本发明专利技术提供一种钢筋笼入模系统及钢筋笼入模控制方法，钢筋笼入模系统包括；预制模具，预制模具包括两对称设计的模具底座，模具底座包括底板和转动连接的侧板；滑动底座，滑动底座的前后两端分别设有前测距仪和后测距仪，预制模具固定在滑动底座上；转运台，滑动底座与转运台滑动连接，转运台用于通过滑动底座转运预制模具到指定位置；机械臂，机械臂包括扫描装置和机械手，扫描装置用于确定钢筋笼的放置位置，机械手用于抓取钢筋笼，将其放置至放置位置；开合控制器，用于控制与底板转动连接的侧板转动，以使得底板与四周的侧板围设成浇筑空间。本发明专利技术提供钢筋笼入模系统可靠性强、安全性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢筋混凝土构件制备，具体涉及一种钢筋笼入模系统及钢筋笼入模控制方法。
技术介绍
1、装配式混凝土管片预制构件在建筑领域得到不断地推广和应用，尤其是路桥、地下隧道等大型工程项目。管片预制构件主要是钢筋笼和混凝土在模具中浇筑、固化后形成，用于预制构件的钢筋笼由多个钢筋条绑扎组合而成。
2、目前，制备好的钢筋笼主要通过吊装的工序转移至模具中，然后向模具中灌注混凝土，最后再采用吊装工序将灌注有混凝土的模具转移至养护地点进行养护、固化；然而对于工程中常用的小型预制构件，由于数量较多，通过吊装进行钢筋笼和模具的吊装，容易造成工序的交叉干涉，大大影响了小构件的制备效率；另外，目前常用的模具为围设型模具，钢筋笼入模时主要依靠人工进行吊装定位，一方面精度较低，吊装构件与模具之间容易发生碰撞，另一方面工作人员的安全性难以保证。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的是提供一种钢筋笼入模系统及钢筋笼入模控制方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
2、本专利技术一方面提出一种钢筋笼入模系统，包括；
3、预制模具，所述预制模具包括两对称设计的模具底座，所述模具底座包括底板，所述底板的四周设有侧板，两所述模具底座相互靠近的侧板与对应的所述底座固定连接，其余侧板与对应的所述底座转动连接；
4、滑动底座，沿所述滑动底座的运动方向，所述滑动底座的前后两端分别设有前测距仪和后测距仪，所述滑动底座的两侧设有滑槽，所述预制模具固定在所述滑动底座上；
5、转运台，所述转运台的两侧设有与所述滑槽相适配的滑轨，以使得所述滑动底座与所述转运台滑动连接，所述转运台用于通过所述滑动底座转运所述预制模具到指定位置；
6、机械臂，所述机械臂包括扫描装置和机械手，所述扫描装置用于扫描转移至所述指定位置的预制模具，以确定在所述模具底座上的钢筋笼的放置位置，所述机械手用于在所述扫描装置确定所述放置位置后，抓取在存储区的钢筋笼，将其放置至所述放置位置；
7、开合控制器，所述开合控制器固定在所述预制模具上，用于当两个所述模具底座的底板上均放置有钢筋笼后控制与底板转动连接的侧板转动，以使得所述底板与四周的侧板围设成浇筑空间，所述钢筋笼位于所述浇筑空间内。
8、本专利技术相比于现有技术的有益效果为：本申请提供的钢筋笼入模系统，通过制备侧板可以相对底板转动的模具底座，平铺式的模具，大大增大了钢筋笼入模时的操作空间，钢筋入模精度较高，减少了机械臂与模具之间可能发生的碰撞；每一预制模具上包括两个模具底座，使得一次定位可以同时放置两个钢筋笼，提高了钢筋笼入模的效率。进一步的，通过转运台和滑动底座将预制模具运输至机械臂附近，通过机械臂抓取钢筋笼实现入模，整个钢筋入模过程按顺序进行，避免了吊装工序过程中可能发生的交叉干涉，提高入模效率；通过机械手端部的扫描装置进行定位，减少了人工定位流程，提高了入模过程的安全性，适合大范围推广。
9、优选地，所述机械臂还包括固定底座，所述固定底座的底部设有支撑腿，所述机械手的一端与所述固定底座连接，所述扫描装置安装在所述机械手远离所述固定底座的一端。
10、本专利技术另一方面提出一种采用上述钢筋笼入模系统的钢筋笼入模控制方法包括以下步骤：
11、获取所述滑动底座的第一测距值和第二测距值，所述第一测距值为所述前测距仪的测量值，所述第二测距值为所述后测距仪的测量值；
12、将所述滑动底座的路径划分为若干个子路径，判断所述第一测距值和所述第二测距值的延迟参数是否满足测距条件，若满足测距条件，则基于所述第一测距值、所述第二测距值确定所述滑动底座的第一当前位置；
13、在所述第一当前位置与所述指定位置重合时，控制所述机械臂运动到所述预制模具的上方，通过所述扫描装置对预制模具进行扫描，确定钢筋笼放置位置；
14、确定钢筋笼放置位置后，控制机械手转移至钢筋笼存储区域上方，依次抓取钢筋笼，分别放置在两模具底座上；
15、待所述钢筋笼放置后，通过所述开合控制器控制与底板转动连接的侧板转动，以使得底板与四周的侧板围设成浇筑空间，所述钢筋笼位于所述浇筑空间内。
16、优选地，所述延迟参数的表达式：
17、abs(sa+sb+d-si)<δ
18、式中，abs为取绝对值操作，sa为第一测距值，sb为第二测距值，d为前测距仪和后测距仪的距离，si为当前子路径的长度，δ为预设阈值。
19、优选地，所述将所述滑动底座的路径划分为若干个子路径，判断所述第一测距值和所述第二测距值的延迟参数是否满足测距条件，若满足测距条件，则基于所述第一测距值、所述第二测距值确定所述滑动底座的第一当前位置中，还包括若判断不满足测距条件，则基于所述滑动底座的上一时刻的位置和所述滑动底座的移动速度确定所述滑动底座的第二当前位置。
20、优选地，所述第二当前位置的表达式为：
21、
22、式中，wj+1为滑动底座当前时刻的位置，wj为滑动底座上一时刻的位置，为滑动底座的移动速度，(tj+1-tj)为当前时刻与上一时刻的时间差。
23、优选地，所述通过所述扫描装置对预制模具进行扫描，确定钢筋笼放置位置的步骤包括：
24、获取所述扫描装置采集的扫描场景图像、深度图和所述扫描装置内参，并计算出扫描场景的点云数据，根据所述点云数据确定所述预制模具的初始位姿；
25、根据所述扫描装置的内参和所述初始位姿，将所述预制模具的边缘集合投影到成像平面，计算所述扫描场景图像在投影线段上的梯度值和梯度方向；
26、根据所述梯度值和所述梯度方向获取与投影线段匹配的预制模具的边缘特征点集合，根据所述边缘特征点集合计算边缘线的匹配误差；
27、对所述边缘线的匹配误差进行非线性迭代优化，计算出累积误差最小的预制模具目标位姿，根据所述目标位姿确定钢筋笼放置位置。
28、优选地，所述根据所述点云数据确定所述预制模具的初始位姿的步骤包括：
29、对所述预制模具的表面做点云采样得到表面的模型点云；
30、在所述模型点云中提取特征点的特征描述因子，根据所述特征描述因子之间的相似性，获取模型点云与点云数据中匹配的特征点；
31、根据所述匹配的特征点计算模型点云到对应点云数据中的变换，以确定所述预制模具的初始位姿。
32、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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【技术保护点】
1.一种钢筋笼入模系统，其特征在于，包括；
2.根据权利要求1所述的钢筋笼入模系统，其特征在于，所述机械臂还包括固定底座，所述固定底座的底部设有支撑腿，所述机械手的一端与所述固定底座连接，所述扫描装置安装在所述机械手远离所述固定底座的一端。
3.一种采用权利要求1或2任一所述钢筋笼入模系统的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述延迟参数的表达式：
5.根据权利要求4所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述将所述滑动底座的路径划分为若干个子路径，判断所述第一测距值和所述第二测距值的延迟参数是否满足测距条件，若满足测距条件，则基于所述第一测距值、所述第二测距值确定所述滑动底座的第一当前位置中，还包括若判断不满足测距条件，则基于所述滑动底座的上一时刻的位置和所述滑动底座的移动速度确定所述滑动底座的第二当前位置。
6.根据权利要求5所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述第二当前位置的表达式为：
7.根据权利要求4所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述通过所述扫描装置对预制模具进行扫描，确定钢筋笼放置位置的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述根据所述点云数据确定所述预制模具的初始位姿的步骤包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种钢筋笼入模系统，其特征在于，包括；
2.根据权利要求1所述的钢筋笼入模系统，其特征在于，所述机械臂还包括固定底座，所述固定底座的底部设有支撑腿，所述机械手的一端与所述固定底座连接，所述扫描装置安装在所述机械手远离所述固定底座的一端。
3.一种采用权利要求1或2任一所述钢筋笼入模系统的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述延迟参数的表达式：
5.根据权利要求4所述的钢筋笼入模控制方法，其特征在于，所述将所述滑动底座的路径划分为若干个子路径，判断所述第一测距值和所述第二测距...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙永星，李俊红，刘迪，鱼安卿，王路，黄兴，石春光，李定有，郑传奇，张洪杰，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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