[发明专利]基于力视混合检测的对接/分离装置及其方法

摘要

本发明公开了一种基于力视混合检测的对接/分离装置，包括：安装基座、并联六自由度运动平台、机械转接罩、快速撤离系统、视觉检测装置、力觉检测装置和夹持器装置。该装置通过视觉检测装置检测当前夹持器装置与被夹持对象之间的位置偏差和姿态偏差来进行姿态调整，根据力觉检测装置检测出的夹持器装置与被夹持对象之间的在各个方向的力和力矩关系来辅助实现对被夹持对象的夹持，同时采用快速撤离装置前置并安装在并联六自由度运动平台上，便于实现精准对接，减小分离时对被夹持目标的位姿扰动，具备对于分离时间的敏感性。本发明还公开了一种应用于上述对接/分离装置的对接/分离方法。本发明公开的上述装置和方法均能用于适应真空或洁净环境。

主权项

一种基于力视混合检测的对接/分离装置，其特征在于，该装置包括：安装基座、并联六自由度运动平台、机械转接罩、快速撤离装置、视觉检测装置、力觉检测装置和夹持器装置；其中，所述安装基座包括一安装底板和一安装面板，其中所述安装面板上与所述并联六自由度运动平台连接，所述安装底板与固定平台或运动平台连接；所述并联六自由度运动平台，其固定于所述安装基座上，并通过所述机械转接罩与所述快速撤离装置相连，所述并联六自由度运动平台用于调整快速撤离装置的位置和姿态；所述转接罩为一个桶状中空结构，其具有相互平行的两个安装面，并分别与并联六自由度运动平台和快速撤离装置连接；所述快速撤离装置，其一端与所述转接罩的一安装面连接，另一端与所述力觉检测装置连接，用于实现对被夹持对象与与其相连接的目标的快速分离；所述视觉检测装置，其安装于所述快速撤离装置上，用于检测被夹持对象在视场空间内位置姿态，并根据检测结果获得被夹持对象与快速撤离装置的位置和姿态；所述力觉检测装置，其具有一后连接板、一前连接板以及在后连接板与前连接板之间的一六维力矩传感器，其中所述后连接板、前连接板分别与快速撤离装置、夹持器装置连接，所述六维力矩传感器用于检测夹持器与被夹持对象之间的在各个方向的力和力矩关系；所述夹持器装置包括一夹持器安装基座和多套压电驱动夹持爪，所述安装基座的中心开有圆形通孔，以容纳被夹持的物体进入此空间内；所述多套压电驱动夹持爪完全相同，均匀布置并固定在安装基座的圆周安装面上，其中通过压电驱动器来控制对应的压电驱动夹持爪的运动，以实现压电驱动夹持爪对被夹持对象的逼近或远离；其中，所述并联六自由度运动平台根据所述视觉检测装置检测出当前夹持器与被夹持对象之间的位置偏差和姿态偏差来调整姿态；其中，所述夹持器装置根据所述力觉检测装置检测出的夹持器与被夹持对象之间的在各个方向的力和力矩关系来辅助实现对被夹持对象的夹持。