[發明專利]一種施工機械手的光電定位裝置

無效

• 申請號: 200810010510.1
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN101236069A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 李斌;王丹;藺任志
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;B25J19/00;G08C17/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司
• 代理人: 王德榮

技術領域

本發明涉及一種光電定位裝置，特別是涉及一種對施工機械手所握持的工件實現直線定位的定位裝置。

背景技術

施工機械手，像大型地下埋設管道施工機械手是大型地下管網現代化施工的新型機械裝備，可以提高管道施工的效率，減少或避免傷亡事故。已有幾個國家開展了管道施工機械手的研究，如第二代大型混凝土地下管道鋪設機械手的研究和試驗，但該機械手并沒有解決管節(工件)直線定位檢測等問題。到目前為止，我國施工機械手的研究已有一些成果，但對于利用光電靶直線定位研究成果尚屬空白。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對施工機械手所握持的工件的定位裝置，該裝置的光敏二極管或光電帶沿靶盤半徑方向排布，構成光敏極徑。其定位裝置可利用單靶定位、雙靶定位或三靶定位實現對工件的直線的定位。該光電靶簡單可靠，有利于施工機械手實現自動化施工。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種施工機械手的光電定位裝置，該裝置包括有硬件部分和軟件部分，其硬件部分包括：機械靶盤、靶盤轉軸、驅動電機、電子元器件和光敏二極管；機械靶盤的外表面安裝有光敏二極管或光電帶，內表面安裝有驅動電機、靶盤轉軸和電子元器件；單片機的控制程序及各模塊之間的連接電路為軟件部分。

如上所述的一種施工機械手的光電定位裝置，其所述電子元器件包括有：激光接收電路、編碼電路、安裝在靶盤轉軸上的角位移傳感器、AD轉換器、單片機和無線通信模塊。

如上所述的一種施工機械手的光電定位裝置，該光電定位裝置所采集的數據為：角度傳感器測得的激光束打在靶盤上激光光點的極角與激光光點距靶盤中心的距離。

如上所述的一種施工機械手的光電定位裝置，其所述單個光電定位裝置可測量2個自由度的定位，雙光電定位裝置可測量4個自由度或少于4個自由度的定位，三個光電定位裝置可測量6個自由度或少于6個自由度的定位。

本發明的優點與效果是：

本發明的定位裝置可以根據具體使用情況，實現對施工機械手所握持的工件的單靶定位、雙靶定位或三靶定位；該裝置的光電靶簡單可靠，有利于施工機械手實現自動化施工。

附圖說明

圖1為本發明光電定位裝置的主視圖；

圖2為本發明光電定位裝置的左視圖；

圖3為本發明光電定位裝置內部控制關系示意圖；

圖4為本發明光電定位系統的結構示意圖；

圖5為本發明光電定位裝置的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明進行詳細說明。

如圖所示，該光電定位裝置包括有硬件部分和軟件部分。其硬件部分包括：機械靶盤1、靶盤轉軸2、驅動電機3、電子元器件4和光敏二極管5。機械靶盤1的外表面安裝有光敏二極管5或光電帶，內表面安裝有驅動電機3、靶盤轉軸2和電子元器件4；機械靶盤由安裝在內表面的驅動電機驅動旋轉，電子元器件4包括有：激光接收電路、編碼電路、安裝在靶盤轉軸上的角位移傳感器、AD轉換器、單片機和無線通信模塊，并由鎳氫電池做為其電源。其中，AD轉換器、編碼電路和無線通信模塊均與單片機相連，并受單片機控制，單片機的控制程序及各模塊之間的連接電路為軟件部分。本光電定位裝置主要采集兩個數據：一個是角度傳感器測得的激光束打在靶盤上激光光點的極角；一個是激光光點距靶盤中心的距離。

本發明的工作原理是：光敏二極管或光電帶沿靶盤半徑方向排布，構成光敏極徑，角位移傳感器測極角。當激光束打在旋轉的光電定位接收靶上時，光敏極徑接觸到激光點，數據采集系統就會將激光點在靶盤上的極徑值和極角采集下來，并通過無線傳輸系統傳到數據接收系統，為控制系統提供信息。

利用本發明的光電定位裝置，即這種光電靶可以根據具體使用情況，使用單靶定位系統、雙靶定位系統或三靶定位系統實現對施工機械手的定位。這種光電靶簡單可靠，有利于施工機械手實現自動化施工。

在使用時，將光電靶安裝在機械手的一定位置上，并將激光器固定在施工現場，調整激光光線使其經過靶心時機械手達到理想位置。根據機械手測量位置狀態的需要可以選擇用1個光電靶、2個光電靶或3個光電靶。在配置得當的情況下，1個光電靶可以測量2個自由度，2個光電靶可以測量4個自由度，而3個光電靶可以測得機械手在一定空域中的6個自由度。

在工作時，當激光束打到光電上時，旋轉的光敏極徑接觸到激光射線后，就會觸發電路，使光電靶采集到激光射線在光電靶上位置的極值和極角，并把采集到的數據無線傳輸到數據接收系統。數據接收系統的位置計算模塊根據接收到的數據計算出激光點的位置，并將位置參數傳給控制系統。