專利名稱：一種施工機械手的光電定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(xiàn)直線定位的定位裝置。
技術(shù)背景施工機械手，像大型地下埋設(shè)管道施工機械手是大型地下管網(wǎng)現(xiàn) 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。己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(shè)機械手的研究和試驗，但該機械手并沒有解決管 節(jié)(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(fā)明內(nèi)容本發(fā)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耙盤半徑方向排布，構(gòu)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(xiàn)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(xiàn)自動化施工。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)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(zhuǎn)軸、驅(qū)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(nèi)表面安裝有驅(qū)動電機、靶盤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸上的角位移傳感器、AD轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(fā)明的優(yōu)點與效果是本發(fā)明的定位裝置可以根據(jù)具體使用情況，實現(xiàn)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(xiàn)自動化施工。


圖l為本發(fā)明光電定位裝置的主視圖； 圖2為本發(fā)明光電定位裝置的左視圖； 圖3為本發(fā)明光電定位裝置內(nèi)部控制關(guān)系示意圖； 圖4為本發(fā)明光電定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)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(fā)明進行詳細(xì)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l、靶盤轉(zhuǎn)軸2、驅(qū)動電機3、電子元器件4和 光敏二極管5。機械耙盤1的外表面安裝有光敏二極管5或光電帶， 內(nèi)表面安裝有驅(qū)動電機3、靶盤轉(zhuǎn)軸2和電子元器件4;機械靶盤由安裝在內(nèi)表面的驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)軸上的角位移傳感器、AD轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)據(jù) 一個是角度傳感器測得的激光束打在耙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(fā)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(gòu)成光敏極徑，角位移傳感器測極角。當(dāng)激光束打在旋轉(zhuǎn)的光電 定位接收靶上時，光敏極徑接觸到激光點，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(tǒng)傳到數(shù)據(jù) 接收系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)提供信息。利用本發(fā)明的光電定位裝置，即這種光電靶可以根據(jù)具體使用情 況，使用單靶定位系統(tǒng)、雙靶定位系統(tǒng)或三靶定位系統(tǒng)實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)場，調(diào)整激光光線使其經(jīng)過靶心時機械手達到理想位置。根據(jù)機械手測量位置狀態(tài)的需要可以選擇用l個光電耙、2個光電耙 或3個光電靶。在配置得當(dāng)?shù)那闆r下，l個光電靶可以測量2個自由 度，2個光電耙可以測量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(dāng)激光束打到光電上時，旋轉(zhuǎn)的光敏極徑接觸到激光 射線后，就會觸發(fā)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(shù)據(jù)無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收系統(tǒng)。數(shù)據(jù)接收 系統(tǒng)的位置計算模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計算出激光點的位置，并將位 置參數(shù)傳給控制系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一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，其特征在于，硬件部分包括機械靶盤(1)、靶盤轉(zhuǎn)軸(2)、驅(qū)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(nèi)表面安裝有驅(qū)動電機(3)、靶盤轉(zhuǎn)軸(2)和電子元器件(4)；單片機的控制程序及各模塊之間的連接電路為軟件部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種施工機械手的光電定位裝置，其 特征在于，所述電子元器件(4)包括有激光接收電路、編碼電路、 安裝在耙盤轉(zhuǎn)軸(2)上的角位移傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機和無 線通信模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種施工機械手的光電定位裝置，其特征在于，該光電定位裝置所采集的數(shù)據(jù)為角度傳感器測得的激光束打在耙盤上激光光點的極角與激光光點距耙盤中心的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種施工機械手的光電定位裝置，其 特征在于，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。
全文摘要
一種施工機械手的光電定位裝置，涉及一種光電定位裝置，該裝置包括有硬件部分和軟件部分，其特征在于，硬件部分包括機械靶盤、靶盤轉(zhuǎn)軸、驅(qū)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(nèi)表面安裝有驅(qū)動電機、靶盤轉(zhuǎn)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。本發(fā)明的定位裝置可以根據(jù)具體使用情況，實現(xiàn)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(xiàn)自動化施工。
文檔編號B25J19/00GK101236069SQ200810010510
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者斌 李, 丹 王, 藺任志 申請人:沈陽建筑大學(xué)