時，頂桿505、楔形限位塊507和支座508 相對固定。氣墊202持續(xù)加壓，絲桿503無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動，滑塊502也就不能繼續(xù)上升，因此可以 穩(wěn)定氣墊平臺2的上升高度。當(dāng)氣墊202放氣泄壓時，滑塊502下滑，絲桿503反向轉(zhuǎn)動，彈簧 506將頂桿505彈出，但隨著絲桿503進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，凸輪501再次將頂桿505向楔形限位塊507 內(nèi)推進(jìn)，直至無法繼續(xù)推進(jìn)時，絲桿503停止轉(zhuǎn)動，滑塊502無法繼續(xù)下滑，氣墊平臺2到達(dá)最 低位置，同樣可以在此位置穩(wěn)定。所以無論是在移動搬運過程，還是在對接調(diào)整過程中，通 過連接組件5都可以實現(xiàn)氣墊平臺2垂直方向位置的相對穩(wěn)定，利于搬運和調(diào)整對接。
[0029]請參見圖5,圖6并結(jié)合圖2,姿態(tài)調(diào)整對接裝置包括四組三軸移動定位器3、托架4、 激光測距傳感器403和控制器（圖上未示出），每組三軸移動定位器3由X軸的滑塊絲桿導(dǎo)軌 304、Y軸的滑塊絲桿導(dǎo)軌305和Z軸的伸縮柱307組成，分別采用X軸伺服電機(jī)306、Y軸伺服電 機(jī)302、Ζ軸伺服電機(jī)303、行星減速機(jī)驅(qū)動絲杠，帶動螺母滑塊沿導(dǎo)軌在Χ、Υ、Ζ軸方向移動。 伸縮柱307的頂端與托架4采用球鉸301連接，托架4用于承載主動對接工件6,托架4上與主 動對接工件6的對接面同向的側(cè)面設(shè)有三個激光測距傳感器403,三個激光測距傳感器403 成直角三角形布置，直角三角形相垂直的兩條邊分別為水平方向和垂直方向。托架4上還設(shè) 有三軸陀螺儀和三軸加速度傳感器構(gòu)成的位姿傳感器401。托架4設(shè)有前后兩組滾輪架402， 每組滾輪架402包括相對布置的主動滾輪和從動滾輪，主動對接工件6由兩組滾輪架402承 載。
[0030]支架組件9用于承載被動對接工件8,支架組件9上與被動對接工件8的對接面同向 的側(cè)面設(shè)有三個靶球7,靶球7布置方式與激光測距傳感器403布置方式相同，同樣為直角三 角形，與激光測距傳感器403形成的直角三角形相對應(yīng)。控制器接收三軸陀螺儀和三軸加速 度傳感器信息以及激光測距傳感器403掃描靶球7測得的數(shù)據(jù)并控制所述三軸移動定位器3 動作使主動對接工件6和被動對接工件8對接。
[0031 ]主動對接工件和被動對接工件的對接步驟如下：
[0032] 步驟一，Mecanum輪全向移動平臺1上電，打開氣墊平臺2氣栗，氣墊202充氣帶動滑 塊502上浮至穩(wěn)定位置，主動對接工件6吊裝至搬運平臺上面的托架4上，由兩組滾輪架402 承載。氣墊平臺2承載工件重量，遙控操作Mecanum輪全向移動平臺1通過連接組件5實現(xiàn)帶 動氣墊平臺2移動到待裝配區(qū)；
[0033]步驟二，在待裝配區(qū)，被動對接工件8吊裝至支架組件9。遙控操作全向移動搬運平 臺1，充分利用全向移動平臺1的運動靈活性，實現(xiàn)兩個工件軸線裝配對接的粗定位，并調(diào)整 控制兩個工件對接端面的對接間距達(dá)到預(yù)定對接間距范圍；
[0034]步驟三，在控制器中設(shè)定支架組件9上三個靶球7的坐標(biāo)信息，根據(jù)三個靶球7的坐 標(biāo)信息和托架4上的三軸陀螺儀和三軸加速度傳感器信息，控制器自動控制四組三軸移動 定位器3，帶動三個激光測距傳感器403以行掃描方式搜索靶球7，利用三個激光測距傳感器 403和三個靶球7之間的距離關(guān)系，實現(xiàn)筒形工件軸線的自動對中精確定位；
[0035]步驟四，操作托架4上的滾輪架402的主動滾輪的伺服電機(jī)，與從動滾輪架配合使 主動對接工件6繞自身軸線轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)工件軸線對中后工件端面銷孔的定位；
[0036] 步驟五，根據(jù)激光測距傳感器403反饋的距離，控制器自動控制三軸移動定位器3 中工件軸線方向的X軸伺服電機(jī)304實現(xiàn)兩個工件端面的自動裝配對接。
【主權(quán)項】
1. 一種大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于:包括搬運平臺、姿態(tài)調(diào)整對接 裝置和支架組件(9)，所述搬運平臺包括通過連接組件（5)相互連接并上下位移的Mecanum 輪全向移動平臺（1)和氣墊平臺（2)，所述Mecanum輪全向移動平臺（1)包括底盤（102)和 Mecanum輪（101)，所述氣墊平臺（2)包括雙層蓋板(201)和設(shè)置在雙層蓋板(201)底部的氣 墊(202)，所述連接組件（5)包括導(dǎo)軌(504)、絲桿(503)、滑塊(502)、凸輪(501)、支座（508)、 楔形限位塊(507)、彈簧(506)和頂桿(505)，所述滑塊(502)設(shè)置在導(dǎo)軌(504)上滑動，所述 絲桿(503)與滑塊(502)配合隨滑塊(502)的滑動而轉(zhuǎn)動，所述凸輪(501)設(shè)置在絲桿(503) 上，所述楔形限位塊(507)設(shè)有楔形空腔并嵌設(shè)在所述支座(508)內(nèi)，所述頂桿(505)軸線與 所述絲桿(503)的軸向垂直，所述頂桿(505)末端與所述楔形空腔配合，所述彈簧(506)設(shè)置 在頂桿(505)的末端與支座(508)之間，所述頂桿(505)的頭端與所述凸輪(501)邊緣抵觸， 所述導(dǎo)軌（504)、支座（508)分別與所述底盤（102)固定連接，所述滑塊(502)與所述雙層蓋 板(201)固定連接； 所述姿態(tài)調(diào)整對接裝置設(shè)置在氣墊平臺（2)上，所述姿態(tài)調(diào)整對接裝置包括四組三軸 移動定位器(3)、托架(4)、激光測距傳感器(403)和控制器，所述三軸移動定位器(3)的頂端 與所述托架(4)球鉸連接，所述托架(4)用于承載主動對接工件(6)，所述托架(4)上與主動 對接工件(6)的對接面同向的側(cè)面設(shè)有三個激光測距傳感器(403)，所述三個激光測距傳感 器(403)成三角形布置； 所述支架組件(9)用于承載被動對接工件(8)，所述支架組件(9)上與被動對接工件(8) 的對接面同向的側(cè)面設(shè)有三個靶球（7)，所述靶球（7)布置方式與所述激光測距傳感器 (403)布置方式相同；所述控制器接收所述激光測距傳感器(403)掃描靶球(7)測得的數(shù)據(jù) 并控制所述三軸移動定位器(3)動作使主動對接工件(6)和被動對接工件(8)對接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于:所述雙層蓋 板(201)的頂部高于所述底盤(102)的頂部。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于：所述底盤 (102)包括前底盤（102a)和后底盤（102b)，所述前底盤（102a)和后底盤（102b)通過橫梁 (102c)連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于:所述雙層蓋 板(201)包括左右兩組，分別設(shè)置在所述橫梁（102c)的兩側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于:所述兩組雙 層蓋板(201)通過四個連接組件(5)與前底盤(102a)和后底盤(102b)連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于:所述前底盤 (102a)設(shè)有四個Mecanum輪（101)，所述后底盤（102c)設(shè)有四個Mecanum輪（101)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于:所述三個激 光測距傳感器(403)成直角三角形布置，且直角三角形相垂直的兩條邊分別為水平方向和 垂直方向。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于：所述托架 (4)設(shè)有前后兩組滾輪架(402)，每組所述滾輪架(402)包括相對布置的主動滾輪和從動滾 輪，所述主動對接工件6由所述兩組滾輪架(402)承載。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，其特征在于：所述托架
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大尺寸重載筒形工件搬運對接裝置，包括搬運平臺、姿態(tài)調(diào)整對接裝置和支架組件，搬運平臺包括通過連接組件相互連接并上下位移的Mecanum輪全向移動平臺和氣墊平臺，姿態(tài)調(diào)整對接裝置包括四組三軸移動定位器、托架、激光測距傳感器、控制器和托架，托架上設(shè)有成三角形布置的三個激光測距傳感器，支架組件上設(shè)有三個靶球；控制器接收所述激光測距傳感器掃描靶球測得的數(shù)據(jù)并控制所述三軸移動定位器動作使主動對接工件和被動對接工件對接。該對接裝置利用Mecanum輪全向移動平臺的靈活性與氣墊平臺的載重特點，并利用三點確定平面的方法簡化了傳感器設(shè)置，適合大尺寸重載筒形工件的移動搬運和裝配對接。
【IPC分類】B23P19/00, B23P19/10
【公開號】CN105479129
【申請?zhí)枴緾N201510981447
【發(fā)明人】朱建江, 楊浩東, 華強
【申請人】常熟理工學(xué)院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月23日