[發(fā)明專利]基于視覺導(dǎo)向的樁上爬行平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210049990.9
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102587373A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何鋼;潘振宇;朱燈林
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: E02D7/00
• 分類號: E02D7/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種打樁機的移動平臺，尤其涉及一種基于視覺導(dǎo)向的樁上爬行平臺，屬于施工過程中的打樁領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在堤壩搶險以及沼澤、淺水等地形條件下的工程施工過程中，經(jīng)常需要進行打樁，傳統(tǒng)意義上的打樁機大都采用輪式或履帶式行走機構(gòu)對其進行移動，或者直接將打樁機放置在船上進行施工。由于打樁設(shè)備笨重，打樁機的移動十分困難，并且整個移動過程也很固定，打樁效率低，對施工環(huán)境要求非常苛刻，打樁成本高；同時在實際施工過程中，由于事先不知道水下的地形，無法預(yù)知其對打樁精度的影響，打樁機打出的樁難免會出現(xiàn)間距不等、高低不平以及偏斜等非理想化的情況。因此傳統(tǒng)的打樁機移動方式難以適用于沼澤、淺水等復(fù)雜環(huán)境下的打樁要求。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種能夠使打樁機移動范圍廣、且動作靈活可靠的基于視覺導(dǎo)向的樁上爬行平臺，解決在樁一定范圍內(nèi)出現(xiàn)間距不等、高低不平以及偏斜等情況下打樁機移動困難的問題。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

基于視覺導(dǎo)向的樁上爬行平臺，包括機架、前導(dǎo)軌、后導(dǎo)軌、中間組支撐腿墊板、前組支撐腿、中間組支撐腿、后組支撐腿和視覺控制系統(tǒng)，所述中間組支撐腿通過中間組支撐腿墊板與機架固定；所述前導(dǎo)軌的上側(cè)面與機架的下側(cè)面鉸接，所述后導(dǎo)軌的上側(cè)面與機架的下側(cè)面鉸接；所述前組支撐腿與前導(dǎo)軌滑動配合，且前組支撐腿和中間組支撐腿之間通過位于左右兩側(cè)的左前水平氣缸和右前水平氣缸連接；所述后組支撐腿與后導(dǎo)軌滑動配合，且后組支撐腿和中間組支撐腿之間通過位于左右兩側(cè)的左后水平氣缸和右后水平氣缸連接；所述視覺控制系統(tǒng)包括相機、圖像處理裝置和氣缸定位器，所述圖像處理裝置的輸入端與相機連接、輸出端與氣缸定位器連接，相機固定在機架上，在左前水平氣缸、右前水平氣缸、左后水平氣缸和右后水平氣缸上均安裝有氣缸定位器；所述相機用于采集樁位置數(shù)據(jù)，并將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給圖像處理裝置；所述圖像處理裝置對接受到的數(shù)據(jù)進行計算分析，并產(chǎn)生控制命令發(fā)送給氣缸定位器；所述氣缸定位器根據(jù)接受到的控制命令驅(qū)動左前水平氣缸、右前水平氣缸、左后水平氣缸和右后水平氣缸運動。

由于采用前/導(dǎo)軌與機架的鉸接配合，使得前/導(dǎo)軌能相對機架做轉(zhuǎn)動；由于前/后組支撐腿與前/后導(dǎo)軌滑動配合，使得前/后組支撐腿能相對前/后導(dǎo)軌滑動；這樣通過左前/后水平氣缸和右前/后水平氣缸，不僅能夠控制前/后組支撐腿在一定范圍內(nèi)前進，同時能夠控制前/后組支撐腿在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；通過控制前組支撐腿、中間組支撐腿和后組支撐腿的沿目的方向交替運動即可實現(xiàn)機架在樁上的爬行。該方案中：相機承擔(dān)眼睛的視覺作用，探尋目標的方向；圖像處理裝置承擔(dān)大腦的分析作用，形成控制命令；氣缸定位器承擔(dān)神經(jīng)的傳輸和位置檢測作用，傳遞控制命令；其余機械部分承擔(dān)肢體的動作作用，實現(xiàn)運動目的。

具體來說，該方案中機架的爬行過程如下：當中間組支撐腿以及后/前組支撐腿下端的氣動手爪夾緊地面上的樁，前/后組支撐腿下端的氣動手爪松開樁并抬腿，通過視覺控制系統(tǒng)控制相應(yīng)的氣缸運動運動，使得前/后組支撐腿在一定范圍內(nèi)前進或轉(zhuǎn)動；當前/后組支撐腿下端的氣動手爪到達目的位置并夾緊地面上的樁時，中間組支撐腿下端的氣動手爪松開樁并抬腿，通過視覺控制系統(tǒng)控制相應(yīng)的氣缸運動運動，使得中間組支撐腿帶動機架在移動范圍內(nèi)前進或轉(zhuǎn)動；當中間組支撐腿下端的氣動手爪到達目的位置并夾緊地面上的樁時，后/前組支撐腿下端的氣動手爪松開樁并抬腿，通過視覺控制系統(tǒng)控制相應(yīng)的氣缸運動運動，使得后/前組支撐腿在一定范圍內(nèi)前進或轉(zhuǎn)動，直至后/前組支撐腿下端的氣動手爪到達目的位置并夾緊地面上的樁；如是循環(huán)實現(xiàn)機架的運動，已達到在樁上行走的目的。

作為一種改進，所述前組支撐腿、中間組支撐腿和后組支撐腿均包括支腿導(dǎo)軌、左推動氣缸、右推動氣缸、左滑塊、右滑塊、左十字滑塊式機構(gòu)、右十字滑塊式機構(gòu)、左支腿和右支腿；所述左滑塊通過左推動氣缸驅(qū)動沿支腿導(dǎo)軌滑動，左十字滑塊式機構(gòu)安裝在左滑塊上，左支腿與左十字滑塊式機構(gòu)配合安裝；所述右滑塊通過右推動氣缸驅(qū)動沿支腿導(dǎo)軌滑動，右十字滑塊式機構(gòu)安裝在右滑塊上，右支腿與右十字滑塊式機構(gòu)配合安裝；在左推動氣缸和右推動氣缸上均安裝有氣缸定位器。采用左支腿和右支腿的兩腿結(jié)構(gòu)，不僅能夠使前組支撐腿、中間組支撐腿和后組支撐腿在夾緊地面上的樁時更為平穩(wěn)，同時兩腿之間能夠相對運動，也增加了整個爬行平臺的運動范圍，讓定位動作更為準確。