测量装置、工程机械、测量方法和控制器制造方法及图纸

本公开涉及工程机械技术领域，特别涉及一种测量装置、工程机械、测量方法和控制器。其中，测量装置包括：激光发射系统，用于设置于机械臂的根部，并包括激光发射器和第一调节机构，激光发射器设置于第一调节机构上，第一调节机构调节激光发射器的俯仰角度和水平转动角度；和靶标系统，用于设置于机械臂的末端，并包括靶标和第二调节机构，靶标设置于第二调节机构上，并具有通孔，激光发射器所发射的激光从通孔穿过，第二调节机构控制靶标升降，以调节通孔中心距机械臂的高度。基于此，可同时测量机械臂在竖直方向和水平方向上的运动误差。量机械臂在竖直方向和水平方向上的运动误差。量机械臂在竖直方向和水平方向上的运动误差。

【技术实现步骤摘要】
测量装置、工程机械、测量方法和控制器


[0001]本公开涉及工程机械
，特别涉及一种测量装置、工程机械、测量方法和控制器。

技术介绍

[0002]作为起重机、凿岩台车和多功能钻机等工程机械的重要组成部分，机械臂的定位精度，直接影响工程机械的作业质量和作业效率。
[0003]然而，在实际工作时，机械臂会因重力作用而在竖直方向上产生挠度误差，同时在水平摆动过程中，也会因加工误差和装配间隙等原因而在水平方向上产生摆动误差，这种竖直方向和水平方向上的运动误差，会影响机械臂的定位精度，降低作业质量和作业效率。
[0004]因此，有必要对机械臂在竖直方向和水平方向上的运动误差进行测量，以便通过对运动误差进行补偿等方式，来改善机械臂的定位精度，提升作业质量，提高作业效率。
[0005]可见，对机械臂在竖直方向和水平方向上的运动误差进行测量，具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本公开旨在提供一种测量装置、工程机械、测量方法和控制器，以对机械臂在竖直方向和水平方向上的运动误差进行测量。
[0007]为了实现上述目的，本公开所提供的测量装置，包括：
[0008]激光发射系统，用于设置于机械臂的根部，并包括激光发射器和第一调节机构，激光发射器设置于第一调节机构上，第一调节机构调节激光发射器的俯仰角度和水平转动角度；和
[0009]靶标系统，用于设置于机械臂的末端，并包括靶标和第二调节机构，靶标设置于第二调节机构上，并具有通孔，激光发射器所发射的激光从通孔穿过，第二调节机构控制靶标升降，以调节通孔中心距机械臂的高度。
[0010]在一些实施例中，第一调节机构包括偏转机构和俯仰机构，偏转机构可偏转地设置于机械臂的根部，俯仰机构可俯仰地设置于偏转机构上，激光发射器设置于俯仰机构上，使得偏转机构调节激光发射器的水平转动角度，俯仰机构调节激光发射器的俯仰角度。
[0011]在一些实施例中，激光发射器设置于俯仰机构的沿转动轴线方向的中部。
[0012]在一些实施例中，第二调节机构包括第一杆和第二杆，第一杆通过第二杆与靶标连接，且第二杆可相对于第一杆伸缩，以控制靶标升降。
[0013]在一些实施例中，第二杆与第一杆螺纹连接。
[0014]在一些实施例中，第二杆上设有刻度，以标示通孔中心距机械臂的高度。
[0015]在一些实施例中，第二调节机构还调节靶标在横向上的位置，横向垂直于第二杆的伸缩方向以及机械臂的长度方向。
[0016]在一些实施例中，第二调节机构包括横杆，横杆沿着横向延伸，第二调节机构的第一杆沿着横杆可移动地连接于横杆，以调节靶标在横向上的位置。
[0017]在一些实施例中，第一杆包括竖段和横段，竖段与横段连接呈T字型，竖段与第二杆套接，横段与横杆套接。
[0018]在一些实施例中，激光发射系统包括角度测量装置，角度测量装置检测激光发射器的水平转动角度和俯仰角度。
[0019]在一些实施例中，角度测量装置包括第一角度传感器和第二角度传感器，第一角度传感器检测激光发射器的俯仰角度，第二角度传感器检测激光发射器的水平转动角度。
[0020]在一些实施例中，第一角度传感器设置于第一调节机构的俯仰机构上，第二角度传感器设置于第一调节机构的偏转机构上。
[0021]本公开所提供的工程机械，包括机械臂，并且还包括本公开任一实施例的测量装置，测量装置设置于机械臂上，并测量机械臂在竖直方向和水平方向的运动误差。
[0022]本公开所提供的测量方法，包括：
[0023]利用第一调节机构调节激光发射器，并利用第二调节机构调节靶标，使激光发射器所发出的激光穿过靶标的通孔；
[0024]确定通孔的中心距机械臂的高度h、激光发射器距机械臂的高度H、激光发射器的俯仰角度ω和水平转动角度θ；
[0025]基于通孔的中心距机械臂的高度h、激光发射器距机械臂的高度H和激光发射器的俯仰角度ω，确定机械臂在竖直方向上的运动误差ds，并基于激光发射器的水平转动角度θ，确定机械臂在水平方向上的运动误差dp。
[0026]在一些实施例中，在基于通孔的中心距机械臂的高度h、激光发射器距机械臂的高度H和激光发射器的俯仰角度ω，确定机械臂在竖直方向上的运动误差ds时，采用如下公式确定机械臂在竖直方向上的运动误差ds：
[0027]ds＝2*Lc*sin[(ω
x
‑
ω)/2]/sinω
x
[0028]其中，Lc为机械臂的实际长度，Lc在机械臂未伸出时为L，并在机械臂伸出长度ΔL时为L+ΔL；ω
x
＝arctant[Lc/(H
‑
h)]。
[0029]在一些实施例中，基于通孔的中心距机械臂的高度h、激光发射器距机械臂的高度H和激光发射器的俯仰角度ω，确定机械臂在竖直方向上的运动误差ds包括：
[0030]基于通孔的中心距机械臂的竖向高度h、激光发射器距机械臂的高度H、激光发射器在机械臂处于未伸出状态时的俯仰角度ω0，确定机械臂处于未伸出状态时在竖直方向上的运动误差ds0；和/或，
[0031]基于通孔的中心距机械臂的竖向高度h、激光发射器距机械臂的高度H、激光发射器在机械臂处于伸出状态时的俯仰角度ω
i
，确定机械臂处于伸出状态时在竖直方向上的运动误差ds
i
。
[0032]在一些实施例中，基于激光发射器的水平转动角度θ，确定机械臂在水平方向上的运动误差dp包括：
[0033]基于激光发射器在机械臂处于未伸出状态时的水平转动角度θ0，确定机械臂处于未伸出状态时在水平方向上的运动误差dp0；和/或，
[0034]基于激光发射器在机械臂处于伸出状态时的水平转动角度θ
i
，确定机械臂处于伸出状态时在水平方向上的运动误差dp
i
。
[0035]在一些实施例中，在基于激光发射器在机械臂处于未伸出状态时的水平转动角度
θ0，确定机械臂处于未伸出状态时在水平方向上的运动误差dp0时，采用如下公式确定机械臂处于未伸出状态时在水平方向上的运动误差dp0：
[0036]dp0＝L*sinθ0[0037]其中，L为机械臂处于未伸出状态时的长度。
[0038]在一些实施例中，在激光发射器在机械臂处于伸出状态时的水平转动角度θ
i
，确定机械臂处于伸出状态时在水平方向上的运动误差dp
i
时，采用如下公式确定机械臂处于伸出状态时在水平方向上的运动误差dp
i
：
[0039]dp
i
＝2*(L+ΔL)*sin[(θ
i
‑
η)/2]*cos[(θ
i
+η)/2][0040]其中，L为机械臂处于未伸出状态时的长度，ΔL为机械臂的伸出长度，η为机械臂的水平转动角度。
[0041]本公开所提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量装置(10)，其特征在于，包括：激光发射系统(1)，用于设置于机械臂(20)的根部(30)，并包括激光发射器(11)和第一调节机构(12)，所述激光发射器(11)设置于所述第一调节机构(12)上，所述第一调节机构(12)调节所述激光发射器(11)的俯仰角度和水平转动角度；和靶标系统(2)，用于设置于所述机械臂(20)的末端(40)，并包括靶标(21)和第二调节机构(22)，所述靶标(21)设置于所述第二调节机构(22)上，并具有通孔(29)，所述激光发射器(11)所发射的激光从所述通孔(29)穿过，所述第二调节机构(22)控制所述靶标(21)升降，以调节所述通孔(29)中心距所述机械臂(20)的高度。2.根据权利要求1所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第一调节机构(12)包括偏转机构(14)和俯仰机构(13)，所述偏转机构(14)可偏转地设置于所述机械臂(20)的根部(30)，所述俯仰机构(13)可俯仰地设置于所述偏转机构(14)上，所述激光发射器(11)设置于所述俯仰机构(13)上，使得所述偏转机构(14)调节所述激光发射器(11)的水平转动角度，所述俯仰机构(13)调节所述激光发射器(11)的俯仰角度。3.根据权利要求2所述的测量装置(10)，其特征在于，所述激光发射器(11)设置于所述俯仰机构(13)的沿转动轴线方向的中部。4.根据权利要求1所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第二调节机构(22)包括第一杆(23)和第二杆(24)，所述第一杆(23)通过所述第二杆(24)与所述靶标(21)连接，且所述第二杆(24)可相对于所述第一杆(23)伸缩，以控制所述靶标(21)升降。5.根据权利要求4所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第二杆(24)与所述第一杆(23)螺纹连接。6.根据权利要求4所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第二杆(24)上设有刻度，以标示所述通孔(29)中心距所述机械臂(20)的高度。7.根据权利要求1
‑
6任一所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第二调节机构(22)还调节所述靶标(21)在横向上的位置，所述横向垂直于所述第二杆(24)的伸缩方向以及所述机械臂(20)的长度方向。8.根据权利要求7所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第二调节机构(22)包括横杆(27)，所述横杆(27)沿着横向延伸，所述第二调节机构(22)的第一杆(23)沿着所述横杆(27)可移动地连接于所述横杆(27)，以调节所述靶标(21)在横向上的位置。9.根据权利要求8所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第一杆(23)包括竖段(25)和横段(26)，所述竖段(25)与所述横段(26)连接呈T字型，所述竖段(25)与所述第二杆(24)套接，所述横段(26)与所述横杆(27)套接。10.根据权利要求1
‑
6任一所述的测量装置(10)，其特征在于，所述激光发射系统(1)包括角度测量装置(15)，所述角度测量装置(15)(10)检测所述激光发射器(11)的水平转动角度和俯仰角度。11.根据权利要求10所述的测量装置(10)，其特征在于，所述角度测量装置(15)包括第一角度传感器(16)和第二角度传感器(17)，所述第一角度传感器(16)检测所述激光发射器(11)的俯仰角度，所述第二角度传感器(17)检测所述激光发射器(11)的水平转动角度。12.根据权利要求11所述的测量装置(10)，其特征在于，所述第一角度传感器(16)设置于所述第一调节机构(12)的俯仰机构(13)上，所述第二角度传感器(17)设置于所述第一调
节机构(12)的偏转机构(14)上。13.一种工程机械(100)，包括机械臂(20)，其特征在于，还包括如权利要求1
‑
12任一所述的测量装置(10)，所述测量装置(10)设置于所述机械臂(20)上，并测量所述机械臂(20)在竖直方向和水平方向的运动误差。14.一种基于如权利要求1
‑
12任一所述的测量装置(10)的测量方法，其特征在于，包括：利用所述第一调节机构(12)调节所述激光发射器(11)，并利用所述第二调节机构(22)调节所述靶标(21)，使所述激光发射器(11)所发出的激光穿过所述靶标(21)的通孔(29)；确定所述通孔(29)的中心距所述机械臂(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，侯志强，黄建华，周忠尚，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：