一种适用于城市水网生态护砌的铺砖设备及铺设方法与流程

技术特征：
1.一种适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于，包括运输装置(1)、装料斗(2)、泥浆桶(3)、护砌装夹机构和用于检测河道坡面综合坡度的坡度检测装置(12)，所述装料斗(2)、所述泥浆桶(3)、所述护砌装夹机构和坡度检测装置(12)均固定设置在所述运输装置(1)上端；所述装料斗(2)内设有若干生态护砌(21)，所述生态护砌(21)中部开设有孔洞；所述泥浆桶(3)通过导管连接一抽浆泵(4)的输入端，所述抽浆泵(4)的输出端连接一主导管；所述护砌装夹机构包括运动部件(5)、夹持组件(6)和控制器(7)，所述运动部件(5)固定在所述运输装置(1)上端，所述夹持组件(6)固定在所述运动部件(5)远离所述运输装置(1)一端，所述控制器(7)电连接所述抽浆泵(4)、所述运动部件(5)、所述夹持组件(6)和所述坡度检测装置(12)；所述夹持组件(6)包括若干机械爪(61)，各所述机械爪(61)之间设有连通所述主导管的喷浆枪头(62)，所述夹持组件(6)与所述摆动组件(53)之间设有用于检测所述河道坡面对各所述机械爪(61)反馈力的压力传感器(8)，所述机械爪(61)的外壁上安装有用于拍摄所述河道坡面实时图像的图像采集装置(9)，所述图像采集装置(9)电连接所述控制器(7)，所述控制器(7)控制所述运动部件(5)带动所述夹持组件(6)移动以夹持所述生态护砌(21)至所述河道坡面，控制所述抽浆泵(4)将泥浆泵入所述喷浆枪头(62)以贯穿所述孔洞对所述河道坡面喷浆，以及根据所述实时图像、所述综合坡度和所述反馈力调整各所述机械爪(61)对所述生态护砌(21)的夹持角度和按压力度。2.根据权利要求1所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于，同一竖直平面上的所述机械爪(61)的外壁上安装有用于检测所述机械爪(61)与所述河道坡面之间相对距离的距离传感器(13)，则所述控制器(7)包括：第一计算单元(71)，用于计算每对所述相对距离之间的距离阈值；第一处理单元(72)，用于根据所述生态护砌(21)的尺寸将所述实时图像预先划分为若干图像块，并根据预设图像识别算法识别得到所述图像块上各处的深度数据；第二处理单元(73)，连接所述第一计算单元(71)，用于根据各所述距离阈值求得到距离标准差值，并根据所述距离标准差值和所述综合坡度处理得到坡面斜度校准值；指令生成单元(74)，连接所述第一处理单元(72)，用于根据所述坡面斜度校准值和各所述深度数据处理得到夹持角度调整指令，以及根据所述反馈力生成按压指令；所述运动部件(5)根据所述夹持角度调整指令调整各所述机械爪(61)对所述生态护砌(21)的夹持角度，以及根据所述按压指令调整各所述机械爪(61)对所述生态护砌(21)的按压力度。3.根据权利要求2所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于，所述第二处理单元(73)包括：第一计算子单元(731)，用于将各所述距离阈值代入标准差计算公式中，计算得到所述距离标准差值；校准子单元(732)，连接所述第一计算子单元(731)，用于在所述距离标准差值大于预设的距离阈值时，用于将所述综合坡度与所述距离标准差值相加得到所述坡面斜度校准值，以及在所述距离标准差值不大于所述距离阈值时，将所述综合坡度作为所述坡面斜度校准值。4.根据权利要求2所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于，所述指令
生成单元(74)包括：第一处理子单元(741)，用于根据所述深度数据处理得到所述图像块相对应的所述河道坡面的各处实际深度，进而将各所述实际深度和所述坡面斜度校准值输入预先训练完成的一斜度调整模型中，得到单位坡优化斜度，并根据所述单位坡优化斜度处理得到所述夹持角度调整指令；第二处理子单元(742)，用于在所述反馈力大于预设的第一阈值时生成第一按压指令，以及在所述反馈力不大于预设的第二阈值时生成第二按压指令；所述运动部件(5)根据所述第一按压指令减小各所述机械爪(61)对所述生态护砌(21)的按压力度，以及根据所述第二按压指令增大各所述机械爪(61)对所述生态护砌(21)的按压力度。5.根据权利要求1所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于：所述运动部件(5)包括旋转台(51)、抬升组件(52)和摆动组件(53)；所述旋转台(51)固定在所述运输装置(1)的上端，并用于带动所述抬升组件(52)水平旋转；所述抬升组件(52)固定在所述旋转台(51)上端，并用于带动所述摆动组件(53)纵向升降；所述摆动组件(53)固定在所述抬升组件(52)上端，用于带动所述夹持组件(6)纵向摆动，所述夹持组件(6)设置在所述摆动组件(53)远离所述抬升组件(52)的一端。6.根据权利要求5所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于：所述夹持组件(6)包括支撑柱(63)和各所述机械爪(61)，所述支撑柱(63)固定连接所述摆动组件(53)远离所述抬升组件(52)的一端，所述机械爪(61)包括摆动杆部(611)和夹持部(612)，各所述摆动杆部(611)一端可转动地连接所述支撑柱(63)的四周，另一端可转动地连接所述夹持部(612)，所述喷浆枪头(62)贯穿所述支撑柱(63)并处于各所述机械爪(61)之间，所述喷浆枪头(62)上固定套接有固定座(64)，所述固定座(64)与各所述摆动杆部(611)之间均设有气缸，所述气缸的活塞杆可转动地连接所述摆动杆部(611)的中部，所述气缸远离活塞杆的一端可转动地连接所述固定座(64)。7.根据权利要求6所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于：所述夹持部(612)内嵌设有夹缝喷头(613)，所述夹缝喷头(613)的喷射口位于所述夹持部(612)朝向所述生态护砌(21)的外表面，所述抽浆泵(4)的输出端还连接有若干分导管，所述分导管连通所述夹缝喷头(613)。8.根据权利要求1所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于：所述运输装置(1)上还安装有无线通讯模块(10)，电连接所述压力传感器(8)、所述图像采集装置(9)、所述坡度检测装置(12)和一云端数据平台(11)，用于实时将所述实时图像、所述综合坡度和所述反馈力上传至所述云端数据平台(11)，所述云端数据平台(11)根据上传时间将所述实时图像、所述综合坡度和所述反馈力进行保存。9.根据权利要求8所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于：所述无线通讯模块(10)包括蓝牙模块、wifi模块、zigbee模块或dtu模块。10.一种适用于城市水网生态护砌的铺设方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的适用于城市水网生态护砌的铺砖设备，其特征在于，包括：步骤s1，坡度检测装置(12)检测所述河道坡面的综合坡度，图像采集装置(9)拍摄河道坡面实时图像，控制器(7)根据生态护砌(21)的尺寸将实时图像预先划分为若干图像块；
步骤s2，控制器(7)控制运动部件(5)带动夹持组件(6)移动以夹持生态护砌(21)至各所述图像块所对应的所述河道坡面上，同时控制器(7)控制抽浆泵(4)将泥浆泵入喷浆枪头(62)以贯穿孔洞对各所述图像块所对应的所述河道坡面进行喷浆；步骤s3，压力传感器(8)检测所述河道坡面对各机械爪(61)的反馈力；步骤s4，控制器(7)根据所述实时图像、所述综合坡度和所述反馈力调整各所述机械爪(61)对所述生态护砌(21)的夹持角度和按压力度。

技术总结
本发明公开了一种适用于城市水网生态护砌的铺砖设备及铺设方法，包括运输装置、装料斗、泥浆桶、护砌装夹机构和坡度检测装置，装料斗内设有若干生态护砌，泥浆桶导管连接抽浆泵的输入端，抽浆泵的输出端连接主导管；护砌装夹机构包括运动部件、夹持组件和控制器；夹持组件包括若干机械爪，各机械爪之间设有喷浆枪头，夹持组件与摆动组件之间设有压力传感器，机械爪的外壁上安装有图像采集装置，控制器控制抽浆泵将泥浆泵入喷浆枪头以对河道坡面喷浆，控制运动部件带动夹持组件移动以夹持生态护砌至河道坡面，以及根据实时图像、综合坡度和反馈力调整各机械爪对生态护砌的夹持角度和按压力度。本发明提升生态互砌铺设作业质量和安全性。和安全性。和安全性。


技术研发人员：张振 傅建文 代全忠 王哲 陆梅 齐伟 樊君 张麟
受保护的技术使用者：天津市水利科学研究院
技术研发日：2022.11.02
技术公布日：2023/2/3