[发明专利]一种高速铁路桥墩无人机机载放样系统及其放样方法在审

专利信息
申请号: 201910741193.9 申请日: 2019-08-12
公开(公告)号: CN110409313A 公开(公告)日: 2019-11-05
发明(设计)人: 王明刚;李强;侯志强;汪家雷;阚剑锋;李郴;方杰 申请(专利权)人: 中铁四局集团第五工程有限公司;中铁四局集团有限公司
主分类号: E01D21/00 分类号: E01D21/00;B64D47/00;B64C39/02;G05D1/10
代理公司: 合肥天明专利事务所(普通合伙) 34115 代理人: 韩燕;金凯
地址: 332000 江西*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 放样 放样系统 高速铁路 工装 桥墩 测量单元 地面操控 无线通信连接 车载控制器 准确度 标记装置 导航模块 远程操控 载荷模块 棱镜 施工 保证
【说明书】:

发明公开了一种高速铁路桥墩无人机机载放样系统及其放样方法,无人机机载放样系统包括有地面操控站,测量单元,无人机和放样工装,放样工装上设置有棱镜和放样点标记装置,放样工装的车载控制器、无人机的载荷模块和飞控导航模块、测量单元均与地面操控站无线通信连接。本发明采用无人机远程操控放样,大大降低放样人员的劳动力和放样难度,且放样准确度高,保证了高速铁路桥墩施工的质量。

技术领域

本发明涉及高速铁路建设施工领域,具体是一种高速铁路桥墩无人机机载放样系统及其放样方法。

背景技术

随着无人机运用领域的日益扩大和需求量的提高,计算机技术和导航技术的发展成熟,无人机具备了更智能的操控,更好的载重和续航,目前在农药喷洒、包裹配送方面都有成功的应用案例,是应用范围较广、运用价值较高的飞行器。如将无人机技术与工程施工建造结合,将具备广阔的前景。

在高速铁路桥墩施工建造过程中,放样是最基本工作,也是工作量最大的技术工作,且精度要求较高,易出错,特别是在高桥墩顶部墩帽、垫石放样时,往往需要测量人员逐一的爬到墩帽顶面进行放样,工作量巨大,也特别辛苦,效率较低,而且安全风险大。

在近几年,随后国家基础设施领域的不断投入,行业的建设规模也在逐年的增加,规模扩张对测量技术人员的需求量就增多,然而,如今的技术人员的配置已经不如以前,且规模扩张后,出现技术人员断层的现场,现场缺乏经验丰富的基层施工放样人员,从而造成了桥梁施工的质量事故风险增高,常见的质量事故包括,垫石标高控制不对,直接影响架梁,垫石放样位置不对,造成结构偏心受力,影响使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速铁路桥墩无人机机载放样系统及其放样方法,采用无人机远程操控放样,大大降低放样人员的劳动力和放样难度,且放样准确度高,保证了高速铁路桥墩施工的质量。

本发明的技术方案为:

一种高速铁路桥墩无人机机载放样系统,包括有地面操控站,测量单元,无人机和放样工装;所述的地面操控站包括有飞行控制系统和测量控制系统,所述的测量单元包括有全站仪,所述的全站仪与测量控制系统进行无线通信连接;所述的无人机内置有机载供电模块、载荷模块、飞控导航模块和GPS模块,所述的GPS模块与飞控导航模块连接,所述的载荷模块、飞控导航模块均与机载供电模块连接供电,所述的载荷模块、飞控导航模块均与飞行控制系统进行无线通信连接;所述的放样工装包括有车架,连接于车架底端上的车轮,固定于车架上的车载控制器、车载供电模块、360度全方位测量棱镜和放样点标记装置;所述的无人机通过卡箍与车架中心位置连接,所述的车载供电模块的供电输入端与机载供电模块连接,所述的车载控制器与车载供电模块的供电输出端连接供电,所述的放样点标记装置、车轮的驱动电机均与车载控制器连接,所述的车载控制器与测量控制系统进行无线通信连接。

所述的车架是由两个横梁、两个纵梁、两个纵向连接梁和四个放样点标记安装梁组成,所述的两个横梁和两个纵梁相互连接组成矩形框架结构,所述的两个纵向连接梁连接于两个横梁之间,所述的四个放样点标记安装梁分别连接于矩形框架结构的四个拐角处,所述的无人机的起落架通过卡箍与两个纵向连接梁的中部连接,所述的车载控制器和车载供电模块固定于两个纵向连接梁的中部,所述的360度全方位测量棱镜为两个,分别通过棱镜杆连接于两个纵梁的中部,所述的放样点标记装置为四个,放样点标记安装梁为L形结构,放样点标记安装梁的一端连接于矩形框架结构的对应拐角处,放样点标记装置连接于放样点标记安装梁的另一端上,所述的车轮为四个,分别连接于矩形框架结构的四个拐角处。

所述的全站仪选用高精度ATR自动型全站仪;所述的车轮选用麦克拉姆轮。

所述的车载控制器包括有单片机,分别与单片机连接的车载无线通讯模块和速度调节模块,所述的车轮的驱动电机均与速度调节模块连接,所述的车载无线通讯模块与测量控制系统进行无线通信连接,所述的放样点标记装置的控制端与单片机连接。

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