CN109373177A - 一种连杆式三自由度位置调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连杆式三自由度位置调整装置，包括固定框架、活动框架、连杆、底座、滑块、夹钳、液压油缸、十字滑块，固定框架、活动框架平行布置在对接装置的左、右两端，固定框架、活动框架的四个边角位置各固定一个十字滑块，相邻两个十字滑块间通过连杆连接，液压油缸一端通过球铰方式与固定框架连接，另一端通过球铰方式与连杆连接，液压油缸伸缩，可实现固定框架的Y向平移摆动，活动框架的Z向平移摆动，同时带动滑块X向运动。

Description

一种连杆式三自由度位置调整装置
技术领域
本发明涉及一种连杆式三自由度位置调整装置，属于自动对接技术领域。
背景技术
目前，对于火箭加注时，地面加注管路上的连接器需要与火箭上的活门对接，对于相对静止情况，关于高空的连接器，大多在总装测试厂房内完成人工对接，如果发生加注燃料泄漏等情况，会对现场的人身安全造成影响；如果在相对运动情况或有毒等气体环境，或应急处理系统，人工无法在规定时间内迅速完成工作，或在大雾、雨、雪等气候，人工不便处理的情况下，目前并没有成熟技术应用。
发明内容
本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种连杆式三自由度位置调整装置，实现与静止或运动中目标物的位置自动定位、跟踪。
本发明的技术解决方案是：
一种连杆式三自由度位置调整装置，包括固定框架、活动框架、连杆、底座、滑块、夹钳、液压油缸、十字滑块，
固定框架、活动框架平行布置在对接装置的左、右两端，固定框架、活动框架的四个边角位置各固定一个十字滑块，相邻两个十字滑块间通过连杆连接，液压油缸一端通过球铰方式与固定框架连接，另一端通过球铰方式与连杆连接，液压油缸伸缩，可实现固定框架的Y向平移摆动，活动框架的Z向平移摆动，同时带动滑块X向运动；通过控制液压油缸的伸出长度及速度，进而控制滑块及其上面固定的货物的左右、上下、前后方向运动位置及速度。
十字滑块包括滑块座、十字块和销轴，滑块座固定在活动框架或固定框架上，与连杆间通过十字块、销轴连接，连杆可相对固定框架或活动框架实现绕销轴轴线的两个自由度转动。
夹紧气缸伸出时，相对的两个摆杆相对转动，相对的定位杆可定位滑块上的物体，从而将物体固定在滑块上；夹紧气缸收回时，定位杆从物体上解脱，夹持物体解脱。
滑块上方安装有夹钳，夹钳包括夹紧气缸、连接销轴、回转轴、摆杆和定位杆，回转轴固定连接在滑块上，摆杆安装在回转轴上，可绕回转轴转动；回转轴下部通过连接销轴与夹紧气缸的活塞杆连接，回转轴上部安装有定位杆。
液压油缸的伸出长度或速度采用伺服阀或比例阀进行闭环控制，实现对夹持物体的位置或速度进行控制。
工作时，将被控物体由夹钳固定在滑块上，确定目标物体位置信息，液压油缸对被控物体位置进行调整，使其与目标物体位置对正，当被控物体与目标物体连接后，夹钳与被控物体可解脱。
液压油缸为四组，四组液压油缸控制四个夹钳实现对夹持物体的夹紧与解脱。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过四组连杆机构实现对夹持物体的Y向、Z向调整，通过直线推动机构实现对夹持物体的X向位置调整，实现对夹持物体的三个自由度位置精确自动调整；
(2)本发明采用液压伺服油缸或伺服电动缸对连杆位置进行精确控制，定义运动目标点或速度曲线,通过测量系统数据反馈，控制伺服电动缸或伺服液压缸，对位置进行精确位置控制，实现位置或速度精确调整，根据需要与静止或运动中目标物的位置进行自动跟踪；
(3)本发明通过四组气缸或油缸控制四个夹钳实现对夹持物体的夹紧与解脱。
附图说明
图1为本发明结构主视图；
图2为本发明结构俯视图；
图3为本发明结构左视图；
图4为本发明十字滑块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步叙述,以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明结构由固定框架1、活动框架2、连杆3、底座4、滑块5、夹钳6、液压油缸7(含液压油缸A两个,液压油缸B两个)、十字滑块8组成。
固定框架1、活动框架2如图2、图3所示，均可为一矩形框架结构件。固定框架1、活动框架2平行布置在对接装置的左、右两端。固定框架1、活动框架2的四个边角位置各固定一个十字滑块组合，图1所示左、右每两个十字滑块组合间通过一连杆3连接。
十字滑块组合结构见图4。包括滑块座81、十字块82和销轴83，滑块座81固定在活动框架2或固定框架1上，与连杆3间通过十字块82、销轴83连接，连杆3可相对固定框架2或活动框架3实现绕销轴83轴线的两个自由度转动。
液压油缸A尾部通过球铰方式与固定框架1连接，前端通过球铰方式与图示下侧连杆3连接。液压油缸A共需两组，分别布置在本装置的左、右两侧。液压油缸A伸出或收回，可实现活动框架的Z向(图1所示向上或向下)平移摆动。
同理，本装置上、下两组连杆机构各布置一组液压油缸B。液压油缸B伸出或收回，可实现固定框架的Y向(图2所示向上或向下)平移摆动。
活动框架的下侧固定有底座，安装有滑块，在液压油缸C推动下，滑块可实现X向(图示左、右方向)运动。
滑块5上方安装有夹钳6，夹钳6共四组，安装在滑块5上，夹钳6包括夹紧气缸61、连接销轴62、回转轴63、摆杆64和定位杆65，回转轴63固定连接在滑块5上，摆杆64安装在回转轴63上，可绕回转轴63转动；回转轴63下部通过连接销轴62与夹紧气缸61的活塞杆连接，回转轴63上部安装有定位杆65。
工作时，夹紧气缸伸出，右侧摆杆在气缸推动下逆时针转动，左侧摆杆顺时针转动，左侧、右侧定位杆可插入到滑块上物体，从而将物体固定在滑块上；夹紧气缸收回，则可将定位杆从物体上解脱出来，夹持物体解脱。
本发明工作原理：
(1)两液压油缸A活塞杆伸出或收回，图1所示连杆机构转动，带动活动框架向Z向运动。
(2)液压油缸B活塞杆伸出或收回，图2所示连杆机构转动，带动活动框架Y向运动。
(3)液压油缸C活塞杆伸出，带动滑块X向运动。
(4)将被控物体放置在滑块上面,并由夹钳将其夹持固定。通过控制液压油缸A、液压油缸B、液压油缸C的伸出长度或速度，即可控制滑块及其上面固定的货物的左右、上下、前后方向运动位置或速度。
(5)液压油缸A、液压油缸B、液压油缸C的伸出长度或速度采用伺服阀或比例阀进行闭环控制，可对夹持物体的位置或速度进行精确控制。
(6)实际工作时，将被控物体由夹钳固定在滑块上。检测到目标物体位置信息后，控制液压油缸A、液压油缸B、液压油缸C对被控物体位置进行调整，使其与目标物体位置对正。当被控物体与目标物体连接后，夹钳与被控物体可解脱。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和变型，这些改进与变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，包括固定框架(1)、活动框架(2)、连杆(3)、底座(4)、滑块(5)、夹钳(6)、液压油缸(7)、十字滑块(8)，
固定框架(1)、活动框架(2)平行布置在对接装置的左、右两端，固定框架(1)、活动框架(2)的四个边角位置各固定一个十字滑块(8)，相邻两个十字滑块(8)间通过连杆(3)连接，液压油缸(7)一端通过球铰方式与固定框架(1)连接，另一端通过球铰方式与连杆(3)连接，液压油缸(7)伸缩，可实现固定框架(1)的Y向平移摆动，活动框架(2)的Z向平移摆动，同时带动滑块(5)X向运动；通过控制液压油缸(7)的伸出长度及速度，进而控制滑块(5)及其上面固定的货物的左右、上下、前后方向运动位置及速度。
2.如权利要求1所述的一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，十字滑块(8)包括滑块座(81)、十字块(82)和销轴(83)，滑块座(81)固定在活动框架(2)或固定框架(1)上，与连杆(3)间通过十字块(82)、销轴(83)连接，连杆(3)可相对固定框架(2)或活动框架(3)实现绕销轴(83)轴线的两个自由度转动。
3.如权利要求1所述的一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，夹紧气缸(61)伸出时，相对的两个摆杆(64)相对转动，相对的定位杆(65)可定位滑块(5)上的物体，从而将物体固定在滑块(5)上；夹紧气缸(61)收回时，定位杆(65)从物体上解脱，夹持物体解脱。
4.如权利要求1所述的一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，滑块(5)上方安装有夹钳(6)，夹钳(6)包括夹紧气缸(61)、连接销轴(62)、回转轴(63)、摆杆(64)和定位杆(65)，回转轴(63)固定连接在滑块(5)上，摆杆(64)安装在回转轴(63)上，可绕回转轴(63)转动；回转轴(63)下部通过连接销轴(62)与夹紧气缸(61)的活塞杆连接，回转轴(63)上部安装有定位杆(65)。
5.如权利要求1所述的一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，液压油缸(7)的伸出长度或速度采用伺服阀或比例阀进行闭环控制，实现对夹持物体的位置或速度进行控制。
6.如权利要求4所述的一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，工作时，将被控物体由夹钳(6)固定在滑块(5)上，确定目标物体位置信息，液压油缸(7)对被控物体位置进行调整，使其与目标物体位置对正，当被控物体与目标物体连接后，夹钳(6)与被控物体可解脱。
7.如权利要求6所述的一种连杆式三自由度位置调整装置，其特征在于，液压油缸(7)为四组，四组液压油缸(7)控制四个夹钳(6)实现对夹持物体的夹紧与解脱。
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