[发明专利]基于BIM的智能测量机器人系统及测量方法

说明书

本发明涉及一种基于BIM的智能测量机器人系统，包括移动底盘、总控装置、调平装置、智能全站仪、手持终端、360°棱镜；总控装置包括总控制箱、无线路由器、定位模块和工控机，无线路由器与手持终端连接，实现工控机与手持终端的通讯和数据交换；定位模块实现对测量机器人的粗略定位；手持终端的所有指令需经过工控机分发，所有设备的指令反馈信息由工控机收集和处理；调平装置安装于总控制箱上，智能全站仪安装于调平装置顶端；360°棱镜设置在现场已知坐标的三个控制点上。本发明利用智能全站仪自动照准预先设置在已知位置的三个360°棱镜进行智能设站，然后通过自动放样和免棱镜测量方式实现对施工完成面三维坐标的快速采集与自动分析。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及道路、桥梁及房屋建筑等工程施工完成面高精度三维绝对坐标数据的快速采集与分析系统。

背景技术

现阶段对施工完成面三维绝对坐标数据的采集还主要依靠人工架设和调平测量仪器，进行逐点接触式测量，这种测量方法不仅效率低、周期长、劳动强度大，而且由于人为因素导致测量精度和准确性较低，极大地制约了项目施工进度和质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对传统施工测量中普遍存在的内业数据计算繁琐、外业测量效率低、劳动强度大、周期长等问题，提供一种基于BIM的智能测量机器人系统及测量方法，该装置通过移动底盘搭载总控装置与调平装置，实现测量设备的快速调平与自动化测量控制，并利用BIM技术实现内业测量数据的自动提取与分析，从而极大地提高了施工测量的效率和质量。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种基于BIM的智能测量机器人系统，包括测量机器人、手持终端、360°棱镜；

所述测量机器人包括移动底盘、总控装置、调平装置、智能全站仪；

所述总控装置包括总控制箱、无线路由器、定位模块和工控机，所述总控制箱固定安装于所述移动底盘上，所述无线路由器和定位模块安装在总控制箱内，两者的信号接收天线伸出总控制箱外，所述工控机安装在总控制箱的底板上；所述无线路由器与所述手持终端连接，实现工控机与手持终端的通讯和数据交换；所述定位模块实现对测量机器人的粗略定位；所述工控机是整个系统的控制核心，手持终端的所有指令需经过工控机分发，所有设备的指令反馈信息由工控机收集和处理；

所述移动底盘包括行走机构和底盘控制器，所述底盘控制器与所述工控机连接，所述行走机构与底盘控制器连接，由底盘控制器控制其行走状态；

所述调平装置安装于所述总控制箱上，所述智能全站仪安装于所述调平装置顶端，通过所述调平装置将所述智能全站仪调平至水平状态；所述360°棱镜有三个，分别设置在现场已知坐标的三个控制点上；所述智能全站仪具有自动搜索棱镜和免棱镜测距功能；所述调平装置和智能全站仪分别与所述工控机连接，二者将测量信号输送至工控机，并接收工控机的控制指令。

上述方案中，所述总控装置还包括第三电池组和状态显示器，所述第三电池组安装在所述总控制箱内部专用插槽中，其充电接口安装在总控制箱外壳上，第三电池组用于给总控制箱内部设备、调平装置和智能全站仪供电；所述状态显示器安装在所述总控制箱外壳上，可以直观显示所有设备的运行状态。

上述方案中，所述调平装置包括下台面、电动缸、电动推杆、上台面、转接立柱、传感器底座、倾角传感器；所述下台面固定安装在总控制箱上，所述电动缸有三个，呈三角形分布于所述下台面上，每个电动缸旁对应安装一个伺服电机，每个电动缸上安装一个所述电动推杆，所述上台面安装于三个电动推杆上端；所述转接立柱的下端安装于所述上台面上，转接立柱的上端安装所述传感器底座，所述倾角传感器安装在所述传感器底座上。

上述方案中，所述电动缸的下端通过下铰链与所述下台面连接，所述电动推杆的上端通过上铰链与所述上台面连接；所述下铰链与上铰链均为虎克铰链，能沿X轴和Y轴两个方向转动，使上台面能够适应±25°的倾角变化。