本发明专利技术公开了一种可移动式的重载搬运机器人装置、系统及使用方法，涉及地铁隧道运输技术领域，解决了现有的设备自动化程度低，导致耗时较长、效率较低，且现场需要大量人工在机械手配合容易出现机械伤人事故、安全风险大和使用区域受限等问题,其技术要点包括由上至下依次设置的重载搬运机器人、底座和平板车，所述底座上表面固定连接重载搬运机器人，所述底座活动连接平板车，所述重载搬运机器人配置有吸附并抓取钢板的磁力抓手，视觉识别系统识别钢板位置与判断钢板安装的情况来减少人工监测数目，调平系统使得平板车表面和机器人安装面始终可保持水平状态，让重载搬运机器人处于最佳工作状态。
【技术实现步骤摘要】
一种可移动式的重载搬运机器人装置、系统及使用方法
本专利技术涉及地铁隧道运输
，具体涉及一种可移动式的重载搬运机器人装置、系统及使用方法。
技术介绍
我国城市地铁隧道结构形式多为盾构隧道，盾构隧道结构整体呈柔性，纵向柔性更为明显，能够适应地层土体不均匀变化的情况，但这种结构形式的受力形式比较复杂，在荷载作用下很容易出现结构大变形病害，并诱发盾构管片开裂、渗漏水、错台等其他病害，严重影响了隧道的结构安全以及行车安全。内贴钢板加固法是目前针对盾构隧道结构大变形病害的有效处理手段之一，通过在盾构隧道的管片内部锚固、粘贴钢板对管片结构进行后期补强，从而提高隧道的整体承载能力，保障隧道的结构安全与行车安全。内贴钢板加固法所用钢板具有重量大、体积大的特点，无法完全依靠人工完成安装，目前行业内所采用安装设备为搭载有悬臂梁起重机和液压机械手的轨道平板车，安装钢板时首先采用悬臂梁起重机将钢板吊起，然后将钢板固定到液压机械手前端，再通过技术员操作液压机械手将钢板搬运、安装到预定位置。然而在安装过程中，由于该液压机械手必须使用悬臂梁起重机与之配合才能顺利抓取钢板，导致整个工序耗时较长、效率较低，由于全部由人工目测控制，导致搬运、安装定位精度低，机械手与钢板之间采用插销机械固定，为点接触，且存在较大缝隙，在搬运过程中，钢板晃动幅度大，极易碰撞到隧道内壁或隧道中的管线等其他设施，安全风险大，由于整套设备自动化程度低，现场需要大量人工在机械手及起重机旁边配合，容易出现机械伤人事故，安全风险大，且整体施工装置移动不方便，使用时需要耗费过长的安装时间，因此如何设计一种装置来解决上述问题是我们迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种可移动式的重载搬运机器人装置及系统，解决目前钢板搬运安装设备效率低、自动化程度低、精度低、安全风险大、移动不方便等问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种可移动式的重载搬运机器人装置，包括由上至下依次设置的重载搬运机器人、底座和平板车，所述底座上表面和所述重载搬运机器人之间采用螺栓连接固定，所述底座上表面和重载搬运机器人预设有相应尺寸的螺栓孔，待重载搬运机器人移动至固定位置后，用螺栓将重载搬运机器人固定于平板车上表面。所述底座活动连接平板车，所述重载搬运机器人根据施工需求配置为相应的多轴机器人且配置有吸附并抓取钢板的磁力抓手，磁力抓手可抓取钢板并搬运至相应区域并安装。采用上述方案：重载搬运机器人的设置避免了现有搬运过程采用液压机械手，通过人工目测控制，导致搬运、安装定位精度低，且现场需要大量人员在起重机旁操控机械手，容易导致机械伤人的问题。平板车可用于运输和存放钢板等物料平台，平板车方便移动不仅可以在地铁隧道内使用，也可在大铁、高铁隧道内或隧道外以及公路上使用，结合特制平板车也可在室内或其它地方使用，使装置能适应多种环境使用。进一步地，所述平板车开设有方形孔，所述底座设置于方形孔内，所述方形孔内水平方向设有贯穿底座的旋转轴，所述底座转动一端固定连接有调节油缸，所述底座在调节油缸带动下通过旋转轴按一定角度转动，所述旋转轴平行车身直行方向，油缸的伸缩驱动底座绕旋转轴进行旋转。采用上述方案：在平板车因轨道超高或纵向坡度而出现倾斜时，为保证重载搬运机器人处于最佳工作状态，在平板车上引入了调平功能，通过调节油缸带动底座使旋转轴按一定角度转动，使得底座表面保持水平状态。进一步地，所述平板车车架下方设置有调平支腿和稳定支腿，所述调平支腿设置于平板车的车架下方的四角，所述调平支腿沿垂直于平板车方向调整长度直到车身与隧道平行；所述稳定支腿设置于车架中部，所述稳定支腿沿平行于平板车方向调整长度，稳定支腿调整伸长后支撑在隧道内的钢轨或道床上。采用上述方案：车体位于隧道内，将稳定支腿支撑在钢轨或者道床上稳定车体，当车体处于倾斜处时，通过分别控制四个调平支腿的行程，可对整车实现多个方向调平，使平板车表面保持水平状态，保证了重载搬运机器人的正常工作。优选的，所述重载搬运机器人配置有监测钢板位置和隧道内壁的3D视觉相机。采用上述方案：在重载搬运机器人对钢板搬运安装过程中，3D视觉相机可实时监测钢板的位置及其与隧道内物品的距离，并判断钢板的安装是否到位，且由于隧道内物品的可识别度较低，可于重载搬运机器人内配置激光扫描仪进一步提高监测的精度与安全性。可选的，所述重载搬运机器人的磁力抓手可替换为不同的隧道施工装置。该方案中：对重载搬运机器人的抓手改进来抓取不同类型的钢板，将抓手改为其他装置可让机器人实现钻孔、焊接和植筋等多种功能。可选的，所述底座至少固定安装一个重载搬运机器人。该方案中：可在底座上设置多个重载机器人提高整体装置的工作效率。可选的，所述重载搬运机器人根据施工需求适配为相应精度的多轴机器人。该方案中：对于不同施工需求匹配不同的多轴机器人，可使隧道施工更规范化，减低施工成本。一种可移动式的重载搬运机器人系统包括：激光定位标线系统用于监测平板车是否移动到指定位置；视觉识别系统用于识别钢板位置以及钢板的安装位置并对后续钢板安装情况做判定；调平系统用于监测重载搬运机器人是否处于水平面，并将重载搬运机器人调整至水平面；抓取系统用于抓取、搬运并安装钢板；防撞报警系统用于监测钢板搬运过程，并对钢板即将触碰隧道内壁或管线等其他设备时，生成预警，并将预警发送给重载搬运机器人。采用上述方案：激光定位标线识别平板车移动至指定的工作区域，重载搬运机器人的视觉识别系统识别钢板的位置，调平系统将重载机器人调整至水平面保证正常工作，抓取系统启动，重载搬运机器人开始工作并抓取相应区域的钢板并安装，视觉识别系统判定对安装情况做判定，在重载搬运机器人移动过程中，防撞报警系统用于检测钢板搬运过程中与隧道内壁或管线等其他设备的距离，防撞报警系统内设置有预警，在距离到达预警范围时，生成预警信号并传输给重载搬运机器人使自动停止工作并修正行进路线，以保证整个搬运过程处于安全状态。一种可移动式的重载搬运机器人使用方法，包括以下步骤：(a)平板车(3)驶向至指定的工作区域，平板车(3)内的激光定位标线系统提示并引导平板车(3)移动至指定区域；(b)调平系统监测重载搬运机器人(1)与水平面的角度，并通过控制调节油缸(6)或调平支腿(7)将重载搬运机器人(1)调至与水平面平齐；(c)重载搬运机器人(1)视觉识别系统内的3D视觉相机启动，监测钢板的位置与隧道内钢板的安装位置并存储记录为数据A；(d)重载搬运机器人(1)内预设有安装程序，安装程序读取数据A后，重载搬运机器人(1)启动并抓取平板车内的钢板并搬运至隧道内钢板的安装位置，并自动将钢板装设于安装位置；(e)防撞报警系统监测钢板与隧道内壁和管线等其他设备之间的距离，并对构成危险距离的生成警示信号发送给重载搬运机器人(1)，使重载搬运机器人(1)停止工作并修正运行路线；(f)重载搬运机器人(1)视觉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可移动式的重载搬运机器人装置，其特征在于：包括由上至下依次设置的重载搬运机器人(1)、底座(2)和平板车(3)，所述底座(2)上表面固定连接重载搬运机器人(1)，所述底座(2)活动连接平板车(3)，所述重载搬运机器人(1)配置有吸附并抓取钢板的磁力抓手，所述可移动式的重载搬运机器人装置应用于隧道施工。/n
【技术特征摘要】
20200518 CN 20201041943931.一种可移动式的重载搬运机器人装置，其特征在于：包括由上至下依次设置的重载搬运机器人(1)、底座(2)和平板车(3)，所述底座(2)上表面固定连接重载搬运机器人(1)，所述底座(2)活动连接平板车(3)，所述重载搬运机器人(1)配置有吸附并抓取钢板的磁力抓手，所述可移动式的重载搬运机器人装置应用于隧道施工。
2.根据权利要求1所述的一种可移动式的重载搬运机器人装置，其特征在于，所述平板车(3)开设有方形孔(4)，所述底座(2)设置于方形孔(4)内，所述方形孔(4)内水平方向设有贯穿底座(2)的旋转轴(5)，所述底座(2)转动一端固定连接有调节油缸(6)，所述底座(2)在调节油缸(6)带动下通过旋转轴(5)按一定角度转动，所述旋转轴(5)平行车身直行方向。
3.根据权利要求1所述的一种可移动式的重载搬运机器人装置，其特征在于，所述平板车(3)的车架(31)下方设置有调平支腿(7)和稳定支腿(8)，所述调平支腿(7)和所述稳定支腿(8)设置于平板车(3)的车架(31)下方的四角，所述调平支腿(7)沿垂直于平板车(3)方向调整长度，所述稳定支腿(8)沿平行于平板车(3)方向调整长度。
4.根据权利要求1所述的一种可移动式的重载搬运机器人装置，其特征在于，所述重载搬运机器人(1)配置有监测钢板位置和隧道内壁的3D视觉相机。
5.根据权利要求1所述的一种可移动式的重载搬运机器人装置，其特征在于，所述重载搬运机器人(1)的磁力抓手可替换为不同的隧道施工装置。
6.根据权利要求1所述的一种可移动式的重载搬运机器人(1)装置，其特征在于，所述底座(2)至少固定安装一个重载搬运机器人(1)。
7.根据权利要求6所述的一种可移动式的重载搬运机器人(1)装置，其特征在于，所述重载搬运机器人(1)根据施工需求适配为相应精度的多轴机器人。
8.一种可移动式的重载搬运机器人系统，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的一种可移动式的重载搬运机器人(1)装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，王波，刘上春，马永浪，龚涛，贾鹏，王君瑞，邓非凡，徐小平，李彬，汪灵骥，牛澎波，林祖东，夏磊，梁鹏，林展鹏，齐明东，
申请(专利权)人：中铁成都轨道交通健康管理技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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