水利水务领域混凝土试块无人搅拌（成型）实验室方案

一、项目背景

水利水务工程建设具有浇筑方量巨大、连续施工周期长、结构安全等级高的特征。大坝坝体、厂房基础、泄洪建筑物等关键部位需数月乃至数年持续浇筑，单仓浇筑量常达数千立方米，对试块制作的同步性与大批量处理能力提出了刚性需求。但传统人工模式下，试块的接料、插捣、收面、脱模等工序完全由试验人员在现场重复完成，作业强度大、环境潮湿，长期值守易导致操作质量波动，难以保证每批次试块与浇筑进度严格同步。

更深层的问题在于人力保障与技能传承。工程多位于深山峡谷，一线试验岗位常年招工困难、骨干流失，操作技能难以稳定传承，人员手法差异直接导致试块质量参差不齐。对于高拱坝、长隧洞等百年大计的水工结构，任何一组试块的人为偏差都可能误导结构安全评估。

因此，亟需建设一座标准化作业、全天候连续运行、可随工程转场部署的混凝土试块无人搅拌（成型）实验室，以机器作业的一致性消除人为质量隐患，保障工程质量管控真实可靠。

二、系统概述

西安红宇具身智能科技有限公司设计的混凝土试块无人搅拌（成型）实验室，集成混凝土搅拌机、轮式移动机器人、伺服高频振捣台、双螺旋给料机、自动刮平装置、赋码系统、激光轮廓仪等核心设备，依托中央调度系统、视觉监控系统与智能异常处理机制，构建从来料搅拌到试块脱模赋码的全流程智能化作业线，支持24小时无人化连续运行。

三、系统工作流程

来料搅拌：从浇筑现场取回的混凝土拌合物送入系统内置搅拌机，经二次均匀搅拌后卸料至布料装置。

模具准备：拆码垛机器人从立体模具库自动抓取空模具，完成称重和喷涂脱模剂后，将模具缓存至布料工位。

布料：双螺旋给料机按预设配合比自动计量混凝土拌合物，控制布料体积。

自动振捣：布料完成后，伺服高频振捣台根据混凝土坍落度参数自动调节振捣参数。

表面处理：振捣结束后，直线模组刮平刀自动完成表面刮平，激光轮廓仪检测平整度，不合格试块自动执行二次刮平或微振补料修正。之后将试块放置在坚实平整的地面上，等待初凝。临近初凝时进行二次抹面，使试块成型面光滑平整。

赋码标识：系统根据工程要求选择标识方式。当要求植入性二维码时，系统在试块终凝后通过自动植入装置将二维码芯片埋入试块表面，作为其的数字身份标识。若无要求，系统则通过喷码方式，在试块表面标注制作日期及强度等级等信息，实现内部质量管控的可追溯性。

脱模回收：试块硬化达到预设脱模强度后，翻转脱模机自动完成脱模，模具送入清洗烘干生产线循环复用，成品试块移送至暂存托盘，废料余料自动回收。

进入养护车间：脱模后的成品试块机器人自动移送至养护车间，按编码分类摆放，等待到期检测。

四、核心优势

1. 机器替人，改善作业环境并缓解招工难题。该类型的工程项目常位于偏远山区，气候潮湿、粉尘大、远离城市，对人员长期驻守极不友好，招工难、留人难问题突出。本系统以无人化作业替代人工高强度操作，将人员从恶劣环境中解放出来，有效缓解一线试验人员招聘困难。

2. 24小时连续作业，满足高频时效要求。依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015），试块须在浇筑地点随施工进度同步取样制作，以真实反映结构混凝土质量。大型工程浇筑体量大、连续时间长，传统人工难以严格同步。本系统支持全天候无人化连续运行，确保每批次试块均能与浇筑作业同步，杜绝因取样滞后导致的数据失真风险。

3. 消除操作随意性，保证全程规范准确。人工操作具有明显的随意性，不同人员或同一人员在疲劳状态下的手法差异会导致试块参数波动。本系统完全按照预设规范自动执行每一道工序，确保试块质量一致稳定，为工程检测提供准确可靠的数据支撑。

4. 保障人身安全，减轻心理压力。人工操作搅拌机、振捣台等设备存在机械伤害风险，同时长期在偏远工地远离城市与家庭，容易产生孤独、焦虑等心理安全问题。本系统实现人机隔离作业，人员无需直接接触运行中的机械设备，同时大幅减少现场长期值守人员数量，从源头上改善作业者的身心安全环境。

5. 快速部署迁移，适应工地分散转场。大型工程企业项目地点分散、转场频繁，本系统采用集装箱式设计，可随项目快速转运至不同工地。

原创作者：陕西维德科技股份有限公司