[发明专利]全自动盾构机管片拼装方法及系统

说明书

本发明涉及一种全自动盾构机管片拼装方法及系统，该方法包括如下步骤：将拼装机安装在盾构机上；将第一双目传感器和第二双目传感器对称的安装在拼装机的回转盘上；将标定球安装在待拼装管片的两端部处；利用拼装机的机械臂抓取待拼装管片并将待拼装管片运送至拼装范围内；利用第一双目传感器和第二双目传感器检测待拼装管片上安装的标定球的位置信息；根据检测得到的待拼装管片上的标定球的位置信息计算得出待拼装管片的位姿信息，结合待拼装管片的目标拼装位姿控制拼装机运动以将待拼装管片运送到位，从而完成管片的拼装。本发明通过设置的双目传感器和标定球提高检测精度，实现精确拼装管片，提高自动化程度。

技术领域

本发明涉及盾构机管片拼装技术领域，特指一种全自动盾构机管片拼装方法及系统。

背景技术

盾构机管片拼装机是盾构法隧道掘进技术中一种重要的机械设备，传统的盾构机管片拼装一般是由人工完成的，不但效率、可靠性和精确度都相对较低，而且难以满足盾构机系统数字化，自动化的发展趋势。

为此，申请人研发出一种用于矩形盾构的单机械臂管片拼装机，其包括平移系统、回转系统、机械臂系统、机械手系统以及管片夹取装置，能够实现自动的抓取管片并将管片运送至拼装范围处，由此解决了人工拼装存在的上述问题。但是，该管片拼装机在检测待拼装管片所处的位置时，是通过其上设置的距离传感器来实现检测的，使得检测到的待拼装管片的位置精确性较差，进而导致拼装机难以将待拼装管片准确的运送到位，在实际施工中，仍需要人工配合才能顺利的完成管片安装，其自动化程度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种全自动盾构机管片拼装方法及系统，解决现有的管片拼装机对待拼装管片位置检测的精确性较低而使得难以将拼装管片准确运送到位的问题以及自动化程度较低的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种全自动盾构机管片拼装方法，包括如下步骤：

提供拼装机，将所述拼装机安装在盾构机上；

提供第一双目传感器和第二双目传感器，将所述第一双目传感器和所述第二双目传感器对称的安装在所述拼装机的回转盘上，且所述第一双目传感器和所述第二双目传感器位于所述拼装机的机械臂的两侧；

提供标定球，将所述标定球安装在待拼装管片的两端部处；

利用所述拼装机的机械臂抓取所述待拼装管片并将所述待拼装管片运送至拼装范围内；

利用所述第一双目传感器和所述第二双目传感器检测所述待拼装管片上安装的标定球的位置信息；以及

根据检测得到的待拼装管片上的标定球的位置信息计算得出所述待拼装管片的位姿信息，结合所述待拼装管片的目标拼装位姿控制所述拼装机运动以将所述待拼装管片运送到位，从而完成管片的拼装。

本发明的管片拼装方法通过设置的两个双目传感器来实现待拼装管片的位置检测，并且为配合双目传感器的位置检测，在待拼装管片上安装了标定球，设置的标定球的外表面在任何角度下均呈圆形，能够提高双目传感器检测结果的精确度，从而可以得到待拼装管片的精确的位姿信息，使得控制拼装机将待拼装管片精确的运送到位成为可能，如此就能实现管片拼装全过程的自动化，提高了自动化程度。

本发明全自动盾构机管片拼装方法的进一步改进在于，利用所述拼装机的机械臂抓取待拼装管片时，利用所述第一双目传感器和所述第二双目传感器检测待拼装管片的初始位置信息；

基于检测得到所述待拼装管片的初始位置信息，结合所述机械臂的当前位置信息计算得出所述机械臂的抓取运动路径；

利用所述抓取运动路径控制所述机械臂运动并实现抓取待拼装管片。

本发明全自动盾构机管片拼装方法的进一步改进在于，所述待拼装管片的目标拼装位姿通过如下步骤得到：