[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)機(jī)管片自動化拼裝方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011171866.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112253168B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林;郭素陽;張連昊;王濤;楊正凡;蘇浩峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D9/06;E21D11/40
• 代理公司: 蘇州瞪羚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32438
• 代理人: 張宇

1.一種盾構(gòu)機(jī)管片自動化拼裝方法，其特征在于，包括：

控制盾構(gòu)機(jī)管片自動化拼裝系統(tǒng)將待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片運(yùn)送至待拼裝目標(biāo)位置；

在待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片運(yùn)送至待拼裝目標(biāo)位置后，通過圖像采集裝置采集所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的標(biāo)志物特征信息，并計算所述標(biāo)志物特征信息的梯度方向，并通過激光測距傳感器采集所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的高度信息；

將所述目標(biāo)物特征信息進(jìn)行邊緣檢測并在所述梯度方向上取所述標(biāo)志物特征信息對應(yīng)的極值點作為邊緣點；

將所述邊緣點進(jìn)行參數(shù)平面量化得到對應(yīng)的坐標(biāo)參數(shù)，并根據(jù)所述梯度方向和所述坐標(biāo)參數(shù)確定所述邊緣點在坐標(biāo)系中的直線參數(shù)；

根據(jù)所述直線參數(shù)確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的三角標(biāo)志圖像，并根據(jù)所述高度信息確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的調(diào)整高程信息，以及根據(jù)所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的三角標(biāo)志圖像與上環(huán)管片的三角標(biāo)志圖像，確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的調(diào)整方向信息和調(diào)整距離信息；

根據(jù)所述調(diào)整高程信息、所述調(diào)整方向信息和調(diào)整距離信息確定所述拼裝機(jī)的運(yùn)動參數(shù)，并控制所述拼裝機(jī)按照所述運(yùn)動參數(shù)移動；

所述根據(jù)所述梯度方向和所述坐標(biāo)參數(shù)確定所述邊緣點在坐標(biāo)系中的直線參數(shù)，包括：

根據(jù)所述坐標(biāo)參數(shù)設(shè)置二維矩陣；

對所述坐標(biāo)參數(shù)中的每一邊緣點，以其梯度方向為中心，在對應(yīng)的預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)計算該邊緣點的量化值相應(yīng)的目標(biāo)值，并給相應(yīng)的二維矩陣元素增加一個單位值得到對應(yīng)的二維累計矩陣；

對所述二維累計矩陣進(jìn)行閾值檢測，將所述二維累計矩陣中大于閾值的點作為備選點；

取所述二維累計矩陣中備選點的極大值在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為所述直線參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述直線參數(shù)確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的三角標(biāo)志圖像，包括：

采用Hought變換對所述直線參數(shù)進(jìn)行直線段的識別和判斷，確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的三角標(biāo)志圖像；

其中，所述Hought變換的直線辨析式為：；

為從原點引到直線的垂直長度，為垂線與軸正方向夾角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述高度信息確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片的調(diào)整高程信息包括：

確定所述上環(huán)管片各采集點位與所述激光測距傳感器的第一距離，以及確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片對應(yīng)所述各采集點位與所述激光測距傳感器的第二距離；

根據(jù)所述第一距離和所述第二距離確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片是否滿足拼接精度要求；

在確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片滿足拼接精度要求的情況下，確定按照調(diào)整錯縫數(shù)據(jù)信息調(diào)整所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片后，管片固定螺栓是否能夠插入。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在確定所述管片固定螺栓不能夠插入的情況下，按照3毫米的預(yù)設(shè)距離調(diào)整所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片，其中所述3毫米的預(yù)設(shè)距離是指所述第二距離比所述第一距離大3毫米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)動參數(shù)包括運(yùn)動方向和運(yùn)動步長。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述控制盾構(gòu)機(jī)管片自動化拼裝系統(tǒng)將待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片運(yùn)送至待拼裝目標(biāo)位置包括：

根據(jù)施工進(jìn)程確定所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片對應(yīng)的待拼裝目標(biāo)位置，并確定所述盾構(gòu)機(jī)管片自動化拼裝系統(tǒng)的喂片機(jī)和拼裝機(jī)是否處于初始位置；

在所述喂片機(jī)和所述拼裝機(jī)處于初始位置的情況下，確定所述喂片機(jī)對應(yīng)的目標(biāo)工作參數(shù)以及所述拼裝機(jī)的目標(biāo)工作參數(shù)，其中，所述喂片機(jī)對應(yīng)的目標(biāo)工作參數(shù)包括抓取位置參數(shù)和喂片機(jī)運(yùn)動參數(shù)，所述拼裝機(jī)的目標(biāo)工作參數(shù)包括油缸工作參數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度信息；

控制所述喂片機(jī)按照所述喂片機(jī)對應(yīng)的目標(biāo)工作參數(shù)工作，控制所述拼裝機(jī)按照所述拼裝機(jī)的目標(biāo)工作參數(shù)工作，以將所述待拼裝盾構(gòu)機(jī)管片運(yùn)送至所述待拼裝目標(biāo)位置。