[发明专利]一种舱段装配平台及舱段装配方法

说明书

本发明属于机器人装配领域，具体涉及一种舱段装配平台，旨在解决现有技术中舱段装配平台精度低、设计复杂、可靠性不足、响应慢以及协调难等问题。本发明提供一种舱段装配平台，包括承载模块、调姿模块、检测模块以及基座，所述调姿模块支撑所述承载模块用于承载舱段，所述调姿模块包括多个机械臂、球铰以及控制器，所述机械臂滑动设置与所述基座平面，所述控制器基于检测模块驱动所述机械臂及球铰以实现承载模块及舱段的空间六自由度运动。本发明基于多个机械臂相互配合具有冗余度，在局部故障的情况下能够继续工作；本发明承载能力大，通过分布式力传感进行检测内部受力及舱段受力，能够高精度、高效率的完成舱段柔性装配。

技术领域

本发明属于机器人装配领域，具体涉及一种舱段装配平台及舱段装配方法。

背景技术

现有技术条件下，舰船、飞机、导弹、火箭等大型系统不能够直接一次成型地制造，而是被划分为多个舱段，进行模块化生产，最终通过对接组装完成整体制造。其使用的舱段装配技术在很大程度上决定了这些系统的制造成本、生产周期和最终质量。传统舱段的装配通常采用刚性工装定位手工式装配，这种装配方式劳动强度大、操作繁琐、效率较低、误差率大，无法满足国防工业装备高精度、高效率和高可靠性生产的需要。

通过多机械臂进行装配是解决上述问题的优选施工方案。多机械臂协调装配可以弥补单个机械臂能力的不足，扩大单机械臂能力范围；同时，多机械臂系统可以负载单个机械臂难以负担的大质量舱段；优选地，多机械臂系统可以搭载更多的传感器，获得更全面的传感信息；多机械臂系统可以简化系统设计流程，相比针对具体任务的单机械臂的、高机动度的机器人，由多个相同低机动度的机械臂组合构成机器人系统的方案更为简捷、经济，同时在系统容错性、机械结构的柔性和维修替换损坏部件等方面具有优越性。

目前，国内已有用于飞机、导弹等对接的多机械臂机器人装配平台。但是此类平台通常使用分离的多个机械臂(定位器)，每个机械臂末端直接通过球铰连接舱段，需要通过视觉校准来消除球铰球心位置误差带来的系统内部张力。这些机械臂缺少力传感器，不能够检测装配舱段的重量重心等信息，也不能够检测舱段在装配过程中的接触力，实现柔性轴孔装配需要通过检测电机负载力矩获取受力信息，精度低响应慢。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有装配技术单机器人装配平台精度低、设计复杂以及可靠性不足，多机器人平台力反馈精度低、响应慢以及协调难等问题，本发明提供一种基于多机械臂协作及分布力传感的舱段装配平台。本发明中平台的结构可提升装配平台最大载荷，通过使用分布式力传感方法获取更加精确的舱段受力信息，辅助多机械臂协调运动，完成舱段六自由度高精度柔性装配，本发明的舱段装配平台包括承载模块、调姿模块、检测模块以及基座；所述承载模块与所述调姿模块连接，所述承载模块通过所述调姿模块设置于所述基座上，其中：

所述承载模块，包括第一连接部、舱段固定部；所述舱段固定部设置于所述第一连接部上部，用于固定待装配舱段；

所述调姿模块包括多个相互独立的机械臂单元；所述机械臂单元包括三自由度机械臂、第一连接件和控制器；所述第一连接件的一端与所述三自由度机械臂的上端部铰接，另一端与所述第一连接部下部连接；所述控制器用于所述三自由度机械臂和/或第一连接件的动作控制；

所述基座包括导轨，所述三自由度机械臂下端部滑动设置于所述导轨；

所述检测装置包括多个分布式设置的传感器；所述传感器包括设置于所述机械臂单元的力传感器，多个所述力传感器用于检测所述承载模块的受力信息。

在一些优选技术方案中，所述导轨为多条导轨，所述三自由度机械臂包括驱动装置，所述驱动装置设置有与所述导轨配合的滚珠丝杠，多个所述三自由度机械臂均通过所述驱动装置均匀滑动设置于多条所述导轨并能沿所述导轨延伸方向移动。