CN112695635A - 一种护栏台车模板组件控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种护栏台车模板组件控制系统，属于专用于架设或装配桥梁的设备，包括状态计算模块，所述状态计算模块连接有位姿解析模块，并通过伸缩控制接口连接外部伸缩机构控制系统，伸缩机构控制系统通过伸缩机构组机械带动模板组件。本发明能够解决全电控护栏台车模板系统核心控制结构关键参数解析问题，从而实现护栏台车模板系统对模板组件的全自动化控制，有效降低对现场人员的需求，进而实现无人操作；极大的便于根据实际需求安排自动化作业流程，大幅提高护栏施工效率。

Description

一种护栏台车模板组件控制系统
技术领域
本发明涉及一种护栏台车模板组件控制系统，属于专用于架设或装配桥梁的设备。
背景技术
现有技术中对于护栏台车，一般都仅实现了机械化，如申请号为201810339504.4的中国发明专利公开的一种隧道边沟和桥梁护栏混凝施工的组合机械台车装置，虽然能够做到模板拆装的适配，但是由于其过多采用柔性结构，以至于需要施工人员现场操作并为此设置有人员站立位，整个护栏施工过程不能自动化，整体施工效率低下。
基于此，本申请的发明人发现：现有技术总是需要施工人员现场操作并为此设置有人员站立位，是因为在其方案中未实现全电控调整的结构。
因此，本申请的发明人设计了一种全电控的护栏台车模板系统(并已另外申请专利)，但护栏设计图并不直接体现护栏台车模板系统中电控伸缩机构的位置，现有技术没有提供有效技术手段实现从设计图护栏形状参数到伸缩机构控制目标量的解析转换，从而难以实现真正的自动化。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动护栏台车控制方法，该自动护栏台车控制方法能够解决全电控护栏台车模板系统核心控制结构关键参数解析问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种护栏台车模板组件控制系统，包括状态计算模块，所述状态计算模块连接有位姿解析模块，并通过伸缩控制接口连接外部伸缩机构控制系统，伸缩机构控制系统通过伸缩机构组机械带动模板组件；
位姿解析模块基于伸缩机构的位置和方向数据，将设计图中待施工护栏的位置和形状数据，解析为伸缩机构的控制目标量数据，并将伸缩机构的控制目标量数据发送至状态计算模块；
状态计算模块计算伸缩机构控制系统反馈的伸缩机构长度数据和伸缩机构的控制目标量数据两者之间的差值；
根据差值计算结果向伸缩机构控制系统发送控制指令。
所述状态计算模块连接有控制调节模块，控制调节模块根据差值计算结果，计算伸缩机构当前周期的控制量。
所述状态计算模块、控制调节模块和伸缩控制接口均连接至数据分接模块，数据分接模块将伸缩机构控制系统反馈的伸缩机构长度数据发送状态计算模块、将伸缩机构当前周期控制量通过伸缩控制接口发送。
所述位姿解析模块连接有设置参数库，设置参数库中存储伸缩机构的位置和方向数据。所述位姿解析模块通过数据导入接口获取设计图。
所述状态计算模块和控制调节模块均由任务调配模块控制工作周期。
所述设置参数库连接至任务调配模块，由任务调配模块提供人机交互界面以接受对伸缩机构的位置和方向数据的设置和更改。
所述伸缩机构组包括横向伸缩机构组、纵向伸缩机构组和侧方伸缩机构，其中横向伸缩机构组从水平方向分别作用于模板组件的内模板上部和外模板、纵向伸缩机构组从垂直方向分别作用于模板组件的内模板和外模板、侧方伸缩机构作用于内模板下部。
所述横向伸缩机构组和纵向伸缩机构组均由至少两个伸缩机构组成。
所述伸缩机构为液压缸，伸缩机构控制系统为液压系统。
本发明的有益效果在于：能够解决全电控护栏台车模板系统核心控制结构关键参数解析问题，从而实现护栏台车模板系统对模板组件的全自动化控制，有效降低对现场人员的需求，进而实现无人操作；极大的便于根据实际需求安排自动化作业流程，大幅提高护栏施工效率。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的流程示意图；
图2是图1控制对象的一种实施方式的结构示意图；
图3是图2中立柱底端位置的侧视图。
图中：11-立柱，12-横梁，13-模板组件，14-行走轮，15-行走电机，16-振捣器，17-伸缩支撑柱，21-外横向伸缩机构，22-内横向伸缩机构，23-外纵向伸缩机构，24-内纵向伸缩机构，25-侧方伸缩机构，26-第一侧方撑杆，27-第二侧方撑杆，28-上横拉杆，29-下横拉杆。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于。
如图1所示的一种护栏台车模板组件控制系统，包括状态计算模块，状态计算模块连接有位姿解析模块，并通过伸缩控制接口连接外部伸缩机构控制系统，伸缩机构控制系统通过伸缩机构组机械带动模板组件；
位姿解析模块基于伸缩机构的位置和方向数据，将设计图中待施工护栏的位置和形状数据，解析为伸缩机构的控制目标量数据，并将伸缩机构的控制目标量数据发送至状态计算模块；
状态计算模块计算伸缩机构控制系统反馈的伸缩机构长度数据和伸缩机构的控制目标量数据两者之间的差值；
根据差值计算结果向伸缩机构控制系统发送控制指令。
状态计算模块连接有控制调节模块，控制调节模块根据差值计算结果，计算伸缩机构当前周期的控制量。
状态计算模块、控制调节模块和伸缩控制接口均连接至数据分接模块，数据分接模块将伸缩机构控制系统反馈的伸缩机构长度数据发送状态计算模块、将伸缩机构当前周期控制量通过伸缩控制接口发送。
位姿解析模块连接有设置参数库，设置参数库中存储伸缩机构的位置和方向数据。
位姿解析模块通过数据导入接口获取设计图。
状态计算模块和控制调节模块均由任务调配模块控制工作周期。
设置参数库连接至任务调配模块，由任务调配模块提供人机交互界面以接受对伸缩机构的位置和方向数据的设置和更改。
伸缩机构组包括横向伸缩机构组、纵向伸缩机构组和侧方伸缩机构，其中横向伸缩机构组从水平方向分别作用于模板组件的内模板上部和外模板、纵向伸缩机构组从垂直方向分别作用于模板组件的内模板和外模板、侧方伸缩机构作用于内模板下部。
横向伸缩机构组和纵向伸缩机构组均由至少两个伸缩机构组成。
伸缩机构为液压缸，伸缩机构控制系统为液压系统。
实施例1
采用上述方案，采用微控制器或PLC作为唯一控制器实现，状态计算模块、控制调节模块构成PID控制器，数据导入接口、设置参数库、位姿解析模块构成设计图解析模组，在控制逻辑的主函数中实现任务调配模块，分别调用PID控制器和设计图解析模组功能。该实施例主要适用于单台护栏台车的控制。
实施例2
采用上述方案，状态计算模块、控制调节模块、数据导入接口、设置参数库、位姿解析模块、任务调配模块、数据分接模块分别为独立的硬件模块，数据导入接口为USB接口，设置参数库为一独立flash芯片，状态计算模块、控制调节模块和数据分接模块均为32 位微控制器，位姿解析模块和任务调配模块为微处理器。
该实施例主要适用于批量控制。
实施例3
采用上述方案，采用FPGA作为唯一控制器实现，状态计算模块、控制调节模块、数据导入接口、设置参数库、位姿解析模块、任务调配模块、数据分接模块均为在FPGA中写入的控制模块。
该实施例和实施例1类似，但由于采用FPGA实现，并发控制性能更佳，因此更适用于少量多台的控制。
本发明主要适用于如图2、图3所示的护栏台车模板系统，该护栏台车模板系统包括立柱 11、固定在立柱11侧面的横梁12，横梁12上固定有横向伸缩机构，横向伸缩机构动作端固定有朝下的纵向伸缩机构，纵向伸缩机构下端动作端固定在模板组件13上端，立柱11上低于横梁12的位置固定有侧方伸缩机构25，侧方伸缩机构25动作端固定在模板组件13侧面；在模板组件13上固定有振捣器16；纵向伸缩机构和侧方伸缩机构25直接固定于模板组件13；横向伸缩机构包括外横向伸缩机构21和内横向伸缩机构22，纵向伸缩机构包括外纵向伸缩机构23和内纵向伸缩机构24，外横向伸缩机构21动作端固定外纵向伸缩机构23，内横向伸缩机构22动作段固定内纵向伸缩机构24，外纵向伸缩机构 23动作端固定模板组件13的外模板，内纵向伸缩机构24动作端固定模板组件13的内模板，立柱11底端有伸缩支撑柱17。
同时，基于本发明的原理可见，本发明亦可应用于任意符合如下条件的全电控护栏台车模板系统：
a.有至少两个伸缩机构从水平方向分别作用于模板组件的内模板上部和外模板；
b.有至少两个伸缩机构从垂直方向分别作用于模板组件的内模板和外模板；
c.有伸缩机构作用于模板组件的内模板下部。
现有技术的以内模板和外模板组成的模板组件经大量实践证实，是最符合结构简单、效果可靠的护栏浇筑模板结构，故本发明中所指模板组件是指现有技术中以内模板和外模板组成的模板组件。

Claims (10)

1.一种护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：包括状态计算模块，所述状态计算模块连接有位姿解析模块，并通过伸缩控制接口连接外部伸缩机构控制系统，伸缩机构控制系统通过伸缩机构组机械带动模板组件；
位姿解析模块基于伸缩机构的位置和方向数据，将设计图中待施工护栏的位置和形状数据，解析为伸缩机构的控制目标量数据，并将伸缩机构的控制目标量数据发送至状态计算模块；
状态计算模块计算伸缩机构控制系统反馈的伸缩机构长度数据和伸缩机构的控制目标量数据两者之间的差值；
根据差值计算结果向伸缩机构控制系统发送控制指令。
2.如权利要求1所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述状态计算模块连接有控制调节模块，控制调节模块根据差值计算结果，计算伸缩机构当前周期的控制量。
3.如权利要求1或2所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述状态计算模块、控制调节模块和伸缩控制接口均连接至数据分接模块，数据分接模块将伸缩机构控制系统反馈的伸缩机构长度数据发送状态计算模块、将伸缩机构当前周期控制量通过伸缩控制接口发送。
4.如权利要求1所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述位姿解析模块连接有设置参数库，设置参数库中存储伸缩机构的位置和方向数据。
5.如权利要求1所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述位姿解析模块通过数据导入接口获取设计图。
6.如权利要求1或2所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述状态计算模块和控制调节模块均由任务调配模块控制工作周期。
7.如权利要求4所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述设置参数库连接至任务调配模块，由任务调配模块提供人机交互界面以接受对伸缩机构的位置和方向数据的设置和更改。
8.如权利要求1所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述伸缩机构组包括横向伸缩机构组、纵向伸缩机构组和侧方伸缩机构，其中横向伸缩机构组从水平方向分别作用于模板组件的内模板上部和外模板、纵向伸缩机构组从垂直方向分别作用于模板组件的内模板和外模板、侧方伸缩机构作用于内模板下部。
9.如权利要求1所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述横向伸缩机构组和纵向伸缩机构组均由至少两个伸缩机构组成。
10.如权利要求1所述的护栏台车模板组件控制系统，其特征在于：所述伸缩机构为液压缸，伸缩机构控制系统为液压系统。
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