[發明專利]管片自動抓取定位方法和管片自動拼裝定位方法

在審

• 申請號: 202111573905.4
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114183167A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 林福龍;郭俊可;魏曉龍;周樹亮;周罘鑫;鄭康泰;賀開偉;高博;張發亮;胡鵬;周邦棟;路亞緹;王寧;黃震
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒;王小會

1.一種管片自動抓取定位方法，包括：

輸送待拼裝管片至待抓取位置，所述待拼裝管片包括第一標志點和第二標志點；

管片拼裝機移動至待拼裝管片的上方；

調整管片拼裝機的運動部件使管片拼裝機的抓取部件位于標定位置；

設置在管片拼裝機的抓取部件上的至少三個測距傳感模塊進行測距，獲得所述抓取部件與所述待拼裝管片的測量距離，調整管片拼裝機的運動部件使得各個測量距離相等；

設置在管片拼裝機的抓取部件上的圖像采集裝置采集包括所述第一標志點和所述第二標志點的圖像；以及

進行圖像處理，并計算當前抓取位置與標定抓取位置的偏差，調整管片拼裝機的運動部件使偏差值小于或等于偏差閾值，以使得管片拼裝機調整至標準抓取位置。

2.根據權利要求1所述的管片自動抓取定位方法，其中，計算當前抓取位置與標定抓取位置的偏差包括：

獲得管片拼裝機當前抓取姿態與標定抓取位置的角度偏差。

3.根據權利要求2所述的管片自動抓取定位方法，其中，獲得管片拼裝機當前抓取姿態與標定抓取位置的角度偏差包括：

計算當前圖像中的第一標志點和第二標志點的連線與標定圖像中的第一標志點和第二標志點的連線的角度偏差。

4.根據權利要求3所述的管片自動抓取定位方法，其中，調整管片拼裝機的運動部件使偏差值小于或等于偏差閾值包括：

調整所述角度偏差小于或等于角度偏差閾值；以及

調整當前圖像中的第一標志點和第二標志點的連線與標定圖像中的第一標志點和第二標志點的連線在第一方向上的第一距離偏差和在第二方向上的第二距離偏差，使得所述第一距離偏差小于第一距離閾值，所述第二距離偏差小于第二距離閾值，所述第一方向垂直于所述第二方向。

5.根據權利要求1所述的管片自動抓取定位方法，還包括：對管片拼裝機抓取姿態和抓取位置進行標定，并采集包括所述第一標志點和所述第二標志點的標定圖像。

6.根據權利要求1-5任一項所述的管片自動抓取定位方法，其中，所述標定包括：

使得抓取部件抓住管片；

調整管片拼裝機的運動部件，使得抓取部件脫離管片并向上呈直線運動，停止，獲得標定位置；以及

采用圖像采集裝置進行圖像采集，獲得包括第一標志點和第二標志點的標定圖像。

7.根據權利要求1-5任一項所述的管片自動抓取定位方法，還包括：

控制拼裝機的運動部件，使管片拼裝機的抓取部件直線運動并接近待抓取管片；以及

控制拼裝機的運動部件至抓取部件上的接觸開關動作，使得拼裝機管片抓取定位完成。

8.根據權利要求1-5任一項所述的管片自動抓取定位方法，其中，所述至少三個測距傳感模塊包括呈三角形分布的三個測距傳感模塊。

9.根據權利要求8所述的管片自動抓取定位方法，其中，所述三個測距傳感模塊包括沿非掘進方向排列的兩個測距模塊。

10.一種管片拼裝方法，包括根據權利要求1-9任一項所述的管片自動抓取定位方法。

11.根據權利要求10所述的管片拼裝方法，還包括管片自動拼裝定位方法，其中，所述管片自動拼裝定位方法包括：

管片拼裝機抓取待拼裝管片移動至待拼裝點位附近；

進行管片旋轉姿態修正；

進行管片俯仰姿態修正；以及

進行管片高差和間隙修正。

12.根據權利要求11所述的管片拼裝方法，其中，在管片拼裝機的連接梁上搭設至少四個輪廓測量模塊，每個輪廓測量模塊被配置為測量待拼裝管片和已拼裝管片的輪廓，所述抓取部件通過連接梁設在所述管片拼裝機上，所述至少四個輪廓測量模塊包括位于連接梁的兩端的兩個第一輪廓測量模塊以及位于該兩個第一輪廓測量模塊之間且垂直于連接梁的延伸方向設置的兩個第二輪廓測量模塊。