[发明专利]三维空间定位重摆转角检测装置

说明书

本发明公开了一种三维空间定位重摆转角检测装置，在转角轴前端通过转动轴对称装有可自由旋转并带有挂板的重摆，转动轴通过顶丝固定在转角轴的轴孔中，在保持与重力一致的过程中重摆可使转角轴转动，转角轴另一端通过支架上的轴孔与编码器连在一起，带有信号电缆的编码器通过螺栓固定在带有固定孔的支架上。本发明所涉及的技术方案必将广泛应用于三维空间爬行作业车定位领域。

技术领域：

本发明所涉及的是一种检测爬行作业车在三维空间位置与重力形成夹角的装置。

背景技术：

当前，在三维空间中爬行作业车无法提供作业位置三维空间参数，主要是在三维空间作业位置的角度，数字陀螺仪只能提供爬行作业车自行姿态，而无法提供爬行作业车在三维空间中的位置，尤其是在三维坐标系中的角度。因此，本领域急需一种可随时检测出爬行作业在三维空间中的位置，尤其是角度的装置。

发明内容：

本发明旨在提出一个解决本领域中技术问题的方案，其主要技术特征是，固定在转角轴前端的转动轴两端分别装有带挂板的重摆，重摆可在转动轴上自由旋转，并且重摆在追随与重力方向一致的过程中可带动转角轴一起转动，转角轴后端与带有信号电缆的编码器连在一起，编码器固定在带有固定孔的支架上，每一个编码器和转角轴都垂直于另外两个编码器和转角轴所构成的平面，即一个带重摆的编码器安装在X轴上，并且使转角轴与X轴重合，另两个带重摆的编码器就安装在Y和Z轴上，并且也使转角轴与Y和Z轴重合。同时三个重摆可自由转动的重摆互不干涉，都能在自己安装空间内旋转，从而带动转角轴转动，转角轴带动编码器转动输出角度脉冲信号。

本发明提供的技术方案所达到的技术效果是这样实现的：将带有两个重摆和转角轴的三个编码器分别固定在X轴、Y轴和Z轴上，即三个转角轴的轴线都相互垂直，X轴上的编码器转角轴与Y轴和Z轴上的转角轴都是垂直的，以这种方式将三个编码器固定在爬行作业车上。当爬行作业车沿着三维空间爬行时，因重摆始终要与重力方向保持一致，所以重摆在重力作用下就会使转角轴转动，从而转角轴带动编码器转动，编码器就根据转动角度数据，由信号电缆将角度脉冲信号送出。因为转角轴上的重摆在爬行作业车行走过程中，有两个自由度与重力保持一致，所以X、Y、Z轴上的编码器只会同时输出转角轴转动时各自转角数值。重摆即可以转动轴为轴心自由转动，也可带动转角轴自由转动。重摆以转动轴为轴心转动时，不使转角轴转动，只是调整重摆的重心，是为重摆在爬行作业车这个位置时重心自然平稳移动到稳态，最大限度为转角轴提供扭矩，并且使转角轴转动平稳，避免转动的突然性。当重摆预以转角轴为轴心转动时，是带着转角轴一起转动，从而带动编码器对转角进行计数，这样无论爬行作业车在三维作业空间内移动到什么位置都会被检测到爬行作业车的X、Y、Z轴与空间X₁、Y₁、Z₁轴所夹的角度，这个角度就是爬行作业车在移动过程中，重摆为与重力方向保持一致而使转角轴转动的角度。

本发明涉及的技术方案结构简单巧妙，空间排合理，检测精度高、使用可靠方便，具有新颖性、创造性和实用性，本发明的技术方案必将广泛地应用于三维空间爬行作业车空间定位领域和其它相关领域。

附图说明：

图1.三维空间定位重摆转角检测装置主视图

图2.三维空间定位重摆转角检测装置俯视图

图3.三维空间定位重摆转角检测装置A-A视图

图4.三维空间定位重摆转角检测装置三维安装视图

图5.三维空间定位重摆转角检测装置B-B视图

其中：

1、编码器 2、支架 3、螺栓

4、轴孔 5、转角轴 6、顶丝