[发明专利]管片拼装机以及管片拼装方法

说明书

本申请公开了一种管片拼装机及其管片拼装方法。管片拼装机包括管片抓取装置、驱动装置和视觉系统，驱动装置用于控制管片抓取装置运动，且驱动装置包括周向旋转机构、竖直驱动机构和轴向驱动机构，周向旋转机构绕其轴线可转动，且管片抓取装置在周向旋转机构的带动下转动；竖直驱动机构被配置为驱动管片抓取装置在竖直方向移动；轴向驱动机构连接在周向旋转机构上且被配置为驱动管片抓取装置在轴向方向移动。视觉系统包括与管片抓取装置连接的机械臂以及设置在机械臂端部的视觉装置。机械臂相对于管片抓取装置可伸缩地设置以带动视觉装置伸出或缩回，视觉装置被配置为获取待拼装管片的待拼装位置和初始位置。本申请的管片拼装机提高拼装质量。

技术领域

本申请涉及一种管片拼装机以及管片拼装方法。

背景技术

在地下隧道的盾构法施工中，盾构机依靠管片拼装机对管片进行拼装，目前，管片拼装需要操作人员手持遥控器，控制拼装机将管片拼装到指定位置。通过人工遥控的方式，人工的劳动强度大，且存在一定安全隐患，拼装质量无法保障。

发明内容

本申请提供一种管片拼装机以及管片拼装方法，以提高拼装质量。

本申请第一方面提供一种管片拼装机，包括：

管片抓取装置，用于抓取管片并控制管片的姿态；

驱动装置，用于控制管片抓取装置运动，且驱动装置包括周向旋转机构、竖直驱动机构和轴向驱动机构，周向旋转机构被配置为绕其轴线可转动，且管片抓取装置设置在周向旋转机构上以在周向旋转机构的带动下转动；竖直驱动机构连接在周向旋转机构上且被配置为驱动管片抓取装置在竖直方向移动；轴向驱动机构连接在周向旋转机构上且被配置为驱动管片抓取装置在轴向方向移动；和

视觉系统，包括与管片抓取装置连接的机械臂以及设置在机械臂端部的视觉装置，机械臂相对于管片抓取装置可伸缩地设置以带动视觉装置伸出或缩回，视觉装置被配置为获取待拼装管片的待拼装位置和初始位置。

在一些实施例中，机械臂包括六轴机械臂。

在一些实施例中，视觉装置被配置为通过已拼装管片上的预设特征获取待拼装管片的待拼装位置并通过待拼装管片上的预设特征获取待拼装管片的初始位置，预设特征包括管片的边缘特征或者管片上预留的识别特征。

在一些实施例中，视觉装置包括相机，相机被配置为获取管片的图像并根据管片的图像获取管片的位置。

在一些实施例中，视觉装置包括测距传感器，测距传感器被配置为根据视觉装置与管片之间的距离获取管片的位置。

在一些实施例中，管片拼装机还包括第一控制器，第一控制器被配置为根据待拼装管片的待拼装位置和初始位置获取驱动装置的驱动行程信息，并根据驱动行程信息控制驱动装置动作。

在一些实施例中，管片拼装机还包括第二控制器，第二控制器与第一控制器信号连接且被配置为控制机械臂动作。

本申请第二方面一种管片拼装机的管片拼装方法，包括如下步骤：

控制机械臂伸出以使视觉装置获取待拼装管片的待拼装位置；

获取待拼装管片的待拼装位置后控制机械臂缩回，并控制驱动装置动作以带动管片抓取装置到达待拼装管片的存放处；

在存放处，控制机械臂伸出以使视觉装置获取待拼装管片的初始位置；以及

根据待拼装位置和初始位置控制驱动装置动作和管片抓取装置动作以使待拼装管片从初始位置到达待拼装位置。