用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法技术

本发明专利技术公开了用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，属于机械臂控制技术领域，具体包括：获取施工隧道三维点云模型，并基于该三维点云模型生成机械臂运动轨迹并设定初始喷涂速度和流量；通过机械臂末端曲率传感单元实时采集当前喷涂点曲率半径并基于三维模型获取该点衬砌面单位法向量，计算其与重力矢量的点积绝对值作为重力影响因子；将所述曲率半径及重力影响因子输入预设的偏差映射模型中，得到当前喷涂点对应的凝固时间预测偏差与厚度预测偏差；基于凝固时间和厚度预测偏差修正初始速度和流量并控制机械臂进行喷涂；本发明专利技术实现了隧道不同区域混凝土衬砌的厚度一致性与凝固稳定性，提升喷涂均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械臂控制，具体涉及用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法。

技术介绍

1、隧道工程中，混凝土衬砌作为保障隧道结构稳定性与耐久性的关键环节，其喷涂施工质量直接影响工程安全与使用寿命。然而，受隧道结构形态复杂性的影响，混凝土喷涂过程中常面临因特殊结构特征导致的施工均匀性不足问题，成为制约施工效率与质量的重要瓶颈。

2、当前，隧道混凝土喷涂多依赖机械臂自动化作业，通过“一喷、二喷、一刮铲、三喷、二刮铲、一扫面”等多子工序的衔接来实现隧道工程混凝土喷涂作业，但是，同时，针对墙面经人工预先铺平、后续由机械臂进行厚度填充的场景，现有方法缺乏对人工预处理基准面的针对性适配，现有机械臂控制方法普遍采用固定化的运动参数与喷涂参数，难以适配隧道内多样化的结构场景。一方面，隧道存在大量曲面结构（如转弯段、拱顶与侧墙过渡区等），不同区域的路径曲率差异显著，当机械臂沿高曲率路径运动时，固定速度下易出现局部混凝土堆积或喷涂不充分的现象，导致沉积层厚度偏差超出设计允许范围；另一方面，重力作用对混凝土喷涂的影响具有显著的空间差异性—在拱顶区域，混凝土受重力作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，所述S1中，生成机械臂运动轨迹的具体过程为：

3.根据权利要求1所述的用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，所述S3中，预设的偏差映射模型的具体构建过程为：

4.根据权利要求3所述的用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，还包括在未实测的曲率-重力因子组合位置，采用双三次样条插值算法生成连续的凝固时间偏差场与厚度偏差场，将插值完成的映射表烧录至机械臂控制单元作为偏差映射模型。...

【技术特征摘要】

1.用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，所述s1中，生成机械臂运动轨迹的具体过程为：

3.根据权利要求1所述的用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，所述s3中，预设的偏差映射模型的具体构建过程为：

4.根据权利要求3所述的用于隧道工程混凝土喷涂的机械臂控制方法，其特征在于，还包括在未实测的曲率-重力因子组合位置，采用双三次样条插值算法生成连续的凝固时间偏差场与厚度偏差场，将插值完成的映射表烧录至机械臂控制单元作为偏差映射模型。

5.根据权利要求1所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何运东，许志文，郭军，安国栋，侯志刚，周亚龙，唐轶文，何振兴，颉晓俊，彭海涛，刘晓平，柴长胜，
申请(专利权)人：中铁六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：