專利名稱：清淤機器人激光掃描窨井定位裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機器人清淤領域，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：
抓斗式清淤機是為有效清除城市窨井淤積物而生產的機械。目前清淤機種類較多，清淤方式也各不相同。現(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，也能提高工作效率。窨井自動定位是清淤機器人關鍵技術之一?，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。

實用新型內容窨井自動定位是清淤機器人關鍵技術之一，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，基板上設有滑軌，基板兩端設有2個支座，上述之座之間架設有絲杠，絲杠上設有形成螺旋副的螺母，上述螺母下方設有用來導向的支撐板，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，且上述絲杠一端設有軸向驅動電機，螺母上設有用來驅動激光測距傳感器轉動的周向驅動電機。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，結構簡單，定位精度高，能廣泛應用于城市窨井清淤等領域。

圖I為本實用新型裝置結構示意圖。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、軸向驅動電機4和周向驅動電機6、激光測距傳感器7。上述2個支座設在基板兩端，滑軌31安裝在基板上。上述絲杠8和螺母5構成的絲杠螺母螺旋副架設在2個支座2上，縱向驅動電機4安裝在絲杠一端，用來驅動絲杠旋轉，并通過絲杠、螺母螺旋副運動，最終驅動激光測距傳感器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，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段圓柱體結構，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為I號特征位91，將第3段細圓柱體中間位置設為2號特征位92，將第4段粗圓柱體中間位置設為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動激光測距傳感器直線運動和旋轉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，通過設計標桿的結構尺寸，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，進行掃描，得到與所述標桿I號特征位對應的粗圓柱體的直徑；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，進行掃描，得到與所述標桿2號特征位對應的細圓柱體的直徑；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，進行掃描，得到與所述標桿3號特征位對應的粗圓柱體的直徑；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。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎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。
權利要求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)，基板上設有滑軌(31)，基板兩端設有2個支座(2)，上述之座之間架設有絲杠(8)，絲杠上設有形成螺旋副的螺母(5)，上述螺母下方設有用來導向的支撐板(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)，且上述絲杠一端設有軸向驅動電機(4)，螺母上設有用來驅動激光測距傳感器轉動的周向驅動電機(6)。
專利摘要本實用新型涉及機器人清淤領域，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，基板上設有滑軌，基板兩端設有2個支座，上述之座之間架設有絲杠，絲杠上設有形成螺旋副的螺母，上述螺母下方設有用來導向的支撐板，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，且上述絲杠一端設有軸向驅動電機，螺母上設有用來驅動激光測距傳感器轉動的周向驅動電機。
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:常州先進制造技術研究所