本技术公开了一种混凝土布料机的牵引式装置及其施工方法,该装置包括:XYZ三维力传感器、一套球铰牵引装置和缓冲减震结构,该装置能过滤部分因泵送混凝土而在机械臂末端产生的干扰力,准确测量一定高度内工人施加的牵引力。根据旋转变换矩阵得出牵引力在基坐标下的表示,进行符合施工实际的自适应导纳控制,实现力到位移的转化;结合闭环反馈控制,实现牵引施工作业;基于该牵引式装置的施工方法适用于两种施工工况,工人根据施工工况牵引执行部分的牵引杆,实时调整混凝土布料机的混凝土软管末端至浇筑位置上方,实现浇筑作业。本发明一种混凝土布料机的牵引式装置及其施工方法,能大幅提高使用布料机浇筑混凝土的施工效率,保证施工安全,降低工人的施工强度。
背景技术
混凝土布料机能像机器手一样快速、精确地将混凝土送抵作业面的任一部位进行浇筑,较好地解决了混凝土运送的布料难题,降低了劳动强度,提高了施工的效率和质量。通常情况下,采用人工拉动混凝土软管末端的方式,进行小范围的布料作业,而面对较大范围的作业需要,则依赖于塔台的控制。这种混合型的作业方式存在着较大的施工安全隐患,工人在这种方式下需要承受相当大的劳动强度,作业效率也不高。
当机械臂末端受到牵引力的时候,可以考虑将其识别并通过算法,将其实时转化为关节角度补偿信号,由控制器进行实时补偿。这种不通过在末端安装传感器而将末端力识别出来的方法称为“末端力软测量方法”,目前已经有基于参数辨识的液压机械臂末端力软测量方法,例如专利公开号为CN113977578A,为本团队于2021年10月26日申请的专利。尽管该方法能准确测量出重载臂的末端受力情况,但是面对长柔性、存有不稳定振动的混凝土布料机时,其测力准确度还达不到施工标准。
为了解决混凝土布料机施工过程存在较大的安全隐患,降低工人的劳动强度,并提高施工效率,提出一种能准确识别机械臂末端受力的机械结构及基于此结构的牵引施工方法。
实现思路