[发明专利]一种机械设备位置检测装置

说明书

本发明公开了一种机械设备位置检测装置，包括光电自准直仪、安装在机械设备上基准棱镜以及安装在机械设备作动部件上的三维数字罗盘，所述光电自准直仪用于对基准棱镜的两个正交法向矢量的角度进行测量，得到棱镜单位矢量在预设坐标系的数学描述，再通过旋转矢量算法获得基准棱镜的矢量变化关系，进而解算机械设备在预设的坐标系的坐标位置、姿态角度以及各机械设备之间的相对姿态关系，同时通过三维数字罗盘的检测结果解算各作动部件与机械设备的相对姿态关系。本发明在可以实现机械设备位置定位的同时，可以获取到机械设备本体以及机械设备的各作动部件的姿态信息。

技术领域

本发明涉及机械设备定位领域，具体涉及一种机械设备位置检测装置。

背景技术

现有的机械设备定位大多采用机械设备运转，带动编码器转动，然后通过采集到编码器产生脉冲的个数或者位置数，通过计算，就能知道编码器旋转几圈，从而得到被测物体的位置的方式。该方式一方面无法获取到机械设备的姿态信息，另一方面也无法获取到机械设备上各作动部件的姿态信息。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机械设备位置检测装置，在可以实现机械设备位置定位的同时，可以获取到机械设备本体以及机械设备的各作动部件的姿态信息。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种机械设备位置检测装置，其特征在于，包括光电自准直仪、安装在机械设备上基准棱镜以及安装在机械设备作动部件上的三维数字罗盘，所述光电自准直仪用于对基准棱镜的两个正交法向矢量的角度进行测量，得到棱镜单位矢量在预设坐标系的数学描述，再通过旋转矢量算法获得基准棱镜的矢量变化关系，进而解算机械设备在预设的坐标系的坐标位置、姿态角度以及各机械设备之间的相对姿态关系，同时通过三维数字罗盘的检测结果解算各作动部件与机械设备的相对姿态关系。

优选地，所述的光电自准直仪用于测量基准棱镜法向矢量的俯仰角和偏转角。

优选地，所述的基准棱镜的坐标系与机械设备局部坐标系一致，三维数字罗盘的坐标系与对应的作动部件坐标系一致。

优选地，所述的棱镜单位矢量在预设坐标系的数学描述是先通过数学表达式描述出棱镜的三个法线方向矢量在机械设备对应的局部坐标系的表示，再利用局部坐标系与预设坐标系的关系，推导出基准棱镜单位矢量在预设坐标系下的表示。

优选地，所述的旋转矢量算法是依据机械设备局部坐标系在预设坐标系下的相对关系固定不变，在测量坐标系不变的前提下，旋转预设坐标系，获得基准棱镜的矢量变化关系，解算机械设备在预设坐标系的姿态角度以及各机械设备之间的相对姿态关系。

优选地，通过三维数据罗盘获取各作动部件在作动部件坐标系的坐标，然后依据作动部件坐标系与预设坐标系的关系，将上述坐标转换成各作动部件在预设坐标系的坐标，然后依据转换后所得的坐标以及机械设备在预设的坐标系的坐标位置进行各作动部件与机械设备的相对姿态关系。

本发明具有以下有益效果：

在可以实现机械设备位置定位的同时，可以获取到机械设备本体以及机械设备的各作动部件的姿态信息。

附图说明

图1为本发明实施例的一种机械设备位置检测装置的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。