專利名稱：清淤機器人激光掃描窨井定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機器人清淤領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種用于清淤機器人作業(yè)的基于激光測距傳感器的窨井定位裝置。
背景技術(shù)：
抓斗式清淤機是為有效清除城市窨井淤積物而生產(chǎn)的機械。目前清淤機種類較多，清淤方式也各不相同?，F(xiàn)在的清淤機械存在ー些不足，如需耗費大量的人力、財カ，作業(yè)環(huán)境惡劣，作業(yè)效率低，而且為手工操作，自動化程度低。研制能自動清淤的機器人取代傳統(tǒng)人工操作的清淤機，不但能實現(xiàn)安全生產(chǎn)，也能提高工作效率。窨井自動定位是清淤機器人關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)有的機器人定位方法如文獻“一種基于視覺的移動機器人定位系 統(tǒng)”(董再勵，郝穎明，朱楓.《中國圖像圖形學(xué)報》，2000，5A(08)，pp. 688 692.)報道的視覺定位方法，抗干擾性不強。

實用新型內(nèi)容窨井自動定位是清淤機器人關(guān)鍵技術(shù)之一，而超聲波定位精度低，視覺定位抗干擾性差，針對這ー問題，本實用新型提供一種清淤機器人激光掃描窨井定位裝置，有效提高清淤機器人對窨井定位的精確性和可靠性，為清淤機器人在惡劣戶外環(huán)境下的高效作業(yè)提供了有力的技術(shù)保障。一種清淤機器人激光掃描窨井定位裝置，具有基板，基板上設(shè)有滑軌，基板兩端設(shè)有2個支座，上述之座之間架設(shè)有絲杠，絲杠上設(shè)有形成螺旋副的螺母，上述螺母下方設(shè)有用來導(dǎo)向的支撐板，支撐板與基板上的滑軌配合，螺母上方的支撐板上安裝有激光測距傳感器，且上述絲杠一端設(shè)有軸向驅(qū)動電機，螺母上設(shè)有用來驅(qū)動激光測距傳感器轉(zhuǎn)動的周向驅(qū)動電機。本實用新型提出一種用于清淤機器人的基于激光測距技術(shù)的窨井自動定位裝置，好處在于本實用新型提出的激光掃描定位裝置，結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高，能廣泛應(yīng)用于城市窨井清淤等領(lǐng)域。

圖I為本實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型實施例的工作示意圖。圖3為本實用新型工作時標桿示意圖。圖4為本實用新型清淤機器人激光掃描窨井定位方法流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型作更詳盡的說明。見圖I、2和圖3，本實用新型清淤機器人激光掃描窨井定位裝置包括基板I、2個支座2、支撐板3和滑軌31、絲杠8和螺母5、軸向驅(qū)動電機4和周向驅(qū)動電機6、激光測距傳感器7。上述2個支座設(shè)在基板兩端，滑軌31安裝在基板上。上述絲杠8和螺母5構(gòu)成的絲杠螺母螺旋副架設(shè)在2個支座2上，縱向驅(qū)動電機4安裝在絲杠一端，用來驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，并通過絲杠、螺母螺旋副運動，最終驅(qū)動激光測距傳感器7沿絲杠8移動，到達需要的高度位置進行掃描作業(yè)。[0012]上述支撐板3安裝在與所述絲杠8配合的螺母5下方，且與基板上滑軌31配合，當(dāng)絲杠、螺母相對運動時，滑軌能夠保證螺母連同安裝在螺母上的驅(qū)動激光測距傳感器7沿絲杠移動，安裝在支撐板上的周向驅(qū)動電機6的輸出軸連接激光測距傳感器7，能帶動激光測距傳感器7旋轉(zhuǎn)，對窨井上放置的標桿的特征位進行掃描。在實際作業(yè)中需要放置在窨井蓋中心的標桿來作為本實用新型裝置的參考物，標桿為一段粗細相間的5段圓柱體結(jié)構(gòu)，即從上往下依次為細、粗、細、粗、細5段間隔分布圓柱體，且將第2段粗圓柱體中間位置設(shè)為I號特征位91，將第3段細圓柱體中間位置設(shè)為2號特征位92，將第4段粗圓柱體中間位置設(shè)為3號特征位93。再見圖2，多自由度液壓伺服機器人100安裝在車體300上構(gòu)成窨井清淤機器人，本實用新型激光掃描窨井定位裝置200安裝在液壓伺服機器人I上。在液壓伺服機器人100對窨井清淤前，首先放置標桿于窨井蓋的中心上，然后由本實用新型定位裝置200獲取窨井位置信息，窨井激光掃描定位方法流程如圖4所示，具體詳述如下第一歩控制驅(qū)動激光測距傳感器直線運動和旋轉(zhuǎn)運動的電機回到零點，激光測距傳感器回到絲杠上部的初始位，通過設(shè)計標桿的結(jié)構(gòu)尺寸，使得激光測距傳感器的初始位距離地面的高度與標桿上I號特征位(91)距離地面的高度平齊，控制激光測距傳感器旋轉(zhuǎn)，進行掃描，得到與所述標桿I號特征位對應(yīng)的粗圓柱體的直徑；第二步控制激光測距傳感器沿絲杠向下移動一段距離，該距離為I號特征位與2號特征位之間的距離，控制激光測距傳感器旋轉(zhuǎn)，進行掃描，得到與所述標桿2號特征位對應(yīng)的細圓柱體的直徑；第三步控制所述激光測距傳感器再沿絲杠下移一段距離，該距離等于標桿上2號特征位與3號特征位之間的距離，激光測距傳感器旋轉(zhuǎn)，進行掃描，得到與所述標桿3號特征位對應(yīng)的粗圓柱體的直徑；第四歩將上述第一、第二和第三步得到的標桿三個特征位掃描獲得的圓柱體直徑數(shù)據(jù)，與清淤機器人的控制系統(tǒng)存儲的標準標桿進行特征尺寸匹配，如果匹配不正確，則重復(fù)從標桿I號特征位進行掃描，如果匹配正確，則進行清淤機器人逆解計算，獲得窨井在機器人坐標系下的位置坐標，以便進行下一步清淤作業(yè)。顯然，本實用新型的上述具體實施方式
僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以容易的做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本實用新型確定的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種清淤機器人激光掃描窨井定位裝置，其特征在干具有基板(I)，基板上設(shè)有滑軌(31)，基板兩端設(shè)有2個支座(2)，上述之座之間架設(shè)有絲杠(8)，絲杠上設(shè)有形成螺旋副的螺母(5)，上述螺母下方設(shè)有用來導(dǎo)向的支撐板(3)，支撐板與基板上的滑軌(31)配合，螺母上方的支撐板上安裝有激光測距傳感器(7)，且上述絲杠一端設(shè)有軸向驅(qū)動電機(4)，螺母上設(shè)有用來驅(qū)動激光測距傳感器轉(zhuǎn)動的周向驅(qū)動電機(6)。
專利摘要本實用新型涉及機器人清淤領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種用于清淤機器人作業(yè)的基于激光測距傳感器的窨井定位裝置。提供一種清淤機器人激光掃描窨井定位裝置，有效提高清淤機器人對窨井定位的精確性和可靠性，為清淤機器人在惡劣戶外環(huán)境下的高效作業(yè)提供了有力的技術(shù)保障。一種清淤機器人激光掃描窨井定位裝置，具有基板，基板上設(shè)有滑軌，基板兩端設(shè)有2個支座，上述之座之間架設(shè)有絲杠，絲杠上設(shè)有形成螺旋副的螺母，上述螺母下方設(shè)有用來導(dǎo)向的支撐板，支撐板與基板上的滑軌配合，螺母上方的支撐板上安裝有激光測距傳感器，且上述絲杠一端設(shè)有軸向驅(qū)動電機，螺母上設(shè)有用來驅(qū)動激光測距傳感器轉(zhuǎn)動的周向驅(qū)動電機。
文檔編號E02F5/28GK202390876SQ201120531318
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者夏永彬, 方世輝, 章小建, 趙江海, 陳丹惠, 駱長俊 申請人:常州先進制造技術(shù)研究所