CN213423463U - 一种二维机器人测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二维机器人测量装置，包括旋转机构和目标识别机构，所述旋转机构包括驱动器、由驱动器驱动旋转的平台体和用于计算驱动器转动角度的编码器，所述目标识别机构包括均固定在平台体上的主控制器、激光发生器和激光接收器，激光发生器、激光接收器、驱动器和编码器均与主控制器连接，主控制器用于驱动激光发生器发射激光信号、用于接收来自激光接收器接收到的反射激光信号、用于通过驱动器控制平台体旋转和用于读取编码器的数据。本实用新型简化了现有激光旋转扫描装置的结构，同时能够有效实现目标的自动识别。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种具有目标自动识别功能的二维机器人测量装置。
背景技术
目前，小范围定位测量方法主要有三角测量、三边测量和导线测量等几种，主要依托仪器如全站仪、经纬仪、水准仪，辅助设备有棱镜头或铟钢尺等设备来确认测量目标。在这些测量定位方法往往需要多名专业的测量技术人员分别操作设备及测量目标，人力成本高，作业效率低；测站转点误差很难控制，多测站模式下，闭合差不易控制，作业效率低，技术要求高；单一导线不支持多台设备一同参与进行测量，测量模式不支持平行作业。因此，如何减少对专业测量人员的依赖，实现测量自动化，尤其是组网测量自动化，是当前测量行业的一个技术难题。
现有技术中，通常采用旋转式激光装置来实现测点目标的测量，如申请号为2016112008412的专利文献于2018年6月29日公开了一种激光旋转扫描装置，该激光旋转扫描装置包括一字线激光模组、直流无刷马达及驱动器、镜面装置、旋转扫描结构件和角度传感器，且旋转扫描结构件上至少设置有两根凸起。虽然采用该激光旋转扫描装置也可以测量出测点目标的粗略位置，但其角度分辨率低且结构较为复杂，且其本身只能作为激光发射端，而不能作为激光反射端使用，其适用范围较窄。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种二维机器人测量装置，本实用新型简化了现有激光旋转扫描装置的结构，同时能够有效实现目标的自动识别。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种二维机器人测量装置，其特征在于：包括旋转机构和目标识别机构，所述旋转机构包括驱动器、由驱动器驱动旋转的平台体和用于计算驱动器转动角度的编码器，所述目标识别机构包括均固定在平台体上的主控制器、激光发生器和激光接收器，激光发生器、激光接收器、驱动器和编码器均与主控制器连接，主控制器用于驱动激光发生器发射激光信号、用于接收来自激光接收器接收到的反射激光信号、用于通过驱动器控制平台体旋转和用于读取编码器的数据。
所述的二维机器人测量装置还包括固定在旋转机构上的反光组件。
所述反光组件分别竖向固定在平台体的上方和下方。
所述反光组件包括柱体和通过粘胶环绕粘固在柱体上的反光片，所述反光组件通过柱体分别固定在平台体的上方和下方。
所述反光片上设置有唯一识别码。
所述激光发生器和激光接收器均横向固定在平台体的上方。
所述的主控制器还连接有供电稳压模块和无线通信模块。
所述旋转机构还包括支架，支架的上部设置有限位柱，平台体通过限位柱安装在支架上。
采用本实用新型的优点在于：
1、本实用新型主要由旋转机构和目标识别机构构成，采用该结构的二维机器人测量装置具有结构简单、便于移动安装的优点。且整套测量装置尺寸小、成本低、效率高、稳定可靠，应用场景广，既可用于长期位移测量需求，又可以用于短期项目的位移测量需求。
2、本实用新型还包括固定在旋转机构上的反光组件，也就是说，本实用新型将反光组件集成到了二维机器人测量装置上，使得二维机器人测量装置既能够作为激光发射端使用，也能够同时作为激光反射端使用，即使得二维机器人测量装置成为了集测站测点一体的装置，既能够作为测站使用，又能够作为测点使用，其大幅提高了装置的使用范围，尤其适合用于快速自动组建精密导线网。
3、本实用新型将反光组件分别竖向固定在平台体的上方和下方，有利于激光的有效反射。
4、本实用新型中的反光组件包括柱体和通过粘胶环绕粘固在柱体上的反光片，采用该结构的反光组件，即使在旋转状态下，也能够对激光进行有效的反射。
5、本实用新型在反光片上设置有唯一识别码，通过唯一识别码有利于快速识别该二维机器人测量装置所在位置，进而有利于简化测量的过程，以及有利于提高测量的效率和精度。
6、本实用新型将激光发生器和激光接收器均横向固定在平台体的上方，该结构有利于激光的发射与反射接收。
7、本实用新型通过主控制器还连接有供电稳压模块和无线通信模块，其中，供电稳压模块具有稳定高精度的电压输出以及足够的负载能力，有利于为整个测量装置提供稳定的电源，通过无线通信模块能够实现远端通信以及测量数据的上传，以便于进行终端显示以及大数据分析。
8、本实用新型通过支架支撑平台体，保证了整个测量装置的稳固性。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例1的工作原理图；
图3为实施例1使用时的结构示意图；
图4为实施例2的结构示意图；
图5为实施例2中反光组件的结构示意图；
图6为实施例2使用时的结构示意图；
图中标记为：1、旋转机构，2、主控制器，3、激光发生器，4、激光接收器，5、供电稳压模块，6、无线通信模块，7、限位柱，8、反光组件，9、柱体，10、反光片，11、支架。
具体实施方式
本实施例公开了一种二维机器人测量装置，如图1所示，包括旋转机构1、目标识别机构、供电稳压模块5和无线通信模块6，所述旋转机构1包括驱动器、由驱动器驱动旋转的平台体和用于计算驱动器转动角度的编码器，所述目标识别机构包括均固定在平台体上的主控制器2、激光发生器3和激光接收器4，激光发生器3、激光接收器4、驱动器、编码器、供电稳压模块5和无线通信模块6 均与主控制器2连接，主控制器2用于驱动激光发生器3发射激光信号、用于接收来自激光接收器4接收到的反射激光信号、用于通过驱动器控制平台体旋转和用于读取编码器的数据，主控制器2根据接收到的反射激光信号和编码器的数据识别出目标位置。其中，如图2所示，各组成的作用如下：
旋转机构1：能够快速响应来自主控制器2的指令，能够将细分的角度标记反馈给主控制器2。当主控制器2高频采集到激光接收器4反馈的高频信号时，主控制器2发送指令后，编码器能够将当前细分的刻度值准确反馈给主控制器2。
主控制器2：是整个测量装置的核心部件，主要用于驱动激光发生器3发射激光信号、用于接收来自激光接收器4的反射激光信号、用于通过驱动器控制平台体旋转和用于读取编码器的数据、用于根据接收到的反射激光信号和编码器的数据识别出目标位置。同时，还能够与无线通信模块6通信，将测试数据无线上传到远端。
激光发生器3：由主控制器2驱动控制，为点或线状激光，具有精度高、扩散小、照射距离远、准直等特点。
激光接收器4：用于接收激光发生器3投射的反射激光信号，其接收电路能够将接收管光信号转化为对应的电压信号提供给主控制器2。
供电稳压模块5：主要为主控制器2、激光发生器3以及无线通信模块6提供稳定的电压输出，该供电稳压模块5可通过外部直流变压，也可通过锂电池储能转换为主控制器2、激光发生器3以及无线通信模块6需求的VCC供电电压，该供电稳压模块5具有稳定高精度的电压输出以及足够的负载能力。
无线通信模块6：用于实现远端通信、测量数据上传及无线组网，以便于进行终端的显示以及大数据分析。
本实施例中，所述旋转机构1还包括支架11，支架11优选为三角形架，支架11的上部设置有限位柱7，平台体通过限位柱7安装在支架11上。使用时，平台体由驱动器驱动在支架11上转动，从而带动平台体上的激光发生器3和激光接收器4发射激光信号以及接收反射激光信号。
本实施例在实际使用时通常作为测站使用，一般是多套本实施例二维机器人测量装置依托三点定位法、依托角度交会法等方法识别出目标位置，其发射的激光经测点反射，如图3所示，具体工作原理如下：
1、由主控制器2驱动控制激光发生器3发射连续激光信号或脉冲激光信号。
2、由主控制器2高频采集来自激光接收器4的反射激光信号，详细记录激光接收器4的电信号和主控制器2的系统时间信息。
3、主控制器2控制旋转机构1进行低匀速旋转，依托高频采集编码器数据，详细记录编码器信息和主控制器2的系统时间信息；当激光扫描到测点的情况下，激光接收器4的信号呈现有规律的变化特征，可解析出这个测点的反光片10中心线。
4、平台体旋转一周，根据基准测点的光斑中心值应为360°，据此可进行平差；旋转多周可进行数据均值化处理，最终获得各个测点在该测站下的精确角度值。
实施例2
本实施例公开了一种二维机器人测量装置，包括旋转机构1、目标识别机构、供电稳压模块5和无线通信模块6，所述旋转机构1包括驱动器、由驱动器驱动旋转的平台体和用于计算驱动器转动角度的编码器，所述目标识别机构包括均固定在平台体上的主控制器2、激光发生器3和激光接收器4，激光发生器3、激光接收器4、驱动器、编码器、供电稳压模块5和无线通信模块6均与主控制器 2连接，主控制器2用于驱动激光发生器3发射激光信号、用于接收来自激光接收器4接收到的反射激光信号、用于通过驱动器控制平台体旋转和用于读取编码器的数据，主控制器2根据接收到的反射激光信号和编码器的数据识别出目标位置。
本实施例中，如图4、5所示，二维机器人测量装置还包括固定在旋转机构1 上的反光组件8，且优选反光组件8分别竖向固定在平台体的上方和下方。具体的，反光组件8包括柱体9和通过粘胶环绕粘固在柱体9上的反光片10，反光组件8通过柱体9分别固定在平台体的上方和下方。其中，位于平台体下方的反光组件8的连接结构为：可采用螺栓或粘胶等将柱体9与平台体的下表面固定连接。位于平台体上方的反光组件8的连接结构为：可采用螺栓或粘胶等将柱体9 与主控制器2的上部固定连接。
进一步的，所述反光片10上设置有唯一识别码，该唯一识别码为设置在反光片10上的条形码或电子标签，相当于身份编号，能够被主控制器2识别，从而在测量时能够精准地得出反光片10所处位置。
本实施例在实际使用时，既可作为测站使用，也可作为测点使用，通常是多套本实施例二维机器人测量装置相互配合使用，具体如图6所示。且当作为测站使用时，其工作原理与实施例1相同，当作为测点使用时，其用于反射来自测站的激光信号。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。
Claims (8)
1.一种二维机器人测量装置，其特征在于：包括旋转机构(1)和目标识别机构，所述旋转机构(1)包括驱动器、由驱动器驱动旋转的平台体和用于计算驱动器转动角度的编码器，所述目标识别机构包括均固定在平台体上的主控制器(2)、激光发生器(3)和激光接收器(4)，激光发生器(3)、激光接收器(4)、驱动器和编码器均与主控制器(2)连接，主控制器(2)用于驱动激光发生器(3)发射激光信号、用于接收来自激光接收器(4)接收到的反射激光信号、用于通过驱动器控制平台体旋转和用于读取编码器的数据。
2.根据权利要求1所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：还包括固定在旋转机构(1)上的反光组件(8)。
3.根据权利要求2所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：所述反光组件(8)分别竖向固定在平台体的上方和下方。
4.根据权利要求2或3所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：所述反光组件(8)包括柱体(9)和通过粘胶环绕粘固在柱体(9)上的反光片(10)，所述反光组件(8)通过柱体(9)分别固定在平台体的上方和下方。
5.根据权利要求4所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：所述反光片(10)上设置有唯一识别码。
6.根据权利要求1所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：所述激光发生器(3)和激光接收器(4)均横向固定在平台体的上方。
7.根据权利要求1所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：所述的主控制器(2)还连接有供电稳压模块(5)和无线通信模块(6)。
8.根据权利要求1所述的一种二维机器人测量装置，其特征在于：所述旋转机构(1)还包括支架(11)，支架(11)的上部设置有限位柱(7)，平台体通过限位柱(7)安装在支架(11)上。
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| CN202021733924.XU CN213423463U (zh) | 2020-08-19 | 2020-08-19 | 一种二维机器人测量装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113670885A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-19 | 北京理工大学 | 基于沙氏成像的荧光气溶胶浓度检测装置及方法 |
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2020
- 2020-08-19 CN CN202021733924.XU patent/CN213423463U/zh active Active
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