[实用新型]一种基于机器视觉的盾构管片位置调节装置

说明书

本申请公开了一种基于机器视觉的盾构管片位置调节装置，包括：位置监测部件，用于实时监测管片的放置位置；控制器，用于将位置监测部件监测的数据与初始设定位置进行比较，根据比较结果实时控制多自由度调节部件；多自由度调节部件，用于自动将管片的当前位置调整至初始设定位置；多自由度调节部件包括：底板；减速齿轮，位于底板上，用于带动管片在水平方向上的旋转；步进电机，与减速齿轮连接，用于在控制器的控制下驱动减速齿轮的转动；圆弧形管片放置槽，位于减速齿轮上，用于放置管片。本申请引入机器视觉的方法，通过位置监测部件实时监测管片的位置，通过多自由度调节部件来自动调整管片的位置至初始设定位置，工作效率快，准确性高。

技术领域

本实用新型涉及工程机械设计技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的盾构管片位置调节装置。

背景技术

随着地铁施工技术的不断发展，盾构施工已成为普遍的地铁施工方法。盾构机自动化程度的高低关乎到整个施工工程的安全性、经济性和施工效率，目前管片的人工拼装方法制约了盾构机迈入自动化施工的步伐，其施工作业方式也在很大程度上影响了整个施工的速度。

在目前盾构管片拼装过程中，待抓管片都是被大致调运到拼装机的下方，由于在抓取的过程中是凭借操作工人的实时观测利用遥控器完成的管片抓取，因此，待抓管片的初始放置位置没有严格的要求，允许位置有偏差。但人工凭眼睛观察近距离操作拼装机抓取管片的方法不仅速度较慢，而且对拼装工人也存在极大的安全隐患。为了提高其作业效率，实现管片的自动抓取，就需要使待抓管片每次所处的位置都非常固定，使得拼装机能够通过示教的方式从固定的位置自动抓取管片，然而纯粹采用常见的机械工装的方式进行位置的固定仍会存在较大的误差，那是由于机械工装会因机械结构的刚性等原因发生变形，导致产生的定位不准。

因此，如何减小对机械工装定位的依赖性，将待抓管片的放置位置固定且定位精度高，以实现管片的自动抓取，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的盾构管片位置调节装置，可以实现管片位置的精确定位放置，对机械工装定位的依赖性小，工作效率快，且不需人工干预。其具体方案如下：

一种基于机器视觉的盾构管片位置调节装置，包括：

位置监测部件，用于实时监测管片的放置位置；

控制器，用于将所述位置监测部件监测的数据与初始设定位置进行比较，根据比较结果实时控制多自由度调节部件；

所述多自由度调节部件，用于自动将所述管片的当前位置调整至所述初始设定位置；所述多自由度调节部件包括：

底板；

减速齿轮，位于所述底板上，用于带动所述管片在水平方向上的旋转；

步进电机，与所述减速齿轮连接，用于在所述控制器的控制下驱动所述减速齿轮的转动；

圆弧形管片放置槽，位于所述减速齿轮上，用于放置所述管片。

优选地，在本实用新型实施例提供的上述基于机器视觉的盾构管片位置调节装置中，所述位置监测部件包括：

工业相机，用于实时获取所述管片的水平旋转角度；

第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，用于实时测量与所述管片之间的距离，并计算出所述管片的轴线与相机激光测距传感器支架所在平面之间的角度；

所述相机激光测距传感器支架，固定在盾构机横梁上，用于安装所述工业相机、所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器。

优选地，在本实用新型实施例提供的上述基于机器视觉的盾构管片位置调节装置中，所述工业相机位于所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器的中间位置。