CN114635336A - 一种路面自行走切割机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种路面自行走切割机及其控制方法，用以解决人工切割目前存在的容易导致切割片卡死以及切割缝隙不是直线的技术问题。本发明提供的一种路面自行走切割机，包括可自行走单元、切割单元、激光导引单元、基准定位单元以及控制单元；切割单元安装有测速传感器；基准定位单元包括可旋转地垂直穿设在小车横梁上的电动缸、与电动缸下部连接的定位支座、定位支座下端的固定支脚组、定位支座下端中心的定位支脚、小车底部用于监控定位支脚与切割线对准状态的摄像头、小车上的触摸控制屏以及手动控制机构。本发明控制方法，可以使切割机的切割缝隙保持直线，同时防止待切割路面里的钢筋等异物卡死切割片，还可以进行准确的起始位置定位。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工领域，涉及一种路面自行走切割机及其控制方法。
背景技术
目前，施工现场对混凝土、沥青等路面进行切割时，主要采用人工方法进行施工。但施工现场被切割的路面通常结构非常复杂，路面里边经常会混有钢筋或与待切割路面硬度相差较大的石块等异物，人工切割过程中由于操作人员的技术水平不一，很难保证切割的质量。
人工切割时，当遇到大块较硬的石块时，切割机的切割片容易向被切割结构较为松散的方向移动，从而偏离正确的切割方向，造成切割缝隙不是直线的问题；而且切割机在切割过程中遇到路面内部的钢筋等异物时，钢筋很容易夹住切割片不旋转，反应不及时很容易导致切割片卡死，甚至损坏切割机。
发明内容
本发明的目的在于解决人工切割路面时存在的容易导致切割片卡死以及切割缝隙不是直线的技术问题，而提供一种路面自行走切割机及其控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术解决方案是：
一种路面自行走切割机，包括切割单元和自行走单元，所述自行走单元包括小车、用于小车行走的驱动机构和用于小车转向的转向机构，其特殊之处在于，还包括激光导引单元、基准定位单元以及控制单元；
所述自行走单元包括小车、设置在小车上的用于小车行走的驱动机构和用于小车转向的转向机构；
所述切割单元包括切割片以及驱动切割片转动的第二驱动电机；所述切割片垂直于待切割路面且安装在小车的前端；所述切割片的转轴上安装有测速传感器；
所述激光导引单元包括固定在小车上的激光发射器以及设置在小车行进方向终点且与切割线垂直的激光靶盘；所述激光靶盘中心点与激光发射器激光出射窗口等高；所述激光靶盘中心点到切割线的垂直距离与激光发射器的激光出射窗口到切割片的垂直距离相等；
所述基准定位单元包括可旋转地垂直穿设在小车的小车横梁上的电动缸、与电动缸下部的伸缩端连接的定位支座、设置在定位支座下端的固定支脚组、设置在定位支座下端中心的定位支脚、设置在所述小车底部用于监控定位支脚与切割线对准状态的摄像头、设置在小车上的触摸控制屏以及设置在小车上的手动控制机构；所述定位支脚的中心点位于切割片所在的平面内；所述手动控制机构用于人工调整小车转向以及调整小车相对于定位支座的旋转角度；
所述控制单元设置于小车上且与激光靶盘无线通信连接，电动缸用于根据测速传感器及激光靶盘的输出信号控制切割机沿切割线切割。
进一步地，所述定位支座的底座为工字型或矩形或圆形。
进一步地，所述定位支脚的中心点设置在小车的重心所在的竖直线上。
进一步地，所述定位支脚为可伸缩结构。
进一步地，所述测速传感器为测速码盘。
进一步地，所述小车的前端固定设置有第一支撑座，第一支撑座上沿小车行进方向垂直设置有连接轴，第二支撑座通过连接轴与第一支撑座连接，并用螺钉固定；所述切割片安装在第二支撑座的前端，通过调整第二支撑座与水平方向的夹角来调节切割片的上下位置。
本发明还提供了一种路面自行走切割机的控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)对路面自行走切割机进行起始位置定位
1.1)在待切割路面上画一条切割线；
1.2)在切割线的后方延伸线上标记起始位置停车点；
1.3)将激光靶盘放置在切割线的前方延伸线上且与切割线垂直，并使得激光靶盘的中心点到切割线的垂直距离与激光发射器的激光出射窗口到切割线的垂直距离相等；
1.4)人工调整切割机缓慢行走，用摄像头观察，当定位支脚的中心点对准标记的起始位置停车点时，切割机停止移动；
1.5)电动缸带动小车相对定位支座向上运动，直至小车的车轮离开地面，再通过手动控制机构人工控制小车以定位支座为中心转动，直至固定在小车上的激光发射器发出的激光束对准激光靶盘的中心点；
1.6)电动缸(801)带动小车相对定位支座(802)向下运动，直至小车(101)车轮接触地面，完成起始位置定位；
2)进行路面切割
2.1)启动切割片并保持转速稳定，控制单元控制小车以设定的速度前进，进行路面切割；
2.2)当切割方向遇到阻力使切割片的切割方向偏移时，控制单元检测到激光靶标输出的偏转信号，控制小车停止前进或缓慢前进，并根据偏转信号控制转向机构转向，直至激光束重新对准激光靶盘的中心点后，控制小车继续以设定的速度前进，进行路面切割；
当切割方向受到的阻力使切割片的转速降低时，控制单元检测到测速传感器的转速信号降低，控制小车停止前进或者后退，直至切割片的转速正常后，控制小车继续以设定的速度前进，进行路面切割。
本发明相比于现有技术的有益效果是：
1、本发明提供的一种路面自行走切割机，安装了自行走单元和激光导引单元，当切割机的切割方向遇上较大块、较硬的石头边缘时，切割片会向待切割路面的障碍物结构较为松散的方向移动，这时候切割机的激光导引单元会发现切割片向左或右偏转移动，根据激光靶标输出的偏转信号控制自行走的小车停止前进，并控制转向机构转向，从而使自行走切割机保持正确的切割方向，保证切割缝隙的直线切割。
2、本发明提供的一种路面自行走切割机，在切割片的转轴上安装有测速传感器，测速传感器可以实时监测切割片的转速，当切割片的转速降低时，自行走的小车停止前进，防止待切割路面里的钢筋等异物卡死切割片，甚至损坏切割机。
3、本发明提供的一种路面自行走切割机，设置的基准定位单元和激光导引单元，可以使自行走切割机进行准确的起始位置定位，迅速找到起始位置。
4、本发明提供的一种路面自行走切割机，控制单元设置的触摸控制屏，一方面可以更清楚的观察到定位支脚是否对准标记的起始位置停车点，避免机器误判，另一方面也可以起到人机交互的作用，使切割更精准。
5、本发明提供的一种路面自行走切割机，定位支座的底座设置为工字型、矩形、圆形、或其他相对于车体对称的结构，可以保证起始位置支座支起，小车的车轮离地时的设备稳定性，提高了激光对准的精确度，保证切割效果。
6、本发明提供的一种路面自行走切割机，定位支脚的中心点设置在小车的重心所在的竖直线上，进一步增加了起始位置支座支起，小车的车轮离地时的设备稳定性，提高了激光对准的精确度，保证切割效果。
7、本发明提供的一种路面自行走切割机，定位支脚设置为可伸缩结构，可以使定位支脚和标记的起始位置停车点近距离接触，保证起始位置的精确定位。
8、本发明提供的一种路面自行走切割机，切割片安装在与小车前端设置的第一支撑座同轴连接的第二支撑座的前端，通过调整第二支撑座与水平方向的夹角来调节切割片的上下位置。
9、本发明提供的一种路面自行走切割机的控制方法，不仅可以使自行走切割机的切割缝隙保持直线切割，同时防止待切割路面里的钢筋等异物卡死切割片，还可以进行准确的起始位置定位，迅速找到起始位置进行切割。
附图说明
图1为本发明一种路面自行走切割机实施例的结构示意图(正视图)；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的右视图；
图4为本发明一种路面自行走切割机实施例中基准定位单元的结构示意图(正视图)；
图5为图4的俯视图。
附图标记说明如下：
1-自行走单元，101-小车，102-驱动机构，103-转向机构，104-第一驱动电机，105-小车横梁；
2-切割单元，201-切割片，202-第二驱动电机；
3-激光导引单元，301-激光发射器，302-激光靶盘；
4-切割线；5-测速传感器；6-第一支撑座；7-第二支撑座；
8-基准定位单元，801-电动缸，802-定位支座，803-固定支脚组，804-定位支脚，805-手动控制机构；
9-控制单元，901-触摸控制屏。
具体实施方式
为使本发明的优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种路面自行走切割机，包括自行走单元1、切割单元2、激光导引单元3、基准定位单元8以及控制单元9；
自行走单元1包括小车101、用于小车101行走的驱动机构102和用于小车101转向的转向机构103。驱动机构102包括驱动轮组以及用于驱动驱动轮组的第一驱动电机104，驱动轮组可以为沿车身前进方向左右对称设置的两个或多个驱动轮，或沿车身前进方向的中心点设置的一个驱动轮，本实施例中设置为沿车身前进方向左右对称的两个驱动轮，控制单元9通过第一驱动电机104驱动两个驱动轮转动，带动小车101行走并控制小车101的行走速度。转向机构103包括转向轮组以及转向组件，转向轮组可以为沿车身前进方向左右对称设置的两个转向轮，或沿车身前进方向的中心点设置的一个转向轮，本实施例中设置为沿车身前进方向左右对称的两个转向轮，控制单元9通过控制转向机构103的转向组件带动转向轮转动，来控制小车101的转向。小车101的前端固定设置有第一支撑座6，第一支撑座6上沿小车101行进方向垂直设置有连接轴，第二支撑座7通过连接轴与第一支撑座6连接，并用螺钉固定。
切割单元2包括切割片201以及驱动切割片201转动的第二驱动电机202；所述切割片201垂直于待切割路面安装在第二支撑座7的前端，通过调整第二支撑座7与水平方向的夹角来调节切割片201的上下位置。切割片201的转轴上安装有测速传感器5，本实施例中的测速传感器5采用测速码盘，用于监测切割片201的转速。
激光导引单元3包括固定在小车101上的激光发射器301以及设置在小车101行进方向终点且与待切割路面上的切割线4垂直的激光靶盘302；所述激光靶盘302中心点与激光发射器301激光出射窗口等高；所述激光靶盘302中心点到切割线4的垂直距离与激光发射器301的激光出射窗口到切割线4的垂直距离相等。
基准定位单元8包括可旋转地垂直穿设在小车101的小车横梁105上的电动缸801、与电动缸801下部的伸缩端连接的定位支座802、设置在定位支座802下端的固定支脚组803、设置在定位支座802下端中心的可伸缩的定位支脚804、设置在所述小车101底部用于监控定位支脚804与切割线4对准状态的摄像头、设置在小车101上的触摸控制屏901以及设置在小车101上的手动控制机构805；定位支座802的底座可设置为工字型或矩形或圆形，本实施例中定位支座802的底座采用工字型；固定支脚组803沿工字型的底座设置为对称的4个固定支脚；定位支脚804的中心点设置在切割片201所在的平面内，且位于在小车101的重心所在的竖直线上；手动控制机构805用于人工调整小车转向以及调整小车101相对于定位支座802的旋转角度；触摸控制屏901用于更清楚的观察到定位支脚804是否对准标记的起始位置停车点，以及实现切割机的启停、可伸缩电动缸801的启停等人机交互功能。
控制单元9设置于小车101上且与激光靶盘302无线通信连接，电动缸用于根据测速传感器5及激光靶盘302的输出信号控制切割机沿切割线4切割。
本发明还提供了一种路面自行走切割机的控制方法，具体包括以下步骤：
1)对路面自行走切割机进行起始位置定位
1.1)在待切割路面上画一条切割线4；
1.2)在切割线4的后方延伸线上标记起始位置停车点；
1.3)将激光靶盘302放置在切割线4的前方延伸线上且与切割线4垂直，并使得激光靶盘302的中心点到切割线4的垂直距离，与激光发射器301的激光出射窗口到切割线的垂直距离相等；
1.4)人工调整切割机缓慢行走，用摄像头观察，当定位支脚804的中心点对准标记的起始位置停车点时，切割机停止移动；
1.5)电动缸801带动小车相对定位支座802向下运动，直至小车101的车轮离开地面，再通过手动控制机构805人工控制小车101以定位支座802为中心转动，直至固定在小车101上的激光发射器301发出的激光束对准激光靶盘302的中心点；
1.6)电动缸801带动小车相对定位支座802向下运动，直至小车101车轮接触地面，完成起始位置定位；
2)进行路面切割
2.1)启动切割片201并保持转速稳定，控制单元控制小车101以设定的速度前进，进行路面切割；
2.2)当切割方向遇到阻力使切割片201的切割方向偏移时，控制单元检测到激光靶标302输出的偏转信号，控制小车101停止前进或缓慢前进，并根据偏转信号控制转向机构103转向，直至激光束重新对准激光靶盘302的中心点后，控制小车101继续以设定的速度前进，进行路面切割；
当切割方向受到的阻力使切割片201的转速降低时，控制单元检测到测速传感器5的转速信号降低，控制小车101停止前进，如果切割片201的转速继续降低，控制单元控制小车101向后移动，直至切割片201的转速正常后，控制小车101继续以设定的速度前进，进行路面切割。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对上述实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种路面自行走切割机，包括切割单元(2)和自行走单元(1)，所述自行走单元(1)包括小车(101)、用于小车(101)行走的驱动机构(102)和用于小车(101)转向的转向机构(103)；
其特征在于：
还包括激光导引单元(3)、基准定位单元(8)以及控制单元(9)；
所述切割单元(2)包括切割片(201)以及驱动切割片(201)转动的第二驱动电机(202)；所述切割片(201)垂直于待切割路面且安装在小车(101)的前端；所述切割片(201)的转轴上安装有测速传感器(5)；
所述激光导引单元(3)包括固定在小车(101)上的激光发射器(301)以及设置在小车(101)行进方向终点且与切割线(4)垂直的激光靶盘(302)；所述激光靶盘(302)中心点与激光发射器(301)激光出射窗口等高；所述激光靶盘(302)中心点到切割线(4)的垂直距离与激光发射器(301)激光出射窗口到切割线(4)的垂直距离相等；
所述基准定位单元(8)包括可旋转地垂直穿设在小车横梁(105)上的电动缸(801)、与电动缸(801)下部的伸缩端连接的定位支座(802)、设置在定位支座(802)下端的固定支脚组(803)、设置在定位支座(802)下端中心的定位支脚(804)、设置在所述小车(101)底部用于监控定位支脚(804)与切割线(4)对准状态的摄像头、设置在小车(101)上的触摸控制屏(901)以及设置在小车(101)上的手动控制机构(805)；所述定位支脚(804)的中心点位于切割片(201)所在的平面内；所述手动控制机构(805)用于人工调整小车转向以及调整小车(101)相对于定位支座(802)的旋转角度；
所述控制单元(9)设置于小车(101)上且与激光靶盘(302)无线通信连接，电动缸用于根据测速传感器(5)及激光靶盘(302)的输出信号控制切割机沿切割线(4)切割。
2.根据权利要求1所述的一种路面自行走切割机，其特征在于：所述定位支座(802)的底座为工字型或矩形或圆形。
3.根据权利要求2所述的一种路面自行走切割机，其特征在于：所述定位支脚(804)的中心点设置在小车(101)的重心所在的竖直线上。
4.根据权利要求3所述的一种路面自行走切割机，其特征在于：所述定位支脚(804)为可伸缩结构。
5.根据权利要求4所述的一种路面自行走切割机，其特征在于：所述测速传感器(5)为测速码盘。
6.根据权利要求5所述的一种路面自行走切割机，其特征在于：所述小车(101)的前端固定设置有第一支撑座(6)，第一支撑座(6)上沿小车(101)行进方向垂直设置有连接轴，第二支撑座(7)通过连接轴与第一支撑座(6)连接，并用螺钉固定；所述切割片(201)安装在第二支撑座(7)的前端，通过调整第二支撑座(7)与水平方向的夹角来调节切割片(201)的上下位置。
7.一种权利要求1-6任一所述路面自行走切割机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对路面自行走切割机进行起始位置定位
1.1)在待切割路面上画一条切割线(4)；
1.2)在切割线(4)的后方延伸线上标记起始位置停车点；
1.3)将激光靶盘(302)放置在切割线(4)的前方延伸线上且与切割线(4)垂直，并使得激光靶盘(302)的中心点到切割线(4)的垂直距离与激光发射器(301)的激光出射窗口到切割线(4)的垂直距离相等；
1.4)人工调整切割机缓慢行走，用摄像头观察，当定位支脚(804)的中心点对准标记的起始位置停车点时，切割机停止移动；
1.5)电动缸(801)带动小车相对定位支座(802)向上运动，直至小车(101)的车轮离开地面，再通过手动控制机构(805)人工控制小车(101)以定位支座(802)为中心转动，直至固定在小车(101)上的激光发射器(301)发出的激光束对准激光靶盘(302)的中心点；
1.6)电动缸(801)带动小车相对定位支座(802)向下运动，直至小车(101)车轮接触地面，完成起始位置定位；
2)进行路面切割
2.1)启动切割片(201)并保持转速稳定，控制单元控制小车(101)以设定的速度前进，进行路面切割；
2.2)当切割方向遇到阻力使切割片(201)的切割方向偏移时，控制单元检测到激光靶标(302)输出的偏转信号，控制小车(101)停止前进或缓慢前进，并根据偏转信号控制转向机构(103)转向，直至激光束重新对准激光靶盘(302)的中心点后，控制小车(101)继续以设定的速度前进，进行路面切割；
当切割方向受到的阻力使切割片(201)的转速降低时，控制单元检测到测速传感器(5)的转速信号降低，控制小车(101)停止前进或者后退，直至切割片(201)的转速正常后，控制小车(101)继续以设定的速度前进，进行路面切割。
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- 2022-03-28 CN CN202210316698.2A patent/CN114635336B/zh active Active
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| CN114635336B (zh) | 2024-06-25 |
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