一种打桩机自动定位系统及方法技术方案

本申请公开了一种打桩机自动定位系统及方法，系统包括传感器、摄像头、处理模块；传感器以及摄像头设置在打桩机本体上；打桩机本体包括动臂、机头；传感器用于获取动臂对应的运动信息；摄像头用于获取桩体的图像信息；处理模块用于在预先构建的空间模型中，通过运动信息以及机头在空间模型中的第一初始位置信息，确定机头在空间模型中的第一位置信息；在第一位置信息位于桩位对应的第二位置信息的预设区域时，通过对图像信息进行图像分析，确定机头对应的第三位置信息，第三位置信息的精度高于第一位置信息；在第三位置信息与第二位置信息在水平方向上重合时，控制打桩机工作，将桩体固定在桩位上。体固定在桩位上。体固定在桩位上。

【技术实现步骤摘要】
一种打桩机自动定位系统及方法


[0001]本申请涉及建筑工程
，尤其涉及一种打桩机自动定位系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国国民经济的不断发展,公路、铁路、桥梁等基础设施建设项目也随之增加，应用于基础施工工程的沉拔桩施工机械得到广泛应用。
[0003]打桩机是利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械，桩位的精确度对整个工程的质量有很大的影响，并且会影响到工程的进程。
[0004]但是，目前打桩机进行打桩时，需要人工多次辅助各步骤的操作，才能找到需要打桩的桩位，并且操作过程复杂，导致打桩机打桩效率低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种打桩机自动定位系统及方法，用于解决打桩机打桩效率低的问题。
[0006]本申请实施例采用下述技术方案：
[0007]一方面，本申请实施例提供了一种打桩机自动定位系统，所述系统包括传感器、摄像头、处理模块；所述传感器以及所述摄像头设置在打桩机本体上；所述打桩机本体包括动臂、机头；所述传感器用于获取所述动臂对应的运动信息，并将所述运动信息发送至所述处理模块；所述摄像头用于获取桩体的图像信息，并将所述图像信息发送至所述处理模块；所述处理模块用于在预先构建的空间模型中，通过所述运动信息以及所述机头在所述空间模型中的第一初始位置信息，确定所述机头在所述空间模型中的第一位置信息；在所述第一位置信息位于桩位对应的第二位置信息的预设区域时，通过对所述图像信息进行图像分析，确定所述机头对应的第三位置信息，所述第三位置信息的精度高于所述第一位置信息；在所述第三位置信息与所述第二位置信息在水平方向上重合时，控制打桩机工作，将所述桩体固定在所述桩位上。
[0008]一个示例中，所述打桩机本体包括动臂油缸，所述动臂油缸设置在所述动臂上；所述处理模块还用于在预先构建的空间模型中，确定所述机头在所述空间模型中的所述第一初始位置信息；基于所述第一初始位置信息，通过控制所述动臂油缸伸缩，以使所述动臂带动所述机头运动，将所述机头移动至所述桩体所在的第四位置信息；在所述机头位于所述第四位置信息时，控制所述机头与所述桩体连接。
[0009]一个示例中，所述打桩机本体包括车架，所述车架与所述动臂连接；所述处理模块通过预先建立空间坐标系统，根据预先确定的所述动臂的结构尺寸、所述车架的结构尺寸以及所述动臂油缸的长度，在所述空间坐标系统中，建立所述空间模型；在所述空间模型中，确定所述车架在所述空间模型中的第二初始位置信息；基于所述第二初始位置信息，根据所述车架、动臂、机头的尺寸信息，以及所述动臂油缸的初始长度，确定所述机头在所述空间模型中的所述第一初始位置信息。
[0010]一个示例中，所述打桩机本体的控制管路上设置有电控比例阀；所述电控比例阀用于控制所述打桩机本体上的电磁阀的输出电流；所述处理模块，还用于控制所述机头移动时，通过所述电磁阀的输出电流控制所述动臂油缸伸缩，以控制所述机头的竖轴坐标不变。
[0011]一个示例中，所述处理模块还用于通过控制所述机头移动时，确定所述机头的移动路线；所述机头与所述桩体连接；通过所述摄像头获取所述移动路线上的图像信息；对所述移动路线上的图像信息进行分析，确定在所述移动路线上，没有障碍物能够阻挡所述机头以及所述桩体的移动。
[0012]一个示例中，所述处理模块还用于通过所述机头的第一位置信息，以及所述桩位对应的第二位置信息，确定所述打桩机本体对应的位移指令，所述位移指令中，将所述第一位置信息为起点，所述第二位置信息为理论终点；通过所述位移指令，控制所述打桩机本体进行位移，并通过位移过程中产生的运动信息，确定所述机头在所述位移后的实际终点；通过所述实际终点与所述理论终点之间的偏差，确定动臂油缸对应的伸缩指令；通过所述伸缩指令，控制所述动臂油缸伸缩，以使所述机头到达所述理论终点。
[0013]一个示例中，所述机头上设置水平传感器，所述水平传感器用于采集所述机头的偏摆角度数据，并将所述偏摆角度数据发送至所述处理模块，以使所述处理模块确定所述桩体竖直时与动态实时位置的偏差。
[0014]一个示例中，所述传感器为传感器组，所述传感器组包括多个角度传感器和/或位移传感器；所述动臂包括大臂、小臂、副臂，所述大臂、所述小臂、所述副臂上分别对应设置有大臂油缸、小臂油缸、副臂油缸；所述多个角度传感器分别设置于车架、所述大臂、所述小臂、所述副臂彼此相邻的连接处；所述多个位移传感器分别设置于所述大臂油缸、所述小臂油缸、所述副臂油缸上。
[0015]一个示例中，所述摄像头包括双目摄像头，所述双目摄像头设置在所述打桩机本体的驾驶室上，以使所述处理模块通过所述图像信息获取所述机头与所述桩位之间的垂直高度。
[0016]另一方面，本申请实施例提供了一种打桩机自动定位方法，应用于打桩机自动定位系统，所述系统包括传感器、摄像头、处理模块；所述传感器以及所述摄像头设置在打桩机本体上；所述打桩机本体包括动臂、机头；所述方法包括：所述处理模块，在预先构建的空间模型中，通过所述动臂对应的运动信息以及所述机头在所述空间模型中的第一初始位置信息，确定所述机头在所述空间模型中的第一位置信息；所述动臂对应的运动信息由所述传感器组获取；在所述第一位置信息位于桩位对应的第二位置信息的预设区域时，通过对桩体的图像信息进行图像分析，确定所述机头对应的第三位置信息，所述第三位置信息的精度高于所述第一位置信息；所述桩体的图像信息由所述摄像头获取；在所述第三位置信息与所述第二位置信息在水平方向上重合时，控制打桩机工作，将所述桩体固定在所述桩位上。
[0017]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0018]本申请实施例在打桩机将桩体固定在桩位的过程中，首先通过传感器获取动臂的运动信息，并在预先构建的空间模型中，对机头进行第一次定位，能够及时监控机头在位移过程中的实际位置信息，提高对机头定位的精确性。进一步，在桩体位于桩位附近时，由于
图像信息能够直观地反映出桩体与桩位之间的偏差，因此通过对摄像头采集的桩体的图像信息进行图像分析，对机头进行第二次定位，能够准确地调整机头的位置，实现了打桩机将桩体准确地固定在桩位上，从而本申请实施例能够使打桩机自动定位桩位，提高打桩机的打桩效率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将结合附图来对本申请的部分实施例进行详细说明，附图中：
[0020]图1为本申请实施例提供的一种打桩机自定定位系统的框架示意图；
[0021]图2为本申请实施例提供的一种打桩机的结构示意图；
[0022]图3为本申请实施例提供的一种打桩机自动定位方法的流程示意图；
[0023]图中，1车架、2大臂、3小臂、4副臂、5机头、6桩体、7大臂油缸、8小臂油缸、9副臂油缸。
具体实施方式
[0024]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种打桩机自动定位系统，其特征在于，所述系统包括传感器、摄像头、处理模块；所述传感器以及所述摄像头设置在打桩机本体上；所述打桩机本体包括动臂、机头；所述传感器用于获取所述动臂对应的运动信息，并将所述运动信息发送至所述处理模块；所述摄像头用于获取桩体的图像信息，并将所述图像信息发送至所述处理模块；所述处理模块用于在预先构建的空间模型中，通过所述运动信息以及所述机头在所述空间模型中的第一初始位置信息，确定所述机头在所述空间模型中的第一位置信息；在所述第一位置信息位于桩位对应的第二位置信息的预设区域时，通过对所述图像信息进行图像分析，确定所述机头对应的第三位置信息，所述第三位置信息的精度高于所述第一位置信息；在所述第三位置信息与所述第二位置信息在水平方向上重合时，控制打桩机工作，将所述桩体固定在所述桩位上。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述打桩机本体包括动臂油缸，所述动臂油缸设置在所述动臂上；所述处理模块还用于在预先构建的空间模型中，确定所述机头在所述空间模型中的所述第一初始位置信息；基于所述第一初始位置信息，通过控制所述动臂油缸伸缩，以使所述动臂带动所述机头运动，将所述机头移动至所述桩体所在的第四位置信息；在所述机头位于所述第四位置信息时，控制所述机头与所述桩体连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述打桩机本体包括车架，所述车架与所述动臂连接；所述处理模块通过预先建立空间坐标系统，根据预先确定的所述动臂的结构尺寸、所述车架的结构尺寸以及所述动臂油缸的长度，在所述空间坐标系统中，建立所述空间模型；在所述空间模型中，确定所述车架在所述空间模型中的第二初始位置信息；基于所述第二初始位置信息，根据所述车架、所述动臂以及所述机头的尺寸信息，以及所述动臂油缸的初始长度，确定所述机头在所述空间模型中的所述第一初始位置信息。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述打桩机本体的控制管路上设置有电控比例阀；所述电控比例阀用于控制所述打桩机本体上的电磁阀的输出电流；所述处理模块还用于控制所述机头移动时，通过所述电磁阀的输出电流控制动臂油缸伸缩，以控制所述机头的竖轴坐标不变。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述处理模块还用于通过控制所述机头移动时，确定所述机头的移动路线；所述机头与所述桩体连接；通过所述摄像头获取所述移动路线上的图像信息；对所述移动路线上的图像信息进行分析，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：程勇，王永启，闫庆忠，张顺顺，周帅，杨景达，王加奇，
申请(专利权)人：瑞诺济南动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：