中铁上海工程局集团第七工程有限公司;中铁上海工程局集团有限公司黄新获国家专利权
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龙图腾网获悉中铁上海工程局集团第七工程有限公司;中铁上海工程局集团有限公司申请的专利一种基于全站仪的放样机器人导航方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119717832B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510225936.2,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权一种基于全站仪的放样机器人导航方法是由黄新;杨再兴;彭楼云;刘体;刘道凤;孙梦珂;张愿宏;姚彦伟;邹善德;崔文凯;张飞;杜少鹏;吕龙;刘海伟;姚欢喜;李宝蕴;潘相辉;张毫;张小博;匡本亮;巨新峰;张瑞泽;李江涛;刘国良;谭佳辉设计研发完成,并于2025-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于全站仪的放样机器人导航方法在说明书摘要公布了:本申请属于自动导航技术领域,公开了一种基于全站仪的放样机器人导航方法,放样机器人的放样小车搭载机械臂调整装置行驶,机械臂调整装置顶部设置棱镜,机械臂调整装置底部设置印章压墨机构,利用全站仪跟踪棱镜,反馈棱镜的实时坐标,放样小车在行驶过程中根据坐标进行实时纠偏,提高粗定位的效率,接着利用第三自由度调整组件和第四自由度调整组件将棱镜调整为垂直放样地面的状态,然后利用第一自由度调整组件和第二自由度调整组件结合目标放样点精确定位算法将印章压墨机构调整至放样点正上方,实现精准放样。
本发明授权一种基于全站仪的放样机器人导航方法在权利要求书中公布了:1.一种基于全站仪的放样机器人导航方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:根据放样线型文件,将放样点坐标文件导入放样机器人的控制组件; 步骤2:利用全站仪(5)跟踪放样机器人的棱镜(4),反馈棱镜(4)的实时坐标; 步骤3:控制组件根据前后两个放样点的连线,自动导航放样机器人的放样小车(1)行驶路线,放样小车(1)在行驶过程中进行实时纠偏,行驶到放样点附近停稳,实现粗定位; 所述实时纠偏包括: 步骤3-1:根据已知起点P1、目的点P2和当前点P3,求纠偏值与方向; 所述步骤3-1具体为: 已知起点P1x1,y1,目的点P2x2,y2,当前点P3x3,y3; 步骤3-1-1:直线P1P2的方程通式为: y=kx+b; 其中: k=y2-y1x2-x1; b=y1-x1*k或者b=y2-x2*k; 步骤3-1-2:当前点P3x3,y3到直线P1P2的距离S计算公式为: ; 步骤3-1-3:由于放样小车(1)的运动方向与直线P1P2方向一致,根据k和S定义P1→P2的纠偏值与方向; 步骤3-2:根据纠偏值与方向,利用放样小车(1)的差速转向实现纠偏; 所述步骤3-2具体为: 步骤3-2-1:根据放样小车(1)的轮距D,以及当前放样小车(1)的速度v0,计算放样小车(1)两侧车轮(1-2)的速度差; 步骤3-2-2:根据两侧车轮(1-2)的速度差计算左侧车轮(1-2)的速度和右侧车轮(1-2)的速度; 步骤3-2-3:根据纠偏值与方向确定左侧车轮(1-2)和右侧车轮(1-2)的速度,得到纠偏后的速度,将步骤3-2-2的速度调整为纠偏后的速度; 步骤4:放样小车(1)停稳后,利用全站仪(5)配合放样机器人的机械臂调整装置(2)的第三自由度调整组件(2-3)和第四自由度调整组件(2-4)进行两次精定位,调整棱镜(4)为垂直放样地面的状态,保证放样机器人的印章压墨机构(3)底面与放样地面平行; 步骤5:利用目标放样点精确定位算法调整放样机器人的机械臂调整装置(2)的第一自由度调整组件(2-1)和第二自由度调整组件(2-2),再次进行两次精定位,将印章压墨机构(3)调整至放样点正上方;观测棱镜(4)坐标,与目标放样点坐标相比,误差是否在范围内;是,则执行按压盖章放样,否,则重复步骤5; 所述步骤5中目标放样点精确定位算法包括: 步骤5-1:将印章压墨机构(3)底面与放样地面调整平行后,任意选定第一个测量点P5x5,y5; 步骤5-2:放样小车(1)原地不动,机械臂调整装置(2)的第一自由度调整组件(2-1)向左摆动α角,得到第二次测量点P6x6,y6; 步骤5-3:求出直线P5P6方程: y=k5x+b5; 其中: k5=y6-x6x5-x5=tanθ1; b5=y5-x5*k5,或者b5=y6-x6*k5; θ1=arctank5; 步骤5-4:直线P5P6绕P5点向左旋转角度(90°-α2),得到直线P5P4方程,直线P5P4经过点P5x5,y5: y=k6x-x5+y5=tanθ1+90°-α2x-x5+y5; 其中: k6=tanθ2=tanθ1+90°-α2; 步骤5-5:根据直线P5P4方程、机械臂调整装置(2)的臂长R,得到点坐标P4x4,y4; y4=y5-Rsinarctank6; x4=x5-Rcosarctank6; 步骤5-6:P2x2,y2点是已知的目的点,求出直线P4P6、P4P2的夹角Δβ: β1=arctany6-y4x6-x4; β2=arctany2-y4x2-x4; Δβ=β1-β2; 机械臂调整装置(2)的第一自由度调整组件(2-1)向右摆动角度为夹角Δβ; 步骤5-7:计算第二自由度调整组件(2-2)的伸长量ΔR: R1=P4P6; R2=rooty2-y42+x2-x42; ΔR=R2-R1; 完成两次精定位,达到放样要求; 步骤6:重复步骤3~5,直至完成所有放样点的按压盖章放样。
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