CN108057584B - 一种自动对接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动对接系统，包括：第一接头；第二接头；定位装置，用于定位所述第一接头与所述第二接头的相对位置；驱动机构，用于驱动所述第二接头相对所述第一接头在三维空间内移动；控制器，能够根据所述定位装置的定位控制所述驱动机构驱动所述第二接头移动以与所述第一接头完成对接。在该自动对接系统中，并非再是容错对接，而利用了定位装置的定位功能，对第一接头和第二接头进行定位，然后控制器根据定位装置的定位，调整两者相对位置，以完成对接。综上所述，该自动对接系统能够有效地解决接头位置变动而导致对接失败的问题。

Description

一种自动对接系统

技术领域

本发明涉及胶水补充器械技术领域，更具体地说，涉及一种自动对接系统。

背景技术

全自动移动式供胶系统是针对卷烟企业卷包、成型、滤嘴棒车间充乳胶方式进行的自动化设计。该系统实现乳胶过滤、真空脱气、自动呼叫响应、移动定位、对接充胶脱离等加乳胶过程自动化。能有效消除乳胶中的气泡、杂质等，并保证乳胶在运输、储存等环节中处于与空气隔绝的状态，从而杜绝乳胶在使用过程中干结、变质。

移动单元的接口在与供胶单元的接口或机台单元的接口对接时，一般对接都是采用引导性对接，对接可能不牢靠，精度不够，进而容易造成漏胶，因为制造误差问题，以及安装偏差等原因，容易造成对接失败。

综上所述，如何有效地解决接头位置变动而导致对接失败的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动对接系统，该自动对接系统可以有效地解决接头位置变动而导致对接失败的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动对接系统，包括：第一接头；第二接头；定位装置，用于定位所述第一接头与所述第二接头的相对位置；驱动机构，用于驱动所述第二接头相对所述第一接头在三维空间内移动；控制器，能够根据所述定位装置的定位控制所述驱动机构驱动所述第二接头移动以与所述第一接头完成对接。

优选地，所述定位装置包括均与所述第二接头相对固定的视觉定位相机和测距传感器，所述第一接头上设置有与所述第一接头的对接方向垂直的定位平面；所述控制器，能够通过测距传感器对所述定位平面上三点进行测距定位计算出定位平面所在平面，以调整所述第二接头的对接方向至与所述第一接头的对接方向相向，并能够继续根据所述测距传感器的测距以及所述视觉定位相机的拍照调整所述第二接头的接口与所述第一接头的接口正对，并根据所述测距传感器的测距，控制所述驱动机构驱动所述第二接头移动沿对接方向平移预定距离。

优选地，所述控制器能够控制所述驱动机构驱动所述第二接头分别平移至三个位置，并在各个位置均通过所述测距传感器对定位平面进行测距定位，以对所述定位平面上三点进行测距定位。

优选地，还包括用于检测所述第二接头的接口端外侧各个方向受力的触觉传感器，所述控制器根据所述触觉传感器的受力控制所述驱动机构调整至所述第二接头的接口端各处受力均匀。

优选地，包括安装座，所述第二接头、所述视觉定位相机和所述测距传感器均固定在所述安装座上；所述触觉传感器安装在所述安装座与所述驱动机构的驱动端之间。

优选地，所述驱动机构为手臂式机械手。

优选地，所述安装座上设置有保护壳，所述第二接头、所述视觉定位相机和所述测距传感器均位于所述保护壳内。

优选地，所述测距传感器为红外测距传感器。

本发明提供的一种自动对接系统，该自动对接系统包括第一接头、第二接头、定位装置、驱动机构和控制器。其中定位装置，用于定位第一接头和第二接头的相对位置关系，驱动机构，用于驱动第二接头相对第一接头在三维空间内移动。其中控制器，能够根据定位装置的定位，控制驱动机构驱动第二接头移动至与第一接头完成对接。

根据上述的技术方案，可以知道在该自动对接系统中，当需要将第二接头和第一接头进行对接时，控制器将会根据定位装置对第一接头和第二接头相对位置的定位，控制驱动机构驱动第二接头相对第一接头移动，直至第二接头和第一接头完成对接。在该自动对接系统中，并非再是容错对接，而利用了定位装置的定位功能，对第一接头和第二接头进行定位，然后控制器根据定位装置的定位，调整两者相对位置，以完成对接。综上所述，该自动对接系统能够有效地解决接头位置变动而导致对接失败的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第二接头安装的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的定位系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一接头安装的结构示意图。

附图中标记如下：

第一接头1、第二接头2、驱动机构3、视觉定位相机4、测距传感器5、安装座6、触觉传感器7、保护壳8、定位平面9。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种自动对接系统，以有效地解决接头位置变动而导致对接失败的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的第二接头安装的结构示意图；图2为本发明实施例提供的定位系统的结构示意图；图3为本发明实施例提供的第一接头安装的结构示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种自动对接系统，该自动对接系统包括第一接头1、第二接头2、定位装置、驱动机构3和控制器。

其中第一接头1和第二接头2中，一个为公头、另一个为母头，当第一接头1的接口和第二接头2的接口沿接口口沿延伸方向均相抵时，则视为对接完成。而在对接前，第一接头1的口沿和第二接头的口沿在三维空间中的相对位置关系是不确定的。

其中定位装置，用于定位第一接头1和第二接头2的相对位置关系，需要说明的是，根据定位装置的原理，定位装置的定位可以是通过确定步骤的定位，也可能是实时定位，知道对接完成后停止定位。需要说明的是，定位装置，可以是传感器系统，以分别从多个方向准确测定目标对象在设定坐标系的位置以及方向，还可以是拍照系统，通过多个维度实时拍摄，定位目标对象位置。

驱动机构3，用于驱动第二接头2相对第一接头1在三维空间内移动，以不仅可以沿三个方向移动还可以沿三个方向转动，以可以平移至空间任一位置和转动至任一角度放置。具体的，驱动机构3可以采用机械臂。

其中控制器，能够根据定位装置的定位，控制驱动机构3驱动第二接头2移动至与第一接头1完成对接。需要说明的是，控制器具体的如何进行控制，应当根据定位装置的定位方式相配合，若定位装置以确定步骤便可以对第二接头2进行定位，即可以根据定位位置，驱动第一接头1移动至目标位置。若定位装置的定位方式是实时检测，随着与被检测对象的距离更近，则检测精度越大，则应驱动第一接头1实时移动，以实时根据定位装置的定位进行移动，继而到达目标位置。具体的定位装置可以是安装在第二安装头上的视觉定位相机4，根据视觉定位相机4的拍照，如分析照片中第一接头1的接口形状大小模拟分析第一接头1的接口朝向以及位置，然后移动至预定范围后，再进行拍照，再次通过接口形状大小模拟分析第一接口的朝向以及位置。如第一接口的接口为圆形时，可以根据接口的大小与实际大小判断距离，可以根据接口变形的形状判断接口的朝向，直到调整至第一接头1的接口形状为圆形。当然还可以采取其它定位方式。

在该自动对接系统中，当需要将第二接头2和第一接头1进行对接时，控制器将会根据定位装置对第一接头1和第二接头2相对位置的定位，控制驱动机构3驱动第二接头2相对第一接头1移动，直至第二接头2和第一接头1完成对接。在该自动对接系统中，并非再是容错对接，而利用了定位装置的定位功能，对第一接头1和第二接头2进行定位，然后控制器根据定位装置的定位，调整两者相对位置，以完成对接。

进一步的，为了方便定位装置更加准确的定位。此处优选定位装置包括均与第二接头2相对固定的测距传感器5和视觉定位相机4，第一接头1上设置有定位平面9，优选该定位平面9与第一接头1的对接方向垂直。此时控制器通过测距传感器5对所述定位平面上三点进行测距定位计算出定位平面所在平面，以调整所述第二接头2的对接方向至与所述第一接头1的对接方向相向，然后根据所述测距传感器5的测距以及视觉定位相机4的拍照调整第一接头1的接口与所述第二接头2的接口正对，即第一接头1的接口纵向中心线和第二接头2的接口纵向中心线重叠，并根据所述红外测距传感器5的测距，控制所述驱动机构3驱动所述第二接头2沿轴线平移预定距离，具体的可以在定位平面上设置有定位光斑，通过视觉定位相机4拍摄光斑的定位标记判断第二接头2的轴线到第一接头1的轴线距离，怎么通过视觉定位相机4以及光斑判断横向距离可以参考现有技术。最为简单的，可以通过视觉定位相机4的拍照，以及参造物，通过获得照片尺寸与实际尺寸之间的比例关系，然后通过照片以及获得的比例关系获取第二接头2的轴线到第一接头1的轴线距离。

进一步的，上述测距传感器5对所述定位平面上三点进行测距定位，可以是设置是三个测距传感器5，分别对定位平面上的三个点进行测距定位，也可以仅仅采用一个测距传感器5。此时控制器能够控制驱动机构3驱动第二接头2分别平移至三个位置，并在各个位置均通过测距传感器5对定位平面9进行测距定位，以避免采用三个测距传感器5。具体需要说明的是，对所述定位平面上三点进行测距定位计算出定位平面所在平面，对三点进行定位测距，即可以知道该三点相对既定坐标的位置坐标，而三点可以确定一个平面，即可以知道当前定位平面9坐在平面在既定坐标系位置，而既定坐标系是基于测距传感器5、第二接头2设定的，所以可以获得第二接头2的对接方向相对定位平面9的角度，即可以根据这相对角度将第二接头2调整至第二接头2的对接方向至与所述第一接头1的对接方向相向。其中测距传感器5移动至三个位置，三个位置相对位置关系可以是预先设定好的，也可以是基于某种算法确定，如为了避免移出定位平面9测距范围，此处优选在测距传感器5测距之前预先拍照，大致获取定位平面9位置，并在定位平面9范围选取构成等边三角型的三个位置。其中测距传感器5此处优选为红外测距传感器5，红外传感器5的测距起始点以及测距方向是确定的，而该方向的距离又是可以测定出来，则通过起始点、测距方向以及测距距离去顶被测点与起始点的相对位置关系。

进一步的，考虑到拍照依然存在一定的误差，造成对接时存在偏移，造成对接不牢靠。基于此，此处优选还包括用于检测所述第二接头2的接口端外侧各个方向受力的触觉传感器7，所述控制器根据所述触觉传感器7的受力方向控制所述驱动机机构驱动所述第二接头2沿受力方向移动预定距离。具体的，应当根据触觉传感器7所检测的受力，驱动机构3驱动第二接头2不断调整方向和坐标，使第二接头2完全进入第一接头1中，怎么根据触觉传感器7的受力判断受力方向，具体的可以参考现有技术。需要说明的是，第一接头1一般具有呈喇叭型的引导孔，而当第二接头与第一接头1存在横向偏移时，第二接头2会在还未移动到对接位置时，便已与第一接头1相抵，而无法继续前进。

为了方便安装，此处优选还包括安装座6，第二接头2、视觉定位相机4和测距传感器5均固定在安装座6上；触觉传感器7安装在安装座6与所述驱动机构3的驱动端之间，考虑到视觉定位相机4以及测距传感器5均是细微部件，此处优选安装座6上设置有保护壳8，第二接头2、视觉定位相机4和测距传感器5均位于保护壳8内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种自动对接系统，其特征在于，包括：

第一接头；

第二接头；

定位装置，用于定位所述第一接头与所述第二接头的相对位置；

驱动机构，用于驱动所述第二接头相对所述第一接头在三维空间内移动；

控制器，能够根据所述定位装置的定位控制所述驱动机构驱动所述第二接头移动以与所述第一接头完成对接；所述定位装置包括均与所述第二接头相对固定的视觉定位相机和测距传感器，所述第一接头上设置有与所述第一接头的对接方向垂直的定位平面；所述控制器，能够通过测距传感器对所述定位平面上三点进行测距定位计算出所述定位平面所在平面，以调整所述第二接头的对接方向至与所述第一接头的对接方向相向，并能够继续根据所述测距传感器的测距以及所述视觉定位相机的拍照调整所述第二接头的接口与所述第一接头的接口正对，并根据所述测距传感器的测距，控制所述驱动机构驱动所述第二接头移动沿对接方向平移预定距离；所述控制器能够控制所述驱动机构驱动所述第二接头分别平移至三个位置，并在各个位置均通过所述测距传感器对定位平面进行测距定位，以对所述定位平面上三点进行测距定位；还包括用于检测所述第二接头的接口端外侧各个方向受力的触觉传感器，所述控制器根据所述触觉传感器的受力控制所述驱动机构调整至所述第二接头的接口端各处受力均匀；包括安装座，所述第二接头、所述视觉定位相机和所述测距传感器均固定在所述安装座上；所述触觉传感器安装在所述安装座与所述驱动机构的驱动端之间；所述第一接头具有呈喇叭型的引导孔。

2.根据权利要求1所述的自动对接系统，其特征在于，所述驱动机构为手臂式机械手。

3.根据权利要求2所述的自动对接系统，其特征在于，所述安装座上设置有保护壳，所述第二接头、所述视觉定位相机和所述测距传感器均位于所述保护壳内。

4.根据权利要求3所述的自动对接系统，其特征在于，所述测距传感器为红外测距传感器。