[发明专利]高空作业设备导航定位装置、定位方法及其高空作业设备

权利要求书

1.高空作业设备导航定位装置，其特征在于，包括：

设置定位光束发生器在工作平台上用于向360°任意范围内目标点发射可见光；

设置三轴位置传感器用于检测定位光束发生器在X、Y、Z三个方向角度信息；

设置求解器用于获取定位光束发生器在X、Y、Z三个方向角度信息以及高空作业设备上各关节位置信息，然后求解各关节运动方向、运动幅度、速度和方向偏差数据，并将控制关节运动的数据发送给高空作业设备的主机控制系统；

所述主机控制系统按求解器给出的控制参数控制各关节将工作平台按照光束方向移动至目标点，移动过程中通过操作机构进行控制。

2.根据权利要求1所述高空作业设备导航定位装置，其特征在于，所述定位光束发生器、三轴位置传感器、求解器和操作机构集成在操作盒上。

3.根据权利要求2所述高空作业设备导航定位装置，其特征在于，所述定位光束发生器通过支撑装置设置在操作盒上，所述三轴位置传感器用于检测支撑装置在X、Y、Z三个方向角度信息。

4.根据权利要求3所述高空作业设备导航定位装置，其特征在于，所述支撑装置为球形云台或三维云台。

5.根据权利要求2所述高空作业设备导航定位装置，其特征在于，所述操作盒上还设有急停开关。

6.根据权利要求2所述高空作业设备导航定位装置，其特征在于，所述操作盒可拆卸地设置在工作平台上，并与主机控制系统通讯连接。

7.一种高空作业设备，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述高空作业设备导航定位装置。

8.一种高空作业设备导航定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.使用作业平台上的定位光束发生器向目标点发射可见光，并通过三轴位置传感器获取X、Y、Z三个方向角度信息，得到目标点方位数据；

S2.获取高空作业设备上各关节位置信息；

S3.求解器根据目标点方位数据和各关节位置信息求解各关节运动方向、运动幅度、速度和方向偏差数据，并将控制关节运动的数据发送给主机控制系统；

S4.主机控制系统按求解器给出的控制参数控制各关节将工作平台移动到目标点，过程中通过操作机构进行控制。

9.根据权利要求8所述高空作业设备导航定位方法，其特征在于，步骤S3中所述各关节运动方向、运动幅度、速度和方向偏差数据求解过程如下：

其中，

转台偏移量，正表示右回转，负表示左回转；α₀：表示转台初始角度；

塔臂偏移量，正表示塔臂上升，负表示塔臂下降；β₀：表示塔臂初始角度；

主臂偏移量，正表示主臂上升，负表示主臂下降；γ₀：表示主臂初始角度；

飞臂偏移量，正表示飞臂上升，负表示飞臂下降；δ₀：表示飞臂初始角度；

主臂伸缩偏移量，正表示主臂伸出，负表示主臂缩回；δ₀：表示主臂初始长度；

θ_x,θ_y,θ_z:工作平台与目标点之间的空间方向坐标；

还包括工作平台与目标点之间空间方向的偏差修正，具体如下；

其中，α,β,γ,δ,L分别由转台角度传感器、塔臂角度传感器、主臂角度传感器、飞臂角度传感器和主臂长度传感器实时检测，θ_x0,θ_y0,θ_z0由三轴位置传感器在用目标定位装置捕获目标点时确定。

10.根据权利要求8所述高空作业设备导航定位方法，其特征在于，步骤S3中所述各关节运动方向、运动幅度、速度和方向偏差数据求解过程如下：

其中，

转台偏移量，正表示右回转，负表示左回转；α₀：表示转台初始角度；

主臂偏移量，正表示主臂上升，负表示主臂下降；γ₀：表示主臂初始角度；

飞臂偏移量，正表示飞臂上升，负表示飞臂下降；δ₀：表示飞臂初始角度；

主臂伸缩偏移量，正表示主臂伸出，负表示主臂缩回；δ₀：表示主臂初始长度；

θ_x,θ_y,θ_z:工作平台与目标点之间的空间方向坐标；

还包括工作平台与目标点之间空间方向的偏差修正，具体如下；

其中，α、γ、δ、L分别由转台角度传感器、主臂角度传感器、飞臂角度传感器和主臂长度传感器实时检测，θ_x0,θ_y0,θ_z0由三轴位置传感器在用目标定位装置捕获目标点时确定。