一种机械化桥的智能对接装置及对接方法 |
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| 申请号 | CN201910484190.1 | 申请日 | 2019-06-05 | 公开(公告)号 | CN110284435A | 公开(公告)日 | 2019-09-27 |
| 申请人 | 中国船舶重工集团应急预警与救援装备股份有限公司; | 发明人 | 张涛; 余文明; 陶红; 吴茂; 吴红; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种机械化桥的智能对接装置，用于架桥车和 桥跨 对接，智能对接装置包括：定向接收机、智能接收机和ECU；ECU设置在架桥车的底盘上，用于控制架桥车运动；定向接收机设置在桥跨上，用于实时接收桥跨的 位置 信息B；智能接收机设置在架桥车上，用于实时接收架桥车的位置信息A；定向接收机和智能接收机无线连接，定向接收机实时将桥跨的位置信息B无线传输给智能接收机；智能接收机还用于将架桥车的位置信息A和桥跨的位置信息B进行实时比对，得到架桥车和桥跨之间的对接偏差，智能接收机还用于依据该对接偏差实时计算架桥车的行走路线，并发送给ECU，ECU按照所接收的行走路线实时控制架桥车向桥跨运动，直至架桥车和桥跨对接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种机械化桥的智能对接装置，用于架桥车和桥跨对接，其特征在于，所述智能对接装置包括：定向接收机、智能接收机和ECU(5)；所述ECU(5)设置在架桥车的底盘上，用于控制架桥车运动；所述定向接收机设置在桥跨上，用于实时接收桥跨的位置信息B；所述智能接收机设置在架桥车上，用于实时接收架桥车的位置信息A；所述定向接收机和智能接收机无线连接，所述定向接收机实时将桥跨的位置信息B无线传输给智能接收机；所述智能接收机还用于将架桥车的位置信息A和桥跨的位置信息B进行实时比对，得到架桥车和桥跨之间的对接偏差，所述智能接收机还用于依据该对接偏差计算架桥车的行走路线，并发送给所述ECU(5)，所述ECU(5)按照所接收的行走路线实时控制架桥车向桥跨运动，直至所述架桥车和桥跨对接。 |
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| 说明书全文 | 一种机械化桥的智能对接装置及对接方法技术领域[0001] 本发明涉及机械化桥对接技术领域，具体涉及一种机械化桥的智能对接装置及对接方法。 背景技术[0002] 机械化桥作为一种快速应急救援工程装备，包括桥跨的架设和撤收两种作业过程。当机械化桥架设作业完成后，架桥车与桥跨分离。当机械化桥开始进行撤收作业时，需要将架桥车与桥跨准确连接。现有技术中的连接方法是通过操作员现场观察辅助架桥车倒车与桥跨对接，此种对接方式精确定位和对接的时间长，撤收速度慢。 发明内容[0003] 有鉴于此，本发明提供了一种机械化桥的智能对接装置及对接方法，能够有效提高定位和对接的速度和精度，实现快速撤收。 [0004] 本发明智能对接装置的技术方案为：一种机械化桥的智能对接装置，用于架桥车和桥跨对接，所述智能对接装置包括：定向接收机、智能接收机和ECU；所述ECU设置在架桥车的底盘上，用于控制架桥车运动；所述定向接收机设置在桥跨上，用于实时接收桥跨的位置信息B；所述智能接收机设置在架桥车上，用于实时接收架桥车的位置信息A；所述定向接收机和智能接收机无线连接，所述定向接收机实时将桥跨的位置信息B无线传输给智能接收机；所述智能接收机还用于将架桥车的位置信息A和桥跨的位置信息B进行实时比对，得到架桥车和桥跨之间的对接偏差，所述智能接收机还用于依据该对接偏差实时计算架桥车的行走路线，并发送给所述ECU，所述ECU按照所接收的行走路线实时控制架桥车向桥跨运动，直至所述架桥车和桥跨对接。 [0005] 作为一种优选方案，令桥跨的纵向中心线为对接基准线，所述对接偏差包括架桥车的纵向中心线与对接基准线偏离的距离、角度以及架桥车和桥跨对接面之间的距离。 [0006] 作为一种优选方案，所述智能接收机包括控制主板和天线组件A；所述控制主板和天线组件A电连接；所述天线组件A用于实时接收架桥车的位置信息A，所述控制主板用于实时采集所述天线组件A接收的位置信息A并对位置信息A和位置信息B实时比对以计算架桥车的行走路线。 [0007] 作为一种优选方案，所述定向接收机包括天线组件B和主机B，所述天线组件B和主机B电连接，所述天线组件B用于接收桥跨的位置信息B，所述主机B用于采集所述天线组件B接收的位置信息B，并发送给控制主板。 [0008] 作为一种优选方案，所述天线组件A包括天线A和天线B；所述天线A和天线B分别设置在架桥车的横向两侧中点并分别与所述控制主板电连接。 [0009] 作为一种优选方案，所述天线组件B包括天线C和天线D，所述天线C和天线D分别设置在桥跨的纵向两端的中点并分别与所述主机B电连接。 [0010] 作为一种优选方案，所述控制主板包括主机A和无人导航控制模块，所述主机A和无人导航控制模块电连接；所述主机A用于实时采集所述天线组件A接收的位置信息A并对位置信息A和位置信息B实时比对，所述无人导航控制模块电连接用于依据架桥车和桥跨之间的对接偏差实时计算架桥车的行走路线。 [0011] 作为一种优选方案，所述控制主板还包括显控终端，所述显控终端和主机A电连接，其通过串口通信实时接收所述架桥车的位置信息A及桥跨的位置信息B，并以数字化和图形化的方式将所述架桥车的位置信息A及桥跨的位置信息B实时显示在显控终端的屏幕上。 [0012] 本发明智能对接方法的技术方案为：一种机械化桥的智能对接方法，包括如下步骤： [0013] 步骤一：主机B实时采集天线组件B接收的桥跨的位置信息B，控制主板实时采集天线组件A接收的架桥车的位置信息A； [0014] 步骤三：主机B实时将桥跨的位置信息B无线传输给控制主板； [0015] 步骤四：控制主板实时对桥跨的位置信息A和架桥车的位置信息B进行比对得到架桥车和桥跨的对接偏差并依据对接偏差计算架桥车的行走路线，控制主板实时将架桥车的行走路线发送给ECU； [0016] 步骤五：ECU依据所接收到的行走路线驱动架桥车行驶，直至架桥车和桥跨对接后停止。 [0017] 有益效果： [0018] (1)本发明的智能对接装置能够在架桥车和桥跨对接过程中实时定位和导航，保证架桥车与桥跨之间快速对接，同时保证架桥车与桥跨之间的对接精度在设定范围内。 [0020] 图1为本发明的对接装置结构组成示意图。 [0021] 图2为本发明的对接装置工作原理图。 [0022] 图3为本发明的对接方法控制原理框图。 [0023] 其中，1-天线组件A，2-天线组件B，3-主机B，4-控制主板，5-ECU具体实施方式 [0024] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。 [0025] 本实施例提供了一种机械化桥的智能对接装置及对接方法，能够有效提高定位和对接的速度和精度，实现快速撤收。 [0026] 实施例1： [0027] 如图1所示，该智能对接装置用于架桥车和桥跨的对接，包括定向接收机、智能接收机和ECU5(电子控制单元或行车电脑)；ECU5设置在架桥车的底盘上，用于控制架桥车运动；定向接收机设置在桥跨上，包括天线组件B2和与其电连接的主机B3，天线组件B2用于接收桥跨的位置信息B(包括桥跨的经纬度坐标和影像信息)，主机B3用于实时采集天线组件B2接收的位置信息B；智能接收机设置在架桥车上，其包括控制主板4和与其电连接得天线组件A1，天线组件A1用于接收架桥车的位置信息A(包括架桥车的经纬度坐标和影像信息)，控制主板4包括主机A和无人导航控制模块，主机B3和主机A无线连接，主机B3实时将其采集的桥跨的位置信息B无线传输给主机A；主机A用于实时采集天线组件A1的位置信息A并对位置信息A和位置信息B进行比对分析；主机A和无人导航控制模块电连接，主机A对架桥车的位置信息A和桥跨的位置信息B比对后，得到架桥车和桥跨的对接面之间的距离及相对方向，当架桥车和桥跨的对接面之间正对(以桥跨的纵向中心线为对接基准线，主机A内预设有架桥车纵向中心线偏离对接基准线的角度偏差阈值和垂直距离偏差阈值，当架桥车的纵向中心线和对接基准线的偏差在设定角度偏差阈值和垂直距离偏差阈值内时，表明架桥车和桥跨的对接面正对)时，控制主板4的主机A向无人导航控制模块发送直线行走指令，无人导航控制模块接收到直线行走指令后为架桥车实时计算直线行走路线并发送给ECU5，ECU5按照直线行走路线实时控制架桥车向桥跨直线行走，直至架桥车和桥跨准确对接；当架桥车和桥跨的对接面之间非正对(以桥跨的纵向中心线为对接基准线，主机A内预设有架桥车纵向中心线偏离对接基准线的角度偏差阈值和垂直距离偏差阈值，当架桥车的纵向中心线和对接基准线的偏差在设定角度偏差阈值或垂直距离偏差阈值以外时，表明架桥车和桥跨的对接面非正对)时，控制主板4的主机A实时向无人导航控制模块发送架桥车和桥跨对接面之间的相对位置信息(包括相对方向和相对距离)，无人导航控制模块接收到相对位置信息后，为架桥车实时计算行走路线并发送给ECU5，ECU5按照行走路线实时控制架桥车向桥跨行走，直至架桥车和桥跨准确对接；其中，无人导航控制模块采用无人导航技术(无人导航技术为现有技术)，能够根据架桥车和桥跨对接面之间的相对位置信息，为架桥车实时规划行走路线。 [0028] 进一步地，天线组件A1包括天线A和天线B，天线组件B2包括天线C和天线D；天线A和天线B分别与控制主板4电连接，天线C和天线D分别与主机B3电连接； [0029] 如图2所示，将天线A和天线B分别设置在架桥车横向两侧的中点处，使天线A和天线B连线的中点为架桥车横向中心点，记为O点，将天线C和天线D分别设置在桥跨纵向两端的中点，令架桥车的纵向中心线为OS，OS垂直平分天线A和天线B的连线AB，天线C和天线D分别设置在桥跨纵向两端，天线C和天线D的连线为桥跨的纵向中心线，记为CD；其中，天线A和天线B用于接收架桥车的位置信息A，进而获得架桥车中心线，天线C和天线D用于接收桥跨的位置信息B，进而获得桥跨的中心线(对接基准线)。 [0031] 进一步地，控制主板4还包括显控终端，显控终端采用机架式安装，其和主机A电连接，显控终端通过串口通信实时接收架桥车的位置信息A及桥跨位置信息B，并以数字化和图形化的方式将所有位置信息实时显示在显控终端的屏幕上。 [0032] 实施例2： [0033] 如图3所示，本实施例提供一种机械化桥的智能对接方法，该智能对接方法使用实施例1中的智能对接装置，包括如下步骤： [0034] 步骤一：对桥跨和架桥车进行定位； [0035] 步骤二：通过主机B3实时采集天线组件B2接收的桥跨的位置信息B，控制主板4实时采集天线组件A1接收的架桥车的位置信息A； [0036] 步骤三：主机B3实时将桥跨的位置信息B无线传输给控制主板4； [0037] 步骤四：控制主板4实时对桥跨的位置信息B和架桥车的位置信息A进行比对分析得到架桥车和桥跨的对接偏差(包括架桥车的纵向中心线与桥跨的纵向中心线偏离的角度和距离以及架桥车和桥跨的对接面之间的距离)后，规划架桥车的行走路线，并发送给ECU5； [0038] 步骤五：ECU5依据接收到的行走路线驱动架桥车行驶，直至架桥车和桥跨准确对接后停止。 [0039] 进一步地，步骤一中采用卫星对架桥车和桥跨进行定位，然后通过天线组件B2接收桥跨的位置信息B，通过天线组件A1接收架桥车的位置信息； [0040] 进一步地，步骤三中主机B3通过无线电台将桥跨的位置信息B无线传输给控制主板4； [0041] 进一步地，步骤四中控制主板4的主机A分别对架桥车位置信息A和桥跨的位置信息B进行差分修正计算，计算后得出架桥车和桥跨的对接面之间高精度的距离及相对方向； [0042] 当机械化桥接收到对接指令时，主机A根据架桥车和桥跨对接面之间的距离及相对方向，得出架桥车纵向中心线OS与桥跨纵向中心线CD的对接偏差并将该对接偏差实时传输给无人导航控制模块，无人导航控制模块为架桥车实时计算行走路线(包含行驶方向和行驶距离)并向ECU5发送行走指令； [0043] 进一步地，步骤五中ECU5控制架桥车按照无人导航控制模块计算的行走路线行走，直至架桥车和桥跨准确对接； [0044] 进一步地，架桥车和桥跨的对接精度判断依据： [0045] (1)对接精度：≤±5cm； [0046] (2)无人导航控制模块为架桥车导航，ECU5控制架桥车的行驶，使OS连线与AB连线垂直，使OS连线的延长线与CD连线重合，达到中心线对中，直至架桥车和桥跨准确对接。 |
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