1.一种串联型管片拼装机器人试验装置,包括控制台(1)、模拟洞壁(2)和动力台(6),其特征在于:所述模拟洞壁(2)内设有沿轴向设置的桁架(3),桁架(3)上活动设有拼装机器人(4),拼装机器人(4)的下部设有真空夹爪机构,所述模拟洞壁(2)的一侧设有管片运输机构(5);所述桁架(3)包括设置在模拟洞壁(2)两端的支架(301),支架(301)上固定设有对称设置的滑轨(302),滑轨(302)上滑动设有滑台(306),滑台(306)通过滑移机构与滑轨(302)相连接,滑台(306)的下部通过转动机构连接有拼装机器人(4);所述滑移机构包括设置在滑轨(302)上的齿条(309)和设置在滑台(306)上的行走驱动(305),行走驱动(305)的输出轴上设有齿轮(310),齿轮(310)与齿条(309)啮合;所述转动机构包括设置在滑台(306)上的回转驱动(303),回转驱动(303)的输出端通过回转支撑(401)与拼装机器人(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的串联型管片拼装机器人试验装置,其特征在于:所述回转驱动(303)和行走驱动(305)的输出端均设有角度编码器(304);所述滑台(306)的下部设有补光灯(308)和工业相机(307)。
3.根据权利要求1或2所述的串联型管片拼装机器人试验装置,其特征在于:所述拼装机器人(4)包括大臂(403)、折叠臂(405)和小臂(407),大臂(403)通过回转支撑(401)与滑动设置在桁架(3)上的滑台(306)转动连接,大臂(403)通过1号关节摆动油缸(402)与回转支撑(401)相连接,折叠臂(405)的上部通过2号关节摆动油缸(404)与大臂(403)相连接,折叠臂(405)的下部通过3号关节摆动油缸(406)与小臂(407)相连接,真空夹爪机构通过4号关节摆动油缸(408)与小臂(407)相连接。
4.根据权利要求3所述的串联型管片拼装机器人试验装置,其特征在于:所述真空夹爪机构包括连接板座(409),连接板座(409)通过4号关节摆动油缸(408)与小臂(407)相连接,连接板座(409)的下部设有液压回转驱动(410),液压回转驱动(410)的输出端设有平台底座(411),平台底座(411)的下部设有至少两个并联油缸(412),并联油缸(412)的下部设有真空吸盘(413)。
5.根据权利要求4所述的串联型管片拼装机器人试验装置,其特征在于:所述真空吸盘(413)通过球铰接件与并联油缸(412)相连接,并联油缸(412)内设有行程传感器,液压回转驱动(410)的输出端设有角度编码器。
6.根据权利要求1或5所述的串联型管片拼装机器人试验装置,其特征在于:所述模拟洞壁(2)包括支撑架(201),支撑架(201)上设有环形筒体(202),桁架(3)穿过环形筒体(202)。
7.根据权利要求6所述的串联型管片拼装机器人试验装置,其特征在于:所述管片运输机构(5)包括设置在支撑架(201)一侧的运输轨道(501),运输轨道(501)上设有用于载运管片(7)的管片小车(502)。
8.一种串联型管片拼装机器人试验装置的模拟拼装方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:将待拼管片放置在管片运输机构(5)的管片小车(502)上;S2:管片小车沿已铺好的运输轨道(501)运输到达指定位置,使管片位于模拟洞壁(2)的外侧;S3:桁架(3)上的滑台(306)从初始位置开始移动,带动设置在滑台(306)上的拼装机器人(4)向着管片运动,并通过真空夹爪机构准确抓取管片;S4:拼装机器人(4)抓取管片后,按照提前设置好的管片位置将管片拼装在模拟洞壁上;S5:在步骤S4中,同一环管节需要5片管片组成,拼装机器人(4)拼装管片时先拼装模拟洞壁一侧的三片管片,然后旋转180°,拼装机器人(4)拼装另一侧的两片管片,完成一环管节拼装。
9.根据权利要求8所述的串联型管片拼装机器人试验装置的模拟拼装方法,其特征在于:步骤S3中,当滑台(306)处于初始位置时,以拼装机器人(4)的回转支撑中心为系统基坐标原点,使设置在滑台(306)上的工业相机(307)到达管片上方,拍摄管片位姿,并将信号反馈给控制台,控制台将管片坐标信息反馈回拼装机器人(4),控制拼装机器人(4)的真空夹爪机构到达管片位姿内部形成真空使其抓紧管片。