本发明专利技术公开了一种工程机械作业点位的动态指示装置，包括支座，所述支座上设置有底板，底板底面与支座连接，底板顶面上设置有平面旋转机构，平面旋转机构上设置有竖向旋转机构，平面旋转机构顶部设置有天线，底板顶面上还设置有电子元件机构，竖向旋转机构上设置有发射器，同时还公开了动态指示装置的操作方法。本发明专利技术通过在工程机械的左右两侧各安装一套装置，分别向作业点位发射一束铅垂激光面，在工程机械运动过程中，左右两套装置动态保持铅垂激光面一直指向作业点位，两个铅垂激光面在起伏的大地表面照射出两条激光线，两条激光线的交叉点，为工程机械动态指示出作业点位，大大节省了人力，有效的提高了工作效率以及工作精度。度。度。
【技术实现步骤摘要】
一种工程机械作业点位的动态指示装置及其操作方法
[0001]本专利技术涉及一种工程机械作业点位的动态指示装置及其操作方法，属于工程施工
技术介绍
[0002]工程机械的作业过程中，需要利用测量定位仪器或激光垂准仪(如图4所示)进行测量工作，并在地面上进行标记作业点，作业点标记的十分密集，且需要2
‑
3人配合完成测量，又很难避免被工程机械的履带或车轮碾压而消失，因而经常需要重新测量放线，造成了人力和工期的浪费；
[0003]在园林施工中，设计图纸上能够给出的作业点位只有二维坐标，第三维的高程值，因为地形的起伏而不能确定，在起伏不定的地面上，为行进中的挖掘机动态地指示出一个只有二维坐标而不确定其高程的点位；同时，挖掘机在起伏的地形上行走，自身姿态不断变化；在这种状态下，为操作手动态地指示出地面上的一个二维坐标，基本上是无法实现的。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，提供一种工程机械作业点位的动态指示装置，还提供一种工程机械作业点位的动态指示装置的操作方法，本专利技术通过在工程机械的左右两侧各安装一套动态指示装置，分别向作业点位发射一束铅垂激光面，在工程机械运动过程中，左右两套装置动态保持铅垂激光面一直指向作业点位，两个铅垂激光面在起伏的大地表面照射出两条激光线，两条激光线的交叉点，为工程机械动态指示出作业点位，大大节省了人力，有效的提高了工作效率以及工作精度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种工程机械作业点位的动态指示装置，包括支座，所述支座上设置有底板，底板底面与支座连接，底板顶面上设置有平面旋转机构，平面旋转机构上设置有竖向旋转机构，平面旋转机构顶部设置有天线，底板顶面上还设置有电子元件机构，竖向旋转机构上设置有发射器，电子元件机构与平面旋转机构连接，电子元件机构与竖向旋转机构连接，电子元件机构与发射器连接。
[0006]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，所述平面旋转机构包括平面旋转电机、平面旋转支架和电机控制模块A，平面旋转电机一端面与底板顶面连接，平面旋转电机另一端面与平面旋转支架连接，平面旋转支架与竖向旋转机构连接，平面旋转电机与电机控制模块A连接，电机控制模块A与电子元件机构连接。
[0007]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，所述竖向旋转机构包括竖向旋转电机、竖向旋转支架和电机控制模块B，竖向旋转电机一端面与平面旋转支架连接，竖向旋转电机另一端面与竖向旋转支架一端连接，发射器与竖向旋转支架另一端连接，竖向旋转电机与电机控制模块B连接，电机控制模块B与电子元件机构连接。
[0008]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，所述电子元件机构包括位置传感器、姿态传感器和控制模块，控制模块与发射器连接，控制模块与天线连接，控制模块与电
机控制模块A连接，控制模块与电机控制模块B连接，控制模块与位置传感器连接，控制模块与姿态传感器连接。
[0009]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，所述支座为减震支座。
[0010]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，所述发射器为线性激光发射器。
[0011]一种工程机械作业点位的动态指示装置的操作方法，包括以下步骤：
[0012]S1，在工程机械的左右两侧各安装一套所述的动态指示装置，动态指示装置通过支座安装于工程机械上；
[0013]S2，通过位置传感器取得自身的位置坐标和高程，获得旋转角度；
[0014]S3，通过姿态传感器取得自身的俯仰角，获得俯仰角数据；
[0015]S4，通过控制模块对位置坐标、旋转角度和俯仰角数据的计算，获得发射器激光面指向作业点位所需的平面旋转角度、保持激光面铅垂度所需的竖向旋转角度；
[0016]S5，控制模块按照平面旋转角度和竖向旋转角度，分别控制电机控制模块A和电机控制模块B，使平面旋转电机和竖向旋转电机进行旋转，使发射器发射的激光面保持铅垂度并指向作业点位，两套所述的动态指示装置上的发射器激光面在大地表面照射出两条激光指示线，两条激光指示线的交叉点，就是目标作业点的位置；
[0017]S6，以5～10Hz的频率重复进行步骤S1、S2、S3、S4、S5的操作步骤，动态保持铅垂激光面指向作业点位。
[0018]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置的操作方法，两套所述动态指示装置配合使用，每一套动态指示装置都能够感知自身的精确位置，在两套动态指示装置的控制模块的控制下使两套动态指示装置的天线，自然地形成了双天线定向定位系统，在测定两个装置精确位置的前提下，同时得到了精确的方位角和滚转角。
[0019]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置的操作方法，位置传感器以10Hz频率取得装置的经纬度、高程，在控制模块达到固定解的状态下，该数据a的误差小于2cm，满足室外工程施工计算所需的精度要求。
[0020]前述的一种工程机械作业点位的动态指示装置的操作方法，两侧的动态指示装置的平面坐标、高程，组成两个三维空间点，这两点间构成一个向量，该向量与工程机械的本体是相对固定的，随工程机械同步运动，在作业起始设定时保存该向量的初始值V0，通过对运动中的向量V1与初始向量V0进行比较，即可解算出动态指示装置当前的方位角和滚转角；姿态传感器取得动态指示装置的俯仰角数据b；通过方位角、滚转角、俯仰角的变化数解算出动态指示装置坐标系的转换矩阵；使用该转换矩阵，构建出通过目标点的铅垂向量V
p
，并求得该铅垂向量V
p
与动态指示装置XY平面的交点坐标P
t
，进一步解算出过P
t
点的向量在动态指示装置坐标系XY平面内的旋转角度a1，及铅垂向量V
p
与动态指示装置坐标系垂面的夹角a2；控制模块分别向电机控制模块A和电机控制模块B发出转动指令，使动态指示装置的平面旋转电机转到a1角度，竖向旋转电机转到a2角度，此时动态指示装置的铅垂激光面必经过目标点。
[0021]与现有技术相比，本专利技术通过在工程机械的左右两侧各安装一套动态指示装置，分别向作业点位发射一束铅垂激光面，在工程机械运动过程中，左右两套装置动态保持铅垂激光面一直指向作业点位，两个铅垂激光面在起伏的大地表面照射出两条激光线，两条激光线的交叉点，为工程机械动态指示出作业点位，大大节省了人力，有效的提高了工作效
率以及工作精度；交叉点无需提前测量标记在地面上，避免了被工程机械的履带或车轮碾压而消失，减少了重复测量的现象。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术中控制模块与天线、电机控制模块A、电机控制模块B、位置传感器、姿态传感器之间的控制关系示意图；
[0024]图3是两套本专利技术工作状态示意图；
[0025]图4是由放线员操作测量定位仪器。
[0026]附图标记：1
‑
支座，2
‑
底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工程机械作业点位的动态指示装置，包括支座(1)，其特征在于，所述支座(1)上设置有底板(2)，底板(2)底面与支座(1)连接，底板(2)顶面上设置有平面旋转机构(3)，平面旋转机构(3)上设置有竖向旋转机构(4)，平面旋转机构(3)顶部设置有天线(5)，底板(2)顶面上还设置有电子元件机构(6)，竖向旋转机构(4)上设置有发射器(7)，电子元件机构(6)与平面旋转机构(3)连接，电子元件机构(6)与竖向旋转机构(4)连接，电子元件机构(6)与发射器(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，其特征在于，所述平面旋转机构(3)包括平面旋转电机(8)、平面旋转支架(9)和电机控制模块A(10)，平面旋转电机(8)一端面与底板(2)顶面连接，平面旋转电机(8)另一端面与平面旋转支架(9)连接，平面旋转支架(9)与竖向旋转机构(4)连接，平面旋转电机(8)与电机控制模块A(10)连接。3.根据权利要求2所述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，其特征在于，所述竖向旋转机构(4)包括竖向旋转电机(11)、竖向旋转支架(12)和电机控制模块B(13)，竖向旋转电机(11)一端面与平面旋转支架(9)连接，竖向旋转电机(11)另一端面与竖向旋转支架(12)一端连接，发射器(7)与竖向旋转支架(12)另一端连接，竖向旋转电机(11)与电机控制模块B(13)连接。4.根据权利要求3所述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，其特征在于，所述电子元件机构(6)包括位置传感器(14)、姿态传感器(15)和控制模块(16)，控制模块(16)与发射器(7)连接，控制模块(16)与天线(5)连接，控制模块(16)与电机控制模块A(10)连接，控制模块(16)与电机控制模块B(13)连接，控制模块(16)与位置传感器(14)连接，控制模块(16)与姿态传感器(15)连接。5.根据权利要求1所述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，其特征在于，所述支座(1)为减震支座。6.根据权利要求1所述的一种工程机械作业点位的动态指示装置，其特征在于，所述发射器(7)为线性激光发射器。7.根据权利要求1
‑
6所述的一种工程机械作业点位的动态指示装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在工程机械的左右两侧各安装一套所述的动态指示装置，动态指示装置通过支座(1)安装于工程机械上；S2，通过位置传感器(14)取得自身的位置坐标和高程，获得旋转角度；S3，通过姿态传感器(15)取得自身的俯仰角，获得俯仰角数据；S4，通过控制模块(16)对位置坐标、...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟继涛，张大敏，曹珊珊，韩雪，姜海龙，刘畅，
申请(专利权)人：北京北林地景园林规划设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。