[發明專利]裝配式道路的自動控制系統、自動鋪設方法及預制路面板

在審

• 申請號: 202010138470.X
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111335118A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 田金柱;何樂強;蔡東偉;沈剛;秦方瑋;黃昊容;徐林;羅偉平;張淼
• 申請（專利權）人: 上海振華重工（集團）股份有限公司
• 主分類號: E01C19/52
• 分類號: E01C19/52;E01C5/00;B25J19/04;B25J15/00
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

1.一種裝配式道路自動控制系統，其特征在于：包括鋪路機，設于所述鋪路機上的視覺定位單元，與所述視覺定位單元相連的視覺分析單元，與所述視覺分析單元相連的鋪路機控制單元；

所述鋪路機，包括機械臂，設于所述機械臂前道位置的預制板準備區域，及設于所述機械臂后道位置的門架吊具；

所述預制板準備區域上設有輥道，所述門架吊具的下方設有拼裝區；

所述視覺定位單元分別設于所述機械臂上、所述預制板準備區域上、所述拼裝區上和所述門架吊具上。

2.如權利要求1所述的裝配式道路自動控制系統，其特征在于：所述機械臂具有一對。

3.如權利要求2所述的裝配式道路自動控制系統，其特征在于：所述視覺定位單元為CCD攝像機，設有9個，所述機械臂上各設有2個，所述預制板準備區域上設有1個，所述拼裝區上設有2個，所述門架吊具上設有2個。

4.如權利要求3所述的裝配式道路自動控制系統，其特征在于：所述視覺分析單元設有兩套，均包括圖像采集卡，及與其相連的工業計算機；

所述機械臂上的4個所述CCD攝像機與一臺所述圖像采集卡相連；

所述預制板準備區域上的1個所述CCD攝像機、所述拼裝區上的2個所述CCD攝像機、所述門架吊具上的2個所述CCD攝像機均與另一臺所述圖像采集卡相連。

5.如權利要求4所述的裝配式道路自動控制系統，其特征在于：所述鋪路機控制單元設有兩套，均為PLC，均與所述視覺分析單元相連，且又分別對應控制兩個所述機械臂。

6.一種裝配式道路自動鋪設方法，其特征在于：通過如權利要求1-5任一項所述的系統，并在預制路面板上設置編碼，利用所述視覺定位單元、所述視覺分析單元和所述鋪路機控制單元，所述鋪路機自動識別所述預制路面板的形狀，驅動所述機械臂自動抓取所述預制路面板；

利用所述機械臂上安裝的所述視覺定位單元，自動識別相鄰兩塊所述預制路面板的相對位置，將位置偏差數據傳輸至所述鋪路機控制單元，使所述機械臂實時調整所述預制路面板的自由度姿態，對相鄰兩塊所述預制路面板進行動態拼接；

拼接完成后的所述預制路面板通過所述輥道傳輸至所述門架吊具，所述門架吊具自動將拼接完成后的所述預制路面板同時吊起，通過安裝在所述門架吊具上的所述視覺定位單元，實時檢測地面上預制路面板與待鋪所述預制路面板之間的相對位移和偏差，所述鋪路機控制單元根據偏差自動校正偏差數據，與地面上預制路面板進行精確對接，以實現完成裝配式道路的自動化鋪設過程。

7.如權利要求6所述的裝配式道路自動鋪設方法，其特征在于：所述方法具體包括以下步驟：

1)鋪路機移動至指定的待鋪位置；

2)兩根機械臂移至預制板準備區域的上方，通過視覺定位單元使機械臂定位；

3)再通過視覺定位單元識別預制路面板的形狀，并引導機械臂分別進行抓取；

4)視覺定位單元將采集到的圖像實時傳輸至視覺分析單元，通過視覺分析單元計算兩根機械臂所抓取預制路面板之間的相對位置，將位置偏差數據傳輸至鋪路機控制單元，鋪路機控制單元分別控制兩根機械臂實時調整姿態；

5)機械臂將預制路面板安放至指定的拼裝區，在該拼裝區進行預制路面板的單行拼裝，并通過視覺定位單元實時檢測、糾偏預制路面板之間的間隙、位置；

6)門架吊具通過視覺定位單元定位引導至單行拼裝完成的預制路面板上方，然后將整行預制路面板進行抓取；

7)門架吊具將整行預制路面板拼裝至待鋪設路面上，并通過視覺定位單元實時檢測、糾偏預制路面板之間的間隙、拼裝位置。

8.如權利要求7所述的裝配式道路自動鋪設方法，其特征在于：所述預制路面板單行的數量為3塊。