侧夹式打桩机位姿检测控制系统技术方案

本发明专利技术涉及侧夹式打桩机位姿检测控制系统，包括挖掘机位姿检测组件、侧夹式打桩机检测组件、振动箱体工况检测组件和控制模块，所述挖掘机位姿检测组件包括挖掘机和位移传感器，若干个所述位移传感器分别在安装在挖掘机的动臂油缸上；通过虚拟样机与实际工况结合的虚实镜像，实现侧夹式打桩机的位姿检测控制，调桩员利用自己的视野优势，依据无线遥控于远端实现侧夹式打桩机的位姿调整，为侧夹式打桩机竖直调整提供动态化的指导，通过摄像头的摄像监控，规避挖机操作员的操作视野盲区，通过无线遥控，无线遥控器控制侧夹式打桩机工作调整，位姿控制计算机控制挖掘机工作调整，双人配合完成控制。

【技术实现步骤摘要】
侧夹式打桩机位姿检测控制系统
本专利技术涉及桩工机械
，尤其涉及侧夹式打桩机位姿检测控制系统。
技术介绍
侧夹式液压打桩机是一种广泛用于城市建设、桥梁、港口等多种基础施工工程的沉拔桩施工机械；一般与起重机、桩架配套使用，适于各类钢板桩和各类钢管桩的沉拔作业，亦可用于混凝土灌注桩，石灰桩，砂桩等多种类型的地基作业。侧夹式液压打桩机的夹持端处于挖机操作员的视野盲区，无法精准实现桩机的夹持与竖直沉桩，再之，侧夹式液压打桩机通过多机构配合工作，组合动作复杂单人难以控制的技术难点，所以需要一种综合虚拟样机和实际工况的虚实镜像功能的侧夹式打桩机位姿检测控制系统，实现挖机操作员控制设备动作提供技术参数支撑。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供侧夹式打桩机位姿检测控制系统，解决了侧夹式液压打桩机的夹持端处于挖机操作员的视野盲区，无法精准实现桩机的夹持与竖直沉桩，再之，侧夹式液压打桩机通过多机构配合工作，组合动作复杂单人难以控制的技术难点的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：侧夹式打桩机位姿检测控制系统，包括挖掘机位姿检测组件、侧夹式打桩机检测组件、振动箱体工况检测组件和控制模块；所述挖掘机位姿检测组件包括挖掘机和位移传感器，若干个所述位移传感器分别在安装在挖掘机的动臂油缸上；所述侧夹式打桩机检测组件包括摄像头、倾角仪和侧夹式打桩机，所述侧夹式打桩机顶部外侧分别安装有摄像头和倾角仪，所述侧夹式打桩机装夹固定有桩体；所述控制模块包括无线遥控器和位姿控制计算机，所述位姿控制计算机位于挖掘机的控制室内部，所述无线遥控器用于远端控制。优选的，所述振动箱体工况检测组件包括振动箱体、温度传感器、振动传感器和压力传感器，所述温度传感器安装在振动箱体内壁内部，振动传感器用于监控振动箱体的工况，压力传感器用于监控检测液压管路。优选的，所述无线遥控器和侧夹式打桩机通过远程无线连接，所述位姿控制计算机和挖掘机通过有线连接。优选的，所述摄像头和位移传感器均与位姿控制计算机有线连接，所述倾角仪和位姿控制计算机无线连接。优选的，所述位移传感器的个数为3组，所述挖掘机的动臂油缸的个数为3组。本专利技术的有益效果是：1、位姿控制计算机的现实界面包括虚拟样机、偏摆角度和摄像监控，虚拟样机实现侧夹式打桩机工作时的宏观位姿显示，偏摆角度通过倾角仪获取偏摆角度数据，提示侧夹式打桩机实际竖直工作时与动态实时位置的偏差，为挖机操作员操作提供指导，摄像监控为摄像头监控到的实际抱夹机构工作时的动态影像，方便工作人员观察，通过虚拟样机与实际工况结合的虚实镜像，实现侧夹式打桩机的位姿检测控制；2、调桩员利用自己的视野优势，依据无线遥控于远端实现侧夹式打桩机的位姿调整，为侧夹式打桩机竖直调整提供动态化的指导；3、通过摄像头的摄像监控，规避挖机操作员的操作视野盲区；4、通过无线遥控，无线遥控器控制侧夹式打桩机工作调整，位姿控制计算机控制挖掘机工作调整，双人配合完成控制。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术图1中A区域放大图；图3为本实用无线遥控器操作界面示意图；图4为本专利技术位姿控制计算机的初始操作界面；图5为本专利技术位姿控制计算机的工作位姿的监控示意图；图6为本专利技术的系统框图。图例说明：1、无线遥控器；2、桩体；3、摄像头；4、倾角仪；5、位移传感器；6、位姿控制计算机；7、挖掘机；8、侧夹式打桩机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面给出具体实施例。参见图1～图3和图6，侧夹式打桩机位姿检测控制系统，包括挖掘机位姿检测组件、侧夹式打桩机检测组件、振动箱体工况检测组件和控制模块；挖掘机位姿检测组件包括挖掘机7和位移传感器5，若干个位移传感器5分别在安装在挖掘机7的动臂油缸上，位移传感器5的个数为3组，挖掘机7的动臂油缸的个数为3组，通过安置在挖掘机7动臂油缸上的三组位移传感器5用于感知挖掘机7机械臂的实时位姿；侧夹式打桩机检测组件包括摄像头3、倾角仪4和侧夹式打桩机8，侧夹式打桩机8顶部外侧分别安装有摄像头3和倾角仪4，侧夹式打桩机8装夹固定有桩体2，摄像头3和位移传感器5均与位姿控制计算机6有线连接，倾角仪4和位姿控制计算机6无线连接，利用倾角仪4和摄像头3能实时检测抱夹和偏摆动作时，侧夹式打桩机8的实时位姿状态；控制模块包括无线遥控器1和位姿控制计算机6，位姿控制计算机6位于挖掘机7的控制室内部，无线遥控器1用于远端控制，无线遥控器1和侧夹式打桩机8通过远程无线连接，位姿控制计算机6和挖掘机7通过有线连接，调桩员远程控制无线遥控器1调整侧夹式打桩机8工作姿态和挖机操作员依据位姿控制计算机6提供的整体位姿信息实施动作决策。作为本专利技术的一种实施方式，振动箱体工况检测组件包括振动箱体、温度传感器、振动传感器和压力传感器，温度传感器安装在振动箱体内壁内部，振动传感器用于监控振动箱体的工况，压力传感器用于监控检测液压管路，振动传感器、温度传感器和管道压力传感器作为振动箱体的工况监控，主要实现振动箱体工作时的高温预警、工作异常振动判断和突发泄压高压预警等功能。参见图4和图5，位姿控制计算机6的桩机位姿检测控制界面主要分为三部分，包括虚拟样机、偏摆角度和摄像监控，虚拟样机实现侧夹式打桩机8工作时的宏观位姿显示；偏摆角度通过倾角仪4获取偏摆角度，提示侧夹式打桩机8实际竖直工作时与动态实时位置的偏差，为挖机操作员操作提供指导；摄像监控通过摄像头3监控到的实际侧夹式打桩机8工作时的动态影像，方便工作人员观察；其中图4的界面为初始工作界面，而图5界面为侧夹式打桩机8和挖掘机7工作位姿的监控示意图。工作原理：侧夹式打桩机位姿检测控制系统依靠多源传感器检测设备工作状态信号，将检测出的工况状态映射至位姿控制计算机6中。传感器中的位移传感器5、倾角仪4、摄像头3、振动传感器主要检测出挖掘机7的实时位置与侧夹打桩机的工作状态，三组位移传感器5置于挖机动臂油缸上，结合位姿控制计算机6中的虚拟样机实现挖机动作位姿检测与显示，倾角仪4和摄像头3安装于打桩机本体的上部，实现对桩体2抱夹以及对桩体2底部夹紧时监控，其次，利用倾角仪4和摄像头3能实时检测抱夹和偏摆动作时，侧夹式打桩机8上的对称布置的偏摆油缸交替伸缩，使连接架与偏摆转盘之间产生偏摆，结合蜗轮减速器的回转自锁定位来调整夹桩姿态，获取侧夹式打桩机8的实时位姿状态，且通过振动传感器、温度传感器和管道压力传感器作为振动箱体的工况监控，主要实现振动箱体工作时的高温预警、工作异常振动判断和突发泄压高压预警等功能。位姿控制计算机6的现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.侧夹式打桩机位姿检测控制系统，其特征在于，包括挖掘机位姿检测组件、侧夹式打桩机检测组件、振动箱体工况检测组件和控制模块；/n所述挖掘机位姿检测组件包括挖掘机(7)和位移传感器(5)，若干个所述位移传感器(5)分别在安装在挖掘机(7)的动臂油缸上；/n所述侧夹式打桩机检测组件包括摄像头(3)、倾角仪(4)和侧夹式打桩机(8)，所述侧夹式打桩机(8)顶部外侧分别安装有摄像头(3)和倾角仪(4)，所述侧夹式打桩机(8)装夹固定有桩体(2)；/n所述控制模块包括无线遥控器(1)和位姿控制计算机(6)，所述位姿控制计算机(6)位于挖掘机(7)的控制室内部，所述无线遥控器(1)用于远端控制。/n

【技术特征摘要】
1.侧夹式打桩机位姿检测控制系统，其特征在于，包括挖掘机位姿检测组件、侧夹式打桩机检测组件、振动箱体工况检测组件和控制模块；
所述挖掘机位姿检测组件包括挖掘机(7)和位移传感器(5)，若干个所述位移传感器(5)分别在安装在挖掘机(7)的动臂油缸上；
所述侧夹式打桩机检测组件包括摄像头(3)、倾角仪(4)和侧夹式打桩机(8)，所述侧夹式打桩机(8)顶部外侧分别安装有摄像头(3)和倾角仪(4)，所述侧夹式打桩机(8)装夹固定有桩体(2)；
所述控制模块包括无线遥控器(1)和位姿控制计算机(6)，所述位姿控制计算机(6)位于挖掘机(7)的控制室内部，所述无线遥控器(1)用于远端控制。


2.根据权利要求1所述的侧夹式打桩机位姿检测控制系统，其特征在于，所述振动箱体工况检测组件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀忠，俞振燊，
申请(专利权)人：无锡坤龙工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32