CN114482133B - 一种区域内井盖自动施工装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井盖装配技术领域，具体涉及一种区域内井盖自动施工装配方法，自动施工装配方法包括如下：行走小车行走在导航路线上，行走小车根据定位标识进行停止定位，在定位过程中通过识别芯片配合定位芯片进行定位相应的位置，当识别芯片与定位芯片定位配合后，通过图案识别相机识别定位图案，并定位十字形状图案的中心位置，装配装置通过抓取组件将放置组件上所放置的井盖进行抓取，并将所抓取的井盖放入到安装环体上进行装配，行走小车在完成一次装配后将持续跟随导航路线进行行走，直到下个定位标识进行定位装配；本发明以上施工方法可实现自动装配，装配方便，节省人力。

Description

一种区域内井盖自动施工装配方法

技术领域

本发明涉及井盖装配技术领域，特别是涉及一种区域内井盖自动施工装配方法。

背景技术

目前，在城市建设中，公用设施的各种管线如电业、通讯、供排水、供气和消防等均设置在地下，为了安装、检修和清理的需要，每隔一段距离就会设立一个井口。现实生活中，在井口上一般安装有井盖。井盖，用于遮盖下水道井口，防止人或者物体坠落。按材质可分为金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖、树脂井盖等。一般采用圆形，可用于绿化带、人行道、机动车道、码头、小巷等。

在一些区域内的井盖，现有施工装配中，一般都是先将井盖的环体浇筑安装在井口，在完成下水道内部施工后再装配上井盖，现有的井盖装配都是通过人工一个个进行装配，在一些区域小，井盖少的地方还可以，在一些区域大，井盖多，而且距离远时工作量则很大，故可针对现有的区域内井盖装配做进一步改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过行走小车根据导航路线行走，到定位标识位置时，通过抓取组件将井盖本体抓取装配到安装环体内，实现了区域内井盖的自动装配，适合于住宅小区、工业园区等区域使用，不需要人工装配，自动化程度高的区域内井盖自动施工装配方法。

本发明所采用的技术方案是：一种区域内井盖自动施工装配方法，包括自动施工系统，所述自动施工系统包括在局域内设置的多个井口、每个所述井口均设有安装环体、位于安装环体一侧的定位标识、将定位标识串连的导航路线、行走于导航路线的行走小车及跟随行走小车行走于导航路线的装配装置；所述装配装置包括用于摆放井盖的放置组件、放置于放置组件的井盖本体及用于在放置组件上抓取井盖本体并装配到安装环体的抓取组件；所述定位标识设有定位芯片，所述行走小车设有与定位芯片配合定位的识别芯片，所述行走小车通过识别芯片识别定位芯片的位置用于位置定位，所述定位芯片为高精度的GNSS芯片；所述定位标识设有定位图案，所述行走小车设有图案识别相机，所述定位图案呈十字形状呈现，所述图案识别相机用于检测定位图案的中心位置；

所述自动施工装配方法包括如下：

步骤S1，行走小车行走在导航路线上；

步骤S2，行走小车根据定位标识进行定位；

步骤S3，在定位过程中通过识别芯片配合定位芯片进行定位；

步骤S4，当识别芯片与定位芯片定位配合后，通过图案识别相机识别定位图案，并定位十字形状定位图案的中心位置；

步骤S5，装配装置通过抓取组件将放置组件上放置的井盖进行抓取，并将所抓取的井盖放入到安装环体上进行装配；

步骤S6，行走小车在完成一次装配后将持续跟随导航路线进行行走，直到对下个定位标识进行定位装配。

对上述方案的进一步改进为，所述安装环体的外侧设有至少一个定位卡槽，所述井盖本体对应定位卡槽设有定位卡扣，所述定位卡扣可卡入到定位卡槽内。

对上述方案的进一步改进为，所述步骤S5中，井盖本体装配到安装环体时，通过定位卡槽与定位卡扣对应进行装配。

对上述方案的进一步改进为，所述导航路线连接有导航系统，所述导航系统连接行走小车和移动终端，移动终端安装有操作系统，所述操作系统可控制行走小车在导航路线上行走。

对上述方案的进一步改进为，所述步骤S2中，行走小车通过操作系统的操作控制，跟随导航系统在导航路线上行走。

对上述方案的进一步改进为，所述行走小车包括车体、连接于车体的牵引部，所述装配装置安装于牵引部，所述牵引部位于装配装置的一侧设有检测组件，所述检测组件包括检测机械手、安装于检测机械手的检测相机及连接于检测机械手的校正杆；所述检测相机内安装有装配图案；

对上述方案的进一步改进为，所述步骤S5中，当完成装配后，通过检测组件用于对装配后的井盖本体的位置拍照，将所拍照的图案与装配图案进行对比以评估井盖本体是否完全装入到安装环体内，如检测相同则进入下道工序，如检测不同，则通过检测机械手驱动校正杆将井盖本体进行校正。

对上述方案的进一步改进为，所述放置组件并列设有两组，所述抓取组件位于两组放置组件之间，所述放置组件设有放置架，所述放置架设有多个导向杆，所述导向杆围设有放置槽，所述井盖本体叠放于放置槽内，所述放置架设有限位槽，所述限位槽设有定位轴，所述定位轴用于对井盖本体的定位卡扣进行定位。

对上述方案的进一步改进为，所述放置组件并列设有两组，所述抓取组件位于两组放置组件之间，所述放置组件为放置面板，所述放置面板上开设有放置槽，所述井盖本体上表面设有沉槽、下表面设有凸台，所述凸台与沉槽配合，所述井盖本体通过沉槽与凸台配合叠放在放置槽，所述放置槽设有定位边，所述凸台对应定位边设有定位面。

对上述方案的进一步改进为，所述井盖本体开设有开盖槽，所述开盖槽贯通于所述井盖本体，所述开盖槽的槽面开设有防滑槽；所述抓取组件包括七轴机器人、连接于七轴机器人的取料爪，所述取料爪设有取料针，所述取料针设有取料定位台，所述开盖槽包括进入槽及连接于进入槽的定位槽，所述取料针可插入到进入槽使得取料定位台与定位槽配合将井盖本体取料和装配。

对上述方案的进一步改进为，所述步骤S5中，抓取井盖本体过程中，通过七轴机器人驱动取料爪的取料针带动取料定位台通过进入槽，后朝前或朝后移动，将取料定位台与定位槽配合，后再通过七轴机器人朝上抬起将井盖本体抓取。

本发明的有益效果是：

相比现有的井盖装配，本发明采用了自动运输井盖和自动装配，在指定的区域内设置井盖位置，并安装上安装环体，通过在安装环体的一侧设置定位标识，通过行走小车根据导航路线行走，到定位标识位置时，通过抓取组件将井盖本体抓取装配到安装环体内，实现了区域内井盖的自动装配，适合于住宅小区、工业园区等区域使用，不需要人工装配，自动化程度高。具体是，设置了在局域内设置的多个井口、每个所述井口均设有安装环体、位于安装环体一侧的定位标识、将定位标识串连的导航路线、行走于导航路线的行走小车及跟随行走小车行走于导航路线的装配装置；所述装配装置包括用于摆放井盖的放置组件、放置于放置组件的井盖本体及用于在放置组件上抓取井盖本体并装配到安装环体的抓取组件。可实现在区域内进行装配井盖，装配精度高，稳定性好。

其中，定位标识设有定位芯片，所述行走小车设有与定位芯片配合定位的识别芯片，所述行走小车通过识别芯片识别定位芯片的位置用于位置定位，所述定位芯片为高精度的GNSS芯片，所述定位标识设有定位图案，所述行走小车设有图案识别相机，所述定位图案呈十字形状呈现，所述图案识别相机用于检测定位图案的中心位置；通过定位芯片配合识别芯片来用于行走小车的位置进行定位，采用了高精度的高精度的GNSS芯片，可实现厘米级定位。还设置图案识别相机配合定位图案来进一步对位置进行定位，定位精度高。

自动施工装配方法包括如下：步骤S1，行走小车行走在导航路线上；步骤S2，行走小车根据定位标识进行定位；步骤S3，在定位过程中通过识别芯片配合定位芯片进行定位；步骤S4，当识别芯片与定位芯片定位配合后，通过图案识别相机识别定位图案，并定位十字形状定位图案的中心位置；步骤S5，装配装置通过抓取组件将放置组件上所放置的井盖进行抓取，并将所抓取的井盖放入到安装环体上进行装配；步骤S6，行走小车在完成一次装配后将持续跟随导航路线进行行走，直到下个定位标识进行定位装配。以上施工方法可实现自动装配，装配方便，节省人力，实现云控制，自动化程度高。

附图说明

图1 为本发明自动施工系统的示意图；

图2 为图1中自动施工系统的安装环体和井盖本体的结构示意图；

图3 为图1中自动施工系统的定位标识工作示意图；

图4 为图1中自动施工系统的导航路线的连接控制示意图；

图5 为图1中自动施工系统的行走小车的俯视图；

图6 为图1中自动施工系统的行走小车的实例的俯视图；

图7 为图1中自动施工系统的井盖本体与抓取组件的结构示意图；

图8 为图1中自动施工系统的检测组件的结构示意图；

图9 为图1中自动施工系统的抓取组件的结构示意图；

图10 为本发明自动施工装配方法的流程示意图。

附图标记说明：安装环体1、定位卡槽11、定位卡扣12、定位标识2、定位芯片21、定位图案22、导航路线3、导航系统31、移动终端32、操作系统33、行走小车4、识别芯片41、图案识别相机42、车体43、牵引部44、检测机械手451、检测相机452、校正杆453、装配装置5、放置组件51、放置架511、限位槽512、放置面板513、放置槽514、井盖本体52、沉槽521、凸台522、开盖槽523、进入槽523a、定位槽523b、抓取组件53、七轴机器人531、取料爪532、取料针533、取料定位台534。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1~图10所示，一种区域内井盖自动施工装配方法，包括自动施工系统，施工系统包括在局域内设置的多个井口、每个所述井口均设有安装环体1、位于安装环体1一侧的定位标识2、将定位标识2串连的导航路线3、行走于导航路线3的行走小车4及跟随行走小车4行走于导航路线3的装配装置5；所述装配装置5包括用于摆放井盖的放置组件51、放置于放置组件51的井盖本体52及用于在放置组件51上抓取井盖本体52并装配到安装环体1的抓取组件53。

参阅图3所示，定位标识2设有定位芯片21，所述行走小车4设有与定位芯片21配合定位的识别芯片41，所述行走小车4通过识别芯片41识别定位芯片21的位置用于位置定位，所述定位芯片21为高精度的GNSS芯片，通过定位芯片21配合识别芯片41来用于行走小车4的位置进行定位，采用了高精度的高精度的GNSS芯片，可实现厘米级定位。

定位标识2设有定位图案22，所述行走小车4设有图案识别相机42，所述定位图案22呈十字形状呈现，所述图案识别相机42用于检测定位图案22的中心位置，还设置图案识别相机42配合定位图案22来进一步对位置进行定位，定位精度高。

自动施工装配方法包括如下：步骤S1，行走小车4行走在导航路线3上；步骤S2，行走小车4根据定位标识2进行定位；步骤S3，在定位过程中通过识别芯片41配合定位芯片21进行定位；步骤S4，当识别芯片41与定位芯片21定位配合后，通过图案识别相机42识别定位图案22，并定位十字形状定位图案的中心位置；步骤S5，装配装置5通过抓取组件53将放置组件51上所放置的井盖进行抓取，并将所抓取的井盖放入到安装环体1上进行装配；步骤S6，行走小车4在完成一次装配后将持续跟随导航路线3进行行走，直到下个定位标识2进行定位装配。以上施工方法可实现自动装配，装配方便，节省人力，实现云控制，自动化程度高。

参阅图2所示，安装环体1的外侧设有至少一个的定位卡槽11，所述井盖本体52对应定位卡槽11设有定位卡扣12，所述定位卡扣12可卡入到定位卡槽11内，本实施例中，通过定位卡扣12和定位卡槽11配合用于井盖本体52与安装环体1的结构装配，在装配时方便定位安装，安装精度高，有效保证了每次装配位置一致。

步骤S5中，井盖本体52装配到安装环体1时，通过定位卡槽11与定位卡扣12对应装配。

参阅图4所示，导航路线3连接有导航系统31，所述导航系统31连接行走小车4和移动终端32，移动终端32安装有操作系统33，所述操作系统33可控制行走小车4在导航路线3上行走，导航系统31和移动终端32来配合控制行走小车4移动，实现自动化工作。

步骤S2中，行走小车通过操作系统33的操作控制，跟随导航系统31在导航路线上行走。

参阅图5~图6所示，行走小车4包括车体43、连接于车体43的牵引部44，所述装配装置5安装于牵引部44，所述牵引部44位于装配装置5的一侧设有检测组件，所述检测组件包括检测机械手451、安装于检测机械手451的检测相机452及连接于检测机械手451的校正杆453；所述检测相机452内安装有装配图案，通过车体43带动牵引部44移动，同时设置检测组件用于检测装配后的位置，检测相机452将对装配后的井盖进行拍照，拍照后与所存的装配图案进行对比，如对比通过则完成装配，如对比不同，则可通过检测机械手451驱动校正杆453将井盖校正。

所述步骤S5中，当完成装配后，通过检测组件用于对装配后的井盖本体52的位置拍照，将所拍照的图案与装配图案进行对比以评估井盖本体52是否完全装入到安装环体1内，如检测相同则进入下道工序，如检测不同，则通过检测机械手驱动校正杆将井盖本体进行校正。

放置组件51并列设有两组，所述抓取组件53位于两组放置组件51之间，所述放置组件51设有放置架511，所述放置架511设有多个导向杆，所述导向杆围设有放置槽，所述井盖本体52叠放于放置槽内，所述放置架511设有限位槽512，所述限位槽512设有定位轴，所述定位轴用于对井盖本体52的定位卡扣12进行定位，在该实施例中，采用导向杆配合形成的放置槽来用于没有定位结构的井盖本体52，通过限位槽512用于配合定位卡扣12进行定位，定位效果好。

在改进的实施例中，放置组件51并列设有两组，所述抓取组件53位于两组放置组件51之间，所述放置组件51为放置面板513，所述放置面板513上开设有放置槽514，所述井盖本体52上表面设有沉槽521、下表面设有凸台522，所述凸台522与沉槽521配合，所述井盖本体52通过沉槽521与凸台522配合叠放在放置槽514，所述放置槽514设有定位边，所述凸台522对应定位边设有定位面，设置放置槽514和凸台522配合用于井盖本体52的叠放，同时设置了定位边和定位面配合叠放定位，方便取料和叠放。

参阅图7~图9所示，井盖本体52开设有开盖槽523，所述开盖槽523贯通于所述井盖本体52，所述开盖槽523的槽面开设有防滑槽，进一步改进为，抓取组件53包括七轴机器人531、连接于七轴机器人531的取料爪532，所述取料爪532设有取料针533，所述取料针533设有取料定位台534，所述开盖槽523包括进入槽523a及连接于进入槽523a的定位槽523b，所述取料针533可插入到进入槽523a使得取料定位台534与定位槽523b配合将井盖本体52取料和装配，通过开盖槽523和取料定位台534的结构作用进行抓取，而且参阅图5~图7所示，本实施例为两个进入槽523a配合两个取料针533配合定位，结构精度高，能够取料后高精度进行装配。

步骤S5中，抓取井盖本体52过程中，通过七轴机器人531驱动取料爪532的取料针533带动取料定位台534通过进入槽523a，后取料针533朝前或朝后移动，将取料定位台534与定位槽523b配合，后再通过七轴机器人531朝上抬起将井盖本体52抓取。

本发明采用了自动运输井盖和自动装配，在指定的区域内设置井盖位置，并安装上安装环体1，通过在安装环体1的一侧设置定位标识2，通过行走小车4根据导航路线3行走，到定位标识2位置时，通过抓取组件53将井盖本体52抓取装配到安装环体1内，实现了区域内井盖的自动装配，适合于住宅小区、工业园区等区域使用，不需要人工装配，自动化程度高。具体是，设置了在局域内设置的多个井口、每个所述井口均设有安装环体1、位于安装环体1一侧的定位标识2、将定位标识2串连的导航路线3、行走于导航路线3的行走小车4及跟随行走小车4行走于导航路线3的装配装置5；所述装配装置5包括用于摆放井盖的放置组件51、放置于放置组件51的井盖本体52及用于在放置组件51上抓取井盖本体52并装配到安装环体1的抓取组件53。可实现在区域内进行装配井盖，装配精度高，稳定性好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：包括自动施工系统，所述自动施工系统包括在局域内设置的多个井口、每个所述井口均设有安装环体、位于安装环体一侧的定位标识、将定位标识串连的导航路线、行走于导航路线的行走小车及跟随行走小车行走于导航路线的装配装置；所述装配装置包括用于摆放井盖的放置组件、放置于放置组件的井盖本体及用于在放置组件上抓取井盖本体并装配到安装环体的抓取组件；

所述定位标识设有定位芯片，所述行走小车设有与定位芯片配合定位的识别芯片，所述行走小车通过识别芯片识别定位芯片的位置用于位置定位，所述定位芯片为能够实现厘米级定位的GNSS芯片；

所述定位标识设有定位图案，所述行走小车设有图案识别相机，所述定位图案呈十字形状呈现，所述图案识别相机用于检测定位图案的中心位置；

所述行走小车包括车体、连接于车体的牵引部，所述装配装置安装于牵引部，所述牵引部位于装配装置的一侧设有检测组件，所述检测组件包括检测机械手、安装于检测机械手的检测相机及连接于检测机械手的校正杆；所述检测相机内安装有装配图案；

所述自动施工装配方法包括如下：

步骤S1，行走小车行走在导航路线上；

步骤S2，行走小车根据定位标识进行定位；

步骤S3，在定位过程中通过识别芯片配合定位芯片进行位置的定位；

步骤S4，当识别芯片与定位芯片定位配合后，通过图案识别相机识别定位图案，并定位十字形状定位图案的中心位置；

步骤S5，装配装置通过抓取组件将放置组件上放置的井盖进行抓取，并将所抓取的井盖放入到安装环体上进行装配；当完成装配后，通过检测组件对装配后的井盖本体的位置拍照，将拍照的图案与装配图案进行对比以评估井盖本体是否完全装入到安装环体内，如拍照的图案与装配图案相同则进入下道工序，如拍照的图案与装配图案不同，则通过检测机械手驱动校正杆对井盖本体进行校正；

步骤S6，行走小车在完成一次装配后将持续跟随导航路线进行行走，直到对下个定位标识进行定位装配。

2.根据权利要求1所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述安装环体的外侧设有至少一个定位卡槽，所述井盖本体对应定位卡槽设有定位卡扣，所述定位卡扣可卡入到定位卡槽内。

3.根据权利要求2所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述步骤S5中，井盖本体装配到安装环体时，通过定位卡槽与定位卡扣对应进行装配。

4.根据权利要求1所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述导航路线连接有导航系统，所述导航系统连接行走小车和移动终端，移动终端安装有操作系统，所述操作系统可控制行走小车在导航路线上行走。

5.根据权利要求4所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述步骤S2中，行走小车通过操作系统的操作控制，跟随导航系统在导航路线上行走。

6.根据权利要求1所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述放置组件并列设有两组，所述抓取组件位于两组放置组件之间，所述放置组件设有放置架，所述放置架设有多个导向杆，所述导向杆围设有放置槽，所述井盖本体叠放于放置槽内，所述放置架设有限位槽，所述限位槽设有定位轴，所述定位轴用于对井盖本体的定位卡扣进行定位。

7.根据权利要求1所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述放置组件并列设有两组，所述抓取组件位于两组放置组件之间，所述放置组件为放置面板，所述放置面板上开设有放置槽，所述井盖本体上表面设有沉槽、下表面设有凸台，所述凸台与沉槽配合，所述井盖本体通过沉槽与凸台配合叠放在放置槽，所述放置槽设有定位边，所述凸台对应定位边设有定位面。

8.根据权利要求1所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述井盖本体开设有开盖槽，所述开盖槽贯通于所述井盖本体，所述开盖槽的槽面开设有防滑槽；所述抓取组件包括七轴机器人、连接于七轴机器人的取料爪，所述取料爪设有取料针，所述取料针设有取料定位台，所述开盖槽包括进入槽及连接于进入槽的定位槽，所述取料针可插入到进入槽使得取料定位台与定位槽配合对井盖本体进行取料和装配。

9.根据权利要求8所述的区域内井盖自动施工装配方法，其特征在于：所述步骤S5中，抓取井盖本体过程中，通过七轴机器人驱动取料爪的取料针带动取料定位台通过进入槽，后取料针朝前或朝后移动，将取料定位台与定位槽配合，后再通过七轴机器人朝上抬起将井盖本体抓取。