3D打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置及其控制方法与流程

本发明涉及智能控制，特别是指3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置及其控制方法。

背景技术：

1、电磁吸附多功能工程作业装置广泛应用于房建工程、基建工程及安全应急等场景，用于铁件的拾取、平移与打捞。该类装置通过磁吸头产生磁场吸附目标铁件，并在作业完成后通过脉冲退磁功能消除剩磁以脱落铁件。

2、现有装置在窄缝或不平整表面作业时，通常仅监测线圈的稳态电流数值。当磁吸头端面与目标铁件接触面存在倾斜或局部间隙时，产生边缘漏磁现象。现有技术仅依靠单一电流数值无法识别磁吸头端面与目标铁件接触面的局部贴合姿态差异，导致吸附力评估产生偏差，增加铁件滑脱风险。

3、现有装置的脉冲退磁功能通常采用固定宽度的脉冲序列输出。由于不同空间贴合类别下的剩磁分布状态不同，固定宽度的退磁脉冲无法适配实际的剩磁消除需求。针对厚规格铁件，固定退磁能量导致剩磁消除不彻底，引发剩磁粘连；针对薄规格铁件，固定退磁能量造成能耗浪费，导致铁件脱落不顺畅。

技术实现思路

1、本发明提供了3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置及其控制方法，能够准确区分单侧间隙放大的贴合特征与整体间隙缩小的贴合特征，从而准确评估磁吸头端面与目标铁件接触面的实际吸附状态，降低铁件滑脱风险。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，所述方法包括：

4、步骤1，根据手持柄内控制器采集的磁吸头线圈实时电流，计算相邻检测周期的电流差值，得到磁吸头贴合目标铁件表面的磁阻变化量；

5、步骤2，根据磁阻变化量，匹配连接杆万向弯折节点的实时偏转角度，得到磁吸头端面与目标铁件接触面的初始空间贴合特征；

6、步骤3，根据初始空间贴合特征，划分磁吸头在窄缝作业工况下的边缘漏磁程度，得到磁吸头端面与目标铁件接触面的空间贴合类别；

7、步骤4，根据空间贴合类别对应的保持时段，逐段累加安装座内脉冲发生器的退磁脉冲宽度，得到补偿后的退磁脉冲总宽度数值；

8、步骤5，根据补偿后的退磁脉冲总宽度数值，生成脉冲退磁控制指令；

9、步骤6，根据脉冲退磁控制指令，驱动磁吸头执行反向磁场输出，得到目标铁件表面的剩磁消除状态；

10、步骤7，根据剩磁消除状态与手持柄内置超重传感器的实时载荷，调节电动连接杆的伸出长度，得到磁吸头空间避让位置；

11、步骤8，根据磁吸头空间避让位置，触发安装座预留防坠挂点的智能预警模块，得到连接杆的坠落风险评估结果。

12、第二方面，一种3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置，包括：

13、磁吸头，其内部设置有励磁线圈，励磁线圈沿轴向绕制于线圈骨架上，磁吸头的端面用于贴合吸附目标铁件表面；

14、安装座，设置于磁吸头的非吸附端，安装座内部集成有脉冲发生器，脉冲发生器的输出端与磁吸头内的励磁线圈电连接，安装座的侧壁预留有防坠挂点；

15、电动连接杆，其前端与安装座连接，电动连接杆内置有伸缩驱动电机和万向弯折节点，万向弯折节点处设置有角度传感器；

16、手持柄，与电动连接杆的后端连接，手持柄内设置有电池、控制器和称重传感器，控制器分别与励磁线圈的电流采集端、脉冲发生器的控制端、伸缩驱动电机的驱动端、角度传感器的信号输出端和超重传感器的信号输出端电连接；防坠挂点处集成有智能预警模块，智能预警模块与控制器通信连接。

17、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

18、通过计算相邻检测周期的电流差值，并结合连接杆万向弯折节点的实时偏转角度，划分磁吸头在窄缝作业工况下的边缘漏磁程度，得到空间贴合类别。该过程将单侧边缘漏磁导致的吸附力偏心和双侧边缘漏磁导致的吸附力衰减在力学响应上的差异暴露出来，在建筑工地窄缝作业中，能够准确区分单侧间隙放大的贴合特征与整体间隙缩小的贴合特征，从而准确评估磁吸头端面与目标铁件接触面的实际吸附状态，降低铁件滑脱风险。

19、根据空间贴合类别对应的保持时段，逐段累加安装座内脉冲发生器的退磁脉冲宽度，得到补偿后的退磁脉冲总宽度数值，并驱动磁吸头执行反向磁场输出。该过程将单侧贴合类别对应的非对称磁场反转需求和双侧贴合类别对应的对称磁场反转需求在信号调制上的差异暴露出来，在建筑工地退磁控制中，能够针对厚规格废铁残留的深层磁畴翻转迟滞增加脉冲宽度补偿，针对薄规格废铁残留的表层磁畴快速衰减减少脉冲宽度，从而抹平剩磁峰值，解决厚规格铁件剩磁粘连问题，保障铁件顺畅脱落。

20、根据剩磁消除状态与实时载荷调节电动连接杆的伸出长度，得到磁吸头空间避让位置，并触发防坠挂点的智能预警模块。该过程将高空悬臂作业时的重心偏移引发的倾覆力矩和地面平推作业时的轴向受压引发的屈曲力矩在结构失稳模式上的差异暴露出来，能够准确评估连接杆的坠落风险，适配复杂工况下的防坠安全需求。

1.3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤1，包括：

3.根据权利要求2所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤2，包括：

4.根据权利要求3所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤3，包括：

5.根据权利要求4所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤4，包括：

6.根据权利要求5所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤5，包括：

7.根据权利要求6所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤6，包括：

8.根据权利要求7所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤7，包括：

9.根据权利要求8所述的3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置的控制方法，其特征在于，步骤8，包括：

10.3d打印模块化电磁吸附多功能工程作业装置，用于执行如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，包括：