本发明属于桥梁施工，具体涉及一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置及其施工方法。
背景技术：
1、在桥梁建设和维护过程中，新旧桥梁接缝的处理是确保结构稳定性和耐久性的关键环节。传统的凿毛作业通常依赖于人工操作，这一过程不仅劳动强度大，效率低下，而且施工质量难以保证，存在安全隐患。随着城市化进程的加快和基础设施的不断更新，对桥梁接缝处理的自动化、智能化需求日益增长。
2、现有的技术中，尽管有一些自动化设备被应用于凿毛作业，但它们往往功能单一，缺乏灵活性和适应性。例如，某些设备可能只能处理特定形状或尺寸的接缝，或者在作业过程中无法有效收集和处理产生的废渣和废水。此外，自动化设备在实际操作中往往需要人工干预以调整凿毛参数，无法根据实际施工条件实时优化作业过程。。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置及其施工方法。
2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、本发明提供了一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，包括轨道定位移动机构、凿毛喷除机构、清理收集机构和中心控制机构；
4、所述轨道定位移动机构，配置有沿新旧拼宽桥梁接缝纵向平行设置的轨道和沿轨道往复移动且配有升降架的行走移动组件；
5、所述凿毛喷涂机构，安装于升降架上且配置有一个多功能传感器、吸尘器、高压喷除枪以及凿毛机，所述凿毛机通过一个多自由度机械臂以预设角度非垂直的面向新旧拼宽桥梁接缝端面，所述吸尘器的吸尘嘴设置于多自由度机械臂上且位于凿毛机正上方，所述高压喷除枪的喷枪设置于多自由度机械臂上且位于凿毛机的侧上方，所述多功能传感器设置于多自由度机械臂自由端处且朝向凿毛机；
6、所述清理收集机构，安装于行走移动组件上，配置有一个分层筛分部和与分层筛分部相连通且呈敞口条形状的渣液收集口，所述渣液收集口设置于多自由度机械臂上且位于凿毛机正下方；
7、所述中心控制机构，安装于轨道定位移动机构上，分别与行走移动组件、凿毛喷涂机构的多功能传感器、吸尘器、高压喷除枪以及凿毛机控制连接，且与外部控制终端无线通信连接。
8、进一步的，所述凿毛机可拆卸的配置有多种直径和形状的凿钻头，所述凿钻头包括标准直刃、锥形、和波纹形。
9、进一步的，所述多功能传感器包括光电传感器、接近传感器、激光测距传感器、速度传感器和力矩传感器。
10、进一步的，所述清理收集机构的分层筛分部呈螺旋状多层过滤结构，其内部通过多个不同直径目数筛网上下分隔为多个排出通道，以用于筛分分离废渣和废水，不同排出通道分别连通于不同的外部回收箱。
11、进一步的，所述多自由度机械臂采用四自由、五自由度或六自由度。
12、进一步的，所述高压喷除枪的可拆卸喷嘴采用扇形喷嘴、直射喷嘴或可变角度喷嘴。
13、第二方面，本发明实施例提供了一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化施工方法，在新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面处采用如权利要求1～6中任一项所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置进行凿毛处理，具体包括如下步骤：
14、步骤s1：检查并准备新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置的轨道定位移动机构、凿毛喷涂机构、清理收集机构和中心控制机构；
15、步骤s2：将轨道定位移动机构固定在新旧拼宽桥梁接缝两侧合适位置以确保轨道平行于接缝并稳固安装；将行走移动组件安装在轨道上，并确保升降架能够平稳升降以适应不同高度的凿毛点位；
16、步骤s3：对凿毛喷涂机构中的多功能传感器的光电传感器、接近传感器、激光测距传感器、速度传感器和力矩传感器在内的所有传感器进行校准检测；同时根据不同混凝土界面强度、凿毛深度等施工需求，在凿毛机上选择和安装适当直径和形状的凿钻头；
17、步骤s4：通过中心控制机构启动自动化装置，并与外部控制终端建立无线通信连接，确保操作人员能够实时监控和控制；
18、步骤s5：操作行走移动组件沿轨道移动，根据内部预设行走路线进行凿毛点位固定并利用升降架调整凿毛机至适当高度和利用四自由度机械臂调整凿毛机相对两侧接缝端面呈预设角度，中心控制机构按照预设指令以启动凿毛机、吸尘器、高压喷除枪和多功能传感器并开始对新旧拼宽桥梁接缝进行逐点凿毛、清洗作业；
19、步骤s6：在凿毛过程中，通过清理收集机构的呈敞口条形状的渣液收集口收集凿毛废渣和高压水流喷除的废液，并通过相连通的分层筛分部进行废渣和废水的收集与分离，同时利用吸尘器的吸尘嘴在凿毛点位上方进行粉尘高压吸收，确保施工现场的整洁；
20、步骤s7：利用多功能传感器对凿毛点位的凿毛状态进行实时数据监测，获取凿毛机力度、凿钻头速度、凿毛深度、界面点位异常、粉尘浓度等数据参数，实时传输给中心控制机构结合历史凿毛数据进行深度学习分析判断，并根据判断结果对点位凿毛施工进行实时监控和调整；
21、步骤s8：待完成当前点位凿毛作业后，按照预设路线进入下一点位凿毛处理；待整个接缝端面凿毛完成后，关闭自动化装置，进行设备清洁和维护；
22、步骤s9：对凿毛后的桥梁接缝进行质量检查以确保满足相关施工标准和要求。
23、进一步的，利用多功能传感器对凿毛点位的凿毛状态进行实时数据监测，具体操作步骤如下：
24、在某一个预设凿毛点位处，通过接近传感器和距离传感器实时监测凿毛机构相对端面距离，待监测处于第一距离时或接触端面时，停止移动四自由度机械臂并启动凿毛机在凿毛点位进行凿毛钻孔，同时启动吸尘器在正上方进行粉尘吸收和启动高压喷除枪进行高压水流喷除；
25、通过图像传感器进行凿毛点位界面状态监测，若前后相邻监测时刻，监测到接缝端面或凿毛点位出现超过阈值长度的裂纹和阈值面积的脱落，则停止并发出报警提示；否则监测正常，继续凿毛作业；
26、若检测到凿毛点位处为布设钢筋网，则在竖向或横向以第一预设间距进行单次调整；若单次调整后，在同一横向或竖向上连续多个点位存在异常，则对接缝端面处预设路线在竖向或横向上以第二预设间距进行统一调整；否则，凿毛监测正常，继续凿毛作业；
27、使用激光测距传感器实时监测凿毛深度，与凿毛深度的预设值进行比较，判断凿毛深度是否一致：若在预设时间内，未达到凿毛深度预设值，则通过中心控制机构调整凿毛机角度、凿毛力度和速度，直至在预定时间内恢复达到凿毛深度预设值；否则，凿毛监测正常，继续凿毛作业；
28、待进行到凿毛机相对接缝端面处于第二距离时或达到凿毛深度时，停止凿毛操作。
29、进一步的，实时传输给中心控制机构结合历史凿毛数据进行深度学习分析判断，并根据判断结果对点位凿毛施工进行实时监控和调整，具体操作步骤如下：
30、在中心控制机构内预先设定录入待凿毛处理的接缝端面混凝土强度等级、凿毛线路、凿毛深度、凿钻机头类型、凿毛预设时间等参数；
31、在凿毛开始时，利用多功能传感器实时监测并采集凿毛点位的凿毛状态数据，将实时采集的数据与历史凿毛数据进行融合，基于历史凿毛数据预先训练好的rnn循环神经网络模型，对凿毛数据集进行深度学习分析自动匹配出最佳的凿毛机角度、凿毛力度、速度等参数；
32、中心控制机构实时监控凿毛过程，确保凿毛操作按照预设的凿毛深度和线路进行，并根据实时采集凿毛数据进行模型深度学习分析结果，中心控制机构自动调整凿毛机的角度、力度和速度；
33、在凿毛过程中，若传感器检测到如权利要求8中所述异常情况，中心控制机构将立即调整凿毛参数或发出警报；
34、凿毛完成后，中心控制机构记录本次凿毛数据，并反馈至rnn循环神经网络模型，用于模型训练和优化。
35、进一步的，还包括如下步骤：中心控制机构通过传感器监测凿毛产生的粉尘量、粉尘浓度以实时调整吸尘器吸力大小，以及通过传感器监测和调整高压喷涂枪的水流量和水速大小。
36、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
37、本发明提供一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置及其施工方法，该装置集成了轨道定位移动机构、凿毛喷涂机构、清理收集机构和中心控制机构，能够实现自动化、高效、精准的凿毛作业。通过采用多自由度机械臂和多功能传感器，装置能够适应不同的施工条件，实时监测凿毛状态，并根据深度学习分析结果自动调整凿毛参数，显著提高了施工效率和质量，同时降低了人工作业的风险。
1.一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，其特征在于，包括轨道定位移动机构、凿毛喷除机构、清理收集机构和中心控制机构；
2.根据权利要求1所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，其特征在于，所述凿毛机可拆卸的配置有多种直径和形状的凿钻头，所述凿钻头包括标准直刃、锥形、和波纹形。
3.根据权利要求2所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，其特征在于，所述多功能传感器包括光电传感器、接近传感器、激光测距传感器、速度传感器和力矩传感器。
4.根据权利要求3所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，其特征在于，所述清理收集机构的分层筛分部呈螺旋状多层过滤结构，其内部通过多个不同直径目数筛网上下分隔为多个排出通道，以用于筛分分离废渣和废水，不同排出通道分别连通于不同的外部回收箱。
5.根据权利要求4所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，其特征在于，所述多自由度机械臂采用四自由、五自由度或六自由度。
6.根据权利要求5所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置，其特征在于，所述高压喷除枪的可拆卸喷嘴采用扇形喷嘴、直射喷嘴或可变角度喷嘴。
7.一种新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化施工方法，其特征在于，在新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面处采用如权利要求1～6中任一项所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化装置进行凿毛处理，具体包括如下步骤：
8.根据权利要求7中所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化施工方法，其特征在于，利用多功能传感器对凿毛点位的凿毛状态进行实时数据监测，具体操作步骤如下：
9.根据权利要求8中所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化施工方法，其特征在于，实时传输给中心控制机构结合历史凿毛数据进行深度学习分析判断，并根据判断结果对点位凿毛施工进行实时监控和调整，具体操作步骤如下：
10.根据权利要求9中所述的新旧拼宽桥梁接缝混凝土界面凿毛自动化施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：中心控制机构通过传感器监测凿毛产生的粉尘量、粉尘浓度以实时调整吸尘器吸力大小，以及通过传感器监测和调整高压喷涂枪的水流量和水速大小。
