一种可调式定位设备的制作方法

本实用新型涉及定位技术领域，尤其涉及定位设备可调节的技术领域。具体为，一种可调式定位设备。

背景技术：

在日常生活中，在很多的场景下，都需要应用到定位设备对待定位的对象进行定位。尤其是在医疗领域，通过定位设备进行定位的使用场景更加频繁。

定位设备包括很多种，比如说探针、探钩、夹具、抱箍等，通过探针、探钩、夹具、抱箍连接或者固定待定位对象，通过计算得到的定位设备姿态信息，可以轻松获取到待定位对象的姿态信息。

虽然说，定位设备在日常生活中应用频繁，但是现有的定位设备，一般为一体式结构。在很多情况下，由于定位设备使用时操作位置的受限，以及在有遮挡的情况下，定位设备上安装的光学标记体，不能很好的设置于光学镜头拍摄的最佳视野内，无法准确获取到光学标记体的姿态信息。

进一步地，在一些狭窄的操作空间下，一体式的定位设备可能会由于设备整体过大，操作空间不能完全容纳一体式的定位设备，直接导致不能使用定位设备的情况发生。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可调式定位设备，具有定位机构与光学标定机构之间角度可调，无论是在空间受限，还是具有遮挡的情况下，都能通过角度的调节，使得定位机构上的光学标定机构位于光学镜头的最佳拍摄视野内的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种可调式定位设备，包括：定位机构和光学标定机构；

所述定位机构与所述光学标定机构可拆卸连接，并且所述定位机构与所述光学标定机构之间角度可调；

所述定位机构，用于连接待定位对象进行定位，并具体包括夹具、抱箍、针、钩在内的任意一种结构；

所述光学标定机构，用于通过光学镜头读取所述光学标定机构上的光学标记体的姿态信息，进而根据所述光学标记体的姿态信息与所述定位机构的姿态信息的固定转换关系，获取到所述定位机构的姿态信息，并进一步获取到所述待定位对象的姿态信息。

进一步地，在使用所述可调式定位设备之前，调节所述定位机构与所述光学标定机构之间的角度，使得所述光学标定机构位于光学镜头最佳的拍摄视野内部，并在调节完成后，在使用过程中保持所述定位机构与所述光学标定机构之间的角度不变；

使用所述可调式定位设备时，使用光学镜头拍摄所述光学标记体的姿态信息；

根据所述定位机构与所述光学标定机构之间的固定角度关系，可以获取到所述光学标记体与所述定位机构的姿态信息的固定转换关系，计算出所述定位机构的姿态信息，并进一步获取到所述待定位对象的姿态信息。

进一步地，可调式定位设备，还包括：角度调节机构；

所述角度调节机构，设置于所述定位机构与所述光学标定机构中间，用于连接所述定位机构与所述光学标定机构，以及实现所述定位机构与所述光学标定机构之间的角度调节。

进一步地，所述角度调节机构，具体包括：紧固件、第一调节体和第二调节体；

转动包括所述第一调节体与所述第二调节体在内的任意一个调节体，调节所述第一调节体连接的所述定位机构与所述第二调节体连接的所述光学标定机构的角度关系；

角度调节后，通过所述紧固件固定所述第一调节体与所述第二调节体。

进一步地，所述第一调节体和所述第二调节体相对应的面上，还设置有防滑部；

所述防滑部，用于在所述第一调节体和所述第二调节体的角度固定后，卡紧所述第一调节体和所述第二调节体，防止出现所述可调式定位设备在使用过程中，所述第一调节体和所述第二调节体之间打滑，发生角度的变化。

进一步地，所述光学标记体，包含若干个标记点，通过若干个不同位置的所述标记点，获取到所述光学标记体整体的姿态矩阵信息。

进一步地，所述光学标定机构，具体包括：扇形阵列式结构，所述标记点分布于所述扇形阵列式结构的圆周和圆心上；三角形结构，所述标记点分布于所述三角形结构的角和三角形中心上；四边形结构，所述标记点分布于所述四边形结构的角上在内的任意一种结构。

进一步地，在所述第一调节体上，还设置有第一连接件，用于连接所述第一调节体与所述定位机构；在所述第二调节体上，还设置有第二连接件，用于连接所述第二调节体与所述光学标定机构。

进一步地，所述紧固件，具体为：连接所述第一调节体与所述第二调节体的连接杆；当所述第一调节体与所述第二调节体的角度固定后，转动所述连接杆，将所述第一调节体与所述第二调节体卡紧。

进一步地，所述防滑部，具体为：分别设置于所述第一调节体与所述第二调节体上相对应的一圈均匀排列的规律齿状结构；其中，所述第一调节体与所述第二调节体上的所述规律齿状结构咬合连接，并且所述第一调节体与所述第二调节体360度可转动，转动后通过所述规律齿状结构咬紧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过提供一种可调式定位设备，包括：定位机构和光学标定机构；所述定位机构与所述光学标定机构可拆卸连接，并且所述定位机构与所述光学标定机构之间角度可调；所述定位机构，用于连接待定位对象进行定位，并具体包括夹具、抱箍、针、钩在内的任意一种结构；所述光学标定机构，用于通过光学镜头读取所述光学标定机构上的光学标记体的姿态信息，进而根据所述光学标记体的姿态信息与所述定位机构的姿态信息的固定转换关系，获取到所述定位机构的姿态信息，并进一步获取到所述待定位对象的姿态信息。上述技术方案，由于定位机构与光学标定机构之间角度可调，在任意操作空间，或者是在有遮挡的情况发生时，都可以通过角度的调节，使得光学标定机构位于光学镜头的最佳拍摄视野内部。

(2)由于角度可调节，在狭窄的操作空间下，通过对角度进行调节，可以缩小定位设备所占用的空间，在某些由于空间受限，而不能使用现有技术中的一体式的定位设备的情况下，可以使用本实用新型的可调式定位设备。

附图说明

图1为本实用新型一种可调式定位设备的示意图；

图2为本实用新型另一种可调式定位设备的示意图。

附图标记：

1、定位机构；

2、光学标定机构；21、光学标记体；

3、角度调节机构；31、紧固件；32、第一调节体；33、第二调节体；34、防滑部；35、第一连接件；36、第二连接件。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。

实施例一

如图1或2所示，本实施例提供了一种可调式定位设备，包括：定位机构1和光学标定机构2；

所述定位机构1与所述光学标定机构2可拆卸连接，并且所述定位机构1与所述光学标定机构2之间角度可调；所述定位机构1，用于连接待定位对象进行定位，并具体包括夹具、抱箍、针、钩在内的任意一种结构；所述光学标定机构2，用于通过光学镜头读取所述光学标定机构2上的光学标记体21的姿态信息，进而根据所述光学标记体21的姿态信息与所述定位机构1的姿态信息的固定转换关系，获取到所述定位机构1的姿态信息，并进一步获取到所述待定位对象的姿态信息。

具体地，定位机构1与光学标定机构2之间角度可调节为本实用新型的主要发明点，当空间受限或者发生遮挡的情况时，通过角度的调节，使得光学标定机构2在使用时始终位于最佳的拍摄视野内部。并且，由于角度可调，更适用于空间狭窄的应用场景中，调节角度使得定位设备中的光学标定机构2完全针对光学镜头，将减小定位设备的使用空间。

同时，本实用新型对定位机构1的结构不做任何限定，可以是夹具、抱箍、针、钩等等任意一种结构。实际应用中选择合适的定位机构1进行定位。

进一步地，本实用新型定位设备的具体工作流程为：在使用所述可调式定位设备之前，调节所述定位机构1与所述光学标定机构2之间的角度，使得所述光学标定机构2位于光学镜头最佳的拍摄视野内部，并在调节完成后，在使用过程中保持所述定位机构1与所述光学标定机构2之间的角度不变；

使用所述可调式定位设备时，使用光学镜头拍摄所述光学标记体21的姿态信息；

根据所述定位机构1与所述光学标定机构2之间的固定角度关系，可以获取到所述光学标记体21与所述定位机构1的姿态信息的固定转换关系，计算出所述定位机构1的姿态信息，并进一步获取到所述待定位对象的姿态信息。

具体地，在对角度调节并将角度固定后，定位机构1与光学标定机构2之间相对位置固定，也就是说光学标定机构2与定位机构1之间的姿态转换关系固定，进一步地，由于光学标记体21固定于光学标定机构2上，因此，光学标记体21与定位机构1的姿态转换关系也固定。只需要在角度固定后通过标定工具确定光学标记体21与定位机构1的姿态转换关系即可。

使用时，通过光学镜头拍摄到光学标记体21的姿态矩阵信息，即可以通过上述姿态转换关系，计算出定位机构1的姿态信息。并进一步推导出待定位对象的姿态信息。

其中，定位机构1的姿态信息可以是定位机构1上任意一个位置的姿态信息或者径向信息。由于定位机构1与光学标定机构2的相对位置固定，定位机构1上任意一个位置的姿态信息或者径向信息与光学标记体的姿态转换关系也固定。通过光学标记体21的姿态矩阵信息，可以获取到定位机构1上任意一个位置的姿态信息或者径向信息。

进一步地，还包括：角度调节机构3；

所述角度调节机构3，设置于所述定位机构1所述光学标定机构2中间，用于连接所述定位机构1与所述光学标定机构2，以及实现所述定位机构1与所述光学标定机构2之间的角度调节。

进一步地，所述角度调节机构3，具体包括：紧固件31、第一调节体32和第二调节体33；转动包括所述第一调节体32与所述第二调节体33在内的任意一个调节体，调节所述第一调节体32连接的所述定位机构1与所述第二调节体33连接的所述光学标定机构2的角度关系；角度调节后，通过所述紧固件31固定所述第一调节体32与所述第二调节体33。

进一步地，所述第一调节体32和所述第二调节体33相对应的面上，还设置有防滑部34；所述防滑部34，用于在所述第一调节体32和所述第二调节体33的角度固定后，卡紧所述第一调节体32和所述第二调节体33，防止出现所述可调式定位设备在使用过程中，所述第一调节体32和所述第二调节体33之间打滑，发生角度的变化。

进一步地，所述光学标记体21，包含若干个标记点，通过若干个不同位置的所述标记点，获取到所述光学标记体21整体的姿态矩阵信息。

具体的，光学标记体21上，一般的需要包含多个标记点，才可以确定整个光学标记21的姿态信息(至少3个，3点可以确定一个空间)。标记点的位置不受限制，但必须不同时位于一条直线上，且每两点间的距离不相等。

进一步地，所述光学标定机构2，具体包括：扇形阵列式结构，所述标记点分布于所述扇形阵列式结构的圆周和圆心上；三角形结构，所述标记点分布于所述三角形结构的角和三角形中心上(如图1)；四边形结构，所述标记点分布于所述四边形结构的角上(如图2)在内的任意一种结构。需要说明的是，本实用新型对光学标定机构2的具体结构不做任何限定，只需要根据若干个标记点读取到整个光学标定机构2的姿态信息即可。

进一步地，在所述第一调节体32上，还设置有第一连接件35，用于连接所述第一调节体32与所述定位机构1；在所述第二调节体33上，还设置有第二连接件36，用于连接所述第二调节体33与所述光学标定机构2。

具体的，通过不同的连接件连接定位机构1和光学标定机构2。使用过程中可以根据实际使用情况更换不同的光学标定机构2进行定位。同样的，定位机构1在使用过程中也可以更换不同的定位机构2使用(如探针、探钩、夹具、抱箍任意更换)。

进一步地，所述紧固件31，在一个实施例中，可以是连接所述第一调节体32与所述第二调节体33的连接杆；当所述第一调节体32与所述第二调节体33的角度固定后，转动所述连接杆，将所述第一调节体32与所述第二调节体33卡紧。具体的，连接杆可以是包括螺旋连接在内的多种不同连接方式。

进一步地，所述防滑部34，在一个实施例中，可以是分别设置于所述第一调节体32与所述第二调节体33上相对应的一圈均匀排列的规律齿状结构；其中，所述第一调节体32与所述第二调节体33上的所述规律齿状结构咬合连接，并且所述第一调节体32与所述第二调节体33360度可转动，转动后通过所述规律齿状结构咬紧。

实施例二

如图1所示，本实施例提供了一种可调式定位设备的具体实施例。其中，定位机构1为抱箍，光学标定机构2为三角形结构，标记点设置于三角形的三个角和三角形的中心点上。

当如图1所示的定位设备使用时，调节角度调节机构3的角度并固定下来。将抱箍固定于待定位对象(比如说机械臂末端)上，通过光学镜头拍摄光学标定机构2上的光学标记体21的姿态矩阵，最终根据光学标记体21的姿态矩阵与抱箍的姿态转换关系计算出抱箍的姿态矩阵。继而由于抱箍与待定位对象固定，通过抱箍与待定位对象的姿态转换关系，获取到待定位对象的姿态矩阵。

实施例三

如图2所示，本实施例提供了一种可调式定位设备的具体实施例。其中，定位机构1为夹具，光学标定机构2为四边形结构，标记点设置于四边形的四个角上。

当如图2所示的定位设备使用时，调节角度调节机构3的角度并固定下来。将夹具固定于待定位对象(比如说机械臂末端)上，通过光学镜头拍摄光学标定机构2上的光学标记体21的姿态矩阵，最终根据光学标记体21的姿态矩阵与夹具的姿态转换关系计算出夹具的姿态矩阵。继而由于夹具与待定位对象固定，通过夹具与待定位对象的姿态转换关系，获取到待定位对象的姿态矩阵。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。