[发明专利]一种基于智能控制的轨排自动拼装系统及方法

权利要求书

1.一种利用基于智能控制的轨排自动拼装系统的拼装方法，其特征在于，基于智能控制的轨排自动拼装系统包括主机以及与主机信号连接的紧固件铺设操作子系统(1)、轨枕位姿调整子系统(2)、钢轨边距调整子系统(3)；紧固件铺设操作子系统(1)和轨枕位姿调整子系统(2)分别集成于第一可移动底盘和第二可移动底盘上，第一可移动底盘和第二可移动底盘相互连接且均位于行车轨道(4)上，行车轨道(4)铺设于轨枕两侧，轨枕放置于枕下轨道(5)上，且行车轨道(4)的两条铁轨之间的距离大于轨排的两条铁轨之间的距离；多个钢轨边距调整子系统(3)间隔均匀地固定安装在轨排拼装施工现场枕下轨道(5)两侧空地上；

拼装方法包括如下步骤：

步骤1：首先将钢轨边距调整子系统(3)安装固定在施工现场，然后铺设好枕下轨道(5)，将轨枕放置于枕下轨道(5)的相应安装位置上，然后于轨枕两侧铺设行车轨道(4)；接着由现场施工人员将拼装用的扣件、螺栓放置在紧固件铺设操作子系统(1)中的物料库(101)中，最后将拼装系统整体置于初始位置处；

步骤2：主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘运动，带动紧固件铺设操作子系统(1)和轨枕位姿调整子系统(2)至第一个轨枕位置处；轨枕位姿调整子系统(2)利用第二高精度三维相机扫描轨枕数据并传递至主机，主机识别出轨枕位姿，基于内部存储的轨排设计模型数据，采用迭代最近点点云配准算法计算出轨枕位姿调整子系统(2)中的轨枕位姿调整机构的运动量，进而推动轨枕调整至满足精度要求的安装位置处；主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘运动至下一轨枕位置处，继续进行轨枕位姿调整，直至完成整个轨排线上所有轨枕的位姿调整；

步骤3：进行轨下物料的安装：紧固件铺设操作子系统(1)中的车体移动监测装置(104)内的第一高精度三维相机扫描得到各扣件和螺栓的安装位置信息并传递至主机，主机结合内部预先存储的各扣件和螺栓的摆放位置信息，基于三维视觉技术对扣件以及螺栓安装区域进行识别与定位，并应用曲线插值拟合算法进行相应的运动路径规划；之后再控制紧固件铺设操作子系统(1)中的物料取放操作装置运动，完成当前位置处的轨下物料的安装；主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘运动至下一轨枕位置处，继续进行轨下物料的安装，直至整个轨排线上所有位置处的轨下物料全部安装完成；

步骤4：由现场工作人员将钢轨置到已经铺设完成的轨下物料上，且保证钢轨端部放置于钢轨边距调整子系统(3)上，主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘行走至第一块钢轨位置处，利用钢轨边距调整子系统(3)中的第三高精度三维相机扫描钢轨数据并传递至主机，主机基于内部存储的轨排设计模型数据，同时采用点云配准算法计算出钢轨边距调整子系统(3)中的钢轨边距调整机构(301)和钢轨顶升机构(302)的运动量，进而对第一块钢轨进行位姿调整控制；主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘运动至下一钢轨位置处，继续进行钢轨位姿调整，直至完成整个轨排线上所有钢轨的位姿调整；

步骤5：进行轨上物料的安装：主机根据内部预先存储的各扣件和螺栓的摆放位置信息以及第一高精度三维相机扫描得到的各扣件和螺栓的安装位置信息，控制紧固件铺设操作子系统(1)中的物料取放操作装置运动，完成当前位置处轨上物料的安装；主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘运动至下一轨枕位置处，继续进行轨上物料的安装，直至整个轨排线上所有位置处的轨上物料全部安装完成；

步骤6：主机控制第一可移动底盘和第二可移动底盘行走，利用第三高精度三维相机进行复检，复检完成后控制第一可移动底盘和第二可移动底盘运动至初始位置处。

2.根据权利要求1所述的拼装方法，其特征在于，所述紧固件铺设操作子系统(1)包括物料库(101)、物料取放操作装置、车体移动监测装置(104)，物料库(101)搭建于第一可移动底盘上表面，物料库(101)中部留有物料铺设操作空间，物料库(101)两侧平台上摆放有拼装单个轨排所需要的扣件和螺栓，且扣件和螺栓的摆放位置信息均存储于主机中。