[發(fā)明專利]艙段類零件自動對接裝置及控制方法

有效

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• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108274231B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平昊;何軍;袁楨棣;鐘珂珂;郭具濤;楊長祺;周愿愿;陳冠宇;張維軒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類號: B23P19/10
• 分類號: B23P19/10;B23P19/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 張緒成

1.一種艙段類零件自動對接裝置，其特征在于，包括六自由度調(diào)資平臺、對接測量平臺、對接控制平臺、對接上位機(jī)監(jiān)控平臺；

所述六自由度調(diào)資平臺包括六自由度托架兩個(gè)、五自由度托架兩個(gè)、底架，所述的六自由度托架和五自由度托架安裝在所述的底架上；

所述的對接測量平臺包括支架、齒輪齒條、直線導(dǎo)軌、工業(yè)相機(jī)、激光位移傳感器、懸臂梁、伺服電機(jī)，所述的工業(yè)相機(jī)和激光位移傳感器安裝在所述的懸臂梁上，其功能在于對所述的六自由度托架上的前艙段和所述的五自由度托架上的后艙段的對接截面進(jìn)行拍照測量和解析位姿，所述懸臂梁安裝在直線導(dǎo)軌上，齒條和直線導(dǎo)軌安裝在所述的支架上；

所述的對接控制平臺包括操作臺，其功能為控制所述的六自由度托架實(shí)現(xiàn)六自由度對接運(yùn)動，控制所述的五自由度托架實(shí)現(xiàn)五自由度對接基準(zhǔn)運(yùn)動，對接完成后，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)艙段的質(zhì)量特性檢測，并傳送數(shù)據(jù)至所述的對接上位機(jī)監(jiān)控平臺；

所述的對接上位機(jī)監(jiān)控平臺其功能實(shí)現(xiàn)對接數(shù)據(jù)參數(shù)和質(zhì)量特性分析數(shù)據(jù)的存儲和記錄，并與MES互聯(lián);

所述對接測量平臺，其對接測量機(jī)構(gòu)用于帶動激光位移傳感器和工業(yè)相機(jī)對艙體進(jìn)行掃描和銷孔及銷的拍照，伺服電機(jī)通過齒輪齒條帶動懸臂梁沿直線導(dǎo)軌在X軸方向往復(fù)運(yùn)動，通過激光位移傳感器的測量和工業(yè)相機(jī)的視覺測量，經(jīng)過復(fù)雜的算法計(jì)算和補(bǔ)償優(yōu)化后，解析到準(zhǔn)確的艙段圓柱軸線的空間位姿;

兩個(gè)所述六自由度托架協(xié)同完成六自由度運(yùn)動，所述的六自由度運(yùn)動包括X軸、Y軸、Z軸、繞X軸即A軸、繞Y軸即B軸、繞Z軸即C軸運(yùn)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艙段類零件自動對接裝置，其特征在于，兩個(gè)所述五自由度托架協(xié)同完成五自由度運(yùn)動，所述的五自由度運(yùn)動包括：X軸、Y軸、Z軸、繞X軸即A軸，繞Z軸即C軸運(yùn)動。

3.基于權(quán)利要求1所述的一種艙段類零件自動對接裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，后艙段放入五自由度托架作為對接基準(zhǔn)；

步驟2，前艙段放入六自由度托架作為待對接部件；

步驟3，對接測量系統(tǒng)對艙段軸切面位姿精確測量；

步驟4， 解析位姿狀態(tài)為艙段對接的各運(yùn)動軸行程規(guī)劃，輸入到所述對接控制平臺；

步驟5，控制所述六自由度調(diào)資平臺的六自由度托架和五自由度托架的伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸、Z軸、A軸、B軸、C軸的六自由度調(diào)姿對接；

步驟6，對接完成后，所述對接控制平臺的質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)對整個(gè)艙段進(jìn)行質(zhì)量特性分析；

步驟7，對接數(shù)據(jù)參數(shù)和質(zhì)量特性分析數(shù)據(jù)上傳到所述對接上位機(jī)監(jiān)控平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲和記錄;

所述六自由度托架夾持前艙段實(shí)現(xiàn)六自由度調(diào)姿，單個(gè)六自由度托架實(shí)現(xiàn)包括X軸、Y軸、Z軸的平動，兩個(gè)六自由度托架夾持艙段時(shí)完成的調(diào)姿動作包括俯仰調(diào)姿、偏擺調(diào)姿以及繞艙體軸線旋轉(zhuǎn)三個(gè)動作;

所述的五自由度托架，實(shí)現(xiàn)五自由度運(yùn)動，其沿X軸的平動、沿Z軸的平動通過伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)，沿Y軸的平動、繞Z軸即C軸的轉(zhuǎn)動以及繞X軸即A軸的轉(zhuǎn)動無動力驅(qū)動，通過彈簧實(shí)現(xiàn)柔性，依靠電磁抱閘和氣動導(dǎo)軌夾持器實(shí)現(xiàn)剛?cè)崆袚Q。