[发明专利]一种舱段自动对接方法

摘要

本发明涉及一种舱段自动对接方法，涉及自动化设备技术领域。本发明利用传感器检测两个舱段之间的相对位姿，达到对接条件之后，自动进行对接。该设备允许人工进行对接，以应对意外情况或者故障。该设备可以极大地提高对接地效率，提升生产效率。

主权项

1.一种舱段自动对接方法，其特征在于，首先设计一种舱段自动对接装置，所述装置包括第一底座(1)、控制面板(2)、A舱段前支撑小车(3)、A舱段后支撑小车(4)、B舱段前支撑小车(5)、B舱段后支撑小车(6)，其中：所述底座(1)固定在地面上，控制面板(2)安装在第一底座(1)上，A舱段前支撑小车(3)固定于第一底座(1)最前端，A舱段后支撑小车(4)位于A舱段前支撑小车(3)后面并固定安装在第一底座(1)上，B舱段前支撑小车(5)安装在第一底座(1)的第一导轨(12)上，B舱段后支撑小车(6)安装在第一底座(1)的第一导轨(12)上并位于B舱段前支撑小车(5)后面；所述第一底座(1)为一长方体平台，第一底座(1)后半部设有第一导轨安装板(11)，导轨(12)通过螺钉固定安装在第一导轨安装板(11)上，B舱段前支撑小车(5)底部安装有第一滑块(57)，B舱段后支撑小车(6)底部安装有第二滑块(67)，第一滑块(57)、第二滑块(67)与第一导轨(12)配合，B舱段前支撑小车(5)和B舱段后支撑小车(6)可沿着第一导轨(12)前后平移，第一底座(1)前部和中间部分设有螺纹孔，A舱段后支撑小车(4)和A舱段前支撑小车(3)固定安装在第一底座(1)上，紧靠第一导轨安装板(11)设有齿条(13)，该齿条(13)与B舱段后支撑小车(6)上的齿轮(613)相配合，第一底座(1)的侧面设有控制面板安装座(14)；所述A舱段(7)前支撑小车(3)包括第二底座(31)、第一滚轮(32)、第一抱环(33)以及第一抱环限位板(34)，第二底座(31)固定在第一底座(1)上，第一滚轮(32)安装在第一底座(1)上可绕着中心轴转动，第一抱环(33)与2个第一滚轮(32)相接触，在第一滚轮(32)的作用下第一抱环(33)可绕自己的中心轴转动，第一抱环(33)内侧与舱段接触并且可将舱段锁紧，第一抱环限位板(34)可限制第一抱环(33)的轴向位移；所述A舱段后支撑小车(4)包括第三底座(41)、动力箱(42)、第二滚轮(43)、第二抱环限位板(44)以及第二抱环(45)，第三底座(41)固定在第一底座(1)上，第二滚轮(43)安装在第三底座(41)上可绕着中心轴转动，第二抱环(45)与2个第二滚轮(43)相接触，在第二滚轮(43)的作用下第二抱环(45)可以绕自己的中心轴转动，第二抱环(45)内侧与舱段接触并且可以将舱段锁紧，第二抱环限位板(44)可以限制第二抱环(45)的轴向位移，动力箱(42)包括旋转电机(421)、第一手轮(422)、转换器(423)以及减速器(424)，旋转电机(421)以及第一手轮(422)均可为第二滚轮(43)转动提供动力，转换器(423)与第二滚轮(43)连接可以将动力传给第二滚轮(43)，在自动模式下，旋转电机(421)为第二滚轮(43)提供动力，在手动对接的模式下，利用第一手轮(422)为第二滚轮(43)提供动力，第二滚轮(43)可以带动第二抱环(45)转动，进而可以对舱段进行360°滚转调整；所述B舱段前支撑小车(5)包括第一下底座(51)、第一上底座(52)、第三抱环限位板(53)、第三抱环(54)、第三滚轮(55)、第一滚轮支座(56)、第一滑块(57)以及传感器(58)，传感器(58)安装在第三抱环(54)上，用来测量两个舱段之间的相对位姿，并将信号反馈给控制面板(2)，用于控制对接过程，第一下底座(52)底部设有所述第一滑块(57)，B舱段前支撑小车(5)通过第一滑块(57)可沿第一底座(1)上的第一导轨(12)前后移动，位于第一下底座(51)中的第一滚珠丝杠(513)通过第一丝杠支座(514)固定在第一下底座(51)上，第一滚珠丝杠(513)一端与一第一电机(515)连接，另一端与一第二手轮(511)连接，两者都可以为第一滚珠丝杠(513)提供动力，一第二导轨安装板(516)固连在第一下底座(51)上，第二导轨安装板(516)上通过螺钉固定有第二导轨(512)，位于第一下底座(51)中的第一轴套(526)与第一滚珠丝杠(513)相配合，第一轴套(526)固定在一第一轴套安装座(525)上，第一轴套安装座(525)上端面与第一上底座(52)固连，第一轴套安装座(525)下端面设有第三滑块(524)，第三滑块(524)可在第二导轨(512)上左右滑动，在自动模式下，第一电机(515)为第一滚珠丝杠(513)的旋转提供动力，在手动对接的模式下，利用第二手轮(511)为第一滚珠丝杠(513)旋转提供动力，第一滚珠丝杠(513)旋转可带动第一轴套(526)左右移动，进而可实现第一上底座(52)的左右移动，第一上底座(52)上固定有第一转向器(522)，第一转向器(522)一端与一第二电机(523)相连，另一端与一第三手轮(521)相连，二者都可以为第一转向器(522)提供动力，一第一升降柱(527)一端与第一转向器(522)的上端面相连，第一升降柱(527)另一端固定在第一滚轮支座(56)的凸台(561)上面，当第二电机(523)或第三手轮(521)为第一转向器(522)提供动力时，第一转向器(522)可将此动力转化为第一升降柱(527)的上下移动，进而可以实现第三抱环(54)的上下移动，第三滚轮(55)安装在第一滚轮支座(56)上可绕着中心轴转动，第三抱环(54)与2个第三滚轮(55)相接触，在第三滚轮(55)的作用下第三抱环(54)可以绕自己的中心轴转动，第三抱环(54)内侧与舱段接触并且可将舱段锁紧，第三抱环限位板(53)可以限制第三抱环(54)的轴向位移；所述B舱段后支撑小车(6)包括第二下底座(61)、第二上底座(62)、第四抱环限位板(63)、第四抱环(64)、第四滚轮(65)、第二滚轮支座(66)以及第二滑块(67)，第二下底座(61)底部设有第二滑块(67)，B舱段后支撑小车(6)通过第二滑块(67)可沿第一底座(1)上的第一导轨(12)前后移动，第二下底座(61)上固定有第二转向器(612)，第二转向器(612)一端与一第三电机(614)相连，另一端与一第四手轮(611)相连，二者都可以为第二转向器(612)提供动力，第二转向器(612)下端与一齿轮(613)相连，齿轮(613)与第一底座(1)上的齿条(13)相配合，当第三电机(614)或者第四手轮(611)为第二转向器(612)提供动力时，齿轮(613)与齿条(13)可以将其转化为B舱段后支撑小车(6)前后移动，一第二滚珠丝杠(618)通过第二丝杠支座(617)固定在下底座(61)上，第二滚珠丝杠(618)一端与一第四电机(616)连接，另一端与第四手轮(611)连接，两者都可以为第二滚珠丝杠(618)提供动力，一第三导轨安装板(619)固连在第二下底座(61)上，一第三导轨(6110)固定在第三导轨安装板(619)上，一第二轴套(626)与第二滚珠丝杠(618)相配合，第二轴套(626)固定在第二轴套安装座(624)上，第二轴套安装座(624)上端面与第二上底座(62)固连，第二轴套安装座(624)下端面设有4个第四滑块(625)，第四滑块(625)可在第三导轨(6110)上左右滑动，在自动模式下，第四电机(616)为第二滚珠丝杠(618)的旋转提供动力，在手动对接的模式下，工作人员利用第四手轮(611)为第二滚珠丝杠(618)旋转提供动力，第二滚珠丝杠(618)旋转可带动第二轴套(626)左右移动，进而可实现第二上底座(62)的左右移动，第三转向器(622)固定在第二上底座(62)上，第三转向器(622)一端与第四电机(623)相连，另一端与第五手轮(621)相连，二者都可以为第三转向器(622)提供动力，一第二升降柱(627)与第三转向器(622)的上端面相连，第二升降柱(627)另一端固定在第二滚轮支座(66)的凸台(661)上面，当第四电机(623)或第五手轮(621)为第二转向器(622)提供动力时，第二转向器(622)可以将此动力转化为第二升降柱(627)的上下移动，进而可以实现第四抱环(64)的上下移动，第四滚轮(65)安装在第二滚轮支座(66)上可绕着中心轴转动，第四抱环(64)与2个第四滚轮(65)相接触，在第四滚轮(65)的作用下第四抱环(64)可以绕自己的中心轴转动，第四抱环(64)内侧与舱段接触并且可以将舱段锁紧，抱环限位板(63)可以限制第四抱环(64)的轴向位移；然后利用所述装置按照如下方法进行舱段对接：A舱段前支撑小车(3)的第一抱环(33)具有1个随动自由度，跟随A舱段后支撑小车(4)的第二抱环(45)转动，A舱段后支撑小车(4)的第二抱环(45)具有一个主动自由度，在第一手轮(422)或旋转电机(421)的带动下转动，B舱段前支撑小车(5)的第三抱环(54)具有2个主动自由度以及1个随动自由度，在第二手轮(511)或者第二电机(515)带动下可左右平移，在第三手轮(521)或者第二电机(523)带动下可上下平移，亦可跟随B舱段前支撑小车(6)前后移动，B舱段后支撑小车(6)的第三抱环(54)具有3个主动自由度，在第二手轮(611)或者第三电机(614)带动下可前后平移，在第四手轮(611)或者第四电机(616)带动下可左右平移，在第五手轮(621)或者第四电机(623)带动下可上下平移；将B舱段放置于B舱段前支撑小车(5)以及B舱段后支撑小车(6)的抱环中定位，将A舱段放置于A舱段前支撑小车(3)以及A舱段前支撑小车(4)的抱环中定位，以A舱段作为对接的姿态基准，开始启动对接后，通过第二手轮(611)或者第四电机(616)控制B舱段后支撑小车行走，使得A舱段和B舱段间距不大于120mm处停止，通过手脉或电机调整A舱段和B舱段的姿态，直至系统给出语音提示信号：“位姿调整完毕，允许自动对接”；通过控制面板(2)给出自动对接指令，自动行进到距A舱段端10mm左右时停止，观察舱段对正情况，确认无误后继续执行自动对接指令，直至给出语音提示信号：“发动机自动对接完毕”。