。水泥结块后不仅不易排出水泥存储模块，影响配料单元的配料精度，也会降低水泥在与其他配料混合时的效果，从而降低了混凝土的质量。搅拌模块对水泥进行搅拌，防止水泥结块，提高了混凝土的质量。搅拌模块连接的结块控制模块自动对搅拌模块进行控制，无需人工参与，提高了投料系统的自动化程度。投料系统根据不同配料的自身性质，设置专门的模块，保证配料的质量，提高了混凝土的质量，也使投料系统设计的更科学和智能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防结块模块还包括湿度检测模块，用于检测水泥存储模块中的空气湿度并生成湿度数据；

所述湿度检测模块与所述结块控制模块连接，所述结块控制模块用于获取湿度数据，当湿度数据超过预先设定的湿度阈值时，生成换气指令；

所述水泥存储模块连接有换气模块；所述换气模块与结块控制模块连接并用于接收换气指令；所述换气模块还用于当接收到换气指令时，向水泥存储模块中输送干燥气体并将水泥存储模块中的潮湿气体排出。

通过采用上述技术方案，水泥除了长时间受到挤压容易产生结块外，受潮同样容易结块。湿度检测模块自动检测水泥存储模块中的空气湿度，结块控制模块根据水泥存储模块中的空气湿度程度对换气模块进行控制，保证水泥的干燥度，使水泥不易结块，从而提高混凝土的质量。同时，水泥质量的保证均为自动化检测、自动化控制和自动化处理，投料系统的自动化程度较高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配比单元包括放料模块，用于使各个配料从各自所处的存储模块中排出；

称量模块，用于对各个配料进行称量；

和分序模块，用于控制各个配料的先后输送顺序。

通过采用上述技术方案，放料模块负责控制各个存储模块的排料状态；称量模块管控各个配料之间的配料比；分序模块负责各个配料的投放顺序。整个配料过程均为自动化控制，无需人工参与，投料系统的自动化程度较高。通过设置分序模块，使各个配料的投放顺序得以保证，混凝土的质量不仅与各个配料之间的配比精度有关，也与各个配料的投放顺序有关，科学的投放顺序能够有效提高混凝土的质量。相比于人工控制各个配料的投放顺序，分序模块不仅不易使投放顺序出错，还提高了投料系统的自动化程度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述称量模块包括水泥量模块，用于检测水泥存储模块中的配料排出的总量并生成水泥量数据；

碎石量模块，用于检测碎石存储模块中的配料排出的总量并生成碎石量数据；

沙量模块，用于检测沙存储模块中的配料排出的总量并生成沙量数据；

水量模块，用于检测水存储模块中的配料排出的总量并生成水量数据；

外加剂量模块，用于检测外加剂存储模块中的配料排出的总量并生成外加剂量数据；

所述分序模块包括调量模块，用于获取水泥量数据、碎石量数据、沙量数据、水量数据和外加剂量数据；所述调量模块与放料模块连接，用于使碎石存储模块优先排料，并获取碎石量数据，根据碎石量数据和预先设定的配料比例改变其他配料预先设定的排料值并使其他放料模块进行排料。

通过采用上述技术方案，由于碎石的体积相比于沙和水泥的体积较大，因此碎石在排料时，碎石实际排出的量与预计排出的量容易产生较大误差。从而优先对碎石进行排料，并获取碎石实际的排出量。根据碎石实际排出的量，计算其他配料按照配比实际应排出的量。使各个配料之间的配比精度更高，从而使混凝土的质量提高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分序模块包括暂存模块和与调量模块连接的减料模块，所述减料模块用于夹取碎石存储模块排出的配料并对夹取的配料进行称重生成减料数据；所述调量模块用于当获取的碎石量数据超过预先设定的上限排料值时，控制减料模块将碎石存储模块中排出的配料夹取到暂存模块中，并获取减料数据；所述暂存模块用于存储所述减料模块从碎石量模块中取出的配料。

通过采用上述技术方案，当碎石实际排出的量与预计排放的量之间存在较大的误差时，即碎石量数据超过了上限排料值，若此时还按照配比值增加其他配料的排放量。容易导致最终生产出的混凝土的量照比预期的量多出过多，从而造成混凝土无处使用，浪费成本、浪费资源。当出现上述情况时，减料模块将排出的碎石夹取到暂存模块中，减小实际要投入到搅拌装置中的碎石的量，从而保证最终生产出的混凝土的量不易超出预期计算的量过多。在提高混凝土质量的同时，节省成本。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调量模块用于当碎石量数据为零但减料数据大于零时，控制减料模块将暂存模块中的配料夹取到碎石量模块中。

通过采用上述技术方案，碎石量模块用于盛装和测量碎石的排放量。碎石量数据为零，证明此时为新一轮的投料，此时若减料数据大于零，则证明暂存模块中有碎石。控制减料模块将暂存模块中的碎石夹取到碎石量模块中，避免暂存模块中的碎石长时间被搁置，产生变质。同时也避免暂存模块中的碎石量持续增加，最后需要人工处理。暂存模块中的碎石自动被添加到碎石量模块中，无需人工处理，提高投料系统的自动化程度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调量模块用于获取各个配料进入到输送单元或搅拌装置中的先后顺序信息，并按照先后顺序信息将各个配料投入到输送单元或搅拌装置中。

通过采用上述技术方案，将各个配料的量称量完成后，按照规定或设置的顺序投料，提高混凝土的质量。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.配料之间的配比和投放均为自动完成，无需人工参与，投料系统的自动化程度较高；

2.湿度检测模块自动对水泥存储模块中的空气湿度进行检测，结块控制模块根据湿度检测模块的检测结果对水泥存储模块内部进行换气，配料的保养自动完成，提高了投料系统的自动化程度；

3.调量模块根据碎石的实际排料量改变其他配料的实际排料量，使配料之间的配比精度更高，提高混凝土的质量。

附图说明

图1是存料单元的系统框图；

图2是自动投料系统的整体结构示意图；

图3是检测模块相关的系统框图；

图4是搅拌模块相关结构示意图；

图5是配比单元的系统框图；

图6是放料模块相关结构示意图；

图7是分序模块相关的连接关系图；

图8是图2中A部分的局部放大示意图。

图中，1、存料单元；2、水泥存储模块；21、支架；22、出料管；23、进料管；24、密封盖；3、碎石存储模块；4、沙存储模块；5、水存储模块；6、外加剂存储模块；7、检测模块；71、距离检测模块；72、液位检测模块；73、预算模块；74、报警模块；75、估算模块；76、防结块模块；761、搅拌模块；7611、搅拌杆；7612、搅拌扇叶；7613、转动电机；762、湿度检测模块；763、结块控制模块；764、换气模块；7641、进气管；7642、进风机；7643、出气管；7644、出风机；8、配比单元；81、放料模块；811、固体放料组件；8111、粗放料动力缸；8112、细放料动力缸；8113、粗放料封堵板；8114、细放料封堵板；812、液体放料件；82、称量模块；821、水泥量模块；8211、电子秤；8212、储料仓；8213、伺服电机；822、碎石量模块；823、沙量模块；824、水量模块；825、外加剂量模块；83、分序模块；831、调量模块；832、暂存模块；8321、暂存电子秤；833、减料模块；8331、竖直动力缸；8332、旋转动力缸；8333、手指动力缸；9、输送单元；10、搅拌装置；101、进料斗。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种智能化自动投料系统，包括存料单元1，用于存储混凝土所需配料。存料单元1包括水泥存储模块2、碎石存储模块3、沙存储模块4、水存储模块5、外加剂存储模块6和检测模块7。

作为存料单元1的一种实施方式，参照图2，水泥存储模块2、碎石存储模块3、沙存储模块4、水存储模块5和外加剂存储模块6均设置为圆柱形锥底储罐。五个圆柱形锥底储罐的内部用于存放混凝土所需配料，具体为水泥存储模块2用于存放水泥、碎石存储模块3用于存放碎石、沙存储模块4用于存放沙、水存储模块5用于存放水、外加剂存储模块6中用于存放混凝土搅拌时所需的外加剂，例如减水剂、引气剂或速凝剂等。五个圆柱形锥底储罐均与一支架21连接，支架21对各个圆柱形锥底储罐进行支撑，方便排料。圆柱形锥底储罐的上端均设有用于进料的进料管23，进料管23上密封连接有密封盖24。五个圆柱形锥底储罐的下端均设有用于出料的出料管22。

参照图3，检测模块7用于检测水泥存储模块2中水泥、碎石存储模块3中碎石、沙存储模块4中沙、水存储模块5中水和外加剂存储模块6中外加剂的剩余量。具体的，检测模块7包括距离检测模块71和液位检测模块72。距离检测模块71设为距离传感器，液位检测模块72设为液位传感器。其中，水泥存储模块2、碎石存储模块3和沙存储模块4内部的上端分别安装有距离检测模块71，距离检测模块71用于检测其自身所处的存储模块中对应配料的堆积高度并生成对应的堆积高度数据。例如，位于水泥存储模块2中的距离检测模块71对水泥的堆积高度进行检测并生成水泥堆积高度数据，同理，碎石对应有碎石堆积高度数据；沙对应有沙堆积高度数据。堆积高度数据即配料的堆积高度值。

参照图3，水存储模块5和外加剂存储模块6中分别安装有液位检测模块72，液位检测模块72用于检测其自身所处的存储模块中对应配料的液位高度并生成对应的液位高度数据。具体的，位于水存储模块5中的液位检测模块72对水的深度进行检测并生成水液位高度数据；外加剂存储模块6中的液位检测模块72对外加剂的深度进行检测并生成外加剂液位高度数据。液位高度数据即液体的高度值。

参照图3，检测模块7包括与各个距离检测模块71和各个液位检测模块72均无线连接的预算模块73。连接方式可以是蓝牙连接或无线网连接。预算模块73可以是PLC控制系统或计算机，预算模块73用于从各个距离检测模块71中获取对应生成的堆积高度数据和从各个液位检测模块72中获取对应生成的液位高度数据。当预算模块73获取到的某一堆积高度数据小于与该堆积高度数据对应预先设置的堆积高度阈值时，生成对应的报警指令；当预算模块73获取到的某一液位高度数据小于与该液位高度数据对应预先设置的液位高度阈值时，生成对应的报警指令。当预算模块73生成报警指令时，则证明对应的存储模块中的配料需要进行补充。

为方便理解，例如预算模块73接收到的水泥堆积高度数据小于预先设置的水泥堆积高度阈值，则预算模块73会生成水泥报警指令，以此类推。生成水泥报警指令时，则证明水泥存储模块2中水泥的剩余量过少，需要进行补充。

参照图3，检测模块7包括与预算模块73无线连接的报警模块74。报警模块74用于接收预算模块73传输的报警指令，当报警模块74接收到报警指令时，进行报警。作为报警模块74的一种实施方式，报警模块74设置为安装在工人工作室或投料系统控制室内的若干个声光报警器。每个声光报警器对应一个存储模块，即在本实施例中，共设置5个声光报警器，工人通过声光报警器的位置判断需要进行补充的配料种类。此外，作为报警模块74的另一种实施方式，报警模块74设为设置在计算机中的报警程序。当报警模块74接收到报警指令时，根据报警指令在计算机的显示屏中弹出报警信息。工人根据报警信息得知需要补充的配料种类。

参照图3，检测模块7包括与预算模块73连接的估算模块75，估算模块75设为单片机芯片，估算模块75用于从预算模块73中获取堆积高度数据和液位高度数据。估算模块75还用于根据各个堆积高度数据或各个液位高度数据计算出对应存储模块中的配料在一天中的高度变化量并生成对应的高度变化数据。例如，估算模块75在早上6点钟时从预算模块73中获取到水泥堆积高度数据，等到第二天的早上6点钟，估算模块75再次从预算模块73中获取水泥堆积高度数据。而后估算模块75用第二天获取到的水泥堆积高度数据减去第一天获取到的水泥堆积高度数据，得到一天中水泥的使用量，即高度变化数据。

参照图3，估算模块75将高度变化数据传输给预算模块73，预算模块73计算出各个高度变化数据在至少最近两天内的高度变化数据平均值。当预算模块73获取到的某一堆积高度数据小于与其对应预先设置的堆积高度阈值时，用该堆积高度数据除以与该堆积高度数据对应的高度变化数据平均值，得出该配料的预计使用天数，并根据计算出的该配料的预计使用天数生成天数数据。天数数据即代表某一配料预计可使用的天数，超过该天数后，此配料将用尽。

为了方便理解，例如，近两天的水泥存储模块2中水泥的高度变化分别为0.4米和0.6米，则近两天的水泥高度变化数据分别为0.4和0.6。预算模块73计算近两天的高度变化数据平均值，则用（0.4+0.6）/2=0.5，计算出的水泥高度变化数据平均值为0.5。当水泥堆积高度数据小于水泥堆积高度阈值时，预算模块73用水泥堆积高度数据除以0.5计算出水泥预计使用天数。

参照图3，预算模块73用于当天数数据小于与该天数数据对应预先设定的天数阈值时，生成对应的报警指令，并将报警指令传输给报警模块74，使报警模块74报警。由于估算模块75和天数阈值的设置，导致预算模块73存在两种生成报警指令的情况。一种情况为堆积高度数据或液位高度数据小于对应预先设定的堆积高度阈值或液位高度阈值时；另一种情况为天数数据小于与该天数数据对应预先设定的天数阈值时。

由于上述两种情况，容易出现当报警模块74报警时，配料的高度小于了对应的高度阈值，但经过预算模块73的计算，实际上该配料的天数数据并未小于对应设定的天数阈值，这证明此种配料实际上还可使用一定的天数。若此时向与该配料对应的存储模块中添加该配料，容易导致该配料长时间挤压在对应的存储模块中，从而发生质量下降，造成最终的混凝土质量下降。为了解决上述现象的产生，工人可根据实际情况适应性的改变堆积高度阈值和液位高度阈值，即将堆积高度阈值和液位高度阈值的数值减小。如此一来，即使某一配料的堆积高度或液位高度小于了新设置的对应高度阈值，使报警模块74报警，工人补填了该配料，也不易使该配料发生长时间挤压的情况。因为报警模块74报警时该配料的剩余量已经很少，只要后续几天的混凝土生产量大于前几天的生产量，即可很快用尽该配料在填补前的剩余量。

参照图3，检测模块7包括防结块模块76，用于预防水泥存储模块2中的水泥发生结块现象，避免混凝土质量降低。防结块模块76包括结块控制模块763、换气模块764、用于对水泥存储模块2中的水泥进行搅拌的搅拌模块761和用于检测水泥存储模块2中的空气湿度并生成湿度数据的湿度检测模块762。湿度检测模块762设为湿度检测传感器，结块控制模块763与搅拌模块761和湿度检测模块762均连接。结块控制模块763可以是PLC控制系统或计算机，用于控制搅拌模块761的工作状态和获取湿度数据。当结块控制模块763从湿度检测模块762处获取的湿度数据查过预先设定的湿度阈值时，生成换气指令。

参照图3，换气模块764与结块控制模块763无线连接并用于接收换气指令。当换气模块764接收到换气指令时，向水泥存储模块2中输送干燥气体，同时将水泥存储模块2中的潮湿气体排出。

作为搅拌模块761的一种实施方式，参照图4，搅拌模块761包括位于水泥存储模块2内部且竖直设置的搅拌杆7611，搅拌杆7611上设置有若干搅拌扇叶7612。搅拌模块761还包括位于水泥存储模块2上表面且输出端伸入到水泥存储模块2内部的转动电机7613，转动电机7613的输出端与搅拌杆7611的上端连接，转动电机7613的输出端与水泥存储模块2转动连接。

作为换气模块764的一种实施方式，参照图4，换气模块764包括与水泥存储模块2内部连通的进气管7641，进气管7641远离水泥存储模块2的一端连接有进风机7642。结合图3，进风机7642与结块控制模块763连接，当结块控制模块763接收到的湿度数据超过预先设定的湿度阈值时，结块控制模块763控制进风机7642启动。进风机7642将干燥空气经过进气管7641输送到水泥存储模块2内部。具体的，干燥空气由干燥空气发生器产生和供给。

参照图4，换气模块764还包括与水泥存储模块2内部连通的出气管7643。出气管7643远离水泥存储模块2的一端连接有出风机7644，结合图3，出风机7644与结块控制模块763连接。当结块控制模块763启动进风机7642的同时，也将出风机7644启动，使出风机7644将水泥存储模块2内部的潮湿气体排放到外界，从而实现对水泥存储模块2的换气。

参照图5，自动投料系统还包括配比单元8，用于将各个存储模块中的配料按照预先设定的比例进行配比。配比单元8包括用于使各个配料从各自所处的存储模块中排出的放料模块81、用于对各个配料进行称量的称量模块82和用于控制各个配料的先后输送顺序的分序模块83。结合图6，放料模块81包括分别连接在水泥存储模块2、碎石存储模块3和沙存储模块4出料端的固体放料组件811；放料模块81还包括分别连接在水存储模块5和外加剂存储模块6出料端的液体放料件812，液体放料件812设为电控水阀。以水泥存储模块2为例，固体放料组件811包括与水泥存储模块2的出料管22外周面连接的粗放料动力缸8111和细放料动力缸8112；固体放料组件811还包括与粗放料动力缸8111输出端连接的粗放料封堵板8113，粗放料封堵板8113水平设置且与水泥存储模块2出料管22的下表面抵接。启动粗放料动力缸8111后，粗放料封堵板8113跟随粗放料动力缸8111的输出端沿水平方向移动。

参照图6，固体放料组件811还包括与细放料动力缸8112输出端连接的细放料封堵板8114。细放料封堵板8114水平设置且与水泥存储模块2出料管的下表面抵接，细放料封堵板8114与水泥存储模块2出料管22下表面的抵接面积小于粗放料封堵板8113与水泥存储模块2出料管22下表面的抵接面积。启动细放料动力缸8112后，细放料封堵板8114跟随细放料动力缸8112的输出端沿水平方向移动。

参照图6，称量模块82包括用于检测水泥存储模块2中水泥的排出总量并生成水泥量数据的水泥量模块821、用于检测碎石存储模块3中碎石的排出总量并生成碎石量数据的碎石量模块822、用于检测沙存储模块4中沙的排出总量并生成沙量数据的沙量模块823、用于检测水存储模块5中水的排出总量并生成水量数据的水量模块824、用于检测外加剂存储模块6中外加剂的排除总量并生成外加剂量数据的外加剂量模块825。

作为称量模块82的一种实施方式，参照图6，水泥量模块821、碎石量模块822、沙量模块823、水量模块824和外加剂量模块825分别位于对应的存储模块出料管22的正下方。水泥量模块821、碎石量模块822、沙量模块823、水量模块824和外加剂量模块825均包括与支架21转动连接的电子秤8211，电子秤8211的上表面连接有用于盛装配料的储料仓8212。每个电子秤8211的一侧均设有与支架21连接的伺服电机8213，伺服电机8213的输出端与与其对应设置的电子秤8211连接。启动伺服电机8213后，伺服电机8213带动电子秤8211沿竖直面转动，便于倒料。

参照图7，分序模块83包括调量模块831、暂存模块832和减料模块833。调量模块831可以是PLC控制系统或计算机。调量模块831与放料模块81连接，用于控制放料模块81的放料状态。结合图6，调量模块831与水泥量模块821、碎石量模块822、沙量模块823、水量模块824和外加剂量模块825均连接，用于获取水泥量数据、碎石量数据、沙量数据、水量数据和外加剂量数据。需要排料时，调量模块831根据预先设定的排料量优先控制与碎石存储模块3连接的固体放料组件811动作，使碎石从碎石存储模块3掉落到位于碎石存储模块3下方的储料仓8212中。此时电子秤8211获取到碎石量数据，由于碎石体积相对沙或水泥较大，因此在控制碎石的排料量时容易出现碎石实际的排料量大于预先设置的碎石排料量。为了提高混凝土配料之间的配比精度，调量模块831根据获取的碎石量数据和预先设定的配料之间的配比值，换算出其他配料实际需要的排料量，而后控制放料模块81对其他配料进行排料。

当碎石量数据与预先设定的碎石排料量之间存在较大差异时，即碎石量数据超过了预先设定的上限排料值。若依然按照预先设定的配料之间的配比增加其他配料的实际排料量，会由于配料实际排料量的增加，导致最终生产出的混凝土量大幅度增加。大幅度增加的量可能是超过预期设定的混凝土生产值1吨或几吨，具体受上限排料值影响。而多生产出的混凝土不仅增加的了生产成本，也容易不易售出。因此设置减料模块833和暂存模块832。参照图8，暂存模块832设置为锥底盒，用于存储碎石。减料模块833用于将掉落在对应储料仓中的碎石夹到暂存模块832中，暂存模块832的下方设有暂存电子秤8321，暂存电子秤8321对暂存模块832中的碎石重量进行称量并生成减料数据。结合图7，暂存电子秤8321与调量模块831连接，将减料数据传输给调量模块831。当调量模块831获取到的碎石量数据小于上限排料值时，控制减料模块833停止夹取碎石。

作为减料模块833的一种实施方式，参照图8，减料模块833包括竖直设置的竖直动力缸8331，竖直动力缸8331的输出端连接有水平设置的旋转动力缸8332，旋转动力缸8332的输出端连接有竖直设置的手指动力缸8333。结合图7，竖直动力缸8331、旋转动力缸8332和手指动力缸8333均与调量模块831连接，受调量模块831控制，将用于存放碎石的储料仓8212中的碎石夹取到暂存模块832中。

为了避免暂存模块832中的碎石量过多，参照图7和图8，当调量模块831获取的碎石量数据为零但减料数据大于零时，控制减料模块833将暂存模块832中的碎石夹取到碎石量模块822中。直到调量模块831获取到的减料数据等于零时，控制减料模块833停止动作。

参照图2，自动投料系统还包括输送单元9，用于将完成配比的配料输送至搅拌装置10。在本实施例中，输送单元9设置为位于水泥存储模块2、碎石存储模块3和沙存储模块4下方的传送带。搅拌装置10的上表面设置有三个进料斗101，传动带的一端位于一个进料斗101的上方，另两个进料斗101分别位于水存储模块5和外加剂存储模块6的正下方。结合图7，调量模块831用于获取各个配料进入到输送单元9或搅拌装置10中的先后顺序信息，并按照先后顺序信息将各个配料投入到输送单元9或搅拌装置10中，提高混凝土的质量。

本实施例的实施原理为：需要生产混凝土时，调量模块831根据预先设定的碎石排料量控制放料模块81对碎石进行排料。由于碎石体积的原因，碎石实际的排料量容易大于预先设定的碎石排料量。此时调量模块831会根据碎石的实际排料量和预先设定的配料比对其他配料需要排放的量进行计算，使各个配料的实际排料量之间的比值更贴合预先设定的配料比，从而提高混凝土的精度。

计算出其他配料实际需要的排料量后，调量模块831控制放料模块81进行排料。排料完成后，各个配料分别位于对应的称量模块82中。此时调量模块831根据预先获取的先后顺序信息，控制各个伺服电机8213分别动作，将各个配料按照先后顺序信息倾倒到输送单元9或搅拌装置10中，完成混凝土配料的投料工作。在投料过程中，各个配料的称量和投放均为自动完成，无需人工参与，提高了混凝土投料工作的自动化程度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能化自动投料系统，其特征在于：包括存料单元(1)，用于存储混凝土所需配料；所述存料单元(1)包括水泥存储模块(2)、碎石存储模块(3)、沙存储模块(4)、水存储模块(5)和外加剂存储模块(6)；

配比单元(8)，用于将存料单元(1)中的配料按照预先设定的比例值进行配比；

输送单元(9)，用于将完成配比的配料输送至搅拌装置(10)；

所述存料单元(1)还包括检测模块(7)，用于检测各个存储模块中对应配料的剩余量；

所述检测模块(7)包括分别位于水泥存储模块(2)、碎石存储模块(3)和沙存储模块(4)中的距离检测模块(71)，所述距离检测模块(71)用于检测其自身所处的存储模块中对应配料的堆积高度并生成堆积高度数据；

所述检测模块(7)包括分别位于水存储模块(5)和外加剂存储模块(6)中的液位检测模块(72)，所述液位检测模块(72)用于检测其自身所处的存储模块中对应配料的液位高度并生成液位高度数据；

所述检测模块(7)包括与各个距离检测模块(71)和各个液位检测模块(72)均连接的预算模块(73)，所述预算模块(73)用于从各个距离检测模块(71)中获取对应生成的堆积高度数据和从各个液位检测模块(72)中获取对应生成的液位高度数据；所述预算模块(73)还用于当获取到的堆积高度数据小于与该堆积高度数据对应预先设置的堆积高度阈值时，生成对应的报警指令；当获取到的液位高度数据小于与该液位高度数据对应预先设置的液位高度阈值时，生成对应的报警指令；

所述检测模块(7)包括与预算模块(73)连接并用于接收报警指令的报警模块(74)，所述报警模块(74)用于当接收到报警指令时，进行报警；

所述检测模块(7)包括与预算模块(73)连接的估算模块(75)，用于从预算模块(73)中获取堆积高度数据和液位高度数据；所述估算模块(75)还用于根据各个堆积高度数据或各个液位高度数据计算出对应存储模块中的配料在一天中的高度变化量并生成对应的高度变化数据；所述预算模块(73)用于接收高度变化数据；所述预算模块(73)还用于计算出至少最近两天内的高度变化数据平均值，并根据高度变化数据计算出该配料预计使用天数生成天数数据；所述预算模块(73)用于当天数数据小于与该天数数据对应预先设定的天数阈值时，生成对应的报警指令。

2.根据权利要求1所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述检测模块(7)包括防结块模块(76)，用于预防水泥存储模块(2)中的配料结块；所述防结块模块(76)包括搅拌模块(761)，用于对水泥存储模块(2)中的配料进行搅拌；所述搅拌模块(761)连接有结块控制模块(763)，用于控制搅拌模块(761)的工作状态。

3.根据权利要求2所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述防结块模块(76)还包括湿度检测模块(762)，用于检测水泥存储模块(2)中的空气湿度并生成湿度数据；

所述湿度检测模块(762)与所述结块控制模块(763)连接，所述结块控制模块(763)用于获取湿度数据，当湿度数据超过预先设定的湿度阈值时，生成换气指令；

所述水泥存储模块(2)连接有换气模块(764)；所述换气模块(764)与结块控制模块(763)连接并用于接收换气指令；所述换气模块(764)还用于当接收到换气指令时，向水泥存储模块(2)中输送干燥气体并将水泥存储模块(2)中的潮湿气体排出。

4.根据权利要求1所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述配比单元(8)包括放料模块(81)，用于使各个配料从各自所处的存储模块中排出；

称量模块(82)，用于对各个配料进行称量；

和分序模块(83)，用于控制各个配料的先后输送顺序。

5.根据权利要求4所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述称量模块(82)包括水泥量模块(821)，用于检测水泥存储模块(2)中的配料排出的总量并生成水泥量数据；

碎石量模块(822)，用于检测碎石存储模块(3)中的配料排出的总量并生成碎石量数据；

沙量模块(823)，用于检测沙存储模块(4)中的配料排出的总量并生成沙量数据；

水量模块(824)，用于检测水存储模块(5)中的配料排出的总量并生成水量数据；

外加剂量模块(825)，用于检测外加剂存储模块(6)中的配料排出的总量并生成外加剂量数据；

所述分序模块(83)包括调量模块(831)，用于获取水泥量数据、碎石量数据、沙量数据、水量数据和外加剂量数据；所述调量模块(831)与放料模块(81)连接，用于使碎石存储模块(3)优先排料，并获取碎石量数据，根据碎石量数据和预先设定的配料比例改变其他配料预先设定的排料值并使其他放料模块(81)进行排料。

6.根据权利要求5所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述分序模块(83)包括暂存模块(832)和与调量模块(831)连接的减料模块(833)，所述减料模块(833)用于夹取碎石存储模块(3)排出的配料并对夹取的配料进行称重生成减料数据；所述调量模块(831)用于当获取的碎石量数据超过预先设定的上限排料值时，控制减料模块(833)将碎石存储模块(3)中排出的配料夹取到暂存模块(832)中，并获取减料数据；所述暂存模块(832)用于存储所述减料模块(833)从碎石量模块(822)中取出的配料。

7.根据权利要求6所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述调量模块(831)用于当碎石量数据为零但减料数据大于零时，控制减料模块(833)将暂存模块(832)中的配料夹取到碎石量模块(822)中。

8.根据权利要求7所述的智能化自动投料系统，其特征在于：所述调量模块(831)用于获取各个配料进入到输送单元(9)或搅拌装置(10)中的先后顺序信息，并按照先后顺序信息将各个配料投入到输送单元(9)或搅拌装置(10)中。

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