[发明专利]一种空间点相对坐标检测装置及应用方法

说明书

本发明公开了一种空间点相对坐标检测装置，包括装配盒、固定于装配盒内部的拉线式传感器和设置于装配盒上方的中心轴；中心轴沿轴向的两端分别固定有与中心轴固定配合的上锥齿轮和与中心轴沿周向自由配合的下锥齿轮；中心轴的两侧分别设置有一个能够以其轴线为转轴自由转动的侧锥齿轮，所述侧锥齿轮上分别设置有角度传感器；中心轴中心具有一牵引孔，装配盒上具有与牵引孔同心的拉线孔，拉线式传感器的拉线绳自由穿过拉线孔和牵引孔，拉线绳偏离装配盒表面的法向时，牵引孔的轴向与拉线绳的长度方向重合，拉线式传感器能够记录拉线绳伸出的长度。本发明能够便捷的确定拉线绳自由端偏转方向和长度，为平面相对关系的确定提供了良好的解决方案。

技术领域

本发明涉及空间平面位姿检测装置技术领域，尤其涉及一种空间点相对坐标检测装置及液压支架直线度检测方法。

背景技术

刚体在空间内自由运动时具有6个自由度，即三个平面运动自由度和3个旋转运动自由度。在一些机械装置中能够出现运动部件相对于机架的六自由度运动，例如列车相邻的两节车厢之间的相对运动、并联机器人等，实现空间内两相对运动物体的六自由度运动检测即相对位姿检测，是实现运动控制的关键。特别在煤矿综采工作面液压之间的相对位姿检测领域。综采工作面上通常将多个液压支架并排设置对巷道顶部进行支护，在生产过程中液压支架需要随着综采工作面不断前移，在液压支架分别移动后会导致其相对位置出现偏差，且相邻两支架间即可能存在六自由度的相对运动。为了保证采煤机和刮板运输机的正常工作，液压支架在推进后相对位置和姿态偏转情况不能太大，因此需要提供一种便捷的确定相邻液压支架之间的位置和姿态关系的检测装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够检测空间内任意点坐标的检测装置，以及通过该装置的组合布置，测量并计算出两个平面之间六个自由度的位置、姿态关系的应用方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种空间点相对坐标检测装置，包括装配盒、固定于装配盒内部的拉线式传感器和设置于装配盒上方的中心轴；

沿装配盒表面的法向看，所述中心轴沿轴向的两端分别固定有与中心轴固定配合的上锥齿轮和与中心轴沿周向自由配合的下锥齿轮；沿中心轴径向的两侧分别设置有一个与上锥齿轮和下锥齿轮啮合的侧锥齿轮，所述侧锥齿轮上分别设置有角度传感器；侧锥齿轮能够以其轴线为转轴自由转动；

中心轴中心具有一牵引孔，装配盒上具有一与牵引孔同心的拉线孔，所述拉线式传感器的拉线绳自由穿过拉线孔和牵引孔，拉线绳偏离装配盒表面的法向时，牵引孔的轴向与拉线绳的长度方向重合，拉线式传感器能够记录拉线绳伸出拉线式传感器的长度。

优选地，所述侧锥齿轮沿轴向远离中心轴的一侧设置有固定杆，所述装配盒内还固定有两个轴承座，每个侧锥齿轮的固定杆分别与一个轴承座内的轴承沿周向自由配合。

优选地，所述轴承座包括沿固定杆轴向与轴承座配合的盖体，所述轴承座和盖体相对的一面分别沿轴向内凹形成第一容置腔和第二容置腔，轴承外圈与第一容置腔的内壁过盈配合，轴承内圈与固定杆的外壁过盈配合。

优选地，所述第二容置腔的内壁上具有至少一个沿径向向外延伸的第一限位槽，所述固定杆端部的外周上沿径向开设有第二限位槽；第二容置腔内容置有一涡卷弹簧，所述涡卷弹簧的外端固定在第一限位槽内，内端固定在第二限位槽内。

优选地，轴承座沿轴向的远离中心轴的一侧还固定有所述角度传感器，所述固定杆沿轴向开设有装配孔，所述装配孔为腰型孔，所述角度传感器的传动轴插接于装配孔内与固定杆沿周向固定配合。

优选地，所述上锥齿轮中心具有固定孔，所述固定孔为腰型孔，中心轴插接于固定孔中与上锥齿轮沿周向固定配合。