本发明涉及路面施工,尤其涉及一种路面切削刀盘和路面切削方法。
背景技术:
1、在矿坑路面上常常存在凸起的岩石,以及在一些施工现场的路面上也常常存在凸起的岩石。车辆在存在凸起岩石的路面上行驶,颠簸程度大,容易造成车辆疲劳破坏,并且行驶速度慢,工作效率低,在一定程度上会对驾驶员的身体造成伤害。
2、为此,亟需一种能够对路面上凸起岩石进行破碎、削平的装置和路面切削方法。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于上述技术中存在的问题,本发明至少从一定程度上进行解决。为此,本发明提出一种路面切削刀盘和路面切削方法,解决了对路面上凸起岩石进行破碎、削平的问题。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
5、第一方面,本发明提供一种路面切削刀盘,包括呈圆盘状的支撑主体,支撑主体包括同轴设置的内支撑环和外支撑环,内支撑环用于安装切削刀盘的旋转驱动轴,在内支撑环和外支撑环之间沿刀盘的周向均匀间隔分布有多根支撑辐条,每根支撑辐条的第一端均与内支撑环固定连接,每根支撑辐条的第二端均与外支撑环固定连接;相邻两根支撑辐条之间均通过支撑件连接,在支撑辐条和/或支撑件上围绕支撑主体的旋转轴线排列设置有多个第一切削齿;在外支撑环的外环面上围绕支撑主体的旋转轴线排列设置有多个第二切削齿。
6、可选地,多个第一切削齿围绕支撑主体的旋转轴线呈同心圆排列;或者,多个第一切削齿围绕支撑主体的旋转轴线呈漩涡状排列。
7、可选地,多个第二切削齿围绕支撑主体的旋转轴线呈圆形排列。
8、第二方面,本发明提供一种路面切削方法,基于如上所述的路面切削刀盘对路面上凸起的岩石进行切削,包括以下步骤:
9、s1、根据路面作业区域的图像,识别出路面作业区域内的岩石,获得路面作业区域内岩石的位置分布;
10、s2、根据路面作业区域内岩石的位置分布和预先设定的岩石切削相关区域,确定出待切削个体岩石和待切削岩石集群;待切削个体岩石的岩石切削相关区域内不存在岩石,待切削岩石集群中每一个岩石的岩石切削相关区域内均存在岩石并属于待切削岩石集群;
11、s3、对待切削个体岩石进行切削时,根据待切削个体岩石的图像识别出待切削个体岩石的岩性数据,将待切削个体岩石的岩性数据输入切削参数生成模型,获得切削参数,切削刀盘根据切削参数对待切削个体岩石进行切削;切削过程中,根据切削刀盘的扭矩、振动频率和温度,对切削参数进行优化调整;
12、s4、对待切削岩石集群进行切削时,根据待切削岩石集群的图像识别出待切削岩石集群中每个岩石的岩性数据,将集群中目标岩石的岩性数据输入切削参数生成模型,获得切削参数,切削刀盘根据切削参数从目标岩石开始对待切削岩石集群进行切削;切削过程中,根据当前切削岩石的岩性数据,以及切削刀盘的扭矩、振动频率和温度,对切削参数进行优化调整;其中,目标岩石为集群中第一个被切削的岩石。
13、可选地,根据路面作业区域的图像,识别出路面作业区域内的岩石,获得路面作业区域内岩石的位置分布,包括:将路面作业区域的图像输入岩石检测模型,识别出路面作业区域内的岩石并定位岩石在作业区域内的位置,获得路面作业区域内岩石的位置分布;其中,岩石检测模型为经过预先的训练过程得到的具有适配的权重参数的faster r-cnn模型。
14、可选地,岩石切削相关区域=岩石切削影响区域-岩石切削区域;其中,岩石切削区域为岩石的外接圆所在的区域,岩石切削影响区域为圆形并且与岩石切削区域共圆心,岩石切削影响区域的半径=岩石切削区域半径+n×切削刀盘直径,n为1~1.5。
15、可选地,根据待切削个体岩石的图像识别出待切削个体岩石的岩性,包括:将待切削个体岩石的图像输入岩石岩性识别模型,识别出待切削个体岩石的岩性;根据待切削岩石集群的图像识别出待切削岩石集群中每个岩石的岩性,包括:对待切削岩石集群图像进行划分,获得集群中每一个岩石的图像,将集群中每一个岩石的图像输入岩石岩性识别模型,识别出集群中每个岩石的岩性;其中,岩石岩性识别模型为经过预先的训练过程得到的具有适配的权重参数的cnn模型,cnn模型为yolov8网络架构。
16、可选地,岩石的岩性数据包括岩石的类型、岩石的矿物组成和岩石的内部结构特征;切削参数模型为经过预先的训练过程得到的具有适配的权重参数的回归模型;切削参数包括刀盘转速、切削进给速率、切削深度和刀盘压力。
17、可选地,根据切削刀盘的扭矩、振动频率和温度,对切削参数进行优化调整,包括:将切削刀盘的扭矩、振动频率和温度输入切削参数预测模型,采用遗传算法对切削参数预测模型和预先构建的目标函数进行优化,获得优化后的切削参数;其中,切削参数预测模型为通过正交试验和广义回归神经网络算法对切削参数与切削刀盘的扭矩、振动频率和温度进行多元非线性回归拟合,建立的切削参数预测模型;
18、预先构建的目标函数为:
19、f(x)=w1×n(x)+w2×v(x)+w3×t(x)
20、式中,f(x)表示综合评价指标或目标函数值;w1、w2、w3表示权重系数;n(x)表示切削参数x下的扭矩;v(x)表示切削参数x下的振动频率;t(x)表示切削参数x下的温度。
21、可选地,根据当前切削岩石的岩性数据,以及切削刀盘的扭矩、振动频率和温度,对切削参数进行优化调整,包括:将当前切削岩石的岩性数据、切削刀盘的扭矩、振动频率和温度输入切削参数预测模型,采用遗传算法对切削参数预测模型和预先构建的目标函数进行优化,获得优化后的切削参数;其中,切削参数预测模型为通过正交试验和广义回归神经网络算法对切削参数与当前切削岩石的岩性数据、切削刀盘的扭矩、振动频率和温度进行多元非线性回归拟合,建立的切削参数预测模型;
22、预先构建的目标函数为:
23、f(x)=w1×n(x)+w2×v(x)+w3×t(x)+w4×r
24、式中,f(x)表示综合评价指标或目标函数值;w1、w2、w3表示权重系数;n(x)表示切削参数x下的扭矩;v(x)表示切削参数x下的振动频率;t(x)表示切削参数x下的温度;r表示当前切削岩石的岩性数据。
25、(三)有益效果
26、本发明的有益效果是:
27、1、本发明提供一种路面切削刀盘,支撑主体呈圆盘状,支撑主体底面上的第一切削齿能够在水平方向上对岩石进行切削,支撑主体圆周面上的第二切削齿能够在垂直方向上对岩石进行切削,对岩石的破碎效率高,并且在对凸起岩石进行切削后,碎石容易分散分布,能够形成更为平整的路面,有利于车辆行驶,而且支撑主体采用辐条式结构,结构稳定的同时,减轻了切削刀盘的自重。
28、2、本发明提供一种路面切削方法,使得切削刀盘能够高效、稳定地切削不同大小、厚度和岩性的岩石,来达到高效安全的削平硬质地面的目的。
1.一种路面切削刀盘,其特征在于,包括呈圆盘状的支撑主体(1),支撑主体(1)包括同轴设置的内支撑环(11)和外支撑环(12),内支撑环(11)用于安装切削刀盘的旋转驱动轴,在内支撑环(11)和外支撑环(12)之间沿刀盘的周向均匀间隔分布有多根支撑辐条(13),每根支撑辐条(13)的第一端均与内支撑环(11)固定连接,每根支撑辐条(13)的第二端均与外支撑环(12)固定连接;
2.根据权利要求1所述的路面切削刀盘,其特征在于,多个第一切削齿(2)围绕支撑主体(1)的旋转轴线呈同心圆排列;或者,多个第一切削齿(2)围绕支撑主体(1)的旋转轴线呈漩涡状排列。
3.根据权利要求1所述的路面切削刀盘,其特征在于,多个第二切削齿(3)围绕支撑主体(1)的旋转轴线呈圆形排列。
4.一种路面切削方法,其特征在于,基于如权利要求1至3任一项所述的路面切削刀盘对路面上凸起的岩石进行切削,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的路面切削方法,其特征在于,根据路面作业区域的图像,识别出路面作业区域内的岩石,获得路面作业区域内岩石的位置分布,包括:
6.根据权利要求4所述的路面切削方法,其特征在于,
7.根据权利要求4所述的路面切削方法,其特征在于,根据待切削个体岩石的图像识别出待切削个体岩石的岩性,包括:将待切削个体岩石的图像输入岩石岩性识别模型,识别出待切削个体岩石的岩性;
8.根据权利要求4所述的路面切削方法,其特征在于,
9.根据权利要求4所述的路面切削方法,其特征在于,根据切削刀盘的扭矩、振动频率和温度,对切削参数进行优化调整,包括:
10.根据权利要求4所述的路面切削方法,其特征在于,根据当前切削岩石的岩性数据,以及切削刀盘的扭矩、振动频率和温度,对切削参数进行优化调整,包括: