一种盾构管片拼装机六自由度全自动控制系统

摘要

本发明公开了一种盾构管片拼装机六自由度全自动控制系统，包括成像设备、图像处理设备、计算机、PLC、控制芯片、电磁阀、液压执行元件和传感器。本发明提供的一种盾构管片拼装机六自由度全自动控制系统的定位精度高，对光源要求低，甚至不需要额外设置光源，其成像设备安装方便，且所需安装空间小，另外，该全自动控制系统还能提高施工速度，也能降低施工总成本。

主权项

一种盾构管片拼装机六自由度全自动控制系统，其特征在于，包括成像设备、图像处理设备、计算机、PLC、控制芯片、电磁阀、液压执行元件和传感器；所述成像设备，用于对待拼装管片的内表面区域和待拼装管片与已拼装管片相接触区域进行摄像，在待拼装管片内表面区域至少获取一个点P₃的位置信息、在待拼装管片与已拼装管片相接触区域至少获取两个点P₁和P₂的位置信息，并将所述P₁、P₂和P₃的位置信息发送给图像处理设备；所述图像处理设备，在接收到所述P₁、P₂和P₃的位置信息后，分析所述P₁、P₂和P₃和已拼装管片棱边的间隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c），并将所述间隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c）发送给所述计算机；所述传感器，用于对所述液压执行元件的运动量和液压执行元件在盾构机中的位置信息进行检测，并将所述液压执行元件在盾构机中的位置信息反馈给所述控制芯片；所述计算机，用于预先存储管片拼装机所处位置的盾构机三维结构图、传感器依次通过所述控制芯片和PLC反馈的液压执行元件在盾构机中的位置信息、图像处理设备发送的间隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c）与传感器再次通过所述控制芯片和PLC反馈的液压执行元件粗调后在盾构机中的位置信息；根据所述管片拼装机所处位置的盾构机三维结构图和传感器依次通过所述控制芯片和PLC反馈的液压执行元件在盾构机中的位置信息分析获得粗调运动的轨迹规划信息并发送给所述PLC，根据所述间隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c）与传感器再次通过所述控制芯片和PLC反馈的液压执行元件粗调后在盾构机中的位置信息预估出所述液压执行元件的运动量并输出给PLC；所述PLC，接受所述传感器反馈的液压执行元件在盾构机中的位置信息、粗调运动的轨迹规划信息、传感器反馈的液压执行元件粗调后在盾构机在的位置信息和液压执行元件的运动量并发送出；所述电磁阀，用于驱动所述液压执行元件；所述控制芯片与所述传感器和PLC通讯连接。