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智轨护安先锋

作品名称：智轨护安先锋
学校名称：山东工程职业技术大学
参赛队伍：金州勇士队
参赛学生：张彦杰乔锐先
指导老师：冯增雷吴立平

详细说明

机械原理：通过辊压机构的轧辊间距调节与固定，实现护栏板

的塑性折弯；抓取结构的伸缩杆与电磁铁结合，利用电磁吸附原理稳定抓

取护栏板，断电保持型电磁铁确保意外断电时仍能吸附护栏，保障安全。

控制原理：采用 PID 算法实时调整电机扭矩，精准控制辊弯参

数；通过卡尔曼滤波算法融合机器视觉与激光雷达数据，提高弯道曲率、

弯曲角度等参数的感知精度，预测行驶轨迹，实现装配车在弯道的平稳行

驶与精准作业。

检测原理：机器视觉技术识别护栏板孔位与安装基准的偏差，

激光雷达感知弯道三维轮廓，电子水平仪监测护栏板水平度，三者融合构

建安装质量检测反馈机制，确保安装精度。

智能辊弯机构设计：主体为装有可调节间距轧辊的辊压机构，

通过链轮、电动伸缩杆等驱动装置实现轧辊间距调节与固定；配套对齐传

输机构，确保两块护栏板拼接时孔位对齐；嵌入 PID 算法控制模块，实时

抓取结构设计：

1.抓取动作容差性设计：设置可左右移动的伸缩杆，调节手爪间距，适

配多种宽度的波形护栏，稳定托住护栏板。

2.安全设计：采用断电保持型电磁铁，即使意外断电也能保持吸附状态，

为护栏板安全增添双保险。

3.传输设计：夹爪内侧设置伺服电机控制的滚柱，实现波形护栏的平稳

传输。

弯道适应与安装精度设计：

1.安装质量检测反馈机制：利用机器视觉与激光雷达融合技术、激光定

位、电子水平仪等手段，实时感知弯道关键参数，精确确定安装位置，对

偏差及时校正，确保安装精度。

2.行驶轨迹预测：通过卡尔曼滤波算法融合多传感器信息，预测装配车

行驶轨迹，实时调整车辆行驶路径和速度，保障其在弯道上平稳、安全行

驶

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