[发明专利]一种贴合曲面结构表面作业的滚压装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种贴合曲面结构表面作业的滚压装置及其控制方法，包括装载平台(3)以及安装在装载平台(3)上的运动结构，运动结构包括多节依次活动连接的机械臂，最底部的机械臂活动安装在装载平台(3)上，最顶部的机械臂末端安装用于贴合曲面结构表面(7)作业的工作单元(4)，该装置还包括用于测量最底部机械臂的活动节点中心点至曲面结构表面(7)上目标点之间距离的距离传感器(5)、用于测量最顶部机械臂与曲面结构贴合压力的压力传感器(6)以及用于控制各机械臂动作的控制器，机械臂、距离传感器(5)和压力传感器(6)均连接至控制器。与现有技术相比，本发明能克服人工作业的风险，自动化程度高，工作可靠性高。

技术领域

本发明属于建筑和土木工程领域，尤其是涉及一种贴合曲面结构表面作业的滚压装置及其控制方法。

背景技术

由于造型、受力等方面一系列的优点，曲面结构广泛应用于隧道、拱桥和其他公共建筑中。通常为了让曲面结构能够提供开阔的空间，其拱顶距离地面较高。然而，由于自然和人为冲击、荷载变化或材料老化影响会引起隧道、桥梁等结构的劣化，因此这类曲面结构的拱顶经常出现裂缝、剥落等病害，需要频繁进行检查和维修，以确保这些建筑保持安全状态，并继续提供可靠的服务水平。

在实践中，隧道和拱桥等曲面结构的断面大、曲率大、顶部高，尤其是顶部的裂缝等病害检查和维修操作十分困难。传统的检查和维修工作通常由人工完成，非常耗时且依赖操作人员的技术水平，检查和修补质量不合格等现象频繁发生。同时，隧道和拱桥等交通基础设施还运营有车辆、船舶，需要在开放的交通环境中进行维修，这给检查和维修操作带来进一步的不便。

因此，亟需发展能够贴合曲面结构拱顶表面作业的机械装置，在其端部搭载多种作业单元，以实现曲面结构拱顶部位病害检查和维修工作的自动化、无人化和智能化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种贴合曲面结构表面作业的滚压装置及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种贴合曲面结构表面作业的滚压装置，包括装载平台以及安装在装载平台上的运动结构，所述的运动结构包括多节依次活动连接的机械臂，最底部的机械臂活动安装在装载平台上，最顶部的机械臂末端安装用于贴合曲面结构表面作业的工作单元，该装置还包括用于测量最底部机械臂的活动节点中心点至曲面结构表面上目标点之间距离的距离传感器、用于测量最顶部机械臂与曲面结构贴合压力的压力传感器以及用于控制各机械臂动作的控制器，所述的机械臂、距离传感器和压力传感器均连接至所述的控制器。

优选地，各节机械臂底部分别通过一活动节点和位于其下方并与之连接的机械臂或装载平台活动连接，所述的活动节点为转动式节点且使得多节机械臂在同一平面内转动。

优选地，所述的距离传感器安装在转动安装块上，所述的距离传感器的中心点与底部机械臂的活动节点的中心点平齐，所述的转动安装块为转动式节点且使得距离传感器与所述的机械臂在同一平面或平行平面内转动，同时距离传感器的测量轴线在所述的机械臂的转动平面内。

优选地，所述的转动式节点包括电动销轴式节点，所述的电动销轴式节点连接至所述的控制器。

优选地，所述的压力传感器安装在位于最上方的两个机械臂的连接节点处。

优选地，所述的距离传感器包括激光传感器。

优选地，最顶部的机械臂为微调机械臂，其长度小于其他机械臂的长度。

优选地，所述的机械臂设置三节。

一种贴合曲面结构表面作业的滚压装置的控制方法，用于所述的滚压装置的运动，该控制方法包括：