本發(fā)明屬于建筑施工，具體而言，涉及一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法、介質(zhì)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)的弧形板胎具系統(tǒng)在裝配工況較為復(fù)雜的條件下，仍缺乏對弧形板放置與支撐過程的精確控制與感知，無法對弧形板的支撐狀態(tài)進行自主監(jiān)控，這在一定程度上影響了系統(tǒng)對非結(jié)構(gòu)化工件的裝配質(zhì)量與效率。在實際裝配過程，通過控制液壓缸的伸縮運動調(diào)整變形構(gòu)件與胎具間的接觸狀態(tài)，從而適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化弧形構(gòu)件的高精度裝配。

2、在復(fù)雜裝配場景下，現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題：缺乏對弧形板形狀和支撐狀態(tài)的實時感知和分析，無法對液壓桿參數(shù)進行主動調(diào)整；其次，對胎具與弧形板間作用力缺乏全局模型描述，使弧形板穩(wěn)定性難以保證。這將增加試裝次數(shù)，降低系統(tǒng)的裝配質(zhì)量與效率。因此亟需一種新型的弧形構(gòu)件主動適應(yīng)裝配技術(shù)應(yīng)用于該系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法、介質(zhì)及系統(tǒng)，解決了放置弧形板時，難以將弧形板的重心與弧形板胎具的多個液壓桿支撐部形成的幾何中心一致，也難以將弧形板的底部均勻受力，導(dǎo)致部分支撐桿支撐力不均衡，影響胎具的液壓桿壽命同樣也存在弧形板放置不穩(wěn)定的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明的第一方面提供一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，用于調(diào)整弧形板胎具的曲率弧度，所述弧形板胎具包括弧形板底部的液壓提升系統(tǒng)，所述液壓提升系統(tǒng)由懸浮式液壓桿組成，所述懸浮式液壓桿下部設(shè)有裝置框架，所述裝置框架中間部位設(shè)有鎖緊裝置，所述裝置框架內(nèi)部可布置信號傳輸線纜，所述懸浮式液壓桿上部設(shè)有滑輪；

4、其中，所述方法包括以下步驟：

5、s10、獲取弧形板的多個面的圖像，并建立弧形板三維模型；

6、s20、獲取弧形板放置過程中，弧形板底面與所述弧形板胎具的任意一根懸浮式液壓桿抵接時的圖像，記為第一圖像；

7、s30、根據(jù)所述弧形板三維模型，識別所述第一圖像中的弧形板，并建立弧形板放置過程的運動方程以及弧形板放置完畢后的支撐方程；

8、s40、根據(jù)所述運動方程，計算每根懸浮式液壓桿的最優(yōu)抵接角度，以及最優(yōu)長度變化，輸出并控制對應(yīng)懸浮式液壓桿伸縮操作；

9、s50、根據(jù)所述支撐方程，計算每根懸浮式液壓桿的穩(wěn)定長度，輸出并控制對應(yīng)懸浮式液壓桿伸縮操作。

10、通過一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法可準(zhǔn)確獲知弧形板的三維特征信息，智能建立放置過程和支撐過程的數(shù)學(xué)模型，并以此進行液壓桿參數(shù)的最優(yōu)化計算與控制，從而使弧形板能夠精確適應(yīng)目標(biāo)胎具的弧度，實現(xiàn)弧形板在胎具上曲率弧度的自適應(yīng)調(diào)整。

11、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法還可以做如下改進:

12、其中，所述s10的步驟，采用圖像處理與三維重建相結(jié)合的方法：

13、使用圖像采集設(shè)備獲取弧形板不同角度的圖像，其中，所述圖像采集設(shè)備包括攝像頭；

14、通過圖像分割、幾何變換、三維匹配的算法處理圖像，獲得弧形板的三維點云；

15、并使用三維濾波、曲面重建算法，將所述三維點云轉(zhuǎn)化為弧形板三維模型。

16、進一步的，所述s20的步驟是：使用高速攝像頭在弧形板底面與任一懸浮式液壓桿初次接觸時獲取圖像，作為第一圖像。

17、進一步的，所述建立弧形板放置過程的運動方程和支撐方程的步驟，采用計算機視覺識別與剛體運動學(xué)模型相結(jié)合的方法：

18、通過計算機視覺識別技術(shù)，在所述第一圖像中識別所述弧形板的空間位姿；

19、基于所述空間位姿及所述懸浮式液壓桿的動作特征，建立所述弧形板與懸浮式液壓桿間的運動學(xué)約束模型；

20、所述弧形板被懸浮式液壓桿放置完成后，基于剛體靜力學(xué)原理，建立多個懸浮式液壓桿與弧形板間的支撐靜力學(xué)模型。

21、運動學(xué)約束模型將描述在液壓桿驅(qū)動下，弧形板如何從初始狀態(tài)過渡到目標(biāo)位置的動態(tài)運動規(guī)律，包括但不限于速度、加速度以及角速度等運動參數(shù)隨時間的變化關(guān)系，并考慮液壓桿伸縮過程中對其施加力的作用效果。

22、支撐靜力學(xué)模型將反映在最終放置狀態(tài)下，各個液壓桿對弧形板提供的支持力和力矩平衡情況，確保弧形板能夠穩(wěn)定保持在指定位置，不發(fā)生傾斜或滑動。同時，該模型會考慮到液壓桿受力分布、彈性變形、接觸非線性等因素，以全面模擬實際工程應(yīng)用中的復(fù)雜情況。

23、進一步的，所述懸浮式液壓桿伸縮的步驟是：

24、計算每根懸浮式液壓桿與弧形板的最優(yōu)接觸角度和對應(yīng)長度變化規(guī)律，將計算結(jié)果傳輸控制每根懸浮式液壓桿實現(xiàn)對應(yīng)的伸縮運動。

25、進一步的，所述懸浮式液壓桿保持穩(wěn)定長度的步驟是：

26、應(yīng)用有限元算法計算最終平衡狀態(tài)下的懸浮式液壓桿穩(wěn)定長度值，并控制每個懸浮式液壓桿保持對應(yīng)的長度。

27、進一步的，所述液壓提升系統(tǒng)高度由信息模塊通過電腦控制自動調(diào)節(jié)高度；所述懸浮式液壓桿每兩個為一組共設(shè)置4組，所述懸浮式液壓桿外部設(shè)有保護罩，所述懸浮式液壓桿固定在所述裝置框架上；

28、所述懸浮式液壓桿內(nèi)側(cè)設(shè)有攝像頭，所述攝像頭用于自動測距并將數(shù)據(jù)通過信號傳輸線纜發(fā)送到電腦，所述電腦內(nèi)有偏差分析模塊，所述偏差分析模塊用于形成弧形板偏差分析。

29、進一步的，所述裝置框架均通過螺栓連接，所述裝置框架中設(shè)置對稱吊耳，所述裝置框架中間部分設(shè)有對稱的鎖緊機構(gòu)，所述鎖緊機構(gòu)為插入式，用于鎖緊弧形板。

30、本發(fā)明的第二方面提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述計算機可讀存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有程序指令，所述程序指令運行時，用于上述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法。

31、本發(fā)明的第三方面提供一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)，其中，包括上述的計算機可讀存儲介質(zhì)。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法、介質(zhì)及系統(tǒng)的有益效果是：

33、1.通過主動視覺感知與三維建模，實時獲取弧形板的空間姿態(tài)信息，可精確判斷液壓桿運動規(guī)律；

34、2.基于剛體運動分析，準(zhǔn)確描述弧形板在液壓桿推動下的位姿變化，為控制提供依據(jù)；

35、3.通過有限元計算，獲得弧形板與多個液壓桿的支撐和平衡狀態(tài)，從而主動優(yōu)化和控制液壓桿參數(shù)。

36、上述效果可有效提高弧形板在復(fù)雜胎具上的適應(yīng)性裝配質(zhì)量與效率，大幅降低試裝次數(shù)，提升自動化水平。

技術(shù)特征：

1.一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，用于調(diào)整弧形板胎具的曲率弧度，所述弧形板胎具包括弧形板(5)底部的液壓提升系統(tǒng)，所述液壓提升系統(tǒng)由懸浮式液壓桿(3)組成，所述懸浮式液壓桿(3)下部設(shè)有裝置框架(6)，所述裝置框架(6)中間部位設(shè)有鎖緊裝置，所述裝置框架(6)內(nèi)部可布置信號傳輸線纜，所述懸浮式液壓桿(3)上部設(shè)有滑輪(2)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述s10的步驟，采用圖像處理與三維重建相結(jié)合的方法：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述s20的步驟是：使用高速攝像頭在弧形板(5)底面與任一懸浮式液壓桿(3)初次接觸時獲取圖像，作為第一圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述建立弧形板(5)放置過程的運動方程和支撐方程的步驟，采用計算機視覺識別與剛體運動學(xué)模型相結(jié)合的方法：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述懸浮式液壓桿(3)伸縮的步驟是：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述懸浮式液壓桿(3)保持穩(wěn)定長度的步驟是：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述液壓提升系統(tǒng)高度由信息模塊通過電腦控制自動調(diào)節(jié)高度；所述懸浮式液壓桿(3)每兩個為一組共設(shè)置4組，所述懸浮式液壓桿(3)外部設(shè)有保護罩(1)，所述懸浮式液壓桿(3)固定在所述裝置框架(6)上；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述裝置框架(6)均通過螺栓連接，所述裝置框架(6)中設(shè)置對稱吊耳，所述裝置框架(6)中間部分設(shè)有對稱的鎖緊機構(gòu)(8)，所述鎖緊機構(gòu)(8)為插入式，用于鎖緊弧形板(5)。

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有程序指令，所述程序指令運行時，用于執(zhí)行權(quán)利要求1-8任一項所述的一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法。

10.一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法、介質(zhì)及系統(tǒng)，該弧形板胎具的曲率弧度自適應(yīng)調(diào)整方法、介質(zhì)及系統(tǒng)包括弧形板底部的液壓提升系統(tǒng)，方法包括以下步驟：根據(jù)弧形板的圖像，建立弧形板三維模型；獲取弧形板底面與弧形板胎具的任意一根懸浮式液壓桿抵接時的圖像；根據(jù)弧形板三維模型，識別第一圖像中的弧形板，并建立運動方程以及支撐方程；根據(jù)運動方程，計算每根懸浮式液壓桿的最優(yōu)抵接角度，以及最優(yōu)長度變化，輸出并控制對應(yīng)懸浮式液壓桿伸縮操作；根據(jù)支撐方程，計算每根懸浮式液壓桿的穩(wěn)定長度，輸出并控制對應(yīng)懸浮式液壓桿伸縮操作，解決弧形構(gòu)件裝配過程中的難題，提升裝配質(zhì)量與效率。

技術(shù)研發(fā)人員：孫慧珍,李道明,秦健,劉杰,李翊,高洪遠
受保護的技術(shù)使用者：中建安裝集團黃河建設(shè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21