[发明专利]一种线形光斑识别的掘进机机身位姿参数测量系统及方法

摘要

本发明是关于一种掘进机机身位姿参数测量系统及其方法，包括激光发射器、激光探测标靶、激光探测标靶板、单片机、后续连接电路、输出接口与1个双轴倾角传感器组成。激光发射器发出扇形激光束，可投影成线形光斑。将激光探测标靶竖立安装在掘进机机身上，根据激光探测标靶上投影形成的线形光斑所在位置的刻度值读数即可知掘进机机身的偏距位移；将光敏探测元件点阵组成的激光探测标靶板平铺安装在掘进机机身上，根据激光探测标靶板上投影形成的线形光斑的横、纵刻度值读数即可知掘进机机身的偏距位移与航向角参数。利用掘进机机身上安装的一个双轴倾角传感器测量得掘进机机身的俯仰角与翻滚角参数，从而完成掘进机机身的各项位姿参数的测量。

主权项

1.一种线形光斑识别的掘进机机身位姿参数测量系统及方法，其特征在于：包括有掘进机(8)、激光发射器(1)、激光探测标靶(2)、单片机(3)、后续连接电路(4)、双轴倾角传感器(5)、输出接口(6)、光敏探测元件(7)和激光探测标靶板(9)。――激光发射器(1)，该激光发射器发出扇形激光束，以在激光探测标靶(2)上形成线形光斑；――激光探测标靶(2)，由多个光敏探测元件(7)单排无间隔依次紧密布列在电路板上组成，可用于感应线形光斑并产生电信号，板上具有刻度标识来方便直观读数，激光探测标靶(2)表面有防尘保护隔层可用以保护光敏探测元件(7)；――后续连接电路(4)和单片机(3)，用于处理激光探测标靶(2)产生的电信号，计算得到线形光斑在竖直放置的激光探测标靶(2)上距离标定零点的偏距位移，当激光探测标靶板(9)横向平铺放置时，由光敏探测元件(7)点阵组成的激光探测标靶板(9)感应出线形光斑的横向、纵向位移并产生电信号，通过单片机(3)简单计算则可知道掘进机(8)机身的航向偏角参数；――双轴倾角传感器(5)，安装在掘进机(8)机身上，用于测量掘进机的俯仰角和翻滚角的位姿参数；――输出接口(6)，用于把激光光斑位置数据传输至其它设备；――激光探测标靶板(9)，由光敏探测元件(7)点阵无间隔依次布满电路板组成，用于感应线形光斑并产生电信号，板上具有横纵向的刻度标识来方便直观读数，激光探测标靶板(9)表面有防尘保护隔层可用以保护光敏探测元件(7)；其中，激光探测标靶(2)通过后续连接电路(4)与单片机(3)相连接，该单片机(3)与输出接口(6)相连接。