【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山类隧道湿喷台车，具体涉及一种智能化喷湿台车及其控制方法、设备和介质。
技术介绍
1、在喷射混凝土施工中，回弹率是一个很重要的问题。喷射混凝土的回弹率，是能够确保混凝土品质的条件之一，喷湿台车喷射反弹率是指混凝土喷射到表面后反弹掉落到地上的比例，反弹率过大会造成材料的损失，以及产生大量灰尘。通常反弹率百分比在5％到50％之间。在工地依据不同种类的工况，喷射距离是距离表面为0.8米至1.5米左右。偏差过大会造成极大浪费。为了达到最佳同质化和最少的反弹，喷射角度要保证90度。更大的角度偏差等于更多的反弹。人工操作湿喷台车施工存在施工效率低、末端喷头喷射角度不易精准控制，容易造成混凝土浪费，同时施工环境恶劣，也会对作业人员身体健康造成一定的影响。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种智能化喷湿台车及其控制方法、设备和介质，能够全自动式喷湿台车施工，实现喷湿台车机械臂自动化、智能化施工，提高施工效率，降低混凝土回弹率。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了一种智能化喷湿台车，包括喷湿台车，所述喷湿台车上加装有工控机，喷湿台车上加装有传感器，实时检测喷湿台车状态信息；喷湿台车主控制器上通过扩展can通信接口建立工控机与喷湿台车实时通讯；工控机定向实时触发车体自身传感器通信，实时获取车体本身参数信息，同时工控机通过can通讯口将控制指令发送至喷湿台车主控制器，控制喷湿台车动作。
3、其中，采用uwb及惯性导航实现喷湿台车定位，喷湿台车机械臂末
4、本专利技术还提出了一种对本专利技术所述智能化喷湿台车的控制方法，包括如下步骤：
5、步骤1，获取待喷区域的几何信息和特征；
6、步骤2，确定喷湿台车喷头喷射位姿；
7、步骤3，获取喷枪末端的位置和喷枪末端姿态后，进行喷湿台车机械臂空间姿态解算，获得喷湿台车的机械臂姿态；
8、步骤4，对喷湿台车机械臂执行控制，具体如下：
9、根据路径规划和逆解计算的结果，控制湿喷机械手的运动，使其按照预定的轨迹和姿态进行喷射施工；通过工控机实现对机械手的控制，工控机将机械臂姿态信息改写为控制指令通过can通讯发送给喷湿台车主控制板，控制喷湿台车机械臂进行相应的动作，并在喷涂过程中检测各关节角度和喷湿机械臂是否运行到位，实现闭环控制；
10、步骤5，通过扩展can通信接口，将车体本身参数信息化，定向实时触发车体自身传感器通信，得到实时喷射混凝土量、速凝剂量、风压、凝土量与速凝剂量配比参数。
11、其中，所述步骤5中，将所得参数与当前所在的网格化区域同步序列化至pickle本地文件；对喷射施工过程中记录参数，进行实时校核。
12、其中，所述智能化喷湿台车上对称安装有三维激光雷达，用于扫描隧道内待喷区域；
13、通过激光雷达实时获取隧道内墙面的几何信息，并生成三维模型；通过获取待喷涂区域空间三维模型，将三维激光雷达获取的数据进行处理和分析，提取出待喷区域的几何信息和特征，用于后续的路径规划和喷射姿态计算。
14、其中，喷湿台车机械臂空间姿态解算，获得喷湿台车的机械臂姿态的具体过程如下：
15、采用d－h法建立湿喷台车机械臂连杆坐标系，将系统的基坐标系固定在底座中心处；
16、空间变换矩阵：混凝土湿喷台车机械臂在工作空间内的运动分解为各个杆件在自身坐标系下的位置和姿态，相邻两连杆间的相对位姿通过旋转矩阵来表示；
17、获得喷湿台车机械臂末端喷头相对于基坐标系中的位姿，即末端坐标系对基坐标系的变换矩阵。
18、本专利技术还提出了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术所述的控制方法。
19、本专利技术还提出了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本专利技术所述的控制方法。
20、有益效果：
21、1.本专利技术的智能化喷湿台车可实现全自动式喷湿台车施工，通过智能感知、喷湿机械臂位姿解析及对原有喷湿台车控制系统改造加装控制接口技术，实现喷湿台车机械臂自动化、智能化施工，提高施工效率，降低混凝土回弹率。
22、2.本专利技术智能化喷湿台车是在现有喷湿台车上加装一台工控机，喷湿台车主控制器上通过扩展can通信接口建立工控机与喷湿台车实时通讯。工控机定向实时触发车体自身传感器通信，可实时获取车体本身参数信息，同时工控机可通过can通讯口将控制指令发送至喷湿台车主控制器，控制喷湿台车动作；采用uwb及惯性导航技术实现喷湿台车精准定位，喷湿台车机械臂末端安装有两台三维激光雷达，激光雷达与工控机通过网口连接，工控机将两台三维激光雷达采集的点云信息经过点云拼接等处理获取隧道待喷区域三维空间模型；在喷湿台车上加装传感器实时检测喷湿台车状态信息，保证喷湿台车按规划轨迹进行准确施工及运行。
23、3.本专利技术控制方法中，根据路径规划和逆解计算的结果，控制湿喷机械手的运动，使其按照预定的轨迹和姿态进行喷射施工。通过工控机实现对机械手的控制，工控机将机械臂姿态信息改写为控制指令通过can通讯发送给喷湿台车主控制板，控制喷湿台车机械臂进行相应的动作，在喷涂过程中倾角传感器来检测各关节角度，喷湿机械臂是否运行到位，实现闭环控制。
24、4.本专利技术设备中，根据路径规划和逆解计算的结果，控制湿喷机械手的运动，使其按照预定的轨迹和姿态进行喷射施工。通过工控机实现对机械手的控制，工控机将机械臂姿态信息改写为控制指令通过can通讯发送给喷湿台车主控制板，控制喷湿台车机械臂进行相应的动作，在喷涂过程中倾角传感器来检测各关节角度，喷湿机械臂是否运行到位，实现闭环控制。
25、5.本专利技术介质中，根据路径规划和逆解计算的结果，控制湿喷机械手的运动，使其按照预定的轨迹和姿态进行喷射施工。通过工控机实现对机械手的控制，工控机将机械臂姿态信息改写为控制指令通过can通讯发送给喷湿台车主控制板，控制喷湿台车机械臂进行相应的动作，在喷涂过程中倾角传感器来检测各关节角度，喷湿机械臂是否运行到位，实现闭环控制。
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1.一种智能化喷湿台车，包括喷湿台车，其特征在于，所述喷湿台车上加装有工控机，喷湿台车上加装有传感器，实时检测喷湿台车状态信息；喷湿台车主控制器上通过扩展CAN通信接口建立工控机与喷湿台车实时通讯；工控机定向实时触发车体自身传感器通信，实时获取车体本身参数信息，同时工控机通过CAN通讯口将控制指令发送至喷湿台车主控制器，控制喷湿台车动作。
2.如权利要求1所述的智能化喷湿台车，其特征在于，采用UWB及惯性导航实现喷湿台车定位，喷湿台车机械臂末端安装有三维激光雷达，激光雷达与工控机通过网口连接，工控机将三维激光雷达采集的点云信息经过点云拼接处理获取隧道待喷区域三维空间模型。
3.一种对如权利要求1或2所述智能化喷湿台车的控制方法，其特征在于,包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于,所述步骤5中，将所得参数与当前所在的网格化区域同步序列化至Pickle本地文件；对喷射施工过程中记录参数，进行实时校核。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述智能化喷湿台车上对称安装有三维激光雷达，用于扫描隧道内待喷区域；
...【技术特征摘要】
1.一种智能化喷湿台车，包括喷湿台车，其特征在于，所述喷湿台车上加装有工控机，喷湿台车上加装有传感器，实时检测喷湿台车状态信息；喷湿台车主控制器上通过扩展can通信接口建立工控机与喷湿台车实时通讯；工控机定向实时触发车体自身传感器通信，实时获取车体本身参数信息，同时工控机通过can通讯口将控制指令发送至喷湿台车主控制器，控制喷湿台车动作。
2.如权利要求1所述的智能化喷湿台车，其特征在于，采用uwb及惯性导航实现喷湿台车定位，喷湿台车机械臂末端安装有三维激光雷达，激光雷达与工控机通过网口连接，工控机将三维激光雷达采集的点云信息经过点云拼接处理获取隧道待喷区域三维空间模型。
3.一种对如权利要求1或2所述智能化喷湿台车的控制方法，其特征在于,包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴岭，贺自名，刘艳明，刘彬，崔贤，王晋，胡宝明，赵鹏鹏，袁晨，吕召宁，贾锟，刘超，王鸿儒，饶邦政，李晶阁，
申请(专利权)人：中建铁路投资建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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