專利名稱：一種灘涂履帶打樁機定位控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打樁機，特別涉及一種灘涂履帶打樁機定位控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展，潮間帶及近海風(fēng)電場施工專用設(shè)備也隨之發(fā)展起來，并應(yīng)用與海上風(fēng)機的安裝、維護工作，大幅提高了海上風(fēng)機安裝施工的效率，降低了海上風(fēng)機的安裝和維護成本。灘涂履帶打樁機主要是用于在潮間帶和近海風(fēng)電場地區(qū)的軟土地面進行沉樁、灌樁等基礎(chǔ)施工。灘涂履帶打樁機在無水和水深二點五米以下環(huán)境下的灘涂路面行駛和施工，在有水環(huán)境下生存。打樁施工作業(yè)過程是將水泥樁垂直吊在與桅桿平行的狀態(tài)，通過桅桿上部柴油錘在垂直方向進行連續(xù)氣動下砸，從而使水泥樁逐漸沉入地下，因此樁位的精確定位即為履帶打樁機的桅桿的精確定位。由于潮間帶和近海風(fēng)電場地區(qū)地域廣闊、地質(zhì)復(fù)雜、承載力低且分布不均、水位較淺、海上天氣變化無常等因素的影響，使得灘涂履帶打樁機在潮間帶和近海風(fēng)電場施工環(huán)境下無法較好的對預(yù)施工的預(yù)打樁進行準(zhǔn)確定位，并快速找到合適的路線行駛至施工預(yù)打樁的附近。如何將樁放置在預(yù)先設(shè)計的大地坐標(biāo)點(施工點)上，使得施工的預(yù)打樁位置準(zhǔn)確無誤，保證預(yù)打樁施工的質(zhì)量，提高工作效率成為亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種灘涂履帶打樁機定位控制方法及系統(tǒng)，能更好地解決普通打樁機在灘涂施工環(huán)境下無法較好的對預(yù)施工的預(yù)打樁進行準(zhǔn)確定位的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種灘涂履帶打樁機定位控制方法，所述方法包括根據(jù)預(yù)打樁的地理位置和灘涂履帶打樁機的地理位置分別獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息；根據(jù)所述預(yù)打樁位置信息和所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息得到所述預(yù)打樁位置到灘涂履帶打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離和直線以及所述直線與經(jīng)過所述回轉(zhuǎn)中心的打樁機車體橫向之間的第一夾角；獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑和所述桅桿當(dāng)前施工半徑的徑向與所述打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和所述直線距離，同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值；根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值和所述桅桿施工角度偏差值調(diào)整桅桿實際施工半徑及進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。優(yōu)選的，獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息的步驟包括根據(jù)預(yù)打樁的地理位置預(yù)先生成預(yù)打樁位置信息；根據(jù)灘涂履帶打樁機的地理位置通過衛(wèi)星定位測量方式實時獲取灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息。優(yōu)選的，所述桅桿當(dāng)前施工半徑是所述桅桿豎直狀態(tài)時桅桿前端距離所述回轉(zhuǎn)中心的直線距離。優(yōu)選的，獲取所述桅桿當(dāng)前施工半徑及所述第二夾角的步驟之前還包括比較桅桿最大施工半徑和所述直線距離，同時比較桅桿最大回轉(zhuǎn)角度和所述第一夾角；如果所述桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度，則報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置。優(yōu)選的，調(diào)整桅桿實際施工半徑的步驟包括根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量；根據(jù)所確定的桅桿伸縮方向及伸縮偏移量進行桅桿伸縮操作。優(yōu)選的，進行桅桿回轉(zhuǎn)操作的步驟包括根據(jù)所述桅桿施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度；根據(jù)所確定的桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種灘涂履帶打樁機定位控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括地圖管理及處理裝置，用于根據(jù)預(yù)打樁的地理位置和灘涂履帶打樁機的地理位置分別獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息；控制系統(tǒng)處理裝置，用于根據(jù)所述預(yù)打樁位置信息和所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息得到所述預(yù)打樁位置到灘涂履帶打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離和直線以及所述直線與經(jīng)過所述回轉(zhuǎn)中心的所述打樁機車體橫向之間的第一夾角，獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑的徑向和所述桅桿與所述打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和所述直線距離，同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值；執(zhí)行對象控制裝置，用于根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值和所述桅桿施工角度偏差值調(diào)整桅桿實際施工半徑及進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。優(yōu)選的，其特征在于，所述桅桿當(dāng)前施工半徑是所述桅桿豎直狀態(tài)時桅桿前端距離所述回轉(zhuǎn)中心的直線距離。優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)處理裝置還包括比較模塊，用于比較桅桿最大施工半徑和所述直線距離，同時比較桅桿最大回轉(zhuǎn)角度和所述第一夾角；報警模塊，用于在所述桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度時報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置。優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)處理裝置還包括桅桿伸縮確定模塊，用于根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量；桅桿回轉(zhuǎn)角度確定模塊，用于根據(jù)所述桅桿施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度。優(yōu)選的，所述執(zhí)行對象控制裝置還包括桅桿實際施工半徑調(diào)整模塊，用于根據(jù)所確定的桅桿伸縮方向及伸縮偏移量進行桅桿伸縮操作；桅桿回轉(zhuǎn)執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所確定的桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)處理裝置還包括衛(wèi)星跟蹤測量模塊，用于根據(jù)灘涂履帶打樁機的地理位置通過衛(wèi)星定位測量方式實時獲取灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息；導(dǎo)航模塊，用于根據(jù)所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息及所述預(yù)打樁位置信息生成灘涂履帶打樁機行駛方向和行駛速度控制指令。優(yōu)選的，所述執(zhí)行對象控制裝置還用于根據(jù)所述灘涂履帶打樁機行駛方向和行駛速度控制指令控制所述灘涂履帶打樁機的行駛方向和行駛速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于能夠較好的對預(yù)施工的預(yù)打樁進行準(zhǔn)確定位，提高了灘涂履帶打樁機在灘涂環(huán)境下的施工效率，保證了施工預(yù)打樁的施工質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種灘涂履帶打樁機定位控制方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實施例二提供的一種灘涂履帶打樁機定位控制方法的流程圖；圖加是本發(fā)明實施例二提供的灘涂履帶打樁機平臺坐標(biāo)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的一種灘涂履帶打樁機定位控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種灘涂履帶打樁機定位控制方法的流程圖，如圖 1所示，所述方法包括步驟S101，根據(jù)預(yù)打樁的地理位置和灘涂履帶打樁機的地理位置分別獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息。具體地說，根據(jù)預(yù)打樁的地理位置預(yù)先生成預(yù)打樁位置信息，根據(jù)灘涂履帶打樁機的地理位置通過衛(wèi)星定位測量方式實時獲取灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息。步驟S102，根據(jù)所述預(yù)打樁位置信息和所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息得到所述預(yù)打樁位置到灘涂履帶打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離和直線以及所述直線與經(jīng)過所述回轉(zhuǎn)中心的所述打樁機車體橫向之間的第一夾角。步驟S103，獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑和所述桅桿當(dāng)前施工半徑的徑向與所述打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和所述直線距離，同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值。
比較桅桿最大施工半徑和所述直線距離，同時比較桅桿最大回轉(zhuǎn)角度和所述第一夾角，如果所述桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度，則報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置，否則，獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑和所述桅桿與所述打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和所述直線距離，同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值。其中，所述桅桿當(dāng)前施工半徑是所述桅桿豎直狀態(tài)時桅桿前端距離所述回轉(zhuǎn)中心的直線距離。步驟S104，根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值和所述桅桿施工角度偏差值調(diào)整桅桿實際施工半徑及進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。具體地說，根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量，根據(jù)所確定的桅桿伸縮方向及伸縮偏移量進行桅桿伸縮操作。根據(jù)所述桅桿施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度，根據(jù)所確定的桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。圖2是本發(fā)明實施例二提供的一種灘涂履帶打樁機導(dǎo)航及定位控制方法的流程圖，如圖2所示，所述方法包括步驟S201，讀取預(yù)打樁位置信息和打樁機當(dāng)前位置信息。灘涂履帶打樁機在進行桅桿定位之前，必須將預(yù)打樁的地理信息在顯示屏(用于直觀顯示樁的物理位置)上顯示出來，并且將灘涂履帶打樁機行駛至預(yù)打樁的附近。顯示屏通過CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))2. O總線將預(yù)打樁位置信息傳送到位置信息計算方法中。圖加是本發(fā)明實施例二提供的灘涂履帶打樁機平臺坐標(biāo)示意圖， 如圖加所示，灘涂履帶打樁機平臺以打樁機的回轉(zhuǎn)中心0為原點，以打樁機車體橫向方向所在的直線為X軸，以打樁機車體正向行駛方向所在的直線為Y軸，C是樁底端位置，D是預(yù)打樁位置，所述預(yù)打樁位置信息是D在XY坐標(biāo)下的位置信息。步驟S202，執(zhí)行位置信息計算方法。位置信息計算方法對輸入的預(yù)打樁位置信息進行轉(zhuǎn)換，將CAN2. O總線數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為XY坐標(biāo)數(shù)據(jù)顯示格式。CAN2.0總線的第一幀數(shù)據(jù)(節(jié)點ID為OxlclfOOlO)的第1和第2個字節(jié)定義為X軸方向的數(shù)據(jù)，CAN2. O總線的第一幀數(shù)據(jù)(節(jié)點為NOID為 OxlclfOOlO)的第3和第4個字節(jié)定義為Y軸方向的數(shù)據(jù)(定義坐標(biāo)系平移目的是為方便計算角度，方便桅桿施工半徑的比較計算，簡化算法)。位置信息計算方法根據(jù)三角形關(guān)系， 計算出預(yù)打樁位置距離灘涂履帶打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離及預(yù)打樁位置到灘涂履帶打樁機中心位置與水平X軸的角度值即第一夾角。具體地說，如附圖加所示，A、B兩點表示打樁機上接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的車體標(biāo)識，由于車體標(biāo)識A、B與回轉(zhuǎn)中心0之間的位置固定，因此通過車體標(biāo)識A、B及預(yù)打樁位置D之間的三角形關(guān)系便可以計算出直線距離OD及OD與X 軸之間的第一夾角。由于受整機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計影響，桅桿最大施工半徑、最大回轉(zhuǎn)角度范圍一般隨車的型號不同而發(fā)生變化，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的桅桿最大施工半徑值與計算出的直線距離OD進行比較，同時將計算出的第一夾角與設(shè)定的桅桿最大回轉(zhuǎn)角度進行比較，如果所述桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度， 則報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置，否則執(zhí)行步驟S203。其中，桅桿回轉(zhuǎn)角度是桅桿豎直狀態(tài)時隨著回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的角度。步驟S203，執(zhí)行桅桿移動控制方法。
桅桿移動控制方法主要根據(jù)桅桿動作指令信息指導(dǎo)桅桿前移、后移、左移、右移等動作。定義預(yù)打樁半徑比桅桿當(dāng)前施工半徑大，桅桿伸縮方向為正向；定義桅桿順時針方向回轉(zhuǎn)為正向回轉(zhuǎn)，否則為負(fù)向回轉(zhuǎn)。桅桿移動控制方法根據(jù)位置信息計算方法計算出的第一夾角和直線距離這兩個參數(shù)以及桅桿當(dāng)前施工半徑及桅桿施工半徑與X軸之間的夾角分別計算出桅桿當(dāng)前施工半徑偏差值及桅桿當(dāng)前施工角度偏差值。通過桅桿當(dāng)前施工半徑偏差值確定桅桿到預(yù)打樁移動的伸縮偏移量和伸縮方向，通過桅桿當(dāng)前施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)角度和回轉(zhuǎn)方向。桅桿移動控制方法將桅桿伸縮方向、伸縮偏移量、桅桿回轉(zhuǎn)角度和回轉(zhuǎn)方向等控制指令發(fā)送給執(zhí)行控制液壓和動力系統(tǒng)對象方法。步驟S204，執(zhí)行控制液壓和動力系統(tǒng)對象方法?？刂埔簤汉蛣恿ο到y(tǒng)對象方法主要是根據(jù)桅桿移動控制方法中得出的控制指令計算出液壓系統(tǒng)執(zhí)行對象需要控制的速度及動力系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)方法。控制液壓和動力系統(tǒng)對象方法根據(jù)桅桿移動控制方法計算出的桅桿伸縮方向、桅桿伸縮偏移量、桅桿回轉(zhuǎn)方向、桅桿回轉(zhuǎn)角度確定桅桿電磁閥動作的邏輯。如果回轉(zhuǎn)方向為正向回轉(zhuǎn)能夠到達預(yù)打樁的方向，則將正向回轉(zhuǎn)電磁閥打開，并根據(jù)回轉(zhuǎn)角度計算出對應(yīng)的回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)加速度、回轉(zhuǎn)即將到位的停止速度和降速速率值。如果回轉(zhuǎn)方向為負(fù)向回轉(zhuǎn)，則控制對象控制算法將負(fù)向回轉(zhuǎn)電磁閥打開，并根據(jù)回轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)加速度、回轉(zhuǎn)到位的降速速率和停止加速度值。桅桿伸縮方向和移動偏移量的控制是現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。圖3是本發(fā)明實施例提供的一種灘涂履帶打樁機導(dǎo)航及定位控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，所述系統(tǒng)包括系統(tǒng)電源管理裝置、地圖管理及處理裝置、控制系統(tǒng)處理裝置、執(zhí)行對象控制裝置。系統(tǒng)電源管理裝置主要用來管理整個裝置電源分配和供電控制，其主要核心部件為內(nèi)部繼電器及控制邏輯電路組成。系統(tǒng)電源管理裝置主要負(fù)責(zé)對灘涂履帶打樁機的整機電源系統(tǒng)的管理任務(wù)，主要包含對發(fā)動機系統(tǒng)電源、系統(tǒng)照明燈電源、控制裝置電源等的管理。該裝置根據(jù)使用工況不同，系統(tǒng)電源管理對各個部分電源進行電源分配管理。在灘涂履帶打樁機桅桿定位和導(dǎo)航控制裝置中系統(tǒng)電源管理裝置提供足夠的電源供整個系統(tǒng)工作。地圖管理及處理裝置主要負(fù)責(zé)獲取打樁機當(dāng)前位置信息和預(yù)打樁位置信息，其核心部件為地圖顯示屏(標(biāo)準(zhǔn)顯示裝置)同時具有處理數(shù)據(jù)運算的功能，具有標(biāo)準(zhǔn)的總線通信接口。地圖管理及處理裝置主要負(fù)責(zé)將施工現(xiàn)場的地圖(由施工方進行預(yù)先繪制，地圖中顯示預(yù)打樁基礎(chǔ)的位置信息)在顯示裝置中顯示出來，同時顯示裝置中顯示的信息通過總線接口發(fā)送給控制系統(tǒng)處理裝置中。在灘涂履帶打樁機行駛狀態(tài)時候，顯示裝置中通過總線接口(國際標(biāo)準(zhǔn)通信接口)接收控制系統(tǒng)處理裝置發(fā)送過來的當(dāng)前車的位置信息，并在顯示裝置中顯示出來，為駕駛員提供導(dǎo)航信息，地圖管理及處理裝置主要采用了目前衛(wèi)星跟蹤測量算法和測量系統(tǒng)，因此顯示屏中顯示的導(dǎo)航路線與實際路線保證誤差在1米控制范圍內(nèi)。控制系統(tǒng)處理裝置主要負(fù)責(zé)對位置信息的計算、整機行駛和桅桿動作控制信息的計算任務(wù)，其核心部件為信息處理控制器構(gòu)成。控制系統(tǒng)處理裝置包括比較模塊、報警模塊、桅桿伸縮確定模塊、桅桿回轉(zhuǎn)角度確定模塊、衛(wèi)星跟蹤測量模塊、導(dǎo)航模塊。
衛(wèi)星跟蹤測量模塊通過衛(wèi)星定位測量方式，實時將當(dāng)前控制系統(tǒng)處理裝置的位置信息傳送到控制系統(tǒng)處理裝置中。灘涂履帶打樁機在進行行駛工況下時，控制系統(tǒng)處理裝置的導(dǎo)航模塊通過控制總線接口實時向地圖管理及處理裝置的顯示裝置發(fā)送打樁機當(dāng)前的位置信息，同時不停地對當(dāng)前整機的位置信息進行校正更新打樁機當(dāng)前位置信息。因此在顯示屏裝置中即可實時顯示當(dāng)前整機的位置信息，實現(xiàn)導(dǎo)航的功能。當(dāng)灘涂履帶打樁機行駛到預(yù)打樁附近位置時，地圖管理及處理裝置通過總線接口(國際標(biāo)準(zhǔn)通信接口)將預(yù)打樁的位置信息發(fā)送給控制系統(tǒng)處理裝置中。比較模塊比較桅桿最大施工半徑和預(yù)打樁位置與打樁機回轉(zhuǎn)中心之間的直線距離，同時比較桅桿最大回轉(zhuǎn)角度和預(yù)打樁位置與通過打樁機回轉(zhuǎn)中心的打樁機車體橫向即 X軸之間的第一夾角，并將比較結(jié)果發(fā)送給報警模塊。報警模塊在桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度時報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置。桅桿伸縮確定模塊確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量，桅桿回轉(zhuǎn)角度確定模塊確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度。如果桅桿最大施工半徑大于等于預(yù)打樁位置與打樁機回轉(zhuǎn)中心之間的直線距離且所述第一夾角小于等于桅桿最大回轉(zhuǎn)角度，控制系統(tǒng)處理裝置獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑和所述桅桿當(dāng)前施工半徑與X軸之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和預(yù)打樁位置與打樁機回轉(zhuǎn)中心之間的直線距離，同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值。桅桿伸縮確定模塊根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量。桅桿回轉(zhuǎn)角度確定模塊根據(jù)所述桅桿施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度?？刂葡到y(tǒng)處理裝置最后將桅桿伸縮方向、伸縮偏移量、桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度等控制指令傳送給執(zhí)行對象控制裝置中。執(zhí)行對象控制裝置主要根據(jù)控制系統(tǒng)處理裝置發(fā)送的控制指令對執(zhí)行對象進行控制，其主要核心部件為控制邏輯電路和驅(qū)動控制對象的驅(qū)動電路。執(zhí)行對象控制裝置通過總線接口接收控制系統(tǒng)處理裝置傳送的信息。在灘涂履帶打樁機進行行駛導(dǎo)航工況下， 控制系統(tǒng)處理裝置傳送控制整機行駛方向和行駛速度控制指令給執(zhí)行對象控制裝置，使灘涂履帶打樁機在執(zhí)行對象控制裝置的控制下向預(yù)定的方向行駛。在灘涂履帶打樁機進行桅桿定位工況下，執(zhí)行對象控制裝置接收控制系統(tǒng)處理裝置發(fā)送的桅桿控制指令并根據(jù)這些指令控制對應(yīng)的桅桿移動控制對象(通常是線性電磁閥組和具有邏輯控制功能的開關(guān)狀態(tài)的電磁閥組)的狀態(tài)(打開、關(guān)閉、速度控制)。執(zhí)行對象控制裝置的桅桿實際施工半徑調(diào)整模塊根據(jù)所確定的桅桿伸縮方向及伸縮偏移量進行桅桿伸縮操作，當(dāng)桅桿伸縮的長度等于伸縮偏移量時，執(zhí)行對象控制裝置控制桅桿慢慢降速停止；執(zhí)行對象控制裝置的桅桿回轉(zhuǎn)執(zhí)行模塊根據(jù)所確定的桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度進行桅桿回轉(zhuǎn)操作，當(dāng)桅桿回轉(zhuǎn)到控制系統(tǒng)處理裝置發(fā)送的回轉(zhuǎn)角度時，執(zhí)行對象控制裝置控制回轉(zhuǎn)控制執(zhí)行對象(通常線性電磁閥組和具有邏輯功能的電磁開關(guān)閥裝置)慢慢減速停止回轉(zhuǎn)。具體地說，執(zhí)行對象控制裝置根據(jù)接收到的桅桿伸縮方向、桅桿伸縮偏移量、 桅桿回轉(zhuǎn)方向、桅桿回轉(zhuǎn)角度確定桅桿電磁閥動作的邏輯。如果回轉(zhuǎn)方向為正向回轉(zhuǎn)能夠到達預(yù)打樁的方向，則將正向回轉(zhuǎn)電磁閥打開，并根據(jù)回轉(zhuǎn)角度計算出對應(yīng)的回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)加速度、回轉(zhuǎn)即將到位的停止速度和降速速率值。如果回轉(zhuǎn)方向為負(fù)向回轉(zhuǎn)，則控制對象CN 102535463 A說明書7/7 頁
控制算法將負(fù)向回轉(zhuǎn)電磁閥打開，并根據(jù)回轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)加速度、回轉(zhuǎn)到位的降速速率和停止加速度值。根據(jù)系統(tǒng)可維護、方便使用設(shè)計要求，考慮到整個裝置的在整機系統(tǒng)中的空間結(jié)構(gòu)位置、安裝、維護等問題，將以上四個子裝置系統(tǒng)集成到一個控制柜中，控制柜外部通過線束方式與對應(yīng)的控制對象直接相連接。在灘涂履帶打樁機桅桿定位和導(dǎo)航控制裝置中必須將以上四個組成部分統(tǒng)一同時使用，才能達到實現(xiàn)灘涂履帶打樁機在廣闊的灘涂區(qū)域?qū)Ш?、對桅桿精確定位的功能。綜上所述，本發(fā)明通過比較桅桿當(dāng)前施工半徑和預(yù)打樁與回轉(zhuǎn)中心的直線距離， 同時比較桅桿當(dāng)前施工半徑與X軸之間的夾角和所述直線距離與X軸之間的夾角，確定了桅桿伸縮的方向、伸縮偏移量、回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)偏移量，解決了在潮間帶和近海風(fēng)電場地區(qū)施工樁基礎(chǔ)的定位問題，可實現(xiàn)對灘涂履帶打樁機桅桿的自動精確定位，具有桅桿定位精度高和控制平滑性高等優(yōu)點。盡管上文對本發(fā)明進行了詳細說明，但是本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種灘涂履帶打樁機定位控制方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)預(yù)打樁的地理位置和灘涂履帶打樁機的地理位置分別獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息；根據(jù)所述預(yù)打樁位置信息和所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息得到所述預(yù)打樁位置到灘涂履帶打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離和直線以及所述直線與經(jīng)過所述回轉(zhuǎn)中心的灘涂履帶打樁機車體橫向之間的第一夾角；獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑和所述桅桿當(dāng)前施工半徑的徑向與所述灘涂履帶打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和所述直線距離， 同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值；根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值和所述桅桿施工角度偏差值調(diào)整桅桿實際施工半徑及進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息的步驟包括根據(jù)預(yù)打樁的地理位置預(yù)先生成預(yù)打樁位置信息；根據(jù)灘涂履帶打樁機的地理位置通過衛(wèi)星定位測量方式實時獲取灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述桅桿當(dāng)前施工半徑是所述桅桿豎直狀態(tài)時桅桿前端距離所述回轉(zhuǎn)中心的直線距1 O
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，獲取所述桅桿當(dāng)前施工半徑及所述第二夾角的步驟之前還包括比較桅桿最大施工半徑和所述直線距離，同時比較桅桿最大回轉(zhuǎn)角度和所述第一夾角；如果所述桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度，則報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)整桅桿實際施工半徑的步驟包括 根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量；根據(jù)所確定的桅桿伸縮方向及伸縮偏移量進行桅桿伸縮操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進行桅桿回轉(zhuǎn)操作的步驟包括 根據(jù)所述桅桿施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度；根據(jù)所確定的桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。
7.—種灘涂履帶打樁機定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括地圖管理及處理裝置，用于根據(jù)預(yù)打樁的地理位置和灘涂履帶打樁機的地理位置分別獲取預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息；控制系統(tǒng)處理裝置，用于根據(jù)所述預(yù)打樁位置信息和所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息得到所述預(yù)打樁位置到灘涂履帶打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離和直線以及所述直線與經(jīng)過所述回轉(zhuǎn)中心的所述打樁機車體橫向之間的第一夾角，獲取所述灘涂履帶打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑的徑向和所述桅桿與所述打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較所述桅桿當(dāng)前施工半徑和所述直線距離，同時比較所述第二夾角和所述第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值；執(zhí)行對象控制裝置，用于根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值和所述桅桿施工角度偏差值調(diào)整桅桿實際施工半徑及進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的灘涂履帶打樁機定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述桅桿當(dāng)前施工半徑是所述桅桿豎直狀態(tài)時桅桿前端距離所述回轉(zhuǎn)中心的直線距1 O
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的灘涂履帶打樁機定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)處理裝置還包括比較模塊，用于比較桅桿最大施工半徑和所述直線距離，同時比較桅桿最大回轉(zhuǎn)角度和所述第一夾角；報警模塊，用于在所述桅桿最大施工半徑小于所述直線距離或者所述第一夾角大于所述桅桿最大回轉(zhuǎn)角度時報警提示移動所述灘涂履帶打樁機的整機位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)處理裝置還包括桅桿伸縮確定模塊，用于根據(jù)所述桅桿施工半徑偏差值確定桅桿伸縮方向及伸縮偏移量；桅桿回轉(zhuǎn)角度確定模塊，用于根據(jù)所述桅桿施工角度偏差值確定桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行對象控制裝置還包括桅桿實際施工半徑調(diào)整模塊，用于根據(jù)所確定的桅桿伸縮方向及伸縮偏移量進行桅桿伸縮操作；桅桿回轉(zhuǎn)執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所確定的桅桿回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)處理裝置還包括衛(wèi)星跟蹤測量模塊，用于根據(jù)灘涂履帶打樁機的地理位置通過衛(wèi)星定位測量方式實時獲取灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息；導(dǎo)航模塊，用于根據(jù)所述灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息及所述預(yù)打樁位置信息生成灘涂履帶打樁機行駛方向和行駛速度控制指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行對象控制裝置還用于根據(jù)所述灘涂履帶打樁機行駛方向和行駛速度控制指令控制所述灘涂履帶打樁機的行駛方向和行駛速度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灘涂履帶打樁機定位控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明根據(jù)預(yù)打樁的地理位置和灘涂履帶打樁機的地理位置分別獲取預(yù)打樁位置信息和打樁機當(dāng)前位置信息；根據(jù)預(yù)打樁位置信息和灘涂履帶打樁機當(dāng)前位置信息得到預(yù)打樁位置到打樁機回轉(zhuǎn)中心的直線距離和直線以及所述直線與經(jīng)過所述回轉(zhuǎn)中心的打樁機車體橫向之間的第一夾角；獲取打樁機桅桿當(dāng)前施工半徑和桅桿當(dāng)前施工半徑的徑向與打樁機車體橫向之間的第二夾角，比較桅桿當(dāng)前施工半徑和直線距離，同時比較第二夾角和第一夾角，得到桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值；根據(jù)桅桿施工半徑偏差值和桅桿施工角度偏差值調(diào)整桅桿實際施工半徑及進行桅桿回轉(zhuǎn)操作。本發(fā)明解決了灘涂履帶打樁機的定位問題。
文檔編號E02D7/00GK102535463SQ20121003427
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者王向文, 王西昌, 程會峰 申請人:三一電氣有限責(zé)任公司