基于造楼机的混凝土布料机器人研究

作     者：王开强 李迪 李立飞 李莹松 池胜锋 WANG Kaiqiang;LI Di;LI Lifei;LI Yingsong;CHI Shengfeng

作者机构：中建三局集团有限公司、中国建筑先进技术研究院湖北武汉430070 

基　　金：中建三局集团有限公司重点项目“超高层施工集成平台智能化技术研发与应用”(JSZX-ZH-L-2021-02),“悬挂式智能布料机器人研发”(XJY-JQR-2022L-02) “十四五”国家重点研发计划“城镇可持续发展关键技术与装备”重点专项2022年度项目 

出 版 物：《混凝土》 (Concrete)

年 卷 期：2023年第9期

页      码：184-192页

摘      要：为适应造楼机桁架结构悬空于待浇筑施工层之上,在造楼机架体桁架结构以下混凝土布料施工作业空间受限的问题,采用多臂节的折叠交错布置、泵管侧置自适应弯折的方式,首创设计布料机器人悬挂于造楼机下方的方法,进一步对布料机器人进行3种工况(臂节完全展开0°,臂节成90°和臂节成170°)下的整体应力仿真分析,并且对布料机器人试验架体应力仿真,在此基础上进行布料机器人臂节应力测试、泵送压损测试、重复精度测试,并依托武汉易家墩项目工程实例进行机器人应用。仿真结果表明:布料机器人悬挂于在造楼机架体桁架结构下方,在各位姿下运动时,造楼机试验架体上贝雷架及连接柱头上所受的最大应力,其远小于其许用应力,满足其强度要求;布料机器人仿真结果表明,其最大应力出现在布料机器人小臂处于伸展状态时,大臂回转关节支撑壁泵管开口位置处,最大应力小于材料需用应力。测试结果表明:布料机器人最大应力出现的姿态、位置区域、数值与仿真分析结果一致,满足结构安全性要求;布料机器人泵管结构并未增加多余的泵送压力损失,满足泵送压力要求;布料机器人出料口位置的重复精度在5 cm以内,满足现场混凝土浇筑施工需求。工程应用实例结果表明:布料机器人悬挂于造楼机架体桁架结构下方施工,结构和施工质量安全可靠。

主 题 词：悬挂式混凝土布料机器人 应力分析 泵送压力 重复精度 机器人应用 

学科分类：08[工学] 081304[081304] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0813[工学-化工与制药类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-3550.2023.09.037

馆 藏 号：203124106...