强夯机自动控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了强夯机自动控制系统和方法。该系统包括：任务导入单元、上位机单元、下位机单元和强夯机本体。该方法包括：任务导入单元将作业任务数据导入上位机单元；上位机单元根据作业任务数据生成目标动作指令，并将目标动作指令传输至下位机单元；下位机单元根据目标动作指令，并按照设定的控制率生成控制指令，将控制指令传输至强夯机本体；以及强夯机本体根据下位机单元发出的控制指令执行相应的动作。本发明专利技术实现了强夯机的自动控制，并且可以实现无人化操作，自动化、智能化程度提高，工作效率提高，人力成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械领域，特别涉及强夯机自动控制系统和方法。
技术介绍
随着国内基础设施建设的持续开展，强夯法在工业与民用建筑、仓库、路基、机场及码头等工程的地基处理环节中得以广泛应用。作为强夯法施工的主要设备，强夯机也随之快速发展。现有强夯机是由施工人员操控手柄实现相应动作。但是，人工操纵强夯机施工具有以下缺点：(1)工况恶劣(沙石飞扬、泥浆四溅)，极不适宜人工操作；(2)自动化、智能化程度低，施工效率低下；(3)施工现场安全隐患多，极易出事故，威胁人身安全；(4)工人偷懒造成少夯、漏夯，地基存在安全隐患；(5)需要的辅助人员较多，劳动力成本高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的一个技术问题是：实现强夯机的自动控制。根据本专利技术的第一方面，提供了一种强夯机自动控制系统，包括：任务导入单元，用于将作业任务数据导入上位机单元；上位机单元，用于根据所述作业任务数据生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至下位机单元；下位机单元，用于根据所述目标动作指令，并按照设定的控制率生成控制指令，将所述控制指令传输至强夯机本体；以及强夯机本体，用于根据所述下位机单元发出的控制指令执行相应的动作。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：状态检测单元，用于检测所述强夯机本体的状态参数，并将所述状态参数传输至所述下位机单元，所述下位机单元将所述状态参数传输至所述上位机单元；其中，所述上位机单元根据所述状态参数实时调整所述目标动作指令，并将调整的目标动作指令传输至所述下位机单元；所述下位机单元根据所述调整的目标动作指令，并且结合所述状态参数，生成控制指令并将所述控制指令传输至所述强夯机本体，驱动所述强夯机本体执行相应的动作。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：环境安全检测单元，用于在检测到夯锤作业区域或强夯机动作路径上存在障碍物时向所述上位机单元发送障碍物存在信号，以便于所述上位机单元执行相应处理。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：远程监测与控制单元，用于接收所述上位机单元发来的强夯机工作状态信息，实时监控强夯机的工作状态，以及在强夯机处于故障状态时发送急停信号给所述上位机单元，停止强夯机工作。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：模式选择开关，用于选择强夯机的工作模式，并将选择的工作模式传输至所述下位机单元；其中，所述工作模式包括：人工模式和自动模式。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：报警装置，用于从所述下位机单元接收报警信号，并根据所述报警信号执行相应的报警；其中，所述下位机单元在强夯机紧急状态、故障状态或自动模式下向所述报警装置发出报警信号。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：急停开关，用于向所述下位机单元发送停机信号，停止强夯机工作。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：人机界面单元，用于将强夯机自动模式下的工作参数输入至所述下位机单元，并且显示强夯机的状态参数；所述下位机单元将所述工作参数传输至所述上位机单元；其中，所述上位机单元根据所述作业任务数据以及所述工作参数进行任务解算规划，生成夯点布置图，并根据所述夯点布置图生成目标动作指令。在一些实施例中，所述强夯机自动控制系统还包括：定位定向单元，用于获得所述强夯机本体实时的位置和方向信息，并将所述位置和方向信息传输至所述上位机单元；其中，所述上位机单元根据所述夯点布置图以及所述位置和方向信息生成引导轨迹和工作轨迹，并根据所述引导轨迹和所述工作轨迹分别生成引导轨迹目标动作指令和工作轨迹目标动作指令，将所述引导轨迹目标动作指令和所述工作轨迹目标动作指令传输至所述下位机单元；所述下位机单元根据所述引导轨迹目标动作指令和所述工作轨迹目标动作指令生成控制指令，控制所述强夯机本体执行相应的动作。根据本专利技术的第二方面，提供了一种强夯机自动控制方法，包括：任务导入单元将作业任务数据导入上位机单元；所述上位机单元根据所述作业任务数据生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至下位机单元；所述下位机单元根据所述目标动作指令，并按照设定的控制率生成控制指令，将所述控制指令传输至强夯机本体；以及所述强夯机本体根据所述下位机单元发出的控制指令执行相应的动作。在一些实施例中，所述强夯机自动控制方法还包括：状态检测单元检测所述强夯机本体的状态参数，并将所述状态参数传输至所述下位机单元，所述下位机单元将所述状态参数传输至所述上位机单元；所述上位机单元根据所述状态参数实时调整所述目标动作指令，并将调整的目标动作指令传输至所述下位机单元；所述下位机单元根据所述调整的目标动作指令，并且结合所述状态参数，生成控制指令并将所述控制指令传输至所述强夯机本体，驱动所述强夯机本体执行相应的动作。在一些实施例中，所述强夯机自动控制方法还包括：环境安全检测单元在检测到夯锤作业区域或强夯机动作路径上存在障碍物时向所述上位机单元发送障碍物存在信号，以便于所述上位机单元执行相应处理。在一些实施例中，所述强夯机自动控制方法还包括：远程监测与控制单元接收所述上位机单元发来的强夯机工作状态信息，实时监控强夯机的工作状态，以及在强夯机处于故障状态时发送急停信号给所述上位机单元，停止强夯机工作。在一些实施例中，在所述上位机单元根据所述作业任务数据生成目标动作指令之前，所述强夯机自动控制方法还包括：模式选择开关选择强夯机的工作模式，并将选择的工作模式传输至所述下位机单元；其中，所述工作模式包括：人工模式和自动模式。在一些实施例中，所述强夯机自动控制方法还包括：报警装置从所述下位机单元接收报警信号，并根据所述报警信号执行相应的报警；其中，所述下位机单元在强夯机紧急状态、故障状态或自动模式下向所述报警装置发出报警信号。在一些实施例中，所述强夯机自动控制方法还包括：急停开关向所述下位机单元发送停机信号，停止强夯机工作。在一些实施例中，在所述上位机单元根据所述作业任务数据生成目标动作指令之前，所述强夯机自动控制方法还包括：人机界面单元将强夯机自动模式下的工作参数输入至所述下位机单元，并且显示强夯机的状态参数；所述下位机单元将所述工作参数传输至所述上位机单元；所述上位机单元根据所述作业任务数据生成目标动作指令的步骤包括：所述上位机单元根据所述作业任务数据以及所述工作参数进行任务解算规划，生成夯点布置图，并根据所述夯点布置图生成目标动作指令。在一些实施例中，在所述上位机单元根据所述作业任务数据生成目标动作指令之前，所述强夯机自动控制方法还包括：定位定向单元获得所述强夯机本体实时的位置和方向信息，并将所述位置和方向信息传输至所述上位机单元；所述上位机单元根据所述夯点布置图生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至下位机单元的步骤包括：所述上位机单元根据所述夯点布置图以及所述位置和方向信息生成引导轨迹和工作轨迹，并根据所述引导轨迹和所述工作轨迹分别生成引导轨迹目标动作指令和工作轨迹目标动作指令；所述上位机单元将所述引导轨迹目标动作指令和所述工作轨迹目标动作指令传输至所述下位机单元；其中，所述下位机单元根据所述引导轨迹目标动作指令和所述工作轨迹目标动作指令生成控制指令，控制所述强夯机本体执行相应的动作。本专利技术中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强夯机自动控制系统，其特征在于，包括：任务导入单元，用于将作业任务数据导入上位机单元；上位机单元，用于根据所述作业任务数据生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至下位机单元；下位机单元，用于根据所述目标动作指令，并按照设定的控制率生成控制指令，将所述控制指令传输至强夯机本体；以及强夯机本体，用于根据所述下位机单元发出的控制指令执行相应的动作。

【技术特征摘要】
1.一种强夯机自动控制系统，其特征在于，包括：任务导入单元，用于将作业任务数据导入上位机单元；上位机单元，用于根据所述作业任务数据生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至下位机单元；下位机单元，用于根据所述目标动作指令，并按照设定的控制率生成控制指令，将所述控制指令传输至强夯机本体；以及强夯机本体，用于根据所述下位机单元发出的控制指令执行相应的动作。2.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：状态检测单元，用于检测所述强夯机本体的状态参数，并将所述状态参数传输至所述下位机单元，所述下位机单元将所述状态参数传输至所述上位机单元；其中，所述上位机单元根据所述状态参数实时调整所述目标动作指令，并将调整的目标动作指令传输至所述下位机单元；所述下位机单元根据所述调整的目标动作指令，并且结合所述状态参数，生成控制指令并将所述控制指令传输至所述强夯机本体，驱动所述强夯机本体执行相应的动作。3.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：环境安全检测单元，用于在检测到夯锤作业区域或强夯机动作路径上存在障碍物时向所述上位机单元发送障碍物存在信号，以便于所述上位机单元执行相应处理。4.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包
\t括：远程监测与控制单元，用于接收所述上位机单元发来的强夯机工作状态信息，实时监控强夯机的工作状态，以及在强夯机处于故障状态时发送急停信号给所述上位机单元，停止强夯机工作。5.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：模式选择开关，用于选择强夯机的工作模式，并将选择的工作模式传输至所述下位机单元；其中，所述工作模式包括：人工模式和自动模式。6.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：报警装置，用于从所述下位机单元接收报警信号，并根据所述报警信号执行相应的报警；其中，所述下位机单元在强夯机紧急状态、故障状态或自动模式下向所述报警装置发出报警信号。7.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：急停开关，用于向所述下位机单元发送停机信号，停止强夯机工作。8.根据权利要求1所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：人机界面单元，用于将强夯机自动模式下的工作参数输入至所述下位机单元，并且显示强夯机的状态参数；所述下位机单元将所述工作参数传输至所述上位机单元；其中，所述上位机单元根据所述作业任务数据以及所述工作参数
\t进行任务解算规划，生成夯点布置图，并根据所述夯点布置图生成目标动作指令。9.根据权利要求8所述强夯机自动控制系统，其特征在于，还包括：定位定向单元，用于获得所述强夯机本体实时的位置和方向信息，并将所述位置和方向信息传输至所述上位机单元；其中，所述上位机单元根据所述夯点布置图以及所述位置和方向信息生成引导轨迹和工作轨迹，并根据所述引导轨迹和所述工作轨迹分别生成引导轨迹目标动作指令和工作轨迹目标动作指令，将所述引导轨迹目标动作指令和所述工作轨迹目标动作指令传输至所述下位机单元；所述下位机单元根据所述引导轨迹目标动作指令和所述工作轨迹目标动作指令生成控制指令，控制所述强夯机本体执行相应的动作。10.一种强夯机自动控制方法，其特征在于，包括：任务导入单元将作业任务数据导入上位机单元；所述上位机单元根据所述作业任务数据生成目标动作指令，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马厚雪，唐建林，孔丽丽，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32