挖土铲开挖孔位和深度控制系统、方法、终端、介质、应用技术方案

本发明专利技术属于机械自动化技术领域，公开了挖土铲开挖孔位和深度控制系统、方法、终端、介质、应用。通过地面终端把控制命令发射到自制挖土铲的挖掘执行机构；自制挖土铲孔深监测器接收到控制命令并把信号发送至自制挖土铲控制器，当挖掘执行机构触碰地下相关设备，挖掘阻力发生变化，运行受阻，自制挖土铲孔深监测器将检测信号发送自制挖土铲控制器，进行报警；则自制挖土铲控制器发出挖掘执行机构停止运行。本发明专利技术保证工程质量，土坑开挖孔位和深度准确，孔壁光滑，成孔质量好；操作简单省力，对周边土体扰动小；降低施工成本，施工过程中降低了对地下管线破坏的可能性。降低了对地下管线破坏的可能性。降低了对地下管线破坏的可能性。

【技术实现步骤摘要】
挖土铲开挖孔位和深度控制系统、方法、终端、介质、应用


[0001]本专利技术属于机械自动化
，尤其涉及一种自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制系统、控制方法、终端、计算机可读存储介质及自制挖土铲。

技术介绍

[0002]目前，常规路灯杆基础坑开挖由小型挖机完成，基础坑尺寸和深度的精准度控制难度大、对周边土体扰动大，造价成本高、容易对地下管线造成不可挽回的破坏。
[0003]钻孔用的钻杆在钻进过程中既绕其轴线旋转又沿其轴线移动，因此较难直接对钻杆的钻进位移量使用位移传感器进行测量。CN202325482U号中国专利公开的一种钻孔深度计量装置，其采用与钻杆紧贴的耐磨圆球，并利用转动轴线与钻进方向垂直的水平计量压紧圆柱体与滚动圆球的摩擦配合将圆球在钻进方向上的滚动量反映为圆柱体的定向转动，进而通过旋转计数器采集圆柱体的旋转量来算出钻杆的钻进深度。由于钻进过程中钻杆外表面的质点实际在螺旋线运动，因此现有技术中此类测量仪的输出定向旋转量的转动体(圆柱体)均无法避免一直要受到钻杆旋转方向上的作用力，该作用力将使转动体受到方向和大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法，其特征在于，所述自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法包括：步骤一，通过地面终端把控制命令以载波形式加载到低频正弦电磁波信号中进行放大并发射到自制挖土铲的挖掘执行机构以及自制挖土铲孔深监测器；其中控制命令为一组3位，4位，5位，6位，7位，8位，9位，10位数或1000位以内的更高位数的二进制编码；步骤二，自制挖土铲孔深监测器接收到这个带有控制命令的电磁波载波信号，并把信号发送至自制挖土铲控制器，自制挖土铲控制器经过信号放大、滤波处理，把载波信号中的控制命令提取出来，并与自制挖土铲控制器预设的控制指令进行对比，如果地面发送的控制命令与自制挖土铲控制器的控制指令不一致，则自制挖土铲控制器不向自制挖掘执行机构输出运行指令，如果地面发送的控制命令与自制挖土铲控制器的控制指令一致，则自制挖土铲控制器向挖掘执行机构输出挖掘指令，挖掘执行机构运行；步骤三，当挖掘执行机构触碰地下相关设备，挖掘阻力发生变化，运行受阻，自制挖土铲孔深监测器将检测信号发送自制挖土铲控制器，进行报警；则自制挖土铲控制器发出挖掘执行机构停止运行指令。2.根据权利要求1所述的自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三中的挖掘执行机构的执行挖掘角度根据需要按照30
°
、45
°
、60
°
、90
°
、120
°
之一进行运行；或根据特殊需要以0
°
～180
°
之间任意角度进行运行。3.根据权利要求1所述的自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三中的自制挖土铲控制器设置有信号L0信号处理模块，所述信号L0信号处理模块的信号L0信号处理方法包括：其中，f表示待处理的孔深向量，维数为V
×
1，e表示处理后的孔深向量，维数为V
×
1；Φ
BV
表示B
×
V维的测量矩阵，其中，Φ
BV
取用随机的高斯矩阵，|| ||2表示向量的2系数，|| ||0表示向量的0系数。4.根据权利要求3所述的自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法，其特征在于，信号处理方法采用的迭代公式为：征在于，信号处理方法采用的迭代公式为：其中，f
(j)
表示第j次迭代得到的孔深向量，s表示Φ
Γ
×
Φ的最大特征值，Γ表示对矩阵求转置，k～(1,V)，χ＝σ/4，σ表示噪声的标准差，由下式求得：σ＝Median(|f|)/0.6745；其中，Median表示求向量中元素的中位数；终止条件为：||f
(j+1)
‑
f
(j)
||2≤ε。
5.根据权利要求1所述的自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三中的自制挖土铲控制器设置有信号局部阈值模块，所述信号局部阈值模块的信号局部阈值方法包括：局部阈值为z*σ
′
，其中，z为一常数，σ
′
是每一个窗内的孔深的幅度标准差，定义为：其中，Q为每个窗内的孔深条数，|S(f
i
)|表示频率为f
i
的孔深对应的幅度值；所述自制挖土铲控制器设置有窗内孔深均值比局部最大值计算模块，的孔深均值比局部最大值计算方法包括：孔深均值比|I(f
i
)|的表达式为：对每一个窗内的孔深求均值比，并搜索得到窗内强度均值比的局部最大值|I(f0)|，f0为一个窗内强度均值比最大值所对应的频率。6.根据权利要求1所述的自制挖土铲进行路灯杆基础坑开挖中开挖孔位和深度控制方法，其特征在于，所述步骤三自制挖土铲孔深监测器检测挖掘阻力的方法包括：首先在地下相关设备的近边界端贴置测量靶标点，利用孔深监测器的监测硬件测量得到靶标点的坐标信息；然后将地下相关设备上靶标点按照三角形单元进行拓扑连接，将靶标点的坐标信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，何士冬，水钟麒，许进义，王建青，李泽军，孙建胜，
申请(专利权)人：中铁一局集团天津建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：