CN115354658A - 打桩机桩体位姿调控系统和调控方法 - Google Patents

打桩机桩体位姿调控系统和调控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115354658A
CN115354658A CN202211053303.0A CN202211053303A CN115354658A CN 115354658 A CN115354658 A CN 115354658A CN 202211053303 A CN202211053303 A CN 202211053303A CN 115354658 A CN115354658 A CN 115354658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
pose
arm
pile
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211053303.0A
Other languages
English (en)
Inventor
徐杰
孙涛
秦录芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xuzhou University of Technology
Yancheng Institute of Technology
Original Assignee
Xuzhou University of Technology
Yancheng Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xuzhou University of Technology, Yancheng Institute of Technology filed Critical Xuzhou University of Technology
Priority to CN202211053303.0A priority Critical patent/CN115354658A/zh
Publication of CN115354658A publication Critical patent/CN115354658A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/04—Guide devices; Guide frames
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/06—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers for observation while placing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
    • E02D7/16—Scaffolds or supports for drivers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00—Miscellaneous
    • E02D2600/10—Miscellaneous comprising sensor means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种打桩机桩体位姿调控系统和调控方法，调控系统包括：机械臂控制单元，配置为控制动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的行程；位移监测单元，配置为分别监测动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息；位姿解算单元，配置为基于桩体的期望位姿信息解算动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸各自对应的期望位移信息；主控制单元，与位姿解算单元、机械臂控制单元和位移监测单元相耦接，配置为对比动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息，并由机械臂控制单元基于动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的运动至期望位移使得桩体由实际位姿调整至期望位姿。

Description

打桩机桩体位姿调控系统和调控方法
技术领域
本发明涉及桩工机械设备领域，尤其涉及一种打桩机桩体位姿调控系统和调控方法。
背景技术
近年来，随着工程机械行业的持续发展，对打桩机的需求量愈来愈大。同时随着科技的发展对工程机械的自动化程度要求也越来越高，工程机械面临数字化、智能化、信息化转型升级。目前传统的侧夹式打桩机沉桩过程中的桩体姿态监测主要依靠人工测量或者普通的水准仪测量，其效率低精度差且无法满足持续的桩体位姿监测。
此外，侧夹式打桩机从夹持桩体到沉桩结束的过程中，桩体的实时位姿在不断发生变化，桩体在下沉的过程中桩体的实时位姿要满足沉桩点的期望位姿并保持不变，当桩体实时位姿超出沉桩要求的期望位姿时，需及时调整打桩机机械臂三组油缸使桩体实时位姿符合期望位姿。因侧夹式打桩机硬件装置涉及大臂、小臂、偏摆机构、抱夹机构以及振动箱体等硬件机构，调整桩体位姿时存在组合动作复杂单人难以操控技术难点。
故针对以上问题，提供一种侧夹式桩机桩体的位姿监测与调控系统，成为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种打桩机桩体位姿调控系统和调控方法，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
本发明的一个目的在于提出一种打桩机桩体位姿调控系统，应用在打桩机上，所述打桩机包括：动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸，调控系统包括：
机械臂控制单元，与动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸相耦接，配置为控制所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的行程；
位移监测单元，配置为分别监测动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息；
位姿解算单元，与所述位姿监测单元相耦接，配置为基于桩体的期望位姿信息解算所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸各自对应的期望位移信息；
主控制单元，与所述位姿解算单元、机械臂控制单元和所述位移监测单元相耦接，配置为对比动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息，并由所述机械臂控制单元基于动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的运动至期望位移使得桩体由实际位姿调整至期望位姿。
在该技术方案中，由机械臂控制单元控制所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的行程以实现所述桩体的打桩动作，在此过程中，由位移监测单元分别监测动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息，然后位姿解算单元基于桩体的期望位姿信息解算所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸各自对应的期望位移信息，最后主控制单元对比动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息，并由所述机械臂控制单元基于动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的运动至期望位移使得桩体由实际位姿调整至期望位姿；由该调控系统能够精准快捷地实现桩体由实时位姿向期望位姿调整，打桩精度高，大大提高工作效率。
另外，根据本发明的打桩机桩体位姿调控系统和调控方法，还可以具有如下技术特征：
在本发明的一个示例中，所述位移监测单元包括：
位移传感器，分别安装在所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸上，配置为分别监测所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的位移信息。
在本发明的一个示例中，还包括：信息存储单元，
与所述主控制单元相耦接，配置为存储所述桩体的姿态信息和位置信息。
在本发明的一个示例中，调控系统还包括：位姿监测单元和位姿偏摆预警单元，位姿监测单元和位姿偏摆预警单元均与所述主控制单元相耦接；
所述位姿监测单元配置为监测桩体的实际姿态信息和实际位置信息；
所述位姿偏摆预警单元配置为依据所述位姿监测单元所监测桩体的实际姿态信息和实际位置信息判断所述桩体的位姿偏摆变化量是否超出规定的预警阈值，且当所述位姿偏摆变化量超出规定的预警阈值时，由所述位姿偏摆预警单元发出预警提示。
在本发明的一个示例中，所述位姿监测单元包括：
姿态传感器，安装在所述桩体上，配置为实时监测桩机的姿态信息；
位置传感器，安装在所述桩体上，配置为实时监测桩机的位置信息。
在本发明的一个示例中，所述桩体的位姿偏摆变化量包括：滚动角偏摆量、俯仰角偏摆量和偏航角偏摆量。
本发明的另一个目的在于提出一种打桩机位姿调控方法，包括如下步骤：
S10：分别获取动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息；
S20：获取桩体的期望位姿信息；
S30：基于桩体的期望位姿信息解算所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸各自对应的期望位移信息；
S40：对比动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息，并基于动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的运动至期望位移使得桩体由实际位姿调整至期望位姿。
在本发明的一个示例中，在所述步骤S10中，通过分别安装在所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸上的位移传感器分别监测所述动臂油缸、斗杆油缸和偏摆油缸的实际位移信息。
在本发明的一个示例中，在步骤S40中，还包括：依据获取桩体的实际姿态信息和实际位置信息判断所述桩体的位姿偏摆变化量是否超出规定的预警阈值，且当所述位姿偏摆变化量超出规定的预警阈值时，由所述位姿偏摆预警单元发出预警提示。
在本发明的一个示例中，通过安装在所述桩体上的姿态传感器实时监测桩机的实际姿态信息，通过安装在所述桩体上的位置传感器实时监测桩机的实际位置信息。
下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更加详尽的描述，以便能容易理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为根据本发明实施例的打桩机的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的打桩机位姿控制系统控制原理图；
图3为根据本发明实施例的机械臂各个关节处坐标系示意图；
图4为根据本发明实施例的动臂关节角与动臂油缸示意图；
图5为根据本发明实施例的斗杆关节与斗杆油缸示意图；
图6为根据本发明实施例的斗杆关节与斗杆油缸示意图。
附图标记列表：
打桩机100；
动臂油缸110；
斗杆油缸120；
偏摆油缸130；
桩体140；
主控制单元150；
机械臂控制单元160；
位移监测单元170；
位姿监测单元180；
位姿解算单元190；
信息存储单元200；
位姿偏摆预警单元210。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
根据本发明第一方面的一种打桩机桩体位姿调控系统，如图1和图2所示，应用在打桩机100上，所述打桩机100包括：动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130，调控系统包括：
机械臂控制单元160，与动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130相耦接，配置为控制所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的行程；
位移监测单元170，配置为分别监测动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息；
位姿解算单元190，与所述位姿监测单元180相耦接，配置为基于桩体140的期望位姿信息解算所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130各自对应的期望位移信息；
主控制单元150，与所述位姿解算单元190、机械臂控制单元160和所述位移监测单元170相耦接，配置为对比动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息和期望位移信息，并由所述机械臂控制单元160基于动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的运动至期望位移使得桩体140由实际位姿调整至期望位姿。
打桩机100位姿调控系统的工作原理如下：
由机械臂控制单元160控制所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的行程以实现所述桩体140的打桩动作，在此过程中，由位移监测单元170分别监测动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息，然后位姿解算单元190基于桩体140的期望位姿信息解算所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130各自对应的期望位移信息，最后主控制单元150对比动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息和期望位移信息，并由所述机械臂控制单元160基于动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的运动至期望位移使得桩体140由实际位姿调整至期望位姿；由该调控系统能够精准快捷地实现桩体140由实时位姿向期望位姿调整，打桩精度高，大大提高工作效率。
需要说明的是，桩体的位姿(位置与姿态)是通过打桩机机械臂进行控制，打桩机机械臂的伸展是通过每个机械臂上的油缸伸缩进行调整，通过控制液压油缸的伸缩最终实现桩体的位姿调整。桩体从实时位姿调整至沉桩需要的期望位姿时，意味着机械臂各组油缸从实时位置调整至期望位置。桩体位姿解算单元就是根据已知沉桩需要的期望位姿求解出机械臂液压油缸的期望位移，操作人员根据解算出的每个油缸期望位移进行精确调整，从而实现将桩体从实时位姿调整至期望位姿，从而提高沉桩精度与沉桩效率。
机械臂逆向运动学是已知末端执行器期望位姿求解机械臂各个关节转角。为了描述末端抱夹机构夹持的桩体相对打桩机的位姿。采用MD-H建模方法对打桩机机械臂各个关节处建立坐标系，如图3所示；
相邻两个关节坐标系之间变换矩阵的一般表达形式为：
Figure BDA0003824597670000061
将表一的数据带公式(1)依次右乘求得末端抱夹机构的坐标系{6}相对打桩机基坐标{0}总的变换矩阵为：
Figure BDA0003824597670000062
在实际的沉桩过程中桩体期望位姿信息，包括位置(px，py，pz)坐标，姿态(γ，β，α)坐标，利用位置与姿态坐标构建姿态矩阵，姿态矩阵包含一个3*3旋转矩阵和一个1*3位置矩阵，其一般形式为：
Figure BDA0003824597670000063
利用姿态坐标建立3*3姿态矩阵如下：
Figure BDA0003824597670000064
公式(3)中的参数均是已知值，是通过公式(4)求出。
将公式(2)与(3)建立等式，并采用矩阵逆变换的方法可求解出机械臂关节角θ1～θ6值。
例如：θ1＝arctan(py-L6ay/px-L6ax)，式中参数均为已知值。
动臂关节与动臂油缸几何结构如图4所示，动臂关节角θ2与动臂油缸长度关系：
利用三角函数建立等式，利用关节角θ2求出动臂油缸位移：
Figure BDA0003824597670000071
斗杆关节与斗杆油缸几何结构如图5所示，斗杆关节角θ3与斗杆油缸长度λ3之间的关系
Figure BDA0003824597670000072
偏摆机构驱动关节与偏摆机构驱动油缸几何结构如图6所示，偏摆机构驱动关节角θ4与偏摆油缸长度λ4之间关系
Figure BDA0003824597670000073
Figure BDA0003824597670000074
Figure BDA0003824597670000075
桩体位姿解算单元是根据桩体的期望位姿，包括位置(px，py，pz)坐标，姿态(γ，β，α)坐标建立姿态矩阵，利用机构运动学反解方法求解出机械臂关节角θ1～θ6，再利用求解出的θ2,θ3,θ4值求解动臂油缸、斗杆油缸、偏摆油缸的位移λ2,λ3,λ4值。工作人员通过操作动臂油缸、斗杆油缸、偏摆油缸的伸缩使各自的位移长度达到λ2,λ3,λ4距离，从而实现桩体从实时位姿调整至期望位姿，实现精准、高效沉桩。
主控制单元150是将位姿解算单元计解算出的动臂油缸、斗杆油缸、偏摆油缸位移λ2,λ3,λ4数据发送给机械臂控制单元160，机械臂控制单元依据λ2,λ3,λ4数据对动臂油缸、斗杆油缸、偏摆油缸行程位移进行调整，从而实现桩体140从实时位姿向期望位姿调整。
在本发明的一个示例中，所述位移监测单元170包括：
位移传感器，分别安装在所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130上，配置为分别监测所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的位移信息；
例如，位移传感器包括3个，分别安装在动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130上，在动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130伸缩运动过程中，由各自所对应的传感器监测动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的位移信息。
在本发明的一个示例中，还包括：信息存储单元200，
与所述主控制单元150相耦接，配置为存储所述打桩机100的姿态信息和位置信息；
通过建立信息存储单元200而形成竖直沉桩数据库，实时记录桩体140下沉位姿数据、机械臂油缸位移数据，便于后期历史查验沉桩信息。
在本发明的一个示例中，调控系统还包括：位姿偏摆预警单元210，
调控系统还包括：位姿监测单元180和位姿偏摆预警单元210，
位姿监测单元180和位姿偏摆预警单元210均与所述主控制单元相耦接；
所述位姿监测单元180配置为监测桩体140的实际姿态信息和实际位置信息；
所述位姿偏摆预警单元210配置为依据所述位姿监测单元180所监测桩体140的实际姿态信息和实际位置信息判断所述桩体140的位姿偏摆变化量是否超出规定的预警阈值，且当所述位姿偏摆变化量超出规定的预警阈值时，由所述位姿偏摆预警单元发出预警提示。
在本发明的一个示例中，所述位姿监测单元180包括：
姿态传感器，安装在所述桩体140上，配置为实时监测桩机的姿态信息；
位置传感器，安装在所述桩体140上，配置为实时监测桩机的位置信息；
也就是说，由姿态传感器和位置传感器获得桩体140的位姿信息，即姿态信息和位置信息。
在本发明的一个示例中，所述桩体的位姿偏摆变化量包括：滚动角偏摆量、俯仰角偏摆量和偏航角偏摆量。
根据本发明第二方面的一种打桩机位姿调控方法，包括如下步骤：
S10：分别获取动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息；
S20：获取桩体140的期望位姿信息，即期望姿态信息和期望位置信息；
S30：基于桩体140的期望位姿信息解算所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130各自对应的期望位移信息；
S40：对比动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息和期望位移信息，并基于动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的运动至期望位移使得桩体140由实际位姿调整至期望位姿。
由该调控方法能够精准快捷地实现桩体140由实时位姿向期望位姿调整，打桩精度高，大大提高工作效率。
在本发明的一个示例中，在所述步骤S10中，通过分别安装在所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130上的位移传感器分别监测所述动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的实际位移信息；
例如，位移传感器包括3个，分别安装在动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130上，在动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130伸缩运动过程中，由各自所对应的传感器监测动臂油缸110、斗杆油缸120和偏摆油缸130的位移信息。
在本发明的一个示例中，在步骤S40中，还包括：存储所述打桩机100的姿态信息和位置信息；
通过建立信息存储单元200而形成竖直沉桩数据库，实时记录桩体140下沉位姿数据、机械臂油缸位移数据，便于后期历史查验沉桩信息。
在本发明的一个示例中，在步骤S40中，还包括：依据获取桩体140的实际姿态信息和实际位置信息判断所述桩体140的位姿偏摆变化量是否超出规定的预警阈值，且当所述位姿偏摆变化量超出规定的预警阈值时，由所述位姿偏摆预警单元发出预警提示，通过预警提示可以便于对桩体140的位姿进行调整。
在本发明的一个示例中，通过安装在所述桩体140上的姿态传感器实时监测桩机的实际姿态信息，通过安装在所述桩体140上的位置传感器实时监测桩机的实际位置信息；
也就是说，由姿态传感器和位置传感器获得桩体140的位姿信息，即姿态信息和位置信息。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明所提出的打桩机桩体位姿调控系统和调控方法的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种打桩机桩体位姿调控系统，其特征在于，应用在打桩机(100)上，所述打桩机(100)包括：动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)，调控系统包括：
机械臂控制单元(160)，与动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)相耦接，配置为控制所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的行程；
位移监测单元(170)，配置为分别监测动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息；
位姿解算单元(190)，配置为基于桩体(140)的期望位姿信息解算所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)各自对应的期望位移信息；
主控制单元(150)，与所述位姿解算单元(190)、机械臂控制单元(160)和所述位移监测单元(170)相耦接，配置为对比动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息和期望位移信息，并由所述机械臂控制单元(160)基于动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的运动至期望位移使得桩体(140)由实际位姿调整至期望位姿。
2.根据权利要求1所述的打桩机桩体位姿调控系统，其特征在于，
所述位移监测单元(170)包括：
位移传感器，分别安装在所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)上，配置为分别监测所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的位移信息。
3.根据权利要求1所述的打桩机桩体位姿调控系统，其特征在于，
调控系统还包括：信息存储单元(200)，
与所述主控制单元(150)相耦接，配置为存储所述桩体(140)的姿态信息和位置信息。
4.根据权利要求1所述的打桩机桩体位姿调控系统，其特征在于，
调控系统还包括：位姿监测单元(180)和位姿偏摆预警单元(210)，
位姿监测单元(180)和位姿偏摆预警单元(210)均与所述主控制单元(150)相耦接；
所述位姿监测单元(180)配置为监测桩体(140)的实际姿态信息和实际位置信息；
所述位姿偏摆预警单元(210)配置为依据所述位姿监测单元(180)所监测桩体(140)的实际姿态信息和实际位置信息判断所述桩体(140)的位姿偏摆变化量是否超出规定的预警阈值，且当所述位姿偏摆变化量超出规定的预警阈值时，由所述位姿偏摆预警单元发出预警提示。
5.根据权利要求4所述的打桩机桩体位姿调控系统，其特征在于，
所述位姿监测单元(180)包括：
姿态传感器，安装在所述桩体(140)上，配置为实时监测桩体(140)的姿态信息；
位置传感器，安装在所述桩体(140)上，配置为实时监测桩体(140)的位置信息。
6.根据权利要求4所述的打桩机桩体位姿调控系统，其特征在于，
所述桩体(140)的位姿偏摆变化量包括：滚动角偏摆量、俯仰角偏摆量和偏航角偏摆量。
7.一种打桩机位姿调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10：分别获取动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息；
S20：获取桩体(140)的期望位姿信息；
S30：基于桩体(140)的期望位姿信息解算所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)各自对应的期望位移信息；
S40：对比动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息和期望位移信息，并基于动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息和期望位移信息之间的偏差量控制所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的运动至期望位移使得桩体(140)由实际位姿调整至期望位姿。
8.根据权利要求7所述的打桩机位姿调控方法，其特征在于，
在所述步骤S10中，通过分别安装在所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)上的位移传感器分别监测所述动臂油缸(110)、斗杆油缸(120)和偏摆油缸(130)的实际位移信息。
9.根据权利要求7所述的打桩机位姿调控方法，其特征在于，
在步骤S40中，还包括：依据获取桩体(140)的实际姿态信息和实际位置信息判断所述桩体(140)的位姿偏摆变化量是否超出规定的预警阈值，且当所述位姿偏摆变化量超出规定的预警阈值时，由所述位姿偏摆预警单元发出预警提示。
10.根据权利要求9所述的打桩机位姿调控方法，其特征在于，
通过安装在所述桩体(140)上的姿态传感器实时监测桩机的实际姿态信息，通过安装在所述桩体(140)上的位置传感器实时监测桩机的实际位置信息。
CN202211053303.0A 2022-08-31 2022-08-31 打桩机桩体位姿调控系统和调控方法 Pending CN115354658A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211053303.0A CN115354658A (zh) 2022-08-31 2022-08-31 打桩机桩体位姿调控系统和调控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211053303.0A CN115354658A (zh) 2022-08-31 2022-08-31 打桩机桩体位姿调控系统和调控方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115354658A true CN115354658A (zh) 2022-11-18

Family

ID=84005581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211053303.0A Pending CN115354658A (zh) 2022-08-31 2022-08-31 打桩机桩体位姿调控系统和调控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115354658A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116623659A (zh) * 2023-07-20 2023-08-22 中交第一航务工程局有限公司 一种打桩船打桩监控的方法、装置、电子设备及介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10252095A (ja) * 1997-03-11 1998-09-22 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の制御装置
CN108697481A (zh) * 2016-03-04 2018-10-23 柯惠Lp公司 用于机器人外科手术系统的逆运动学控制系统
CN209585142U (zh) * 2019-02-12 2019-11-05 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种液压挖掘机物料在线称重装置及液压挖掘机
CN111121748A (zh) * 2019-12-09 2020-05-08 重庆巨能建设(集团)有限公司 基于挖掘机械土石方开挖作业的施工测量系统及方法
CN211472490U (zh) * 2019-12-13 2020-09-11 三一重机有限公司 一种打桩机锤臂角度的检测装置、校正装置及打桩机
CN111749235A (zh) * 2020-07-30 2020-10-09 山东临工工程机械有限公司 辅助打桩系统及设有辅助打桩系统的打桩机
CN114922179A (zh) * 2022-05-31 2022-08-19 中国矿业大学 一种侧夹式液压打桩机位姿监测系统及其位姿反解方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10252095A (ja) * 1997-03-11 1998-09-22 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の制御装置
CN108697481A (zh) * 2016-03-04 2018-10-23 柯惠Lp公司 用于机器人外科手术系统的逆运动学控制系统
CN209585142U (zh) * 2019-02-12 2019-11-05 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种液压挖掘机物料在线称重装置及液压挖掘机
CN111121748A (zh) * 2019-12-09 2020-05-08 重庆巨能建设(集团)有限公司 基于挖掘机械土石方开挖作业的施工测量系统及方法
CN211472490U (zh) * 2019-12-13 2020-09-11 三一重机有限公司 一种打桩机锤臂角度的检测装置、校正装置及打桩机
CN111749235A (zh) * 2020-07-30 2020-10-09 山东临工工程机械有限公司 辅助打桩系统及设有辅助打桩系统的打桩机
CN114922179A (zh) * 2022-05-31 2022-08-19 中国矿业大学 一种侧夹式液压打桩机位姿监测系统及其位姿反解方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《液压挖掘机》编委会, 华中科技大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116623659A (zh) * 2023-07-20 2023-08-22 中交第一航务工程局有限公司 一种打桩船打桩监控的方法、装置、电子设备及介质
CN116623659B (zh) * 2023-07-20 2023-10-31 中交第一航务工程局有限公司 一种打桩船打桩监控的方法、装置、电子设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100629469B1 (ko) 로봇 제어장치
CN107717994B (zh) 基于主从空间映射的主从异构机器人通用控制方法及系统
US8406921B2 (en) Method and device for controlling a manipulator
CN103176409B (zh) 一种快速准确实现混凝土泵车臂架运动轨迹的方法
EP2199036A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation einer kinematischen Abweichung
CN106104197A (zh) 工程机械的工作状态检测系统及工程机械
CN109070353B (zh) 尤其是混凝土泵的大型操纵器的臂架末端的笛卡尔控制
CN111993414B (zh) 一种机械臂多关节联动控制方法
CN115354658A (zh) 打桩机桩体位姿调控系统和调控方法
JP2013184236A (ja) ロボットのキャリブレーション方法及びキャリブレーション装置
CN113738390B (zh) 一种矩形顶管机的分时迁移空间姿态微调纠偏方法
CN110455290B (zh) 一种智能液压挖掘机的最优轨迹规划方法
CN111946340A (zh) 基于视觉导航的煤矿悬臂式掘进机截割控制方法及系统
EP3854943A1 (de) Tiefbaugerät
AU2008306801A1 (en) Method, apparatus and computer program for adjusting hydraulically operated boom
Wang et al. A control method for hydraulic manipulators in automatic emulsion filling
CN205870596U (zh) 机械臂系统
Wos et al. Synchronized trajectory tracking control of 3-DoF hydraulic translational parallel manipulator
CN114922179A (zh) 一种侧夹式液压打桩机位姿监测系统及其位姿反解方法
DE112021000584T5 (de) Steuervorrichtung für Roboter, Robotersystem, Kontrollverfahren und Programm
Šumanas et al. Determination of excavator tool position using absolute sensors
CN117449874A (zh) 一种隧道混凝土智能喷射控制方法及系统
CN114434448B (zh) 破拆机器人的工作臂控制方法及控制系统
CN114233266B (zh) 钻机自动控制方法、系统及存储介质
Zuyao et al. Hull Segment Orientation Adjustment System Based On Eight Positioner

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination