[發明專利]一種混凝土布料機及其控制方法

在審

• 申請號: 202210072489.8
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114396160A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 方志剛;張洋;萬好;陳琳;錢四林
• 申請（專利權）人: 武漢博雅宏科技有限公司
• 主分類號: E04G21/04
• 分類號: E04G21/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳穎

1.一種混凝土布料機控制方法，其特征在于，包括：

接收事先規劃好的混凝土澆筑施工任務；所述混凝土澆筑施工任務中包含澆筑區域規劃、澆筑區域內的設備方位規劃、澆筑區域內每一澆筑件的澆筑路徑規劃以及澆注點的規劃澆筑量；任一澆筑件的澆筑路徑都由多個澆筑點組成，連續的澆筑點歸為一組；

定位混凝土布料機的方位；當混凝土布料機的方位與規劃方位之間的偏差超出偏差允許范圍時，調整混凝土布料機的方位，使所述偏差處于偏差允許范圍內；

依次沿每個澆筑件的澆筑路徑進行澆注控制；

當完成當前澆筑區域內的所有澆注任務后，關閉混凝土輸送泵裝置，并控制機械臂回到安全姿態；

其中，沿任一澆筑件的澆筑路徑進行澆注控制，具體包括：

控制機械臂末端執行器移動到第一組澆注點的起始點位；

降低混凝土流量計量裝置的阻尼器的阻尼系數以打開混凝土輸送管道，發送啟動指令給混凝土輸送泵裝置，并監控混凝土輸送泵裝置傳回的狀態以及混凝土流量計裝置傳送過來的流量信息；

判斷當前澆注點位的流量是否達到規劃澆注量，未達到則繼續在當前點位澆注；

當當前澆注點位的流量達到規劃澆注量時，發送運動控制指令給混凝土澆注機械臂裝置，控制末端執行器移動到下一個澆注點位，移動過程中出料口繼續出料，末端執行器從當前澆注點位移動到下一個澆注點位過程中所澆注的混凝土量計入下一個澆注點位的澆注量；

當當前一組澆注點澆注完成后，如果還有下一組澆注點，則發送暫停指令給混凝土輸送泵，并加大混凝土流量計量裝置的阻尼器的阻尼系數以封閉混凝土輸送管道，控制末端執行器移動到下一組澆注點的起始點位，按上述流程依次澆注。

2.根據權利要求1所述的混凝土布料機控制方法，其特征在于，在控制末端執行器移動到下一個澆注點位的過程中，還包括：

在末端執行器到達下一個澆注點位前，若下一個澆注點位澆注量已經達到規劃澆注量的預設百分比，則判斷從當前澆注點位移動到下一個澆注點位過程中所澆注的混凝土量是否超過規劃澆注量，如果超出則降低混凝土輸送泵裝置的輸送速率；當混凝土輸送泵裝置的輸送速率不能再進一步降低時，在末端執行器移動到下一個澆注點位后，把超出的澆注量在下下一個澆筑點位規劃澆注量里進行扣除。

3.根據權利要求1或2所述的混凝土布料機控制方法，其特征在于，控制末端執行器移動到任一澆注點，包括：

根據機械臂的機械結構制定DH參數表；

依據所述DH參數表，以及機械臂關節當前角度或行程，采用正運動學算法計算末端執行器的實際位置；

根據所述DH參數表和末端執行器的目標位置，采用逆運動學算法反算出機械臂的N個自由度的多組解，所述解即為N個自由度的角度或行程，然后從計算得到的多組解中確定最優解；N≥2；

根據最優解對機械臂進行路徑規劃；

按路徑規劃控制機械臂。

4.根據權利要求3所述的混凝土布料機控制方法，其特征在于，在進行正運動學算法計算和逆運動學算法計算的過程中，對所述偏差進行偏差補償。

5.根據權利要求1所述的混凝土布料機控制方法，其特征在于，控制末端執行器移動到下一個澆注點位的過程中，還包括：

判斷混凝土布料機是否工作異常，若是，控制混凝土布料機暫停工作，并啟動報警裝置進行預警。

6.根據權利要求5所述的混凝土布料機控制方法，其特征在于，所述判斷混凝土布料機是否工作異常，包括：實時拍攝混凝土澆注狀態，再通過人工智能圖像算法判斷混凝土澆注施工是否溢出模板，若是，判定混凝土布料機工作異常。

7.根據權利要求5所述的混凝土布料機控制方法，其特征在于，所述判斷混凝土布料機是否工作異常，包括：在機械臂運動過程中對澆筑區域內非規劃范圍內的物體進行監測，若預測到會發生碰撞事故，判定混凝土布料機工作異常。

8.一種混凝土布料機，其特征在于，包括：澆注控制器、混凝土輸送泵裝置、混凝土澆注機械臂裝置、混凝土流量計量裝置和定位裝置；所述控制器上存儲有程序，所述程序運行時執行權利要求1～7中任一項所述的混凝土布料機控制方法。