[发明专利]基于视觉导向的桩上爬行平台

说明书

技术领域

本发明提供一种打桩机的移动平台，尤其涉及一种基于视觉导向的桩上爬行平台，属于施工过程中的打桩领域。

背景技术

在堤坝抢险以及沼泽、浅水等地形条件下的工程施工过程中，经常需要进行打桩，传统意义上的打桩机大都采用轮式或履带式行走机构对其进行移动，或者直接将打桩机放置在船上进行施工。由于打桩设备笨重，打桩机的移动十分困难，并且整个移动过程也很固定，打桩效率低，对施工环境要求非常苛刻，打桩成本高；同时在实际施工过程中，由于事先不知道水下的地形，无法预知其对打桩精度的影响，打桩机打出的桩难免会出现间距不等、高低不平以及偏斜等非理想化的情况。因此传统的打桩机移动方式难以适用于沼泽、浅水等复杂环境下的打桩要求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够使打桩机移动范围广、且动作灵活可靠的基于视觉导向的桩上爬行平台，解决在桩一定范围内出现间距不等、高低不平以及偏斜等情况下打桩机移动困难的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于视觉导向的桩上爬行平台，包括机架、前导轨、后导轨、中间组支撑腿垫板、前组支撑腿、中间组支撑腿、后组支撑腿和视觉控制系统，所述中间组支撑腿通过中间组支撑腿垫板与机架固定；所述前导轨的上侧面与机架的下侧面铰接，所述后导轨的上侧面与机架的下侧面铰接；所述前组支撑腿与前导轨滑动配合，且前组支撑腿和中间组支撑腿之间通过位于左右两侧的左前水平气缸和右前水平气缸连接；所述后组支撑腿与后导轨滑动配合，且后组支撑腿和中间组支撑腿之间通过位于左右两侧的左后水平气缸和右后水平气缸连接；所述视觉控制系统包括相机、图像处理装置和气缸定位器，所述图像处理装置的输入端与相机连接、输出端与气缸定位器连接，相机固定在机架上，在左前水平气缸、右前水平气缸、左后水平气缸和右后水平气缸上均安装有气缸定位器；所述相机用于采集桩位置数据，并将采集数据发送给图像处理装置；所述图像处理装置对接受到的数据进行计算分析，并产生控制命令发送给气缸定位器；所述气缸定位器根据接受到的控制命令驱动左前水平气缸、右前水平气缸、左后水平气缸和右后水平气缸运动。

由于采用前/导轨与机架的铰接配合，使得前/导轨能相对机架做转动；由于前/后组支撑腿与前/后导轨滑动配合，使得前/后组支撑腿能相对前/后导轨滑动；这样通过左前/后水平气缸和右前/后水平气缸，不仅能够控制前/后组支撑腿在一定范围内前进，同时能够控制前/后组支撑腿在一定范围内转动；通过控制前组支撑腿、中间组支撑腿和后组支撑腿的沿目的方向交替运动即可实现机架在桩上的爬行。该方案中：相机承担眼睛的视觉作用，探寻目标的方向；图像处理装置承担大脑的分析作用，形成控制命令；气缸定位器承担神经的传输和位置检测作用，传递控制命令；其余机械部分承担肢体的动作作用，实现运动目的。

具体来说，该方案中机架的爬行过程如下：当中间组支撑腿以及后/前组支撑腿下端的气动手爪夹紧地面上的桩，前/后组支撑腿下端的气动手爪松开桩并抬腿，通过视觉控制系统控制相应的气缸运动运动，使得前/后组支撑腿在一定范围内前进或转动；当前/后组支撑腿下端的气动手爪到达目的位置并夹紧地面上的桩时，中间组支撑腿下端的气动手爪松开桩并抬腿，通过视觉控制系统控制相应的气缸运动运动，使得中间组支撑腿带动机架在移动范围内前进或转动；当中间组支撑腿下端的气动手爪到达目的位置并夹紧地面上的桩时，后/前组支撑腿下端的气动手爪松开桩并抬腿，通过视觉控制系统控制相应的气缸运动运动，使得后/前组支撑腿在一定范围内前进或转动，直至后/前组支撑腿下端的气动手爪到达目的位置并夹紧地面上的桩；如是循环实现机架的运动，已达到在桩上行走的目的。

作为一种改进，所述前组支撑腿、中间组支撑腿和后组支撑腿均包括支腿导轨、左推动气缸、右推动气缸、左滑块、右滑块、左十字滑块式机构、右十字滑块式机构、左支腿和右支腿；所述左滑块通过左推动气缸驱动沿支腿导轨滑动，左十字滑块式机构安装在左滑块上，左支腿与左十字滑块式机构配合安装；所述右滑块通过右推动气缸驱动沿支腿导轨滑动，右十字滑块式机构安装在右滑块上，右支腿与右十字滑块式机构配合安装；在左推动气缸和右推动气缸上均安装有气缸定位器。采用左支腿和右支腿的两腿结构，不仅能够使前组支撑腿、中间组支撑腿和后组支撑腿在夹紧地面上的桩时更为平稳，同时两腿之间能够相对运动，也增加了整个爬行平台的运动范围，让定位动作更为准确。