具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1和图2，本发明提供了一种自动划线控制系统，用于控制划线装置在划线钢板上的自动定位、行走和划线，包括存储模块1、定位模块2、运算模块3、和运动控制模块4。

存储模块1，用于接收并存储划线任务信息和划线指令信息，并据此生成划线信息数据库，其中划线任务信包含其完成状态，划线指令信息包括划线设计路线，划线设计路线是指划线线条在以钢板表面建立的第一坐标系oxy中的位置，例如，对于方形钢板，第一坐标系oxy的原点一般建立在左上角上，并以两个直边为x轴和y轴，对于圆形钢板，第一坐标系oxy的原点一般建立在圆心处。存储模块1与运算模块3相连，将信息传递给运输模块。

定位模块2，包括钢板坐标部分和装置坐标部分，钢板坐标部分用于采集待划线钢板在测量场坐标系OXYZ中的坐标位置，记为钢板实际坐标信息，并据此生成钢板位置信息数据库，装置坐标部分用于采集划线装置在测量场坐标系OXYZ中的坐标位置，记为装置实际坐标信息，并据此生成装置位置信息数据库。定位模块2与运算模块3相连。其中，测量场具体可采用IGPS测量场，定位模块2通过接收器基于IGPS测量场来采集钢板和划线装置在测量场坐标系OXYZ中的坐标位置。

运算模块3，用于将存储模块1中的划线任务信息和划线指令信息、以及定位模块2中的钢板实际坐标信息和装置实际坐标信息相关联，并据此计算获得划线装置的行走路线信息和划线动作信息。其中划线路线信息是指划线装置在待划线钢板上的行走路线，划线动作信息是指喷墨划线的开始、停止等动作。优选地，运算模块3还用于通过钢板实际坐标信息确定钢板的形状规格，并判断其是否与划线指令信息中描述的钢板形状规格一致。

运动控制模块4，与运算模块3相连，用于根据行走路线信息和划线动作信息，控制划线装置的移动和划线动作。

本发明的自动划线控制系统，作为划线装置的控制系统，通过自动获取待划线钢板和划线装置在测量场中的坐标位置，并结合划线任务信息和划线指令信息，自动计算出划线装置的行走路线，控制划线装置行走并进行划线。

参见图2和图3，本发明还提供了一种划线装置，用于在待划线钢板上行走并划线，包括底盘5、行走机构、喷墨位置调节机构、喷墨组件9、以及电池11，行走机构安装在底盘5下、用于带动底盘5在待划线钢板上行走，喷墨位置调节机构安装于底盘5，喷墨组件9安装于喷墨位置调节机构上，位置调节机构能够调整喷墨组件9在底盘5上的位置，还包括上述的自动划线控制系统，且其中的存储模块1、定位模块2、运算模块3和运动控制模块4都安装在底盘5上，运动控制模块4与行走机构和喷墨组件9都相连、用于控制行走机构和喷墨组件9动作，电池11与行走机构、喷墨位置调节机构、喷墨组件9和自动划线控制系统都相连以进行供电。

在本实施例中，划线安放在好后，底盘5与待划线钢板保持平行，参见图2和图3，底盘5为环形板，喷墨组件9位于环形板的中间通孔处，行走机构包括多个设置在底盘5下的万向轮10，方便驱动底盘5在待划线钢板上移动、转向、停止等。喷墨组件9包括喷墨头9b、以及与喷墨头9b相连的储墨器9a，储墨器9a向喷墨头9b提供墨水，由喷墨头9b向钢板。

在本实施例中，参见图2和图3，喷墨位置调节机构包括横向调节器7、纵向调节器6和竖向调节器8，分别用于调节喷墨头9b在横向、纵向和竖向位置，其中，横向和纵向都与底盘5平行，竖向位置为底盘5上的高度。喷墨位置调节机构用于微调喷墨组件9位置。

本发明还提供了一种划线方法，采用上述的划线装置进行，参加图4，划线方法包括以下步骤S1～S5：

S1、根据待划线钢板，将划线任务信息和划线指令信息传输到存储模块1中。其中划线任务信包含其完成状态，划线指令信息包括划线设计路线，划线设计路线是指在钢板表面上所要划线形成线条的坐标信息，该坐标信息位于以钢板表面建立的第一坐标系oxy中。划线指令信息还包括钢板装配定位线、钢板安装定位线、钢板方向信息、钢板坡口信息、钢板的版图号信息等。

本发明中，存储模块1支撑U盘录入与无线传输两种方式进行数据传输。优选地，作业人员将全部划线任务信息和划线指令信息的存储在存储模块1中，每个划线任务信息都对应有编号，以此，可通过选取划线任务编号，存储模块1可自动调取该编号对应的划线任务信息和划线指令信息传递给运算模块3。

S2、待划线钢板和划线装置都置于测量场中；将划线装置安放到待划线钢板上，作业人员根据待划线钢板，操作划线装置选择划线任务编号后，存储模块1将对应的划线任务信息和划线指令信息推送给运算模块3，其中划划线指令信息中划线设计路线的起点为划线基准点，运算模块3从定位模块2中获取钢板实际坐标信息和装置实际坐标信息，然后根据划线指令信息、钢板坐标位置信息、以及装置坐标位置计算获取在测量场坐标系OXYZ下的行走路线，行走路线包括划线装置回到划线基准点位置的初始定位路线、以及从划线基准点开始的进行喷墨的喷墨路线。优选地，存储模块1具有液晶的显示屏，显示屏可显示划线指令信息中钢板的版图号信息。在本实施例中，步骤S2具体包括以下步骤S21～S25：

S21、作业人员根据待划线钢板选择划线任务编号，存储模块1自动调取该编号对应的划线任务信息和划线指令信息，并在显示屏上显示划线指令信息中钢板的版图号信息，若钢板版图号信息是正确的，则点击确认并进行下一步骤S22，若钢板版图号信息不是正确的，则返回步骤S1，并进行数据检索，以确定正确的划线任务信息和划线指令信息。

S22、作业人员选择划线任务编号后，划线装置中的定位模块2获取测量场测量提供的钢板实际坐标信息和装置实际坐标信息，并将其传输给运算模块3，传输速率为1s/次，钢板实际坐标信息和装置实际坐标信息都是在测量场坐标系OXYZ中。此外，运算模块3还通过钢板实际坐标信息确定待划线钢板的实际形状规格(可根据待划线钢板边缘的坐标确定)，例如，对于方形的待划线钢板，通过待划线钢板四个角的坐标，可确定待划线钢板的形状规格。具体地，测量场可采用IGPS测量场，利用定位模块2与IGPS测量场的数据实时交互的应用，实现对待划线钢板和划线装置的精准定位和控制。优选地，获取的钢板实际坐标信息和装置实际坐标信息还显示在显示屏中，方便观察。

S23、运算模块3获取到划线指令信息后，先将划线指令信息中钢板的形状规格与待划线钢板的实际形状规格对比，来确认该待划线钢板的形状规格是否合格，若合格，则在显示屏上提示合格，作业人员通过点击显示屏，确认进行下一步骤S24，若不合格，则液晶屏上提示不合格，并记录此待划线钢板尺寸规格有问题，然后重新选择待划线钢板，作业人员通过点击显示屏，返回至步骤S21。

S24、确认待划线钢板合格后，运算模块3根据由定位模块2获取的钢板位置坐标信息和划线指令中的划线设计路线进行计算，将划线设计路线从第一坐标系oxy转换到测量场坐标系OXY中，即得到喷墨路线。具体而言，划线设计路线在第一坐标系oxy中，由定位模块2获取的钢板位置坐标信息为待划线钢板在测量场坐标系OXYZ中的坐标位置，也即得到第一坐标系oxy在测量场坐标系OXYZ中的位置关系，根据第一坐标系oxy在测量场坐标系OXYZ中的位置关系，即可将划线设计路线转换至测量场坐标系OXYZ中，得到喷墨路线，用于来指导划线装置在测量场坐标系OXYZ中的运动。

具体地，在本发明中，当待划线钢板为方形时，一般待划线钢板的左上角的为第一坐标系oxy的原点，划线指令信息中的划线设计路线的划线基准点一般设置在原点2，将在第一坐标系oxy中的划线设计路线的函数记为f(x,y)，划线基准点在划线设计路线(第一坐标系oxy)中的坐标为(0，0)，测量场坐标系OXYZ的OXY平面一般取地面，待划线钢板一般与地面相平，此时第一坐标系oxy与测量场坐标系OXYZ的OXY平面相平，若第一坐标系oxy的x轴和y轴分别与测量场坐标系OXYZ的X轴和Y轴平行时，第一坐标系oxy的原点在测量场坐标系OXYZ中的标准为(A,B,C)，将测量场坐标系OXYZ中的喷墨路线的函数记为F(X,Y,Z)，则其与划线设计路线f(x,y)的转换关系为X＝x+A,Y＝y+B,Z＝C。若第一坐标系oxy的x轴与测量场坐标系OXYZ的X轴不平行，转换时需要将坐标轴之间角度也计算进去。对于另外一种情况，待划线钢板与地面不相平时，也即第一坐标系oxy与测量场坐标系OXYZ的OXY平面之间具有一定倾斜角，则在转换过程中需要把该倾斜角转换过程。

S25、运算模块3根据喷墨路线，计算获得划线装置移动到划线基准点的初始定位路线，喷墨路线的起点位置，即为划线基准点在测量场坐标系OXY的位置。同时运算模块3获取划线指令信息中喷墨的详细时间位置信息，作为喷墨动作信息，运算模块3将喷墨路线、初始定位路线和喷墨动作信息一并发送给运动控制模块4。

S3、运动控制模块4根据初始定位路线控制行走机构动作，使定位划线装置前往划线基准点位置。采用本实施例中的划线装置时，具体地，运动控制模块4控制行走机构的万向轮10动作，使划线装置行走到划线基准点位置处，实现初步定位，初步定位偏差≤1cm，同时控制喷墨位置调节机构对喷墨组件9位置进行微调，保证喷墨头9b与划线基准点对准，实现精确定位，精确定位偏差≤1mm。

S4、运动控制模块4根据喷墨路线控制行走机构动作，使划线装置按照喷墨路线运行，并控制喷墨头9b进行喷墨划线。采用本实施例中的划线装置时，具体地，运动控制模块4控制喷墨调节机构的竖向调节器8动作，使喷墨头9b伸出靠近待划线钢板，并按照规定进行喷墨。

在本步骤中，优选地，划线装置在行走划线过程中，运算模块3每15秒从定位模块2中获取划线装置的实际坐标位置信息，并与喷墨路线中的理论位置进行对比，判断划线装置在行走过程中是否出现偏差，若出现偏差，则迅速按照理论位置校正。若在30秒内连续出现偏差达到3次，则划线装置停止工作，并通过声音报警提示是否出现故障。

S5、划线完成后，划线装置停止，并通过声音提醒该待划线钢板已完成划线。具体地，划线完成后，喷墨位置调节机构中的竖向调节器8带动喷墨头9b向上缩起，同时喷墨头9b停止喷墨，避免在无喷墨任务时与钢板发生摩擦、碰撞等行为，提高了喷墨头9b的寿命。

本发明的自动划线控制系统、划线装置、以及划线方法，能够应用在各种钢板，特别是船厂钢板上，具有以下优势：

1)实现了对钢板划线的自动定位和划线，减轻了作业人员的作业强度，提高了划线作业效率，提高划线作业质量，从而缩短分段建造周期；有利于推进精益生产和精细管理创新实践，进一步提升信息化水平，提高船舶质量、降低生产成本。

2)划线装置可自由移动，减少了场地对现场划线作业的约束，同时该装置体积小、重量轻，便于现场作业人员携带及搬运。

3)数据传输方便，在无线环境下可利用WIFI进行无线传输信号，无网络时可以使用U盘导入划线任务信息和划线指令信息等。

4)划线精度高，通过与IGPS测量场的数据实时交互及高精度调节器的应用，实现了精准划线的目标。

5)喷墨组件9中的喷墨头9b能够根据划线指令信息进行伸缩，降低了喷墨头9b与钢板发生接触的概率，提高了喷墨头9b的寿命。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。