[发明专利]一种垂直套接的设备入舱系统

权利要求书

1.一种垂直套接的设备入舱系统，其特征在于，包括水平台(14)、工业机器人(1)、设备转台(4)、舱体转台(10)和调平装置(11)，其中，水平台(14)在水平面内呈U字型，工业机器人(1)固定安装在水平台(14)U字型空缺处的地面上，在水平台(14)左边的的台面上安装有舱体转台(10)，舱体转台(10)的轴垂直于水平台(14)；在舱体转台(10)上同轴心安装三爪卡盘(9)；舱体转台(10)的左边安装有工业相机Ⅱ(12),并用工业相机Ⅱ(12)的轴线垂直相交于舱体转台(10)的轴线；在舱体转台(10)前面的台面上固定安装有调平装置(11)，在工业机器人(1)前面的台面上固定安装有工件托盘(13)，在水平台(14)右边的的台面上安装有设备转台(4)，设备转台(4)的轴心垂直于水平台(14；在设备转台(4)同轴心安装有舱内设备工装(3)，在舱内设备工装(3)左边安装有工业相机Ⅰ(5)，并且工业相机Ⅰ(5)的轴线垂直相交于设备转台(4)的轴线；且用工业相机Ⅱ(12)、舱体转台(10)、工业相机Ⅰ(5)和设备转台(4)的轴线与水平台(14)台面的交点在一条直线上；

所述的工业机器人(1)末端设有电动夹爪(7)；

工作时，先将待装配的舱体(8)和舱内设备(2)放置在工件托盘(13)的相应位置上；舱体(8)和舱内设备(2)的外壁上有用于装配的相应的特征孔位，即舱体(8)外壁上的舱体特征孔位(81)和舱内设备(2)外壁上的舱内设备特征孔位(21)；

然后通过工业机器人(1)的电动夹爪(7)将工件托盘(13)中的舱内设备(2)抓起并放置在舱内设备工装(3)上，使舱内设备(2)下端面与舱内设备工装(3)上表面贴合并同轴；调整工业相机Ⅰ(5)的高度与舱内设备特征孔位(21)的高度相同；再旋转设备转台(4)，通过设备转台(4)带动舱内设备工装(3)和舱内设备(2)开始转动，同时，工业相机Ⅰ(5实时拍摄并识别舱内设备特征孔位(21)，直至设备特征孔位(21)出现在工业相机Ⅰ(5)视野中央，设备转台(4)停止转动，此时舱内设备(2)达到待入舱状态；

再让工业机器人(1)的电动夹爪(7)将工件托盘(13)中的舱体(8)抓起并放置到三爪卡盘(9)上，锁紧三爪卡盘(9)；调整工业相机Ⅱ(12)的高度与舱体特征孔位(81)的高度相同；让舱体转台(10)开始转动，工业相机Ⅱ(12)开始拍摄并识别舱体特征孔位(81)，直至舱体特征孔位(81)出现在视野中央，舱体转台(10)停止转动，完成了舱体(8)的角向定位；

随后，工业机器人(1)的电动夹爪(7)将舱体(8)夹住，三爪卡盘(9)松开，工业机器人(1)的电动夹爪(7)将舱体(8)夹持起来，移动到调平装置(11)上方的位置，保证舱体(8)向下压时其端面能与四个线性位移传感器(111)都接触，控制舱体(8)向下运动将四个线性位移传感器(111)下压到合适位置，读取四个线性位移传感器(111)上的示数；

如果四个示数相同，则表示舱体(8)的端面为水平，进而表示舱体(8)的轴线与舱内设备(2)的轴线平行，随后控制工业机器人(1)的末端只进行平移运动，即可将舱体(8)姿态不变地移动到设备转台(4)上方，此时舱体8的轴线与舱内设备(2)的轴线完全重合，工业机器人(1)直接带动舱体(8)向下平移适当距离，实现垂直套接，完成舱内设备(2)的进入舱体(8)；

如果线性位移传感器的四个示数不同，则表示舱体(8)的端面不水平，通过四个不同示数即可计算出舱体(8)端面与水平面的夹角，进而将夹角数据传递给工业机器人(1)，工业机器人(1)根据夹角数据调整自身姿态，将舱体(8)的端面调整为水平，再将舱体(8)平移到设备转台(4)上方，此时舱体(8的轴线与舱内设备(2)的轴线完全重合，控制舱体(8)向下平移适当距离，实现垂直套接，完成舱内设备(2)进入舱体(8)。

2.根据权利要求1所述的一种垂直套接的设备入舱系统，其特征在于，在工业机器人(1)上端还安装有六维力传感器(6)；

在业机器人(1)抓起舱体(8)向舱内设备(2)套接的下移过程中，六维力传感器(6)实时监测舱体(8)和舱内设备(2)的接触力，如果接触力在一个合适的阈值内，可以认为舱体(8)和舱内设备(2)无碰撞，继续完成套接直至舱体(8)和舱内设备(2)的特征孔位重合，如果接触力超出阈值，则认为舱体(8)和舱内设备(2)在套接过程中出现碰撞，需要停止套接，将舱体(8)退出舱内设备(2)的范围，重新调整后再进行垂直套接过程。