一种用于建筑施工的旋挖系统的制作方法

1.本发明属于施工旋挖技术领域，尤其涉及一种用于建筑施工的旋挖系统。

背景技术：

2.工地施工中，旋挖系统重要用于基础工程中的灌注桩成孔，主要工作过程为，旋杆轴线平行于钻孔面法向，动力头驱动旋挖刀头和旋杆做旋转给进运动，液压系统提供压力，使钻头开始挖土，钻头一次旋挖之后，通过提升系统回升地面甩土。
3.目前，对于已有的旋挖系统，一般具有参数检测和显示功能，但是检测系统一般只能简单的检测数据，智能化和集成成都较低，并且，遇到冻土等坚硬的土地，由于旋杆长度较长，会破坏旋杆工作的稳定性，并且容易造成旋转刀头的快速磨损和起热，降低刀头的使用寿命；并且对于目前的旋挖系统，一般需要人员先进行实地测量，确定开挖地点，画好开挖线，在进行旋挖工作，不仅耗费人力成本，并且影响旋挖效率，若现场人员出现失误，则会导致施工成本大大增加，并且存在安全隐患。

技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种用于建筑施工的旋挖系统，通过设置的视觉自动识别旋挖模块，不仅增加了旋挖效率，提升旋挖精确度，并且能够降低人力使用成本，节约人力资源，提高生产效益，减少不必要的安全隐患；通过设置的深度检测系统，能够自动识别旋挖深度，降低了测量误差，提升了测量精确度；通过在旋转刀头上设置的松土机构，在旋挖时通过水流驱动金属头震动，一方面能够降低齿头与硬土的摩擦力，有利于保护齿头不损坏，另一方面通过震动松动土壤，有利于旋挖，提升旋挖速度。
5.本发明提供如下技术方案：
6.一种用于建筑施工的旋挖系统，包括驱动模块、执行模块、感应模块、控制模块、上位机；所述驱动模块包括液压驱动和电力驱动，所述执行模块包括车架、旋转刀头、抽水泵，所述感应模块包括视觉自动识别旋挖模块和旋挖深度自动检测模块，所述控制模块为工控机；
7.所述视觉自动识别旋挖模块包括视觉检测模块、工业相机、运动控制模块，所述视觉检测模块包括通过工业相机获取图像并优化处理，打孔位置障碍物检测与打孔目标深度估算，旋转刀头路经点视觉检测；所述运动控制模块包括路经点信息输入，计算旋转刀头的轨迹规划，旋转刀头的轨迹跟踪；所述运动控制模块与视觉检测模块相结合，还包括激光发射器，激光发射器在旋转刀头的规划轨迹的路径投射激光斑点，作为视觉检测模块的检测目标，激光斑点圆心的位置即为旋转刀头运动轨迹的路径；通过工业相机获取目标激光斑点，根据工业相机获得的位置信息进行目标点的定位，完成之后，在利用获取的位置信息进行校正，提升自动识别打孔路径的准确性。
8.优选的，所述旋转刀头上端连接有旋杆，旋转刀头的底部设有多个齿头和松土机构；所述旋转刀头底部十字交错设有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆上设有多个齿头，
齿头用于旋挖，所述第二连杆上设有多个松土机构，所述松土机构在旋挖的时候使下方的土壤松动，减轻齿头的旋挖负荷，减少齿头的磨损。
9.优选的，所述松土机构包括金属头，所述金属头上方连接有连接块，所述连接块上方连接有弹簧，所述弹簧的另一端与第二连杆连接；所述金属头的中心位置开设有出水管，所述出水管上端连接有伸缩水管，所述伸缩水管连接有水泵，所述出水管的中心位置连接有多个驱动管，所述驱动管的另一端延伸至金属头的上方。
10.优选的，所述驱动管的上端部设有出液口，驱动管靠近出液口的位置设有增压头，所述增压头内部截面呈梯形结构；所述驱动管的外部设有增压管，所述增压管与驱动管之间为增压腔，所述增压管截面为梯形结构，增压管靠近出液口的一段直径小于远离出液口的一端，所述驱动管远离出液口的一端开设有进液口，驱动管通过进液口与增压腔连通，驱动管靠近出液口的一端开设有回液口，所述回液口使驱动管与增压腔连通。
11.优选的，所述旋挖深度自动检测模块包括上位机，上位机的处理器通过串口通信连接zigbee模块，zigbee模块包括发送节点和接受节点，接受节点与上位机进行串口通信，发送节点连接有单片机，所述单片机设置在旋转刀头的旋挖工作面，单片机设有数据处理模块，所述数据处理模块连接有倾角传感器、温度传感器、湿度传感器、应力传感器，每个传感器均连接有数据采集模块。
12.优选的，数据采集模块将采集的数据信息传输至单片机的数据处理模块进行初步处理，之后通过zigbee模块的发送节点进行传输，传输至zigbee模块的接受节点进行接受，在通过串口通信方式与上位机进行传输。
13.优选的，视觉自动识别旋挖模块的自动旋挖方法包括以下步骤：
14.步骤一，初始化旋挖系统，设定开挖的起点、基坑形状、基坑深度、土堆放置位置；
15.步骤二，定位刀头的起始位置，从起点开始，根据基坑的地形规划旋挖路径，根据规划的轨迹确定当前旋挖点与土方堆放点的轨迹；具体的，手动开启激光发射器，给出开挖点目标位置，旋挖系统即可自动检测位置，并规划合理轨迹，驱动旋转刀头到达指定位置，完成旋挖，并对轨迹点进行跟踪，达到土方释放点进行释放；
16.步骤三，根据选的的轨迹规划确定土方释放点与下一个开挖点的轨迹，对新轨迹点进行跟踪，到达下一个开挖点；判断是否为路径终点，若是终点，则结束旋挖，否则判断旋挖位置是否需要校正，若需无需校正，则重复步骤二，若需要校正则进行激光斑点位置校准，校准成功之后，重新进行路径规划。
17.优选的，步骤二中，规划旋挖路径的方法为，先通过激光发射器向开挖点投射激光斑点，之后通过工业相机拍摄激光斑点图像，经过图像预处理，进行检测算法，检测出开挖目标位置，将目标点作为终点，再根据规划方案完成轨迹规划的计算。
18.另外，在进行旋挖时，通过设置的多个松土机构，金属头通过伸缩水管连接水泵，在水流经过出水管流出时，通过水流湿润土壤，当出水管中的水流进入到驱动管中时，一部分水流经过增压头直接从出液口中排出，由于增压头的内径由大变小，水流的压强增大，流速加快，流水向上排出时，形成了向下的反作用力，向下的反作用力作用于金属头，使金属头受到向下移动的力，有助于松动土壤，提高旋挖效率，提升旋转刀头的使用寿命；驱动管中的水部分从进液口进入到增压管中，由于增压管漏斗形的设置，当水流从直径大的一端流向直径小的一端时，水的流速加快，水流的加强经过二次加强，从增压腔中经过回液口从
出液口排出，经过二次增压的水流，更快的驱动金属头频繁的上下移动；为了进一步实现土壤的松动效率，提升旋挖效率，提升旋转刀头的使用周期，水流给予金属头的反冲作用力f不能过大或者过小，反冲力过大会引起金属头的过度碰撞，容易造成损坏，反冲力过小，则提供的蓄能不足，不足以是土壤松动，所述金属头的反冲作用力f与金属块的质量m，与增压管的直径d1,驱动管的直径d2，增压头的内径d3之间满足，f＝β
·
(d1-d2+d3)mg；上式中，f单位为牛，长度单位为cm，m的单位为kg，g为重力常量，β为关系系数，取值范围为2.56-23.01。
19.在进行旋挖深度自动检测时，通过倾角传感器检测旋杆是否与地面垂直，应力传感器检测旋转刀头钻满、触地、深度的测量，温度传感器和湿度传感器检测旋转刀头是否正常工作；在旋挖时，旋杆终端单片机的zigbee节点不断发送信号，zigbee接受节点不断接收到信号强度信息，为了降低信号的损耗，则发射机到接收机的距离a与接收机功率p1和发射机的功率p2之间满足：
20.p1＝p2+p
0-10nlg(a)-20lg(f/5)；上式中，n为距离损耗修正系数，p0为信号损耗功率，f为信号传输频率；根据倾角传感器检测的重力与传感器敏感轴上的分量求得轴线方向的夹角，然后得出旋杆与竖直方向的夹角θ，测量旋转刀头与工作面的距离为l，则旋挖的深度h满足，h＝cosθ(l+b)；上式中，h、l、b单位为m，b为旋转刀头的长度。旋转刀头的内部安装有应力传感器，当土充满旋转刀头时，会产生压力，当压力超过设定的阈值时，则表示旋转刀头填满，需要提升旋转刀头抛出土方，则此时旋转刀头工作时间为t1的提升力f1满足：上式中，ρ为土壤密度，g为重力加速度，ω为旋转刀头的旋转角速度，r为旋转刀头的半径，单位m，v为旋转刀头的旋挖速度，m/s，t为旋挖时间，秒。
21.另外，视觉自动识别旋挖模块的自动旋挖具体方法为：第一步，根据视觉辅助系统进行定位，即激光发射器打标定位，基坑形状和大小，开挖方式，开挖深度；第二步，利用关节空间五次多项式插值法规划，驱动机械臂定位到设置的起点，随后有起点开始旋挖，根据设置的旋挖形状，计算任务空间内的开挖点分布，开挖路线有多个离散点组成，相邻的离散点的间距为旋转刀头的半径，根据选择的轨迹规划方式，计算好第一个旋挖点与土方堆放点的轨迹，最后计算开挖是末端操作器的给进距离；第三步，控制器开工至旋转刀头，根据计算的给进距离进行旋挖，旋挖完毕之后，抬升旋转刀头，按照第二步提供的规划路径达到制定的土堆堆放点；第四步，旋转刀头释放土堆，并扣紧刀盖，返回时以下一个开挖点作为终点进行轨迹规划，并驱动旋杆完成轨迹跟踪，重复上述步骤直至旋挖完毕。
22.另外，利用激光发射器投射的圆形激光斑点会变形成椭圆，因此在进行视觉检验时要给予椭圆目标进行检测，检测的方法为：1.寻有效的圆弧段，将获得的图像进行铝滤波处理，消除噪声，在边缘图像中，计算并统计每个边缘点的梯度值和梯度方向；根据像素点的大小将梯度划分为1024个强度区间，将所有的像素点归入对应的区间；以俩目标头部的像素为起点，运动区域生长法，寻相似的像素点，到符合条件的像素点之后，将其作为新起点，继续区域生长，直到邻域内没有满足条件的像素点，所有到的像素点为圆弧支持域，重复上述步骤直到到所有的圆弧支持域；将圆弧支持域进行矩形拟合，寻包含这一区域的外界矩形，使其面积最小。2.生成有效的圆弧组，所有圆弧的初始状态均为未使用，选择一个将其状态设为使用，以嵟下一个端点为起点，向前开展搜索，在满足距离条件
内，若存在另外的圆弧将其归为同一圆弧组，并将状态社会自为已使用，以新到的圆弧组为期待你，重复搜索，直到所有的有效圆弧的状态均被置为使用，此时产生了多组有效圆弧组。3.将有效圆弧组记性逐一配对，利用最小二乘法完成椭圆拟合。4.采用均值漂移的聚类方法，先对椭圆中心、椭圆旋转角，椭圆半轴进行聚类，进行优化。5.最终筛选，从椭圆中心开始，沿径向均匀取点，观察rgb值，若雨激光发射器发射的激光斑点的rgb值相差较小，则表示激光斑点目标点为可用目标点，否则不可用。通过上述方法进一步提高了视觉自动识别旋挖的精确性，减小旋挖误差，提高旋挖效率。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明一种用于建筑施工的旋挖系统，通过设置的视觉自动识别旋挖模块，不仅增加了旋挖效率，提升旋挖精确度，并且能够降低人力使用成本，节约人力资源，提高生产效益，减少不必要的安全隐患；通过设置的深度检测系统，能够自动识别旋挖深度，降低了测量误差，提升了测量精确度；通过在旋转刀头上设置的松土机构，在旋挖时通过水流驱动金属头震动，一方面能够降低齿头与硬土的摩擦力，有利于保护齿头不损坏，另一方面通过震动松动土壤，有利于旋挖，提升旋挖速度。通过限定所述金属头的反冲作用力f与金属块的质量m，与增压管的直径d1,驱动管的直径d2，增压头的内径d3之间的关系，进一步提升土壤的松动效率，提升旋挖效率，提升旋转刀头的使用周期，水流给予金属头的反冲作用力f不能过大或者过小。通过限定则此时旋转刀头工作时间为t1的提升力f1满足的关系，提升了旋挖深度检测的准确性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1是本发明的系统框图。
26.图2是本发明的视觉自动识别旋挖模块框图。
27.图3是本发明的视觉检测流程示意图。
28.图4是本发明的视觉自动识别旋挖方法流程图。
29.图5是本发明的旋挖深度自动检测模块框图。
30.图6是本发明的旋挖深度自动检测原理示意图。
31.图7是本发明的旋转刀头结构示意图。
32.图8是本发明的齿头结构示意图。
33.图9是本发明的松土机构示意图。
34.图10是本发明的松土机构局部放大示意图。
具体实施方式
35.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明
保护的范围。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
37.实施例一：
38.请参考图1-5，一种用于建筑施工的旋挖系统，包括驱动模块、执行模块、感应模块、控制模块、上位机；所述驱动模块包括液压驱动和电力驱动，所述执行模块包括车架、旋转刀头2、抽水泵，所述感应模块包括视觉自动识别旋挖模块和旋挖深度自动检测模块，所述控制模块为工控机；
39.所述视觉自动识别旋挖模块包括视觉检测模块、工业相机、运动控制模块，所述视觉检测模块包括通过工业相机获取图像并优化处理，打孔位置障碍物检测与打孔目标深度估算，旋转刀头2路经点视觉检测；所述运动控制模块包括路经点信息输入，计算旋转刀头2的轨迹规划，旋转刀头2的轨迹跟踪；所述运动控制模块与视觉检测模块相结合，还包括激光发射器，激光发射器在旋转刀头2的规划轨迹的路径投射激光斑点，作为视觉检测模块的检测目标，激光斑点圆心的位置即为旋转刀头2运动轨迹的路径；通过工业相机获取目标激光斑点，根据工业相机获得的位置信息进行目标点的定位，完成之后，在利用获取的位置信息进行校正，提升自动识别打孔路径的准确性。
40.所述旋挖深度自动检测模块包括上位机，上位机的处理器通过串口通信连接zigbee模块，zigbee模块包括发送节点和接受节点，接受节点与上位机进行串口通信，发送节点连接有单片机，所述单片机设置在旋转刀头2的旋挖工作面，单片机设有数据处理模块，所述数据处理模块连接有倾角传感器、温度传感器、湿度传感器、应力传感器，每个传感器均连接有数据采集模块。
41.数据采集模块将采集的数据信息传输至单片机的数据处理模块进行初步处理，之后通过zigbee模块的发送节点进行传输，传输至zigbee模块的接受节点进行接受，在通过串口通信方式与上位机进行传输。
42.视觉自动识别旋挖模块的自动旋挖方法包括以下步骤：步骤一，初始化旋挖系统，设定开挖的起点、基坑形状、基坑深度、土堆放置位置；
43.步骤二，定位刀头的起始位置，从起点开始，根据基坑的地形规划旋挖路径，根据规划的轨迹确定当前旋挖点与土方堆放点的轨迹；具体的，手动开启激光发射器，给出开挖点目标位置，旋挖系统即可自动检测位置，并规划合理轨迹，驱动旋转刀头2到达指定位置，完成旋挖，并对轨迹点进行跟踪，达到土方释放点进行释放；
44.步骤三，根据选的的轨迹规划确定土方释放点与下一个开挖点的轨迹，对新轨迹点进行跟踪，到达下一个开挖点；判断是否为路径终点，若是终点，则结束旋挖，否则判断旋挖位置是否需要校正，若需无需校正，则重复步骤二，若需要校正则进行激光斑点位置校准，校准成功之后，重新进行路径规划。
45.步骤二中，规划旋挖路径的方法为，先通过激光发射器向开挖点投射激光斑点，之后通过工业相机拍摄激光斑点图像，经过图像预处理，进行检测算法，检测出开挖目标位置，将目标点作为终点，再根据规划方案完成轨迹规划的计算。
46.实施例二：
47.请参考图6-10，在实施例一的基础上，所述旋转刀头2上端连接有旋杆1，旋转刀头2的底部设有多个齿头3和松土机构4；所述旋转刀头2底部十字交错设有第一连杆5和第二连杆6，所述第一连杆5上设有多个齿头3，齿头3用于旋挖，所述第二连杆6上设有多个松土机构4，所述松土机构4在旋挖的时候使下方的土壤松动，减轻齿头3的旋挖负荷，减少齿头3的磨损。
48.所述松土机构4包括金属头41，所述金属头41上方连接有连接块42，所述连接块42上方连接有弹簧43，所述弹簧43的另一端与第二连杆6连接；所述金属头41的中心位置开设有出水管45，所述出水管45上端连接有伸缩水管44，所述伸缩水管44连接有水泵，所述出水管45的中心位置连接有多个驱动管46，所述驱动管46的另一端延伸至金属头41的上方。
49.所述驱动管46的上端部设有出液口412，驱动管46靠近出液口412的位置设有增压头47，所述增压头47内部截面呈梯形结构；所述驱动管46的外部设有增压管48，所述增压管48与驱动管46之间为增压腔49，所述增压管48截面为梯形结构，增压管48靠近出液口412的一段直径小于远离出液口412的一端，所述驱动管46远离出液口412的一端开设有进液口410，驱动管46通过进液口410与增压腔49连通，驱动管46靠近出液口412的一端开设有回液口411，所述回液口411使驱动管46与增压腔49连通。
50.在进行旋挖时，通过设置的多个松土机构4，金属头41通过伸缩水管44连接水泵，在水流经过出水管45流出时，通过水流湿润土壤，当出水管45中的水流进入到驱动管46中时，一部分水流经过增压头47直接从出液口412中排出，由于增压头47的内径由大变小，水流的压强增大，流速加快，流水向上排出时，形成了向下的反作用力，向下的反作用力作用于金属头41，使金属头41受到向下移动的力，有助于松动土壤，提高旋挖效率，提升旋转刀头2的使用寿命；驱动管46中的水部分从进液口410进入到增压管48中，由于增压管48漏斗形的设置，当水流从直径大的一端流向直径小的一端时，水的流速加快，水流的加强经过二次加强，从增压腔49中经过回液口411从出液口412排出，经过二次增压的水流，更快的驱动金属头41频繁的上下移动；为了进一步实现土壤的松动效率，提升旋挖效率，提升旋转刀头2的使用周期，水流给予金属头41的反冲作用力f不能过大或者过小，反冲力过大会引起金属头41的过度碰撞，容易造成损坏，反冲力过小，则提供的蓄能不足，不足以是土壤松动，所述金属头41的反冲作用力f与金属块的质量m，与增压管48的直径d1,驱动管46的直径d2，增压头47的内径d3之间满足，f＝β
·
(d1-d2+d3)mg；上式中，f单位为牛，长度单位为cm，m的单位为kg，g为重力常量，β为关系系数，取值范围为2.56-23.01。
51.在进行旋挖深度自动检测时，通过倾角传感器检测旋杆1是否与地面垂直，应力传感器检测旋转刀头2钻满、触地、深度的测量，温度传感器和湿度传感器检测旋转刀头2是否正常工作；在旋挖时，旋杆1终端单片机的zigbee节点不断发送信号，zigbee接受节点不断接收到信号强度信息，为了降低信号的损耗，则发射机到接收机的距离a与接收机功率p1和发射机的功率p2之间满足：
52.p1＝p2+p
0-10nlg(a)-20lg(f/5)；上式中，n为距离损耗修正系数，p0为信号损耗功率，f为信号传输频率；根据倾角传感器检测的重力与传感器敏感轴上的分量求得轴线方向的夹角，然后得出旋杆1与竖直方向的夹角θ，测量旋转刀头2与工作面的距离为l，则旋挖的深度h满足，h＝cosθ(l+b)；上式中，h、l、b单位为m，b为旋转刀头2的长度。旋转刀头2的内部
安装有应力传感器，当土充满旋转刀头2时，会产生压力，当压力超过设定的阈值时，则表示旋转刀头2填满，需要提升旋转刀头2抛出土方，则此时旋转刀头2工作时间为t1的提升力f1满足：上式中，ρ为土壤密度，g为重力加速度，ω为旋转刀头2的旋转角速度，r为旋转刀头2的半径，单位m，v为旋转刀头2的旋挖速度，m/s，t为旋挖时间，秒。
53.实施例三：
54.在实施例一的基础上，视觉自动识别旋挖模块的自动旋挖具体方法为：第一步，根据视觉辅助系统进行定位，即激光发射器打标定位，基坑形状和大小，开挖方式，开挖深度；第二步，利用关节空间五次多项式插值法规划，驱动机械臂定位到设置的起点，随后有起点开始旋挖，根据设置的旋挖形状，计算任务空间内的开挖点分布，开挖路线有多个离散点组成，相邻的离散点的间距为旋转刀头2的半径，根据选择的轨迹规划方式，计算好第一个旋挖点与土方堆放点的轨迹，最后计算开挖是末端操作器的给进距离；第三步，控制器开工至旋转刀头2，根据计算的给进距离进行旋挖，旋挖完毕之后，抬升旋转刀头2，按照第二步提供的规划路径达到制定的土堆堆放点；第四步，旋转刀头2释放土堆，并扣紧刀盖，返回时以下一个开挖点作为终点进行轨迹规划，并驱动旋杆1完成轨迹跟踪，重复上述步骤直至旋挖完毕。
55.利用激光发射器投射的圆形激光斑点会变形成椭圆，因此在进行视觉检验时要给予椭圆目标进行检测，检测的方法为：1.寻有效的圆弧段，将获得的图像进行铝滤波处理，消除噪声，在边缘图像中，计算并统计每个边缘点的梯度值和梯度方向；根据像素点的大小将梯度划分为1024个强度区间，将所有的像素点归入对应的区间；以俩目标头部的像素为起点，运动区域生长法，寻相似的像素点，到符合条件的像素点之后，将其作为新起点，继续区域生长，直到邻域内没有满足条件的像素点，所有到的像素点为圆弧支持域，重复上述步骤直到到所有的圆弧支持域；将圆弧支持域进行矩形拟合，寻包含这一区域的外界矩形，使其面积最小。2.生成有效的圆弧组，所有圆弧的初始状态均为未使用，选择一个将其状态设为使用，以嵟下一个端点为起点，向前开展搜索，在满足距离条件内，若存在另外的圆弧将其归为同一圆弧组，并将状态社会自为已使用，以新到的圆弧组为期待你，重复搜索，直到所有的有效圆弧的状态均被置为使用，此时产生了多组有效圆弧组。3.将有效圆弧组记性逐一配对，利用最小二乘法完成椭圆拟合。4.采用均值漂移的聚类方法，先对椭圆中心、椭圆旋转角，椭圆半轴进行聚类，进行优化。5.最终筛选，从椭圆中心开始，沿径向均匀取点，观察rgb值，若雨激光发射器发射的激光斑点的rgb值相差较小，则表示激光斑点目标点为可用目标点，否则不可用。通过上述方法进一步提高了视觉自动识别旋挖的精确性，减小旋挖误差，提高旋挖效率。
56.通过上述技术方案得到的装置是一种用于建筑施工的旋挖系统，通过设置的视觉自动识别旋挖模块，不仅增加了旋挖效率，提升旋挖精确度，并且能够降低人力使用成本，节约人力资源，提高生产效益，减少不必要的安全隐患；通过设置的深度检测系统，能够自动识别旋挖深度，降低了测量误差，提升了测量精确度；通过在旋转刀头上设置的松土机构，在旋挖时通过水流驱动金属头震动，一方面能够降低齿头与硬土的摩擦力，有利于保护齿头不损坏，另一方面通过震动松动土壤，有利于旋挖，提升旋挖速度。通过限定所述金属头的反冲作用力f与金属块的质量m，与增压管的直径d1,驱动管的直径d2，增压头的内径d3
之间的关系，进一步提升土壤的松动效率，提升旋挖效率，提升旋转刀头的使用周期，水流给予金属头的反冲作用力f不能过大或者过小。通过限定则此时旋转刀头工作时间为t1的提升力f1满足的关系，提升了旋挖深度检测的准确性。
57.本发明中未详细阐述的其它技术方案均为本领域的现有技术，在此不再赘述。
58.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，包括驱动模块、执行模块、感应模块、控制模块、上位机；所述驱动模块包括液压驱动和电力驱动，所述执行模块包括车架、旋转刀头、抽水泵，所述感应模块包括视觉自动识别旋挖模块和旋挖深度自动检测模块，所述控制模块为工控机；所述视觉自动识别旋挖模块包括视觉检测模块、工业相机、运动控制模块，所述视觉检测模块包括通过工业相机获取图像并优化处理，打孔位置障碍物检测与打孔目标深度估算，旋转刀头路经点视觉检测；所述运动控制模块包括路经点信息输入，计算旋转刀头的轨迹规划，旋转刀头的轨迹跟踪；所述运动控制模块与视觉检测模块相结合，还包括激光发射器，激光发射器在旋转刀头的规划轨迹的路径投射激光斑点，作为视觉检测模块的检测目标，激光斑点圆心的位置即为旋转刀头运动轨迹的路径；通过工业相机获取目标激光斑点，根据工业相机获得的位置信息进行目标点的定位，完成之后，在利用获取的位置信息进行校正，提升自动识别打孔路径的准确性。2.根据权利要求1所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，所述旋转刀头上端连接有旋杆，旋转刀头的底部设有多个齿头和松土机构；所述旋转刀头底部十字交错设有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆上设有多个齿头，齿头用于旋挖，所述第二连杆上设有多个松土机构，所述松土机构在旋挖的时候使下方的土壤松动，减轻齿头的旋挖负荷，减少齿头的磨损。3.根据权利要求2所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，所述松土机构包括金属头，所述金属头上方连接有连接块，所述连接块上方连接有弹簧，所述弹簧的另一端与第二连杆连接；所述金属头的中心位置开设有出水管，所述出水管上端连接有伸缩水管，所述伸缩水管连接有水泵，所述出水管的中心位置连接有多个驱动管，所述驱动管的另一端延伸至金属头的上方。4.根据权利要3所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，所述驱动管的上端部设有出液口，驱动管靠近出液口的位置设有增压头，所述增压头内部截面呈梯形结构；所述驱动管的外部设有增压管，所述增压管与驱动管之间为增压腔，所述增压管截面为梯形结构，增压管靠近出液口的一段直径小于远离出液口的一端，所述驱动管远离出液口的一端开设有进液口，驱动管通过进液口与增压腔连通，驱动管靠近出液口的一端开设有回液口，所述回液口使驱动管与增压腔连通。5.根据权利要求1所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，所述旋挖深度自动检测模块包括上位机，上位机的处理器通过串口通信连接zigbee模块，zigbee模块包括发送节点和接受节点，接受节点与上位机进行串口通信，发送节点连接有单片机，所述单片机设置在旋转刀头的旋挖工作面，单片机设有数据处理模块，所述数据处理模块连接有倾角传感器、温度传感器、湿度传感器、应力传感器，每个传感器均连接有数据采集模块。6.根据权利要求5所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，数据采集模块将采集的数据信息传输至单片机的数据处理模块进行初步处理，之后通过zigbee模块的发送节点进行传输，传输至zigbee模块的接受节点进行接受，在通过串口通信方式与上位机进行传输。7.根据权利要求1所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，视觉自动识别旋挖模块的自动旋挖方法包括以下步骤：步骤一，初始化旋挖系统，设定开挖的起点、基坑形状、
基坑深度、土堆放置位置；步骤二，定位刀头的起始位置，从起点开始，根据基坑的地形规划旋挖路径，根据规划的轨迹确定当前旋挖点与土方堆放点的轨迹；具体的，手动开启激光发射器，给出开挖点目标位置，旋挖系统即可自动检测位置，并规划合理轨迹，驱动旋转刀头到达指定位置，完成旋挖，并对轨迹点进行跟踪，达到土方释放点进行释放；步骤三，根据选的的轨迹规划确定土方释放点与下一个开挖点的轨迹，对新轨迹点进行跟踪，到达下一个开挖点；判断是否为路径终点，若是终点，则结束旋挖，否则判断旋挖位置是否需要校正，若需无需校正，则重复步骤二，若需要校正则进行激光斑点位置校准，校准成功之后，重新进行路径规划。8.根据权利要求7所述一种用于建筑施工的旋挖系统，其特征在于，步骤二中，规划旋挖路径的方法为，先通过激光发射器向开挖点投射激光斑点，之后通过工业相机拍摄激光斑点图像，经过图像预处理，进行检测算法，检测出开挖目标位置，将目标点作为终点，再根据规划方案完成轨迹规划的计算。

技术总结

本发明公开了一种用于建筑施工的旋挖系统，包括驱动模块、执行模块、感应模块、控制模块、上位机；所述驱动模块包括液压驱动和电力驱动，所述执行模块包括车架、旋转刀头、抽水泵，所述感应模块包括视觉自动识别旋挖模块和旋挖深度自动检测模块，所述控制模块为工控机；通过设置的视觉自动识别旋挖模块，不仅增加了旋挖效率，提升旋挖精确度，并且能够降低人力使用成本，节约人力资源，提高生产效益，减少不必要的安全隐患；通过设置的深度检测系统，能够自动识别旋挖深度，降低了测量误差，提升了测量精确度。升了测量精确度。升了测量精确度。