專利名稱：一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國各類大型工程日益增多，市場上對于工程機(jī)械的需求也日益強(qiáng)烈。掘進(jìn)設(shè)備是常用的工程機(jī)械。常用的掘進(jìn)設(shè)備主要包括鑿巖臺機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，無論是鑿巖臺機(jī)還是掘進(jìn)機(jī)，實現(xiàn)自動鉆孔和自動掘進(jìn)的前提都是將設(shè)備在隧道或巷道的中心面上準(zhǔn)確定位，即盡可能使設(shè)備的縱斷面與巷道中間平面重合，這就需要有精確的定位系統(tǒng)。請參考圖1，圖1為現(xiàn)有掘進(jìn)設(shè)備的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，該定位系統(tǒng)包括激光指示儀1'、線激光發(fā)射器2'、機(jī)架3'、激光標(biāo)靶4'和控制裝置(圖中未示出)。激光指示儀Γ是根據(jù)煤礦地測位置安裝，按照巷道設(shè)計要求給出掘進(jìn)方向的指向；機(jī)架3'安裝于巷道的頂板上，線激光發(fā)射器 2'安裝于機(jī)架3'上，通過機(jī)架3'的上下、左右、俯仰等運(yùn)動，使激光指示儀Γ的激光束穿過線激光發(fā)射器2'上的小孔，從而完成線激光發(fā)射器2'自身的定位；兩個激光標(biāo)靶 4'相互平行且都垂直定位于機(jī)身的中線。工作時線激光發(fā)射器2'發(fā)出扇形激光束，以在掘進(jìn)機(jī)機(jī)身上形成線性光斑，激光標(biāo)靶4'上的光敏元件感應(yīng)激光束并產(chǎn)生電流信號，電流信號經(jīng)過激光標(biāo)靶4'內(nèi)部的電路處理，通過控制裝置的A/D轉(zhuǎn)換模塊傳入可編程計算機(jī)控制器，經(jīng)過處理和計算，確定激光束在激光標(biāo)靶4'上的位置，而激光標(biāo)靶4'在掘進(jìn)機(jī)上的安裝位置已知，從而可以得到掘進(jìn)機(jī)的偏向角和偏向位移，從而實現(xiàn)對掘進(jìn)設(shè)備的機(jī)身位姿參數(shù)的測量。然而，上述定位系統(tǒng)中，線激光發(fā)射器2'的位置依靠機(jī)架3'來調(diào)節(jié)，由于機(jī)架 3'固定于巷道的頂板，其位置遠(yuǎn)高于設(shè)備本身，因此對機(jī)架3'進(jìn)行精確操作以實現(xiàn)對線激光發(fā)射器2'的精確定位比較困難，使整個定位過程非常復(fù)雜且精確度不高。因此，如何在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)現(xiàn)有工程機(jī)械的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使得定位系統(tǒng)的定位操作簡單、靈活且精確度高，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員目前急需解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題為提供一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)對工程機(jī)械的位姿參數(shù)的測量，且定位系統(tǒng)的定位操作簡單、靈活且精確度高。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)，包括固定位置的光源，以提供固定位置的光束；光學(xué)傳感器，用于感知所述光束照射的位置，并將所述光束的位置信號轉(zhuǎn)換為電信號；機(jī)械臂，其一端設(shè)于所述工程機(jī)械的機(jī)體、另一端可自由定位，所述光學(xué)傳感器設(shè)于所述機(jī)械臂的自由端，且所述機(jī)械臂還設(shè)有用于測量所述光學(xué)傳感器的位置的測量部件；控制裝置，連接于所述光學(xué)傳感器，用于接收所述光學(xué)傳感器發(fā)出的信號，并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)計算、處理和轉(zhuǎn)換，得出所述工程機(jī)械的位姿參數(shù)。優(yōu)選地，所述機(jī)械臂包括主臂和連接座，所述主臂的底端與所述連接座連接，所述連接座與所述機(jī)體在水平面內(nèi)可轉(zhuǎn)動連接。優(yōu)選地，所述機(jī)械臂還包括第一俯仰油缸；所述第一俯仰油缸的活動部與所述主臂可轉(zhuǎn)動連接，其固定部與所述連接座可轉(zhuǎn)動連接；所述主臂的底端與所述連接座可轉(zhuǎn)動連接，且三條轉(zhuǎn)動中心線相平行、且均沿水平方向。優(yōu)選地，所述主臂包括伸縮外臂和套裝于所述伸縮外臂內(nèi)部的伸縮內(nèi)臂，所述伸縮外臂和所述伸縮內(nèi)臂滑動連接。優(yōu)選地，所述測量部件具體為角度傳感器和位移傳感器。優(yōu)選地，所述機(jī)械臂的自由端的頂部還設(shè)有可自由定位的水平梁，所述光學(xué)傳感器設(shè)于所述水平梁上。優(yōu)選地，所述光學(xué)傳感器包括入射窗口、出射窗口和分光部件，所述分光部件設(shè)于所述入射窗口和所述出射窗口之間，且三者位于一條直線，所述光學(xué)傳感器的光敏元件設(shè)于所述分光部件的輸出端。優(yōu)選地，所述分光部件為棱鏡。優(yōu)選地，所述光學(xué)傳感器的輸出信號為坐標(biāo)信號。采用這種結(jié)構(gòu)的定位系統(tǒng)，固定位置的光源發(fā)出光束后，移動機(jī)械臂，以保證光源發(fā)出的光束能夠穿過光學(xué)傳感器的入射窗口，且使用測量部件測量光學(xué)傳感器的當(dāng)前位置，此時光學(xué)傳感器感知光束照射的具體位置，并將該信息轉(zhuǎn)換為可測量的信號，輸出給控制裝置，由于光束的位置、光學(xué)傳感器的位置、光束照射在光學(xué)傳感器上的位置均可精確測量，經(jīng)控制裝置計算和處理，能夠得出掘進(jìn)設(shè)備當(dāng)前的偏向角和偏向位移，從而實現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)偏向角、偏向位移的測量。由此可見，這種光源位置固定、光學(xué)傳感器通過機(jī)械臂來定位的定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對掘進(jìn)設(shè)備的位姿參數(shù)的測量，相比現(xiàn)有技術(shù)中通過調(diào)整機(jī)架來確定激光發(fā)射器位置的結(jié)構(gòu)來說，本定位系統(tǒng)中的機(jī)械臂安裝于掘進(jìn)設(shè)備的機(jī)架上，其自由端的移動過程自由、靈活、輕便，并且對光學(xué)傳感器的位置測量操作簡單。

圖1為現(xiàn)有掘進(jìn)設(shè)備的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型所提供定位系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為本實用新型所提供定位系統(tǒng)的工作原理圖；圖5為圖1中的定位系統(tǒng)所測量的俯仰角、巷道底板與掘進(jìn)方向的夾角的位置圖；圖6為圖1中的定位系統(tǒng)所測量的滾動角的位置圖；圖7為圖1中的定位系統(tǒng)所測量的偏向角和偏向位移的位置圖；圖8為圖1中的光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]其中，圖1中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為1'激光指示儀；2'線激光發(fā)射器；3'機(jī)架；4'激光標(biāo)靶；圖2至圖8中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為1光學(xué)傳感器；2光源；3控制裝置；4機(jī)械臂；41主臂；42連接座；43第一俯仰油缸；44第二俯仰油缸；45水平梁；11 入射窗口 ；12出射窗口 ；13分光部件；14光敏元件；15數(shù)據(jù)處理部件；α俯仰角；β滾動角；b偏向角；Φ巷道底板與掘進(jìn)方向的夾角；L偏向位移。
具體實施方式
本實用新型的核心為提供一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對工程機(jī)械的位姿參數(shù)的測量，且定位系統(tǒng)的定位操作簡單、靈活且精確度高。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面以巷道中的掘進(jìn)設(shè)備為例，結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖2、圖3和圖4，圖2為本實用新型所提供定位系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為本實用新型所提供定位系統(tǒng)的工作原理圖。在一種具體的實施方式中，如圖2、圖3和圖4所示，本實用新型提供的定位系統(tǒng)包括光源2、光學(xué)傳感器1、機(jī)械臂4和控制裝置3 ；光源2是定位系統(tǒng)中提供定位光束的裝置，該光源2是固定位置的光源，能夠提供已知位置的光束；光學(xué)傳感器1是定位系統(tǒng)中感知光束照射在光學(xué)傳感器1的具體位置，并將該信息轉(zhuǎn)換成可測量信號的部件；機(jī)械臂4是定位光學(xué)傳感器1的部件，機(jī)械臂4的一端設(shè)于掘進(jìn)設(shè)備，其另一端可自由定位，并且機(jī)械臂4還設(shè)有用于測量光學(xué)傳感器1的位置的測量部件，光學(xué)傳感器1設(shè)于機(jī)械臂4的自由端；控制裝置3是定位系統(tǒng)的控制部件，主要用于接收光學(xué)傳感器1發(fā)出的信號，并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)計算、處理、轉(zhuǎn)換和顯示。采用這種結(jié)構(gòu)的定位系統(tǒng)，固定位置的光源2發(fā)出光束后，移動機(jī)械臂4，以保證光源2發(fā)出的光束能夠穿過光學(xué)傳感器1的入射窗口 11，且使用測量部件測量光學(xué)傳感器 1的當(dāng)前位置，此時光學(xué)傳感器1感知光束照射的具體位置，并將該信息轉(zhuǎn)換為可測量的信號，輸出給控制裝置3，由于光束的位置、光學(xué)傳感器1的位置、光束照射在光學(xué)傳感器1上的位置均可精確測量，經(jīng)控制裝置3計算和處理，能夠得出掘進(jìn)設(shè)備當(dāng)前的偏向角和偏向位移，從而實現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)偏向角、偏向位移的測量。由此可見，這種光源2位置固定、光學(xué)傳感器1通過機(jī)械臂4來定位的定位系統(tǒng)， 能夠?qū)崿F(xiàn)對掘進(jìn)設(shè)備的位姿參數(shù)的測量，相比現(xiàn)有技術(shù)中通過調(diào)整機(jī)架來確定激光發(fā)射器位置的結(jié)構(gòu)來說，本定位系統(tǒng)中的機(jī)械臂4安裝于掘進(jìn)設(shè)備的機(jī)架上，其自由端的移動過程自由、靈活、輕便，并且對光學(xué)傳感器1的位置測量操作簡單。特別說明的是，上述定位系統(tǒng)中可以包括1個光學(xué)傳感器1，在優(yōu)選的實施方式中，還可以包括2個光學(xué)傳感器1，定位過程中將光源發(fā)出的光束同時穿過2個光學(xué)傳感器 1的入射窗口，這樣可以增強(qiáng)定位系統(tǒng)的定位準(zhǔn)確性。當(dāng)然，上述定位系統(tǒng)還可以包括更多數(shù)量的光學(xué)傳感器1。需要說明的是，上述實施例所出現(xiàn)的“自由定位”指的是在水平面、豎直面內(nèi)均可自由移動。上述實施例中并未限定機(jī)械臂4自由定位的具體方式，也并未限定光源2的定位方式，也并未限定光學(xué)傳感器1感知光束照射的具體方式，事實上，凡是包括固定位置的光源2、光學(xué)傳感器1、控制裝置3和用于定位光學(xué)傳感器1的機(jī)械臂4的定位系統(tǒng)均屬于本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述機(jī)械臂4的自由定位的具體方式。在另一種具體的實施方式中，上述機(jī)械臂4可以包括主臂41和連接座42，連接座 42與掘進(jìn)設(shè)備的機(jī)體可轉(zhuǎn)動連接，主臂41的底端與連接座42連接。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要光學(xué)傳感器1在水平面內(nèi)移動時，只需轉(zhuǎn)動連接座42，便可帶動機(jī)械臂4在水平面內(nèi)自由移動，從而帶動光學(xué)傳感器1在水平面內(nèi)移動到所需要的位置，可見這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械臂4的自由端在水平面內(nèi)自由移動，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠的特點。具體地，上述連接座42可以采用擺動油缸的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)機(jī)械臂4在水平面內(nèi)的移動，還可以采用豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸來實現(xiàn)，當(dāng)然，還可以采用其他的結(jié)構(gòu)，例如可以將連接座設(shè)置為滑動機(jī)構(gòu)，即在掘進(jìn)設(shè)備的機(jī)體上固定有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌外套裝有可自由移動的直線軸承，將機(jī)械臂4的底端固定連接于直線軸承，當(dāng)需要機(jī)械臂4在水平面內(nèi)移動時，只需推動直線軸承便可帶動機(jī)械臂4整體地在水平面內(nèi)自由移動。在具體的方案中，上述機(jī)械臂4還可以包括第一俯仰油缸43，該第一俯仰油缸43 的活動部與主臂41可轉(zhuǎn)動連接，第一俯仰油缸43的固定部與連接座42可轉(zhuǎn)動連接，主臂 41的底端與連接座42可轉(zhuǎn)動連接，且三條轉(zhuǎn)動中心線相平行、且均沿水平方向。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要光學(xué)傳感器1在豎直面內(nèi)升高時，只需控制第一俯仰油缸43，使其活動端向上伸長，即帶動機(jī)械臂4的自由端升高，從而帶動光學(xué)傳感器1到達(dá)目標(biāo)位置；當(dāng)需要光學(xué)傳感器1在豎直面內(nèi)降低時，只需控制第一俯仰油缸43，使其活動部向下收縮，即帶動機(jī)械臂 4的自由端降低，從而帶動光學(xué)傳感器1到達(dá)目標(biāo)位置。由此可見，通過設(shè)置第一俯仰油缸 43的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械臂4在豎直平面內(nèi)自由移動。當(dāng)然，上述機(jī)械臂4還可以采用其他方式實現(xiàn)其在豎直平面內(nèi)自由移動。在另一種具體的實施方式中，上述定位系統(tǒng)中的測量部件可以具體為位移傳感器和角度傳感器。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)光學(xué)傳感器1定位結(jié)束后，可以通過位移傳感器和角度傳感器精確測量出機(jī)械臂4各個自由度的位移和角度，從而得出安裝于機(jī)械臂4上的光學(xué)傳感器1的精確位置。當(dāng)然，除了采用傳感器的方式，還可以其他的方式來測量機(jī)械臂4的位置，例如可以采用標(biāo)尺、軟尺等進(jìn)行精確測量。上述主臂41還可以包括伸縮外臂和套裝于其內(nèi)部的伸縮內(nèi)臂，伸縮外臂和伸縮內(nèi)臂采用滑動連接。采用這種方式，使得機(jī)械臂長度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得定位操作更加靈活。在更具體的實施方式中，上述機(jī)械臂4的自由端的頂部還可以設(shè)有可自由定位的水平梁45，光學(xué)傳感器1可以設(shè)于該水平梁45上。通過設(shè)置該水平梁45，將光學(xué)傳感器1 通過該水平梁45連接于機(jī)械臂4上，能夠使光學(xué)傳感器1始終處于水平位置，從而提高了定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。該水平梁45和主臂41之間還可以連接有第二俯仰油缸44，第二俯仰油缸44的固定端連接于主臂41，其活動端連接于水平梁45的底端，在定位操作過程中，可以通過控制第二俯仰油缸44的活動部伸長或者縮短來實現(xiàn)水平梁45始終保持水平狀態(tài)。 與主臂41的結(jié)構(gòu)相似，上述水平梁45也可以采用回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)水平梁相對于主臂41在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在此不再贅述。上述定位系統(tǒng)還可以包括雙軸傾角儀，雙軸傾角儀設(shè)置于掘進(jìn)設(shè)備的機(jī)體的中部，通過設(shè)置雙軸傾角儀的角度測量方向，能夠得到掘進(jìn)設(shè)備的俯仰角和滾動角。需要說明的是，本文中出現(xiàn)的位姿參數(shù)主要包括偏向角、偏向位移、俯仰角、滾動角和巷道底板與掘進(jìn)方向的夾角，如圖5、圖6和圖7所示，“俯仰角”指的是掘進(jìn)裝置的底面與水平面在機(jī)體縱向的夾角，即角α ；“滾動角”指的是掘進(jìn)設(shè)備的底面與水平面在機(jī)體橫向的夾角，即角β ；“偏向角”指的是穿過掘進(jìn)設(shè)備中心線的豎直平面與掘進(jìn)方向的夾角， 即角b ；“偏向位移”指的是穿過掘進(jìn)設(shè)備中心線的豎直平面與掘進(jìn)方向之間的距離，即長度L ；“巷道底板與掘進(jìn)方向的夾角”指的是掘進(jìn)方向與掘進(jìn)設(shè)備的掘進(jìn)部件的前進(jìn)方向的夾角，即角Φ。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述光學(xué)傳感器1的結(jié)構(gòu)形式。請參考圖8，圖8為圖1中的光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。在另一種具體的實施方式中，如圖8所示，上述光學(xué)傳感器1可以包括入射窗口 11、出射窗口 12、分光部件13、光敏元件14和數(shù)據(jù)處理部件15;入射窗口 11是光束進(jìn)入光學(xué)傳感器1的入口 ；出射窗口 12是光束射出光學(xué)傳感器1射出的出口 ；分光部件13設(shè)于入射窗口 11和出射窗口 12之間，且三者位于一條直線，分光部件13是傳感器中將吸收的光束進(jìn)行分光的部件；光敏元件14設(shè)于分光部件13的輸出端，它是傳感器中感知光束照射的位置，并將該信號轉(zhuǎn)換為電量信號的部件；數(shù)據(jù)處理部件15使將光敏元件14輸出的電量信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為其他可測量的信號的部件。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)光源2發(fā)出的光束照射于光學(xué)傳感器1的入射窗口 11時，光束進(jìn)入光學(xué)傳感器1內(nèi)部，分光部件13將光束分為兩部分，一部分照射到光學(xué)傳感器1的光敏元件14，其余部分仍然沿著直線方向照射，并從出射窗口 12射出；光敏元件14感知吸收的光束，并將光束照射在入射窗口 11的具體位置信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏啃盘枺⑵漭敵鼋o數(shù)據(jù)處理部件15 ；數(shù)據(jù)處理部件15經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路再將電量信號轉(zhuǎn)換為其他可測量的信號輸出。由此可見，采用分光部件13的光學(xué)傳感器1，能夠?qū)⒁徊糠止馐帐蛊鋮⑴c檢測，其余部分仍然能夠直線射出，以完成其他功能。這滿足了在某些特殊情況下，例如掘進(jìn)設(shè)備掘進(jìn)隧道時，激光指示儀能實現(xiàn)發(fā)出的激光既參與定位測量，同時還可以為掘進(jìn)設(shè)備提供指示方向的功能。因此，在相應(yīng)的定位系統(tǒng)中，就可以采用無源設(shè)計，即不需要單獨(dú)的光源2為定位系統(tǒng)提供光束，只需俘獲激光指示儀發(fā)出的光束即可完成定位測量，同時又不會影響到掘進(jìn)設(shè)備的方向指示。除此之外，由于上述光學(xué)傳感器1具有分光功能，其直接俘獲激光指示儀發(fā)出的光束的位置，從而能夠確定巷道底板與掘進(jìn)方向的夾角，即角Φ。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述分光部件13的具體結(jié)構(gòu)形式。在另一種具體的實施方式中，上述分光部件13可以為棱鏡。棱鏡是由透明材料 (如玻璃、水晶等)做成的多面體，在光學(xué)儀器中應(yīng)用廣泛。采用棱鏡的分光部件13，能夠?qū)崿F(xiàn)分光的功能，使得光束的一部分進(jìn)入傳感器內(nèi)部參與測量，其余部分從出射窗口 12射出。當(dāng)然，上述實施例中的分光部件13還可以采用其他的結(jié)構(gòu)形式，例如可以將分光部件 13設(shè)置為兩個搭接呈棱鏡形式的平面鏡，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)分光的功能。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述光學(xué)傳感器1的輸出信號的具體形式。在另一種具體的實施方式中，上述光敏元件14感知光束照射在入射窗口 11的具體位置，并將該信息轉(zhuǎn)換為電量信號輸出給數(shù)據(jù)處理部件15后，數(shù)據(jù)處理部件15可以將該信號轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)信號。這樣，操作人員可以準(zhǔn)確地看出光束位置距離原點的水平偏移距離和豎直偏移距離，從而更加準(zhǔn)確地得出掘進(jìn)設(shè)備當(dāng)前位姿參數(shù)。當(dāng)然，上述光學(xué)傳感器1的輸出信號并不限于坐標(biāo)信號，還可以為多種其他形式的信號，例如還可以為視頻信號，即用光纖或者電纜將激光束照射在光學(xué)傳感器1入射窗口 11的位置直接傳輸給終端顯示設(shè)備，這樣，操作人員可以更加直觀地看出激光束照射在如射窗口的原始位置，從而方便后續(xù)掘進(jìn)設(shè)備位姿參數(shù)的計算。除此之外，上述傳感器的輸出信號還可以為電流、電壓、頻率等電信號。需要說明的是，本文僅以掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行巷道掘進(jìn)為例介紹了上述定位系統(tǒng)的技術(shù)效果，事實上，本實用新型所提供的定位系統(tǒng)并不僅限于掘進(jìn)設(shè)備，還可以為其他設(shè)備的定位系統(tǒng)。以上對本實用新型所提供的一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求1.一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括固定位置的光源( ，以提供固定位置的光束；光學(xué)傳感器(1)，用于感知所述光束照射的位置，并將所述光束的位置信號轉(zhuǎn)換為電信號；機(jī)械臂G)，其一端設(shè)于所述工程機(jī)械的機(jī)體、另一端可自由定位，所述光學(xué)傳感器 (1)設(shè)于所述機(jī)械臂(4)的自由端，且所述機(jī)械臂(4)還設(shè)有用于測量所述光學(xué)傳感器(1) 的位置的測量部件；控制裝置(3)，連接于所述光學(xué)傳感器(1)，用于接收所述光學(xué)傳感器(1)發(fā)出的信號， 并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)計算、處理和轉(zhuǎn)換，得出所述工程機(jī)械的位姿參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂(4)包括主臂Gl)和連接座(42)，所述主臂的底端與所述連接座0 連接，所述連接座0 與所述機(jī)體在水平面內(nèi)可轉(zhuǎn)動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂(4)還包括第一俯仰油缸 (43)；所述第一俯仰油缸的活動部與所述主臂Gl)可轉(zhuǎn)動連接，其固定部與所述連接座0 可轉(zhuǎn)動連接；所述主臂Gl)的底端與所述連接座0 可轉(zhuǎn)動連接，且三條轉(zhuǎn)動中心線相平行、且均沿水平方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述主臂包括伸縮外臂和套裝于所述伸縮外臂內(nèi)部的伸縮內(nèi)臂，所述伸縮外臂和所述伸縮內(nèi)臂滑動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述測量部件具體為角度傳感器和位移傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂(4)的自由端的頂部還設(shè)有可自由定位的水平梁(45)，所述光學(xué)傳感器(1)設(shè)于所述水平梁0 上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)傳感器(1)包括入射窗口(11)、出射窗口(12)和分光部件(13)，所述分光部件(13)設(shè)于所述入射窗口(11) 和所述出射窗口(1 之間，且三者位于一條直線，所述光學(xué)傳感器(1)的光敏元件(14)設(shè)于所述分光部件(1 的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述分光部件(13)為棱鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)傳感器(1)的輸出信號為坐標(biāo)信號。
專利摘要本實用新型公開了一種工程機(jī)械的定位系統(tǒng)，包括固定位置的光源(2)，以提供固定位置的光束；光學(xué)傳感器(1)，用于感知所述光束照射的位置，并將所述光束的位置信號轉(zhuǎn)換為電信號；機(jī)械臂(4)，其一端設(shè)于所述工程機(jī)械的機(jī)體、另一端可自由定位，所述光學(xué)傳感器(1)設(shè)于所述機(jī)械臂(4)的自由端，且所述機(jī)械臂(4)還設(shè)有用于測量所述光學(xué)傳感器(1)的位置的測量部件；控制裝置(3)，連接于所述光學(xué)傳感器(1)，用于接收所述光學(xué)傳感器(1)發(fā)出的信號，并經(jīng)得出所述工程機(jī)械的位姿參數(shù)。這種定位系統(tǒng)的定位過程靈活、輕便，操作簡單。
文檔編號G01B11/03GK202033006SQ20112011978
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者劉長濤, 巴茵, 龍日升 申請人:三一重型裝備有限公司