[發(fā)明專利]一種混凝土智能振搗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210693999.7
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114776021B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設計）人: 段書用;章霖鑫;韓旭;馬國偉
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: E04G21/08
• 分類號: E04G21/08;G05B13/04
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產(chǎn)權代理有限公司 12233
• 代理人: 劉雪娜

1.一種混凝土智能振搗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01：構建第一參數(shù)集合，所述第一參數(shù)集合包括振搗棒插入速度、振搗棒拔出速度、振搗持續(xù)時間、振搗棒插入深度和振搗棒間距；

S02：按照所述第一參數(shù)集合振搗混凝土樣本，得到第二參數(shù)集合，所述第二參數(shù)集合包括振搗氣泡數(shù)量和混凝土凝固質量評價結果；

S03：訓練預測模型，所述預測模型的輸入為所述第一參數(shù)集合，所述預測模型的輸出為所述第二參數(shù)集合；

S04：以所述預測模型構建評價函數(shù)；

S05：預設振搗棒插入速度范圍、振搗棒拔出速度范圍、振搗持續(xù)時間范圍、振搗棒插入深度范圍和振搗棒間距范圍；

S06：在所述振搗棒插入速度范圍、所述振搗棒拔出速度范圍、所述振搗持續(xù)時間范圍、所述振搗棒插入深度范圍和所述振搗棒間距范圍內(nèi)分別隨機獲取振搗棒插入速度、振搗棒拔出速度、振搗持續(xù)時間、振搗棒插入深度和振搗棒間距，得到第三參數(shù)集合；

S07：將所述第三參數(shù)集合輸入所述評價函數(shù)，得到第一評價值；

S08：重復執(zhí)行S06～S07，得到第二評價值；

S09：比較所述第一評價值與所述第二評價值，保留二者中的最小值及所述最小值對應的第三參數(shù)集合，所述最小值作為第一評價值繼續(xù)參與下一次比較；

S10：重復執(zhí)行S08～S09，直至達到終止條件，得到最小評價值及所述最小評價值對應的第三參數(shù)集合，設為最佳振搗參數(shù)集合，所述最佳振搗參數(shù)集合包括最佳振搗棒插入速度、最佳振搗棒拔出速度、最佳振搗持續(xù)時間、最佳振搗棒插入深度和最佳振搗棒間距；

S11：獲取作業(yè)空間環(huán)境地圖，并預設第一方向和第二方向，所述第二方向與所述第一方向垂直；

S12：在所述作業(yè)空間環(huán)境地圖中沿所述第一方向劃分移動機械臂作業(yè)單元，得到作業(yè)空間劃分地圖；所述移動機械臂作業(yè)單元為移動機械臂作業(yè)半徑所覆蓋的區(qū)域，且所述移動機械臂作業(yè)單元為邊長為的正方形，其中r_jxb表示移動機械臂作業(yè)半徑；

其中，得到所述作業(yè)空間劃分地圖包括以下步驟：

S121：在所述作業(yè)空間環(huán)境地圖中，沿所述第一方向劃分邊長為的移動機械臂作業(yè)單元，并依次對已劃分的每一個移動機械臂作業(yè)單元賦予單元標記n，n≥1且為自然數(shù)；如沿第一方向剩余作業(yè)空間不足以劃分邊長的正方形移動機械臂作業(yè)單元，則標記為待劃分作業(yè)空間P_i，i≥1且為自然數(shù)，得到待劃分作業(yè)空間集合，所述待劃分作業(yè)空間集合包括所述作業(yè)空間環(huán)境地圖中所有沿所述第一方向的待劃分作業(yè)空間；

S122：計算所述移動機械臂作業(yè)單元的面積S₀，

S123：獲取所述待劃分作業(yè)空間集合中的待劃分作業(yè)空間P_i；

S124：計算所述待劃分作業(yè)空間P_i的面積S_i；

S125：比較面積S_i與面積S₀，

當S_i≥3/4S₀時，則所述待劃分作業(yè)空間P_i作為單獨的移動機械臂作業(yè)單元，并單獨賦予單元標記；

當S_i＜3/4S₀時，則所述待劃分作業(yè)空間P_i與相鄰的移動機械臂作業(yè)單元合并，包括以下步驟：

S1251：獲取沿所述第一方向與所述待劃分作業(yè)空間P_i相鄰的移動機械臂作業(yè)單元，設為待合并作業(yè)單元；

S1252：計算所述待合并作業(yè)單元的面積S；

S1253：比較所述面積S與所述面積S₀，

當S＝S₀時，則所述待劃分作業(yè)空間P_i與所述待合并作業(yè)單元合并，并與所述待合并作業(yè)單元共用同一個單元標記，

當S≠S₀時，則所述待劃分作業(yè)空間P_i與沿所述第二方向相鄰的移動機械臂作業(yè)單元合并，并與合并的相鄰移動機械臂作業(yè)單元共用同一個的單元標記；

S126：重復執(zhí)行S123～S125，直至完成所述待劃分作業(yè)空間集合中的所有待劃分作業(yè)空間的劃分，得到作業(yè)空間劃分地圖；

S13：逐一獲取所述作業(yè)空間劃分地圖中的移動機械臂作業(yè)單元，并在所述移動機械臂作業(yè)單元內(nèi)劃分沿所述第一方向或所述第二方向相鄰振搗點間距為所述最佳振搗棒間距的振搗點，得到作業(yè)空間振搗點集合；

其中，得到所述作業(yè)空間振搗點集合包括以下步驟：

S131：獲取所述作業(yè)空間劃分地圖中單元標記為n的所述移動機械臂作業(yè)單元，得到第一作業(yè)單元；

S132：以所述第一作業(yè)單元的中心為原點，沿第三方向確定距離為的點，得到1個振搗點，設為振搗點d_n-1；其中，d_jj-b表示所述最佳振搗棒間距；所述第三方向與所述第一方向具有第一夾角；

S133：以所述振搗點d_n-1為起始點，在所述第一作業(yè)單元內(nèi)沿所述第一方向劃分相鄰振搗點間隔距離為d_jj-b的振搗點，得到第一振搗點集合；

S134：在所述第一振搗點集合中取所述振搗點d_n-i，并以所述振搗點d_n-i為起始點，在所述第一作業(yè)單元內(nèi)沿所述第二方向劃分振搗點間隔距離為d_jj-b的振搗點，得到第二振搗點集合；

S135：重復執(zhí)行步驟S134，直至所述第一振搗點集合中剩余振搗點均被獲取一次，得到剩余振搗點集合；

S136：合并所述第二振搗點集合和所述剩余振搗點集合，得到第一作業(yè)單元振搗點集合；

S137：重復執(zhí)行步驟S131～S136，直至完成所述作業(yè)空間劃分地圖中的所有移動機械臂作業(yè)單元內(nèi)振搗點的確定，然后合并所有移動機械臂作業(yè)單元的振搗點，得到作業(yè)空間振搗點集合；

S14：逐一選取所述作業(yè)空間振搗點集合中的振搗點，用所述移動機械臂按照所述最佳振搗參數(shù)集合振搗混凝土。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土智能振搗方法，其特征在于，所述評價函數(shù)為，

K＝1/M

式中，K為評價值；M為混凝土凝固質量評價結果。