CN100448629C - 自控式多自由度对接平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自控式多自由度对接平台，包括机械式自调对接平台，其特征在于：该机械式自调对接平台上安装有自适应控制系统，所述机械式自调对接平台由支撑平台、工作平台、三个结构相同的平面调节机构、随动机构和三个结构相同的竖立调节机构组成；在工作平台与支撑平台之间设置所述三个平面调节机构和一个随动机构，它们按正方形分布，在所述平面调节机构下方的支撑平台上安装三个结构相同的竖立调节机构，它们按三角形分布。本发明的显著效果是：具有自适应功能，能够自检测出对接体与对接腔体之间的对接位置和对接角度，并自动调整对接位置和对接角度，保证对接体与对接腔体的对接质量和对接效果。

Description

自控式多自由度对接平台

技术领域

本发明属于联接技术领域，具体地说，涉及一种适应于机械空间对接的自控式多自由度对接平台。

背景技术

许多制造工艺都涉及到两物体之间的对接，而影响对接精度的一个重要因素就是两物体接近面之间的相对平行问题。装配、加工或是物体自身成楔形都会造成不平行。如图1所示，在装配过程中首先要考虑的问题就是进行装配的两物体之间的对位。那么在装配中首先要解决的问题就是使对接工件之间的准确对位。

现有的对接平台由支撑平台、工作平台、三个结构相同的平面调节机构组成，三个平面调节机构设置在工作平台与支撑平台之间，三个平面调节机构确定工作平台的工作面，再在该工作面上固定住对接体，并使其正对工作平台上方的对接腔体，调节三个平面调节机构，实现对工作平台的旋转和移动控制，使工作平台上的对接体与对接腔体准确对接，驱动工作平台工作时，工作平台将对接体送入对接腔体中。

其缺点是：对接平台没有自适应的功能，难以准确界定对接体与对接腔体是否准确对位，只能靠操作者凭经验目测，直接影响对接体与对接腔体的对接质量和对接效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自适应功能的自控式多自由度对接平台，能够自检测出对接体与对接腔体是否准确对位，保证对接体与对接腔体的对接质量和对接效果。

为达到上述目的，本发明是一种自控式多自由度对接平台，包括机械式自调对接平台，其关键在于：该机械式自调对接平台上安装有自适应控制系统，所述机械式自调对接平台由支撑平台、工作平台、三个结构相同的平面调节机构、随动机构和三个结构相同的竖立调节机构组成；在工作平台与支撑平台之间设置所述三个平面调节机构和一个随动机构，它们按正方形分布，在所述平面调节机构下方的支撑平台上安装三个结构相同的竖立调节机构，它们按三角形分布；

所述平面调节机构由水平电机、联轴器、丝杆螺母副，活动滑座、滑块和轴承组成，其中水平电机安装在所述支撑平台上，水平电机的输出轴经联轴器连接丝杆，该丝杆与所述支撑平台的上表面平行，该丝杆上套装所述螺母，该螺母固定在所述活动滑座上，该活动滑座底面开槽，并套装在所述支撑平台上表面的滑轨上，所述活动滑座的上表面开有滑槽与所述滑轨空间垂直，该滑槽上套装所述滑块，该滑块固套在所述轴承内，该轴承固装在所述工作平台底部支承柱内；

在所述三个结构相同的平面调节机构中，有两个位于同侧的平面调节机构中的丝杆轴心线相互平行，并与第三个平面调节机构中的丝杆轴心线的延长线相垂直，该第三个平面调节机构与所述随动机构位于同一侧；

当同侧二个平面调节机构的平行丝杆同向推动活动滑座工作，另一平面调节机构停止工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿X轴方向平移；

当另一平面调节机构丝杆推动活动滑座工作，同侧二个平面调节机构停止工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿Y轴方向平移，同侧二个平面调节机构的滑块在滑槽内滑动。

当三个平面调节机构的丝杆沿同时按顺/逆时针方向推动活动滑座工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿Z轴方向转动。

所述随动机构由活动滑座、滑块和轴承组成，该随动机构中的活动滑座、滑块和轴承与所述平面调节机构中的活动滑座、滑块和轴承连接关系相同；

所述竖立调节机构由垂直电机、蜗轮蜗杆减速器、螺母座和调整螺杆组成，其中垂直电机固定在所述支撑平台上，其输出轴连接所述蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器的输出轴经联轴器与所述调整螺杆相连，该调整螺杆与所述支撑平台垂直并伸出支撑平台的下端，调整螺杆的下端套装在所述螺母座上；

固定住三个竖立调节机构的螺母座，当调整螺杆在螺母座内移动，调整螺杆同向推动支撑平台运行，保持三个调整螺杆的行程一致时，实现支撑平台和工作平台沿Z轴方向移动。

当三个竖立调节机构调整螺杆的行程不等时，实现支撑平台和工作平台沿X轴和Y轴方向转动。

所述自适应控制系统由中央处理器，倾角传感器和位移传感器组成，其中中央处理器和倾角传感器固定在所述支撑平台上，位移传感器固定在所述工作平台的上端面，其中倾角传感器的信号输出端输出倾角数据给中央处理器的输入端，位移传感器的信号输出端输出位移数据给中央处理器的输入端，该中央处理器设置有六个输出端分别输出控制信号给所述三个水平电机和所述三个垂直电机。

倾角传感器用于检测支撑平台和工作平台的在X轴和Y轴上的倾斜角度，当倾角传感器测出工作平台X轴和Y轴发生角度倾斜后，发出X轴倾角数据和Y轴倾角数据给中央处理器，中央处理器控制三个垂直电机，以调整工作平台的倾斜角度，使对接体与对接腔体的对接面平行。

位移传感器用于检测工作平台的平面位置，包括工作平台旋转角度和工作平台沿X轴和Y轴方向的移动位移，当位移传感器测出工作平台发生角度旋转或一定行程的位移后，发出位移数据给中央处理器，中央处理器控制三个水平电机，使对接体与对接腔体能准确对位。

所述调整螺杆上套装有轴承的内圈，该轴承的外圈与所述支撑平台固定连接。

轴承承受调整螺杆绝大部分的轴向力和径向力。

所述工作平台上安装有对接体，该对接体正对有对接腔体，当工作平台工作时，所述工作平台将对接体送入对接腔体中。

所述位移传感器是固定在所述工作平台上端面的三个光栅传感器，该光栅传感器的感应面朝上，正对三个激光发生器，激光发生器固定在所述对接腔体的下端面。

三个激光发生器和三个光栅传感器确定对接体与对接腔体的对接位置是否吻合，当三个激光发生器发出的光信号分别落在三个光栅传感器的指定光栅格内时，对接体与对接腔体的对接位置吻合，当激光发生器的光信号漂移到光栅传感器的其它光栅格内时，表明对接体与对接腔体之间的对接位置出现了偏差，光栅传感器将具体偏差位移值发送给中央处理器。

所述中央处理器内设置有：

用于开机的装置；

用于系统初始化的装置；

用于读取目标位置设定坐标的装置；中央处理器读取预设的倾角数据和位移数据；

用于读取初始位置坐标的装置；中央处理器获取倾角传感器发出的X轴和Y轴倾角数据和位移传感器输出的位移数据；开机后，由转换电路把倾角传感器和位移传感器把检测到的模拟信号X轴和Y轴位移，以及X轴、Y轴的转角数据(X，Y，θx，θy)转变为数字信号输送给中央处理器，中央处理器利用倾角传感器和位移传感器的信号测算出平台的X轴和Y轴位移，以及X轴、Y轴、Z轴的转角数据(X，Y，θx，θy，θz)数据。

用于计算各轴相对运动量的装置；

比较出工作平台五组数据后，中央处理器根据控制算法综合计算各垂直电机和水平电机的运动量ΔLi(i＝1-6)，驱动平台运动至预定位置。

用于驱动各电机的装置；

用于读取倾角传感器、位移传感器的装置；再次获取倾角传感器发出的倾角数据和位移传感器输出的位移数据；

用于判断是否已经到达目标位置的装置；

如果没有到达目标位置，则返回所述用于驱动各电机的装置；

如果到达目标位置，则进入用于存储当前运动参数及位置坐标的装置；

用于结束的装置。

此时，完成对位检测，对接体与对接腔体之间的对接位置吻合，再由中央处理器驱动三个垂直电机同速运行，使工作平台及对接体沿Z轴推进，完成对接。

所述机械式自调对接平台上安装有机械式柔性装配平台，所述机械式柔性装配平台由基座、关节体和浮动体组成，其中基座固定在所述工作平台上，基座的上端开有圆形凹槽，该圆形凹槽内均匀分布有球形坑，球形坑内安装有滚珠，所述关节体为小半截球形体，该小半截球形体的底平面位于所述基座的圆形凹槽内与所述滚珠接触，其球冠表面上均匀分布有球形坑，该球形坑内安装有滚珠，在所述关节体上方罩浮动体，该浮动体的底面开有与所述关节体的球冠表面相适应的弧形凹槽，该凹槽面与所述滚珠接触，浮动体的上端面固定所述对接体。

球形坑内安装有滚珠，使基座与关节体之间，关节体与浮动体之间为柔性接触，具有自适应的功能，当对接体与对接腔体之间发生挤压时，在对位行程中发生微量偏移时出现扭力，浮动体能够随受力方向在关节体上进行任意角度的转动和滑动，同时，还可以带动关节体在基座滑动。将对接体安装在浮动体上表面，对接体伸入对接腔体的空腔内与之对接，可以防止对接体在对位行程中发生微量偏移时出现过大扭力，避免对对接体和对接腔体造成伤害，使对接成功。

所述基座圆形凹槽的内壁与关节体边缘留有间隙；所述浮动体与基座之间留有间隙。

保留一定的间隙，使关节体位于在基座圆形凹槽中部，便于关节体圆形凹槽内滑动。

所述浮动体与基座的直径一致，二者侧壁卡接有同一卡箍。

在对接体伸入对接腔体之前，用卡箍将浮动体与基座固定连接在一起，使浮动体居中，防止其任意运动，当对接体和对接腔体接触后，松开卡箍，便于浮动体与关节体运动。

本发明的显著效果是：具有自适应功能，能够自检测出对接体与对接腔体之间的对接位置和对接角度，并自动调整对接位置和对接角度，保证对接体与对接腔体的对接质量和对接效果。且使对接体和对接腔体之间都为柔性接触，具有自适应或自调节的功能，可以满足不同尺寸，不同角度的空间对接，防止在对位行程中发生微量偏移时出现的过大扭力，保护对接体和对接腔体不受损伤，使对接成功。

附图说明

图1是工件之间的空间对接示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的立体图；

图4是支撑平台的俯视图；

图5是工作平台沿X轴或Y轴平行移动时的工作原理图；

图6是工作平台沿Z轴转动时的工作原理图；

图7是三个竖立调节机构沿X轴或Y轴转动调节时的工作原理图；

图8是三个竖立调节机构调平的计算示意图；

图9是本发明安装有机械式柔性装配平台的结构示意图；

图10是基座、关节体与浮动体的立体图；

图11是自适应控制系统的结构示意图；

图12是中央处理器的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图2、3、4所示：一种自控式多自由度对接平台，包括机械式自调对接平台，其关键在于：该机械式自调对接平台上安装有自适应控制系统，所述机械式自调对接平台由支撑平台8、工作平台9、三个结构相同的平面调节机构、随动机构和三个结构相同的竖立调节机构组成；在工作平台9与支撑平台8之间设置所述三个平面调节机构和一个随动机构，它们按正方形分布，在所述平面调节机构下方的支撑平台8上安装三个结构相同的竖立调节机构，它们按三角形分布；

所述平面调节机构由水平电机10、联轴器11、丝杆12螺母13副，活动滑座14、滑块15和轴承16组成，其中水平电机10安装在所述支撑平台8上，水平电机10的输出轴经联轴器11连接丝杆12，该丝杆12与所述支撑平台8的上表面平行，该丝杆12上套装所述螺母13，该螺母13固定在所述活动滑座14上，该活动滑座14底面开槽，并套装在所述支撑平台8上表面的滑轨21上，所述活动滑座14的上表面开有滑槽22与所述滑轨21空间垂直，该滑槽22上套装所述滑块15，该滑块15固套在所述轴承16内，该轴承16固装在所述工作平台9底部支承柱内；

在所述三个结构相同的平面调节机构中，有两个位于同侧的平面调节机构中的丝杆12轴心线相互平行，并与第三个平面调节机构中的丝杆12轴心线的延长线相垂直，该第三个平面调节机构与所述随动机构位于同一侧；

如图5所示：当同侧二个平面调节机构的平行丝杆同向推动活动滑座工作，另一平面调节机构停止工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿X轴方向平移；

当另一平面调节机构丝杆推动活动滑座工作，同侧二个平面调节机构停止工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿Y轴方向平移，同侧二个平面调节机构的滑块在滑槽内滑动。

如图6所示：当三个平面调节机构的丝杆沿同时按顺/逆时针方向推动活动滑座工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿Z轴方向转动。

所述随动机构由活动滑座14、滑块15和轴承16组成，该随动机构中的活动滑座14、滑块15和轴承16与所述平面调节机构中的活动滑座14、滑块15和轴承16连接关系相同；

所述竖立调节机构由垂直电机17、蜗轮蜗杆减速器18、螺母座19和调整螺杆20组成，其中垂直电机17固定在所述支撑平台8上，其输出轴连接所述蜗轮蜗杆减速器18，蜗轮蜗杆减速器18的输出轴经联轴器与所述调整螺杆20相连，该调整螺杆20与所述支撑平台8垂直并伸出支撑平台8的下端，调整螺杆20的下端套装在所述螺母座19上；

如图7、8所示：固定住三个竖立调节机构的螺母座19，当调整螺杆20在螺母座内移动，调整螺杆20同向推动支撑平台运行，保持三个调整螺杆20的行程一致时，实现支撑平台和工作平台沿Z轴方向移动。

当三个竖立调节机构调整螺杆20的行程不等时，实现支撑平台和工作平台沿X轴和Y轴方向转动。

如图11所示：所述自适应控制系统由中央处理器30，倾角传感器31和位移传感器组成，其中中央处理器30和倾角传感器31固定在所述支撑平台8上，位移传感器固定在所述工作平台9的上端面，其中倾角传感器31的信号输出端输出倾角数据给中央处理器30的输入端，位移传感器的信号输出端输出位移数据给中央处理器30的输入端，该中央处理器30设置有六个输出端分别输出控制信号给所述三个水平电机10和所述三个垂直电机17。

倾角传感器31用于检测支撑平台8和工作平台9的在X轴和Y轴上的倾斜角度，当倾角传感器31测出工作平台9X轴和Y轴发生角度倾斜后，发出X轴倾角数据和Y轴倾角数据给中央处理器30，中央处理器30控制三个垂直电机17，以调整工作平台9的倾斜角度，使对接体27与对接腔体28的对接面平行。

位移传感器用于检测工作平台9的平面位置，包括工作平台9旋转角度和工作平台9沿X轴和Y轴方向的移动位移，当位移传感器测出工作平台9发生角度旋转或一定行程的位移后，发出位移数据给中央处理器30，中央处理器30控制三个水平电机10，使对接体27与对接腔体28能准确对位。

中央处理器30的型号为S7-400PLC，其输入端IB0.0～IB0.2接收位移传感器的输出信号，IB0.3～IB0.4接收倾角传感器31的输出信号，其输出端IB4.0～IB4.5经适配驱动器分别控制三个垂直电机17和三个水平电机10的工作。

所述调整螺杆20上套装有轴承24的内圈，该轴承24的外圈与所述支撑平台8固定连接。

轴承24承受调整螺杆20绝大部分的轴向力和径向力。

如图2、3、4所示：所述工作平台9上安装有对接体27，该对接体27正对有对接腔体28，当工作平台9工作时，所述工作平台9将对接体27送入对接腔体28中。

所述位移传感器是固定在所述工作平台9上端面的三个光栅传感器25，该光栅传感器25的感应面朝上，正对三个激光发生器26，激光发生器26固定在所述对接腔体28的下端面。

三个激光发生器26和三个光栅传感器25确定对接体27与对接腔体28的对接位置是否吻合，当三个激光发生器26发出的光信号分别落在三个光栅传感器25的指定光栅格内时，对接体27与对接腔体28的对接位置吻合，当激光发生器26的光信号漂移到光栅传感器25的其它光栅格内时，表明对接体27与对接腔体28之间的对接位置出现了偏差，光栅传感器25将具体偏差位移值发送给中央处理器30。

如图12所示：所述中央处理器30内设置有：

用于开机的装置；

用于系统初始化的装置；

用于读取目标位置设定坐标的装置；中央处理器30读取预设的倾角数据和位移数据；

用于读取初始位置坐标的装置；中央处理器30获取倾角传感器发出的X轴和Y轴倾角数据和位移传感器输出的位移数据；开机后，由转换电路把倾角传感器和位移传感器把检测到的模拟信号X轴和Y轴位移，以及X轴、Y轴的转角数据(X，Y，θx，θy)转变为数字信号输送给中央处理器30，中央处理器30利用倾角传感器和位移传感器的信号测算出平台的X轴和Y轴位移，以及X轴、Y轴、Z轴的转角数据(X，Y，θx，θy，θz)数据。

用于计算各轴相对运动量的装置；

比较出工作平台9五组数据后，中央处理器30根据控制算法综合计算各垂直电机17和水平电机10的运动量ΔLi(i＝1-6)，驱动平台运动至预定位置。

用于驱动各电机的装置；

用于读取倾角传感器、位移传感器的装置；再次获取倾角传感器发出的倾角数据和位移传感器输出的位移数据；

用于判断是否已经到达目标位置的装置；

如果没有到达目标位置，则返回所述用于驱动各电机的装置；

如果到达目标位置，则进入用于存储当前运动参数及位置坐标的装置；

用于结束的装置。

此时，完成对位检测，对接体27与对接腔体28之间的对接位置吻合，再由中央处理器30驱动三个垂直电机同速运行，使工作平台9及对接体27沿Z轴推进，完成对接。

如图9、10所示：所述机械式自调对接平台上安装有机械式柔性装配平台，所述机械式柔性装配平台由基座1、关节体2和浮动体3组成，其中基座1固定在所述工作平台9上，基座1的上端开有圆形凹槽，该圆形凹槽内均匀分布有球形坑1a，球形坑1a内安装有滚珠4，所述关节体2为小半截球形体，该小半截球形体的底平面位于所述基座1的圆形凹槽内与所述滚珠4接触，其球冠表面上均匀分布有球形坑2a，该球形坑2a内安装有滚珠4’，在所述关节体2上方罩浮动体3，该浮动体3的底面开有与所述关节体2的球冠表面相适应的弧形凹槽，该凹槽面与所述滚珠4’接触，浮动体3的上端面固定所述对接体27。

球形坑1a，2a内安装有滚珠4，4’，使基座1与关节体2之间，关节体2与浮动体3之间为柔性接触，具有自适应的功能，当对接体27与对接腔体28之间发生挤压时，在对位行程中发生微量偏移时出现扭力，浮动体3能够随受力方向在关节体2上进行任意角度的转动和滑动，同时，还可以带动关节体2在基座1滑动。将对接体27安装在浮动体3上表面，对接体27伸入对接腔体28的空腔28a内与之对接，可以防止对接体27在对位行程中发生微量偏移时出现过大扭力，避免对对接体27和对接腔体28造成伤害，使对接成功。

所述基座1圆形凹槽的内壁与关节体2边缘留有间隙；所述浮动体3与基座1之间留有间隙。

保留一定的间隙，使关节体2位于在基座1圆形凹槽中部，便于关节体2圆形凹槽内滑动。

所述浮动体3与基座1的直径一致，二者侧壁卡接有同一卡箍7。

在对接体27伸入对接腔体28之前，用卡箍7将浮动体3与基座1固定连接在一起，使浮动体3居中，防止其任意运动，当对接体27和对接腔体28接触后，松开卡箍7，便于浮动体3与关节体2运动。

其工作原理是：

如图5、6所示：工作平台9沿Z轴旋转运动时，三个平面调节机构中活动滑座14的行程为：

X′₁＝R₀cos(θ+θ_X1)-R₀cosθ_x1

X′₂＝R₀cos(θ+θ_X2)-R₀cosθ_X2

Y′＝R₀sin(θ+θ_Y)-R₀sinθ_Y

其中：

θ_X1＝135°第一平面调节机构电机位置与X轴方向形成的初始角度

θ_X2＝225°第二平面调节机构电机位置与X轴方向形成的初始角度

θ_Y＝45°第三平面调节机构电机电机位置与X轴方向形成的初始角度

θ为工作需要调节的转动角度

X′₁，X′₂为X方向两个电机需要驱动位移

Y′为Y方向电机需要驱动位移

R₀为绕中心转动时的半径

工作平台9沿X轴或Y轴作直线移动时，三个平面调节机构中活动滑座14的行程为：

设平台中心的移动位移为r，则：

X″₁＝rcosθ_X1

X″₂＝rcosθ_X2

Y″＝rsinθ_Y

其中：

θ_X1＝135°第一平面调节机构电机位置与X轴方向形成的初始角度

θ_X2＝225°第二平面调节机构电机位置与X轴方向形成的初始角度

θ_Y＝45°第三平面调节机构电机位置与X轴方向形成的初始角度

X″₁，X″₂为X方向电机需要的驱动位移

Y″为Y方向电机需要的驱动位移

所以工作平台的实际运动是由绕中心的转动和纯平动两种运动和合成，最终三个电机的给定量X1，X2和Y也就是两类运动电机驱动位移的合成，即：

X1＝X′₁+X″₁

X2＝X′₂+X″₂

Y＝Y′+Y″

如图7、8所示：所述三个竖立调节机构为直角三角形设置在所述支撑平台8的下部。

根据几何关系及坐标系的平移和旋转可以得到调整调整螺杆20三个支撑点工作平面上某点的高度增量与平面上升角度关系，其中AF，BG，EH分别为ΔABE对应边的垂线，EE′为E点处支撑脚伸长的距离：

Δh＝EE′＝EH·tanα

其中：Δh为要实现对接平台要实现绕AB连线轴上倾斜α角度，E处垂直电机17驱动相应调整螺杆20的行程。其他电机情况与E处电机计算调节方法一致。

编码计算机分析工作平面上测量的水平数据，确定其最大(高)和最小(低)值及其在平板的位置，然后根据上式，选择能够调整最大和最小值所在位置的一个或多个支撑点进行调整。可以给出最大(高)和最小(低)点的需要的高度增量Δh，计算出调整点所需要的调整量Δh并且以此调整量调整支撑点，获得需要的水平度。在实际的应用中首先应该恰当的确定调整点，这样就可以避免盲目调整，排除高度增量相互干扰或相互抵消的现象，提高调整的效率和准确性。

直角三角形设置，可以简化B点、A点、E点间的角度换算关系，便于调整螺杆20的行程推算。

Claims (8)

1、一种自控式多自由度对接平台，包括机械式自调对接平台，其特征在于：该机械式自调对接平台上安装有自适应控制系统，所述机械式自调对接平台由支撑平台(8)、工作平台(9)、三个结构相同的平面调节机构、随动机构和三个结构相同的竖立调节机构组成；在工作平台(9)与支撑平台(8)之间设置所述三个平面调节机构和一个随动机构，它们按正方形分布，在所述平面调节机构下方的支撑平台(8)上安装三个结构相同的竖立调节机构，它们按三角形分布；

所述平面调节机构由水平电机(10)、联轴器(11)、丝杆(12)螺母(13)副，活动滑座(14)、滑块(15)和轴承(16)组成，其中水平电机(10)安装在所述支撑平台(8)上，水平电机(10)的输出轴经联轴器(11)连接丝杆(12)，该丝杆(12)与所述支撑平台(8)的上表面平行，该丝杆(12)上套装所述螺母(13)，该螺母(13)固定在所述活动滑座(14)上，该活动滑座(14)底面开槽，并套装在所述支撑平台(8)上表面的滑轨(21)上，所述活动滑座(14)的上表面开有滑槽(22)与所述滑轨(21)空间垂直，该滑槽(22)上套装所述滑块(15)，该滑块(15)固套在所述轴承(16)内，该轴承(16)固装在所述工作平台(9)底部支承柱内；

在所述三个结构相同的平面调节机构中，有两个位于同侧的平面调节机构中的丝杆(12)轴心线相互平行，并与第三个平面调节机构中的丝杆(12)轴心线的延长线相垂直，该第三个平面调节机构与所述随动机构位于同一侧；

所述随动机构由活动滑座(14)、滑块(15)和轴承(16)组成，该随动机构中的活动滑座(14)、滑块(15)和轴承(16)与所述平面调节机构中的活动滑座(14)、滑块(15)和轴承(16)连接关系相同；

所述竖立调节机构由垂直电机(17)、蜗轮蜗杆减速器(18)、螺母座(19)和调整螺杆(20)组成，其中垂直电机(17)固定在所述支撑平台(8)上，其输出轴连接所述蜗轮蜗杆减速器(18)，蜗轮蜗杆减速器(18)的输出轴经联轴器与所述调整螺杆(20)相连，该调整螺杆(20)与所述支撑平台(8)垂直并伸出支撑平台(8)的下端，调整螺杆(20)的下端套装在所述螺母座(19)上；

所述自适应控制系统由中央处理器(30)，倾角传感器(31)和位移传感器组成，其中中央处理器(30)和倾角传感器(31)固定在所述支撑平台(8)上，位移传感器固定在所述工作平台(9)的上端面，其中倾角传感器(31)的信号输出端输出倾角数据给中央处理器(30)的输入端，位移传感器的信号输出端输出位移数据给中央处理器(30)的输入端，该中央处理器(30)设置有六个输出端分别输出控制信号给所述三个水平电机(10)和所述三个垂直电机(17)。

2、根据权利要求1所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述调整螺杆(20)上套装有轴承(24)的内圈，该轴承(24)的外圈与所述支撑平台(8)固定连接。

3、根据权利要求1所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述工作平台(9)上安装有对接体(27)，该对接体(27)正对有对接腔体(28)，当工作平台(9)工作时，所述工作平台(9)将对接体(27)送入对接腔体(28)中。

4、根据权利要求1或3所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述位移传感器是固定在所述工作平台(9)上端面的三个光栅传感器(25)，该光栅传感器(25)的感应面朝上，正对三个激光发生器(26)，激光发生器(26)固定在所述对接腔体(28)的下端面。

5、根据权利要求1所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述中央处理器(30)内设置有：

用于开机的装置；

用于系统初始化的装置；

用于读取目标位置设定坐标的装置；

用于读取初始位置坐标的装置；

用于计算各轴相对运动量的装置；

用于驱动各电机的装置；

用于读取倾角传感器、位移传感器的装置；

用于判断是否已经到达目标位置的装置；

如果没有到达目标位置，则返回所述用于驱动各电机的装置；

如果到达目标位置，则进入用于存储当前运动参数及位置坐标的装置；

用于结束的装置。

6、根据权利要求3所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述机械式自调对接平台上安装有机械式柔性装配平台，所述机械式柔性装配平台由基座(1)、关节体(2)和浮动体(3)组成，其中基座(1)固定在所述工作平台(9)上，基座(1)的上端开有圆形凹槽，该圆形凹槽内均匀分布有球形坑(1a)，球形坑(1a)内安装有滚珠(4)，所述关节体(2)为小半截球形体，该小半截球形体的底平面位于所述基座(1)的圆形凹槽内与所述滚珠(4)接触，其球冠表面上均匀分布有球形坑(2a)，该球形坑(2a)内安装有滚珠(4’)，在所述关节体(2)上方罩浮动体(3)，该浮动体(3)的底面开有与所述关节体(2)的球冠表面相适应的弧形凹槽，该凹槽面与所述滚珠(4’)接触，浮动体(3)的上端面固定所述对接体(27)。

7、根据权利要求6所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述基座(1)圆形凹槽的内壁与关节体(2)边缘留有间隙；所述浮动体(3)与基座(1)之间留有间隙。

8、根据权利要求7所述的自控式多自由度对接平台，其特征在于：所述浮动体(3)与基座(1)的直径一致，二者侧壁卡接有同一卡箍(7)。

Images