一種重型工程車輛精確對(duì)位裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運(yùn)輸裝配裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種重型工程車輛精確對(duì)位裝置及控制方法，可用于大型貨物運(yùn)輸位置姿態(tài)精確調(diào)整。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著重型工程運(yùn)輸車輛在大件運(yùn)輸領(lǐng)域越來越廣泛的應(yīng)用，大型貨物運(yùn)輸位置姿態(tài)精確調(diào)整的需求也日益增加。如在造船領(lǐng)域，分段制造完成后通常需要精確對(duì)位，然后完成整船制造。傳統(tǒng)船體大型分段合攏主要采用大型吊機(jī)配合操作工或由軌道小車完成，前者操作復(fù)雜、危險(xiǎn)系數(shù)高、精度差，后者對(duì)場(chǎng)地要求高，投入大。隨著重型工程運(yùn)輸車輛并車技術(shù)發(fā)展，多臺(tái)車輛協(xié)同運(yùn)輸突破了運(yùn)輸噸位的限制，逐漸取代了軌道小車運(yùn)輸，降低了造船成本，提高了造船效率。重型工程運(yùn)輸車輛為機(jī)電液一體化車輛，具有驅(qū)動(dòng)、多模式轉(zhuǎn)向和頂升功能，可以單車使用，也可以多車車輛協(xié)同運(yùn)輸，可以適應(yīng)較差工況，運(yùn)輸形式靈活。軌道小車在軌道上運(yùn)行，位移變化一定，剛性接觸無變形，而重型運(yùn)輸車為膠式輪胎，變形大，無軌道位移變化復(fù)雜，所以要達(dá)到精確位移控制更復(fù)雜。
[0003]目前也有一些重型工程車輛的精確對(duì)位技術(shù)，但是非常不成熟。沒有一套完善的傳感監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)貨物位移的監(jiān)測(cè)多以一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)為基準(zhǔn)，控制量為一個(gè)點(diǎn)或一條線，無法實(shí)現(xiàn)三維立體全方位檢測(cè)。測(cè)量手段采用激光傳感器，測(cè)量精度差，有的采用視頻采集裝置，只能定性分析，無法定量計(jì)算。測(cè)量監(jiān)測(cè)需要搭建輔助工裝，操作過程繁復(fù)，需要反復(fù)調(diào)整，對(duì)位效率差，精度低。只考慮單車，沒有考慮多車應(yīng)用情況，不具備較高的工程應(yīng)用價(jià)值。因此，開發(fā)一套能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)輸貨物船體三維立體位移，實(shí)現(xiàn)高效定量計(jì)算分析，自動(dòng)控制車輛位移，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸貨物三維空間姿態(tài)快速精確對(duì)位功能的裝置具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物三維位移、高效定量計(jì)算、自動(dòng)匹配運(yùn)輸方案并精確控制車輛位移的快速精確對(duì)位裝置和控制方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種重型工程車輛精確對(duì)位裝置，包括上位機(jī)、測(cè)量裝置和控制裝置，所述測(cè)量裝置、所述上位機(jī)和所述控制裝置之間通過無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接；
[0006]其中，所述測(cè)量裝置包括兩個(gè)測(cè)量?jī)x和至少一個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)，用于測(cè)量待對(duì)位貨物和基準(zhǔn)貨物的位置；
[0007]所述上位機(jī)內(nèi)設(shè)有計(jì)算分析模塊和圖形顯示模塊，用于計(jì)算分析和顯示所述基準(zhǔn)貨物與所述待對(duì)位貨物的位置信息；
[0008]所述控制裝置包括精度控制模塊和自動(dòng)控制模塊，用于控制重型工程運(yùn)輸車組的運(yùn)動(dòng)路徑。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述圖形顯示模塊顯示所述基準(zhǔn)貨物與所述待對(duì)位貨物的實(shí)時(shí)位置圖像；或，
[0010]所述圖形顯示模塊顯示所述待對(duì)位貨物上平面上設(shè)置的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)及目標(biāo)坐標(biāo)和圖形。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述重型工程運(yùn)輸車組的頂升采用負(fù)載敏感系統(tǒng)、伺服閥及高精度反饋傳感器，所述重型工程運(yùn)輸車組的驅(qū)動(dòng)采用可控變量泵及變量馬達(dá)。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述重型工程運(yùn)輸車組還包括防位移裝置。
[0013]本發(fā)明還提供了一種重型工程車輛精確對(duì)位裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]步驟1，通過測(cè)量?jī)x測(cè)量基準(zhǔn)貨物和待對(duì)位貨物的實(shí)際位置，結(jié)合所述基準(zhǔn)貨物和所述待對(duì)位貨物的預(yù)先設(shè)定的三維模型基本參數(shù)，通過所述上位機(jī)中的計(jì)算分析模塊進(jìn)行模擬對(duì)位，確定所述待對(duì)位貨物的目標(biāo)位置；
[0015]步驟2，所述測(cè)量?jī)x通過所述測(cè)量基準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)量所述待對(duì)位貨物上平面上設(shè)置的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述上位機(jī)；
[0016]步驟3，所述上位機(jī)接收所述測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)信息，根據(jù)模擬搭載數(shù)據(jù)計(jì)算所述測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)坐標(biāo)信息；
[0017]步驟4，所述上位機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)將所述測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)信息和目標(biāo)坐標(biāo)信息發(fā)送至所述控制裝置；
[0018]步驟5，所述控制裝置中的自動(dòng)控制模塊接收所述測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)信息與目標(biāo)坐標(biāo)信息，根據(jù)重型工程運(yùn)輸車輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，規(guī)劃所述重型工程運(yùn)輸車組的運(yùn)行路徑，所述精度控制模塊執(zhí)行元件動(dòng)作控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速對(duì)位。
[0019]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟5包括:
[0020]步驟501，通過單點(diǎn)升降所述重型工程運(yùn)輸車組，調(diào)節(jié)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)垂直方向的坐標(biāo)值，使所述待對(duì)位貨物與所述基準(zhǔn)貨物垂直方向一致；
[0021]步驟502，轉(zhuǎn)向及驅(qū)動(dòng)所述重型工程運(yùn)輸車組，調(diào)節(jié)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)水平方向的坐標(biāo)值，使待對(duì)位貨物與所述基準(zhǔn)貨物水平坐標(biāo)一致。
[0022]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)為四個(gè)，分別設(shè)置在所述待對(duì)位貨物上平面與所述重型工程運(yùn)輸車組對(duì)應(yīng)的單點(diǎn)升降點(diǎn)。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
[0024]1、大大縮短合攏時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝過程，提高效率，降低成本。
[0025]2、測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣，可以實(shí)時(shí)反饋測(cè)量信息。
[0026]3、增加上位機(jī)計(jì)算分析模塊，可以提前進(jìn)行模型對(duì)位，提前發(fā)現(xiàn)預(yù)防作業(yè)過程問題，提高效率，避免反復(fù)過程。
[0027]4、采用無線通訊方式能夠簡(jiǎn)化線路排布，方便快捷。
[0028]5、精度控制模塊和自動(dòng)對(duì)位模塊可以解決人工操作精度差，負(fù)擔(dān)重，需要反復(fù)調(diào)節(jié)的問題。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種重型工程車輛精確對(duì)位裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用示意圖；
[0031]圖3為圖2中測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的分析示意圖。
[0032]圖中，
[0033]1、待對(duì)位貨物；2、重型工程運(yùn)輸車組；3、上位機(jī)；41、測(cè)量基準(zhǔn)；42、測(cè)量?jī)x；5、基準(zhǔn)貨物；6、目標(biāo)基準(zhǔn)面；7、實(shí)際基準(zhǔn)面。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0035]如圖1-2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種重型工程車輛精確對(duì)位裝置，包括上位機(jī)3、測(cè)量裝置和控制裝置，測(cè)量裝置、上位機(jī)3和控制裝置之間通過無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接。
[0036]測(cè)量裝置包括測(cè)量?jī)x42和測(cè)量基準(zhǔn)41，用于測(cè)量待對(duì)位貨物I和基準(zhǔn)貨物5的位置。當(dāng)運(yùn)輸貨物很大時(shí)，一個(gè)測(cè)量?jī)x可能無法監(jiān)測(cè)多個(gè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)三維定位，所以大型貨物運(yùn)輸時(shí)，可采用兩個(gè)測(cè)量?jī)x在運(yùn)輸貨物兩側(cè)分別測(cè)量。貨物運(yùn)輸過程中位置可能發(fā)生較大變化，如果測(cè)量?jī)x一直固定在同一位置可能無法監(jiān)測(cè)運(yùn)輸對(duì)位貨物位置變化的全過程，為解決這一問題，一般設(shè)置一個(gè)或多個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)，通過比對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)與貨物測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，可以實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量大型貨物的絕對(duì)位移。測(cè)量裝置的測(cè)量精度可達(dá)到0.5mm，測(cè)量結(jié)果通過三維坐標(biāo)表不O
[0037]上位機(jī)3內(nèi)設(shè)有計(jì)算分析模塊和圖形顯示模塊，用于計(jì)算分析和顯示基準(zhǔn)貨物5與待對(duì)位貨物I的位置信息。為提高對(duì)位效率，運(yùn)輸合攏前首先進(jìn)行模擬對(duì)位，通過計(jì)算分析模塊可以完成這一工作。首先通過測(cè)量裝置測(cè)量基準(zhǔn)貨物5的位置，然后測(cè)量待對(duì)位貨物I的位置，結(jié)合基準(zhǔn)貨物5與待對(duì)位貨物I的三維模型基本參數(shù)，可以對(duì)精確對(duì)位過程進(jìn)行模擬，確定待對(duì)位貨物I的目標(biāo)位置。上位機(jī)3通過無線網(wǎng)絡(luò)接收測(cè)量裝置的測(cè)量信息，并將計(jì)算分析后的目標(biāo)信息發(fā)送給控制裝置。為了便于測(cè)量及快速對(duì)位，測(cè)量和分析時(shí)必須結(jié)合運(yùn)輸實(shí)際工況和重型工程運(yùn)輸車輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)。實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)一般在待對(duì)位貨物I的上平面選取四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)車輛或車組平臺(tái)單點(diǎn)升降點(diǎn)。這樣可以通過車輛的升