悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置、系统和方法与流程

本发明涉及建筑施工工程领域，特指一种悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置、系统和方法。

背景技术：

1、在房建及基础设施建设领域，尤其是桥梁建设中，悬浇梁施工是一种常用的施工方法，它通过在已完成的桥墩或连续梁段上悬挂施工挂篮，逐步向前浇筑混凝土，以形成整个桥梁结构。随着技术的进步，新型造桥装备的出现极大地改善了施工条件，其中一项重要改进是实现了悬浇梁梁顶空间的完全开放。这一变革为更高效、更精准的混凝土布料方式提供了可能，使得原本因挂篮顶部构件阻碍而难以实现的机械化布料变得切实可行。

2、传统上，悬浇梁施工的混凝土布料主要依赖人工辅助地泵或天泵进行，这种方式存在显著弊端：布料点有限，且布料过程受人为因素影响大，导致布料位置选择随意，混凝土分布不均，最终影响梁体的浇筑成型质量和外观效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置、系统和方法，解决现有的悬浇梁施工的混凝土布料主要依赖人工辅助地泵或天泵进行，布料点有限，且布料过程受人为因素影响大，导致布料位置选择随意，混凝土分布不均，最终影响梁体的浇筑成型质量和外观效果的问题。

2、实现上述目的的技术方案是：

3、本发明提供了一种悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法，用于布料机进行布料，其特征在于，包括如下步骤：

4、提供布料路径；

5、将所述布料路径离散为若干布料点位，计算各个所述布料点位的全局坐标；

6、将所述布料点位的全局坐标按顺序排列，并将每个所述布料点位的全局坐标与所需的布料量对应；

7、解算所述布料机移动至各个所述布料点位所需的位姿参数；

8、控制所述布料机按照所述位姿参数，按顺序对所述布料点位进行布料，直至完成布料。

9、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法的进一步改进在于，所述全局坐标为以悬浇梁的0号块为坐标原点建立全局坐标系下的坐标；

10、所述布料方法还包括如下步骤：

11、在计算所述全局坐标后，将所述全局坐标转化为以布料机为坐标原点建立布料坐标系的布料坐标；

12、将所述布料点位的布料坐标按顺序排列，并将每个所述布料点位的布料坐标与所需的布料量对应。

13、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法的进一步改进在于，将所述全局坐标转化为布料坐标包括如下步骤：

14、布料点位的全局坐标(x'，y'，z')与布料坐标(x，y，z)绕z轴旋转关系：

15、

16、绕x轴旋转关系：

17、

18、绕y轴旋转关系：

19、

20、旋转矩阵：

21、r＝r1r2r3；

22、平移矩阵：

23、

24、其中：x'2、y'2、z'2为布料原点在全局坐标系中的坐标值；

25、最终转换计算公式：

26、

27、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法的进一步改进在于，在将每个所述布料点位的全局坐标与所需的布料量对应时，根据所述布料量设定所述布料机在对应布料点位的停留时间和布料速率。

28、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法的进一步改进在于，在布料后，根据布料效果对布料点位的停留时间和布料速率进行修正，并将修正后的布料路径存入同类布料数据库。

29、本发明还提供一种悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置，包括：

30、布料机，用于为布料点位进行布料；

31、设置于所述布料机上的联合定位机构，用于对布料机进行定位，以及解算所述布料机的位姿。

32、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置的进一步改进在于，所述布料机包括工作臂，所述工作臂可弯折；

33、所述联合定位机构包括：基准定位器、布料机定位器和料管位姿解算器；

34、所述基准定位器用于定位悬浇梁0号块，形成以悬浇梁0号块为原点的全局坐标系；

35、所述布料机定位器用于定位布料机，获取所述布料机在全局坐标系的全局坐标；

36、多个所述料管位姿解算器设置于所述工作臂的弯折处，所述料管位姿解算器根据布料点位解算所述布料机的工作臂在全局坐标系下的位姿参数；

37、布料机根据所述位姿参数对布料点位进行布料。

38、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置的进一步改进在于，所述布料机定位器形成以布料机为原点的布料坐标系；

39、将布料点位在全局坐标系下的全局坐标转化为在布料坐标系下的布料坐标；

40、将全局坐标转化为所述布料坐标系的布料坐标。

41、本发明还提供一种悬浇梁混凝土联合定位移动布料系统，包括：

42、定位单元，用于获取所述布料机的定位数据；

43、计算单元，用于计算所述布料机进行布料的位姿数据；

44、控制单元，与所述定位单元和所述计算单元连接，获取布料路径，将所述布料路径离散为若干布料点位，将所述布料点位和所述定位数据发送至所述计算单元进行计算并生成所述位姿数据，根据所述位姿数据控制所述布料机进行布料。

45、本发明悬浇梁混凝土联合定位移动布料系统的进一步改进在于，所述定位数据包括布料点位在以悬挑梁0号块为坐标原点的全局坐标系下的全局坐标；

46、所述计算单元将所述全局坐标转化为以布料机为坐标原点的布料坐标系的布料坐标。

47、本发明的有益效果是：通过将布料路径离散为若干布料点位，再通过计算各个布料点位的全局坐标，根据全局坐标对布料点位重新进行排列，同时将各个布料点位与所需的布料量相对应，获得优化后的布料方案，最终根据该方案解算布料机移动所需的位姿参数，控制布料机按照该布料方案，根据位姿参数进行移动布料，实现了布料方案的优化和改进，增加了布料点位的数量，且布料过程不受人为因素影响，布料路径更加有序，布料量、混凝土分布均匀，最终得到较佳的梁体浇筑成型质量和外观效果。

1.一种悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法，用于布料机进行布料，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法，其特征在于，所述全局坐标为以悬浇梁的0号块为坐标原点建立全局坐标系下的坐标；

3.如权利要求2所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法，其特征在于，将所述全局坐标转化为布料坐标包括如下步骤：

4.如权利要求1所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法，其特征在于，在将每个所述布料点位的全局坐标与所需的布料量对应时，根据所述布料量设定所述布料机在对应布料点位的停留时间和布料速率。

5.如权利要求1所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法，其特征在于，在布料后，根据布料效果对布料点位的停留时间和布料速率进行修正，并将修正后的布料路径存入同类布料数据库。

6.一种应用如权利要求1所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法的布料装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置，其特征在于，所述布料机包括工作臂，所述工作臂可弯折；

8.如权利要求7所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料装置，其特征在于，所述布料机定位器形成以布料机为原点的布料坐标系；

9.一种应用如权利要求1所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料方法的布料系统，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的悬浇梁混凝土联合定位移动布料系统，其特征在于，所述定位数据包括布料点位在以悬挑梁0号块为坐标原点的全局坐标系下的全局坐标；