CN112678092B - 一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置，该装置水平运动平台安装在车身平台的第一轨道上，可沿第一轨道移动，其上还安装有相对滑动的垂直运动平台，垂直运动平台上安装有伸缩杆式6自由度平台，用于放置对接组件的拉升机构安装在车身平台上，固定件的转动结构设有螺旋槽，转动结构置于固定件的定位结构内，定位结构内安装有旋转机构，旋转机构上安装有转动结构；对接件的对接结构的内侧面设有连接结构，并安装于限位结构内；对接件安装在对接体上；对接体通过锁紧机构锁定安装在伸缩杆式6自由度平台上，旋转机构、锁紧机构和运动平台均与控制系统电连接。应用本发明实施例的装置能够保证人身安全，提高工作效率。

Description

一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置

技术领域

本发明涉及制造及自动化技术领域，特别是涉及一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置。

背景技术

目前，随着机械工程智能化技术的发展，在各行各业中，越来越多的人工智能代替人工完成作业，但是，在一些危险以及特殊行业中，仍然需要人工协助才能完成工作，如在隧道挖掘工程中更换弹药箱等危险的工作，需要人工协助运输弹药箱，以完成弹药箱的更换。

由上可见，在上述环境恶劣和工况危险的情况下，现有技术仍然需要通过人工在危险的环境中运输待对接物品才能完成对接，不仅工作量大，还效率低下，同时在长期作业中，还容易对人身安全带来威胁。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置，不仅能够保证在运输和对接过程中的人身安全，还能够提高工作效率。

具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置，所述装置包括：车体、运动平台、锁紧机构、拉升机构、对接组件和固定组件（5）；

其中，在所述车体的车身平台上沿着所述车身平台的长度方向设有第一轨道；

所述运动平台包括：水平运动平台、垂直运动平台和伸缩杆式6自由度平台；

所述水平运动平台安装在所述第一轨道上，并可沿着所述第一轨道移动，所述水平运动平台上还安装有所述垂直运动平台，且所述垂直运动平台可相对所述水平运动平台、且沿着与所述第一轨道方向垂直的方向移动；

所述垂直运动平台上安装有所述伸缩杆式6自由度平台；

所述拉升机构，用于放置未使用或/和已使用的对接组件，且所述拉升机构4安装在所述车身平台上，且可带动所述对接组件沿着与所述车身平台相背或相向的方向移动至预设位置；

所述固定组件包括：固定件和旋转机构；

所述固定件包括均为中空结构的定位结构和转动结构，所述转动结构的外侧面沿着周向方向、且以垂直所述外侧面的方式设有预设长度的螺旋槽，所述转动结构以与所述定位结构位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构内，且所述转动结构可相对所述定位结构独立运动；

所述定位结构内安装有所述旋转机构，且用于安装在所述第一对接机构的固定端面上；

所述旋转机构上安装有所述转动结构；

所述对接组件包括：对接件和对接体；

所述对接件包括均为中空结构的限位结构和对接结构，所述对接结构的内侧面设有与所述螺旋槽配合的连接结构，且所述对接结构以与所述限位结构位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构内；其中，所述限位结构和所述定位结构中各一位置处设有用于限定所述对接件转动的配合结构；

所述对接件安装在所述对接体上；所述对接体通过所述锁紧机构锁定安装在所述伸缩杆式6自由度平台上；所述锁紧机构处于未锁定的状态下，所述对接体可沿着所述锁紧机构的、且与所述固定端面垂直的安装面上移动，

所述旋转机构、所述锁紧机构、所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台均用于与预设的控制系统电连接，其中，所述控制系统用于在确定对所述对接件和所述固定件进行对接的情况下，控制所述拉升机构4提升放置的对接组件至所述预设位置，控制所述水平运动平台或/和所述垂直运动平台移动至所述目标对接组件下方，并控制所述伸缩杆式6自由度平台升起以使所述锁紧机构安装并锁定目标对接组件，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台升起以使目标对接组件脱离所述拉升机构，根据目标对接组件和固定组件的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台带动所述目标对接组件的对接件运动至与所述固定件处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽呈对齐状态，并继续控制所述水平运动平台带动所述对接件运动，以使所述定位结构以限定所述对接件转动的方式置于所述限位结构和所述对接结构之间，解锁所述锁紧机构，控制所述旋转机构转动，以使所述转动结构以螺旋连接的方式与所述限位结构达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述旋转机构转动。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括控制系统，所述拉升机构包括：门架机构、锁紧件和安装板架；

所述门架机构安装在所述车身平台上，且与所述车身平台连接的支撑杆上均设有第二轨道；

所述安装板架包括：用于放置未使用的对接组件的第一条形板和安装架；

所述第一条形板以与所述车身平台长度方向垂直的方式安装在所述安装架的第一位置处，且所述第一条形板间的间隔距离大于所述伸缩杆式6自由度平台的三角平台的最大宽度；

所述安装架通过所述锁紧件安装在所述门架机构中第一区域位置上，且可沿着所述第二轨道以与所述车身平台相背或相向的方式滑动，其中，所述第一门架机构上预留有供所述伸缩杆式6自由度平台带动所述对接组件滑动的缺口；

所述控制系统还与所述锁紧件电连接，用于在确定对所述对接组件和所述固定组件进行对接的情况下，解锁所述锁紧件，控制所述安装架沿着所述第二轨道移动至第二区域位置处并锁定所述锁紧件，根据第一条形板中待对接的目标对接组件的位置信息，控制所述水平运动平台或/和所述垂直运动平台移动至所述目标对接组件下方，并控制所述伸缩杆式6自由度平台升起以使所述锁紧机构安装并锁定所述目标对接组件，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台升起以使所述目标对接组件脱离所述第一条形板。

本发明的一个实施例中，所述安装板架还包括：用于放置已使用的对接组件的第二条形板；

所述第二条形板以与所述车身平台长度方向垂直的方式安装在所述安装架的第二位置处，且所述第二条形板间的间隔距离大于所述伸缩杆式6自由度平台的三角平台的最大宽度；

所述控制系统，用于在确定更换所述对接组件的情况下，控制所述水平运动平台或/和所述垂直运动平台带动已使用的对接组件移动至用于放置所述对接组件的第二位置处，解锁所述锁紧机构，并控制所述伸缩杆式6自由度平台收缩以使所述对接组件放置在所述第二位置处。

本发明的一个实施例中，所述旋转机构包括减速机构和电机；

所述减速机构安装在所述定位结构内，且所述减速机构的输入端与所述电机连接，所述减速机构的输出端上安装有所述转动结构；

所述控制系统与所述电机电连接，用于在确定对所述对接件和所述固定件进行对接的情况下，根据目标对接组件和固定组件的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台带动所述目标对接组件的对接件运动至与所述固定件处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽呈对齐状态，并继续控制所述水平运动平台带动所述对接件运动，以使所述定位结构以限定所述对接件转动的方式置于所述限位结构和所述对接结构之间，解锁所述锁紧机构，控制所述电机转动，以使所述转动结构以螺旋连接的方式与所述限位结构达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机转动。

本发明的一个实施例中，所述连接结构为第一定位杆，

所述第一定位杆以与所述螺旋槽一一对应的方式安装在所述对接结构的内侧面上。

本发明的一个实施例中，所述连接结构为与所述螺旋槽配合的凸起结构；

所述凸起结构以与所述螺旋槽一一对应的方式安装在所述对接结构的内侧面上。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括：用于获取所述螺旋槽的位置及姿态信息的第一传感器，和，用于获取所述第一定位杆或所述凸起结构的位置及姿态信息的第二传感器；

所述第一传感器安装在所述固定件上；

所述第二传感器安装在所述伸缩杆式6自由度平台上；

所述控制系统还分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，用于在确定对所述对接件和所述固定件进行对接的情况下，根据所述第一传感器和所述第二传感器获得的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台带动所述目标对接组件的对接件运动至与所述固定件处于同一中心轴线，且所述第一定位杆或所述凸起结构与所述螺旋槽呈对齐状态。

本发明的一个实施例中，所述对接件还包括：第二定位杆；

所述第二定位杆以垂直所述对接体的方式安装在所述限位结构上，且置于所述限位结构和所述对接结构之间；

所述定位结构端面上设有与所述第二定位杆配合的定位槽；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件和所述固定件进行对接的情况下，根据所述第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台带动所述对接件运动至与所述固定件处于同一中心轴线，且所述第一定位杆与所述螺旋槽、所述第二定位杆与所述定位槽均呈一一对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件运动以使所述第二定位杆置于所述定位槽内。

本发明的一个实施例中，所述螺旋槽包括直线段槽和与直线段槽平滑过渡连接的螺旋段槽，其中，所述直线段槽以垂直所述对接结构端面的方式设置于所述对接结构的端部处。。

本发明的一个实施例中，所述控制系统还用于在确定需要拆卸所述对接组件的情况下，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台移动至所述对接组件处，并利用所述锁紧机构接触并安装所述对接组件，启动所述旋转机构反向旋转，以使所述连接结构从所述螺旋槽内退出，在确定所述固定件与所述对接件脱离的情况下，控制锁紧机构锁定所述对接组件，控制所述水平运动平台或/和所述垂直运动平台带动将所述对接组件放置至所述安装架的第二位置处，解锁所述锁紧机构，并控制所伸缩杆式6自由度平台收缩以使所述锁紧机构脱离所述对接组件。

有益效果：

本发明实施例提供一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置，该装置车体的车身平台上设有第一轨道；水平运动平台安装在第一轨道上，并可沿着第一轨道移动，水平运动平台上还安装有相对滑动的垂直运动平台，垂直运动平台上安装有伸缩杆式6自由度平台，用于放置未使用或/和已使用的对接组件的拉升机构安装在车身平台上，固定件的转动结构的外侧面设有螺旋槽，转动结构置于固定件的定位结构内，定位结构内安装有旋转机构，旋转机构上安装有转动结构；对接件的对接结构的内侧面设有与螺旋槽配合的连接结构，且对接结构安装于限位结构内；对接件安装在对接体上；对接体通过锁紧机构锁定安装在伸缩杆式6自由度平台上，旋转机构、锁紧机构、水平运动平台、垂直运动平台和伸缩杆式6自由度平台均用于与预设的控制系统电连接。相对于现有技术而言，本发明实施例提供的自动对接装置不再需要人工协助进行对接，而是通过控制系统，在确定对对接件和固定件进行对接的情况下，通过控制拉升机构、锁紧机构、水平运动平台、垂直运动平台、伸缩杆式6自由度平台和锁紧机构，以使转动结构以螺旋连接的方式与限位结构达到固定连接。可见，应用本发明实施例的自动对接装置可以车载运动对接组件至待对接位置，并能够自动对接至固定件上，不仅能够保证在运输和对接过程中的人身安全，还能够提高工作效率。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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。

图1为本发明实施例提供的一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置的阶梯剖的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种运动平台的部分结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种对接组件和固定组件在对接时的阶梯剖的部分结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种固定组件的部分结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种安装在运动平台上的对接组件的部分结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种锁紧机构处于锁定情况下自动对接装置的部分结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种锁紧机构处于开锁情况下自动对接装置的部分结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置完成对接的部分结构示意图。

其中，1-车体，2-运动平台，3-锁紧机构，4-拉升机构，5-固定组件，6-对接组件，11-第一轨道，21-水平运动平台，22-垂直运动平台，23-伸缩杆式6自由度平台，41-门架机构，42-安装板架，51-固定件，52-旋转机构，61-对接件，62-对接体，411-第二轨道，421-安装架，511-定位结构，512-转动结构，521-减速机构，522-电机，611-限位结构，612-对接结构，613-第二定位杆，5121-螺旋槽，5111-定位槽，6121-第一定位杆，51211-直线段槽，51212-螺旋段槽。

具体实施方式

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。

参见图1，图1为本发明实施例提供的一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置的阶梯剖的部分结构示意图，所述装置包括：车体1、运动平台2、锁紧机构3、拉升机构4、对接组件6和固定组件5；

其中，在车体1的车身平台上沿着车身平台的长度方向设有第一轨道11；

如图2所示，运动平台2包括：水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23；

水平运动平台21安装在第一轨道11上，并可沿着第一轨道11移动，水平运动平台21上还安装有垂直运动平台22，且垂直运动平台22可相对水平运动平台21、且沿着与第一轨道11方向垂直的方向移动；

垂直运动平台22上安装有伸缩杆式6自由度平台23；

所述拉升机构4，用于放置未使用或/和已使用的对接组件6，且所述拉升机构4安装在所述车身平台上，且可带动所述对接组件6沿着与所述车身平台相背或相向的方向移动至预设位置；

如图3、4所示，所述固定组件5包括：固定件51和旋转机构52；

所述固定件51包括均为中空结构的定位结构511和转动结构512，所述转动结构512的外侧面沿着周向方向、且以垂直所述外侧面的方式设有预设长度的螺旋槽5121，所述转动结构512以与所述定位结构511位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构511内，且所述转动结构512可相对所述定位结构511独立运动；

所述定位结构511内安装有所述旋转机构52，且用于安装在所述第一对接机构的固定端面上；

所述旋转机构52上安装有所述转动结构512；

所述对接组件6包括：对接件61和对接体62；

如图3、5所示，所述对接件61包括均为中空结构的限位结构611和对接结构612，所述对接结构612的内侧面设有与所述螺旋槽5121配合的连接结构，且所述对接结构612以与所述限位结构611位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构611内；其中，所述限位结构611和所述定位结构511中各一位置处设有用于限定所述对接件61转动的配合结构；

所述对接件61安装在所述对接体62上；所述对接体62通过所述锁紧机构3锁定安装在所述伸缩杆式6自由度平台23上，且所述锁紧机构3处于未锁定的状态下，所述对接体62可沿着所述锁紧机构3的、且与所述固定端面垂直的安装面上移动；

所述旋转机构52、所述锁紧机构3、所述水平运动平台21、所述垂直运动平台22和所述伸缩杆式6自由度平台23均用于与预设的控制系统电连接，其中，所述控制系统用于在确定对所述对接件61和所述固定件（51）进行对接的情况下，通过控制所述拉升机构4、所述锁紧机构3、所述水平运动平台、所述垂直运动平台、所述伸缩杆式6自由度平台和所述锁紧机构3，以使所述转动结构512以螺旋连接的方式与所述限位结构611达到固定连接。

其中，上述车体1就是车本体，包括车头和车身平台。上述车头可以是需要人工驾驶的车头，也可以是自动驾驶的车体头，为了安全起见，上述车头最佳选用自动驾驶的车头。

上述第一轨道11可以设计成至少两条以上的轨道，这样可以保证行走在第一轨道11的水平运动平台21的稳定性。

上述第一轨道11与水平运动平台21的配合的一种实施方式可以设计成丝杠和螺母之间的配合，也就是，丝杠安装在车身平台上，螺母安装在水平运动平台21上，且为了减轻丝杠的压力，可以在车身平台设有承载水平运动平台21重力的导轨。

上述第一轨道11与水平运动平台21的配合的另一种实施方式可以设计成滑道和滑块之间的配合，一种实施方式为滑道作为轨道设置在车身平台上，滑块安装在水平运动平台21上，另一种实施方式为滑块作为轨道设置在车身平台上，滑道设置在水平运动平台21上。

上述第一轨道11方向就是车身平台的长度方向，这样，垂直运动平台22可相对水平运动平台21移动，就是，沿着与车身平台的长度方向的垂直方向，垂直运动平台22可以相对水平运动平台21在上述水平运动平台21上移动。

垂直运动平台22相对水平运动平台21的移动的实现方式可以为，上述水平运动平台21与车身平台相背的面上可以设有第二轨道411，上述第二轨道411方向与第一轨道11方向垂直，垂直运动平台22可以沿着第二轨道411方向在水平运动平台21上运动。

上述第二轨道411可以是与第一轨道11结构相同的轨道，也可以是与第一轨道11结构不相同的轨道，本实施例对此并不限定。

如图1所示，上述伸缩杆式6自由度平台23的一种实现方式可以包括：第一三角板、第二三角板和六个伸缩杆机构；

其中，第一三角板与第二三角板以角端部错位的形式相对放置，且六个伸缩件安装在第一三角板与第二三角板的板面之间，其中，每两个伸缩杆机构的第一端均铰接安装在第一三角板的角端部上，安装在第一三角板中同一角端部的两个伸缩杆机构的第二端铰接安装在第二三角板中不同的角端部处；

第一三角板的板面安装在高度伸缩平台上；

第二三角板的板面上安装有锁紧机构3；

伸缩杆机构用于与控制系统电连接，其中，控制系统控制每一伸缩杆机构伸缩运动。

可见，上述伸缩杆式6自由度平台23能够通过搜索6个伸缩杆以实现带动第二三角板伸缩运动或是旋转预设角度。上述预设角度可以为小于或等于10度。

上述拉升机构4可以带动对接组件6拉近或是远离与车身平台的距离，当带动对接组件6沿着车身平台相背的方向移动时，则表征拉升机构4带动对接组件6远离车身平台。当带动对接组件6沿着车身平台相向的方向移动时，则表征拉升机构4带动对接组件6拉近车身平台。

上述预设位置可以是第一区域位置或第二区域位置，当预设位置为第一区域位置时，拉升机构4带动对接组件6至与车身平台最接近的限定位置，当预设位置为第二区域位置时，拉升机构4带动对接组件6至与车身平台最远的限定位置。

第一区域位置可以根据便于放置对接组件6的位置设计。第二区域位置可以设计成高于伸缩杆式6自由度平台23在未伸缩时运动平台的高度，或，与固定组件5所在位置的高度成预设距离。

上述拉升机构4上可以放置多个对接组件6，这些对接组件6可以是未使用的对接组件6，也可以是已使用的对接组件6，且将未使用的对接组件6放置在一个区域，将已使用的对接组件6放置在另一区域。

上述目标对接组件可以是放置未使用的对接组件6中的任一个对接组件6，也可以是在按照排序放置未使用的对接组件6中的最小或最大序号的对接组件6。

上述控制系统控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至目标对接组件6下方，可以理解为，根据目标对接组件6的位置信息，可以需要控制水平运动平台21便可以到达目标对接组件6的下方，也可以仅需要控制垂直运动平台22到达目标对接组件6的下方，还可以控制水平运动平台21和垂直运动平台22形成的组合运动到达目标对接组件65的下方。

上述对接组件6和固定组件5的位置及姿态信息可以使用传感器分别获得，一个传感器放置在运动平台上，另一个传感器放置在固定组件5上。

鉴于上述伸缩杆式6自由度平台23通过锁紧机构3锁定安装有对接组件6，这样，伸缩杆式6自由度平台23可以带动对接组件6相对车身平台移动，

上述锁紧机构3与对接组件6的结构相关，可以设计成放置并能锁定对接组件6的机构，如机械手。

另外，上述中空结构可以为中空的圆柱结构，也可以是中空的正方体结构，还可以是中空的椎体结构，本实施例对此并不限定。

上述固定端面可以理解为与固定件51的端面平行。上述车身平台与固定端面垂直。

上述限位结构611可以是一端设有底部的结构，也可以是未设有底部的结构。

当上述限位结构611是设有底部的结构时，对接结构612612是以与上述限位结构611位于同一中心轴线的方式安装在限位结构611的底部上。

当上述限位结构611是未设有底部的结构时，对接结构612可以是通过固定架以与上述限位结构611位于同一中心轴线的方式安装在限位结构611内，也可以是直接安装在对接体62上。

上述螺旋槽5121可以理解为在转动结构512的外侧面设置的内螺纹。

实现上述对接结构612的内侧面设有与所述螺旋槽5121配合的连接结构至少有两种实施方式为：

第一种实施方式可以为当上述转动机构设有螺旋槽5121时，连接结构可以为与螺旋槽5121配合连接的凸起结构，该凸起结构可以理解为与内螺纹相对的外螺纹。

第二种实施方式可以为当上述转动机构设有螺旋槽5121时，连接结构可以为与螺旋槽5121螺纹连接的定位杆。

上述限位结构611和上述定位结构511中各一位置处设有用于限定所述对接件61转动的配合结构，可以理解为，上述限位结构611与上述定位结构511配合连接位置处设有限定上述对接件61转动的限制结构，另一上述定位结构511与上述限位结构611配合连接位置处设有与上述限制结构配合限定上述对接件61转动的结构。

实现上述限定所述对接件61的配合结构的方式有多种，可以为：

第一种实施方式可以为当限位结构611上设有定位杆时，上述定位结构511设有与定位杆配合的定位槽5111。

第二种实施方式可以为限位结构611的内侧面上设有定位槽5111，则上述定位结构511设有与定位槽5111配合的凸起。

鉴于上述运动平台通过锁紧机构3锁定安装有对接件61，这样，运动平台可以带动对接件61相对车身平台移动。

上述锁紧机构3与对接件61的结构相关，可以设计成放置并能锁紧对接件61的机构，如机械手。也可以设计成具有与对接件61配合连接的结构，当处于锁定时，锁紧机构3与对接件61是处于固定状态，当处于未锁定时，对接件61可以在锁紧机构3上的、且与对接件61配合的安装面上移动。

上述预设长度与对接结构612和转动结构512之间的配合长度相关，当上述配合长度为能够保证对接件61与固定件51达到完全固定连接的长度。

上述旋转机构52就是能够带动转动结构512旋转的机构。

上述对接体62上可以安装用于待对接的物品，这些物品可以为建筑器材，炸药包或棉织品等。

上述自动对接装置可以包括控制系统，也可以不包括控制系统，本实施例对此并不限定。

上述控制系统控制水平运动平台、垂直运动平台和伸缩杆式6自由度平台带动对接件61运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且连接结构与螺旋槽5121呈对齐状态，可以至少包括两种实施方式。

第一种实施方式，控制系统可以采用传感器获得对接件61和固定件51的位置及姿态信息，根据获得的位置及姿态信息，控制所述运动平台带动所述对接件61运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽5121呈对齐状态。

第二种实施方式，控制系统可以通过获得摄像头拍摄对接件61和固定件51的图像，分析上述图像，并根据图像的分析结果，控制所述运动平台带动所述对接件61运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽5121呈对齐状态。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：上述控制系统控制拉升机构4提升对接组件6至预设位置即第二区域位置，此时，运动平台可以带动伸缩杆式6自由度平台23在车身平台的整个第一轨道11中运动。并从拉升机构4放置的多个对接组件6中确定出一个对接组件6作为目标对接组件6，根据拉升机构4中目标对接组件6的位置信息，控制水平运动平台21或/和所述垂直运动平台22移动至目标对接组件6下方，如图6所示，并控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使锁紧机构3安装并锁定目标对接组件6，继续控制伸缩杆式6自由度平台23支撑起目标对接组件6，并带动目标对接组件6脱离拉升机构4，根据对接组件6和固定组件5的位置及姿态信息，控制运动平台带动目标对接组件6移动以使对接件61运动至与固定件51处于同一中心轴线，且连接结构与螺旋槽5121呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件61运动，以使限位结构611和定位结构511的限位连接，在上述限位连接的作用下限制了对接件61同固定件51的相对转动，如图7所示，控制系统解锁锁紧机构3，并控制旋转机构52转动，连接结构在螺旋槽5121内旋转产生了对对接件61的拉动作用，对接件61在拉力作用下沿着锁紧机构3的安装面向固定件51靠近，直至对接件61的限位结构611的内侧面同固定件51的定位结构511的外侧面贴合，连接结构在螺旋槽5121内形成类似螺纹连接的锁紧作用，这样，对接件61与固定件51达到完全对接，最后，控制系统控制可以控制运动平台远离对接体62，如图8所示。

由此可见，在本发明提供的技术方案中，该装置车体1的车身平台上设有第一轨道；水平运动平台安装在第一轨道上，并可沿着第一轨道移动，水平运动平台上还安装有相对滑动的垂直运动平台，垂直运动平台上安装有伸缩杆式6自由度平台，用于放置未使用或/和已使用的对接组件6的拉升机构安装在车身平台上，固定件51的转动结构512的外侧面设有螺旋槽5121，转动结构512置于固定件51的定位结构511内，定位结构511内安装有旋转机构52，旋转机构52上安装有转动结构512；对接件61的对接结构612的内侧面设有与螺旋槽5121配合的连接结构，且对接结构612安装于限位结构611内；对接件61安装在对接体62上；对接体62通过锁紧机构3锁定安装在伸缩杆式6自由度平台上，旋转机构52、锁紧机构3、水平运动平台、垂直运动平台和伸缩杆式6自由度平台均用于与预设的控制系统电连接。相对于现有技术而言，本发明实施例提供的自动对接装置不再需要人工协助进行对接，而是通过控制系统，在确定对对接件61和固定件51进行对接的情况下，通过控制拉升机构4、锁紧机构3、水平运动平台、垂直运动平台、伸缩杆式6自由度平台和锁紧机构3，以使转动结构512以螺旋连接的方式与限位结构611达到固定连接。可见，应用本发明实施例的自动对接装置可以车载运动对接组件6至待对接位置，并能够自动对接至固定件51上，不仅能够保证在运输和对接过程中的人身安全，还能够提高工作效率。

基于上述分析，当需要更换对接组件6时，待替换的对接组件6，若每次需要人工协助运输时，仍然面临人身安全的威胁，本发明的一个实施例中，如图2所示，所述拉升机构4可以包括：门架机构41、锁紧件和安装板架42；

所述门架机构41安装在所述车身平台上，且与所述车身平台连接的支撑杆上均设有第二轨道411；

所述安装板架42包括：用于放置未使用的对接组件5的第一条形板和安装架421；

所述第一条形板以与所述车身平台长度方向垂直的方式安装在所述安装架421的第一位置处，且所述第一条形板间的间隔距离大于所述伸缩杆式6自由度平台23的三角平台的最大宽度；

所述安装架421通过所述锁紧件安装在所述门架机构41中第一区域位置上，且可沿着所述第二轨道411以与所述车身平台相背或相向的方式滑动，其中，所述第一门架机构41上预留有供所述伸缩杆式6自由度平台23带动所述对接组件5滑动的缺口；

所述控制系统还与所述锁紧件电连接，用于在确定对所述对接组件5和所述固定组件5进行对接的情况下，解锁所述锁紧件，控制所述安装架421沿着所述第二轨道411移动至第二区域位置处并锁定所述锁紧件，根据第一条形板中待对接的目标对接组件5的位置信息，控制所述水平运动平台21或/和所述垂直运动平台22移动至所述目标对接组件5下方，并控制所述伸缩杆式6自由度平台23升起以使所述锁紧机构3安装并锁定所述目标对接组件5，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台23升起以使所述目标对接组件5脱离所述第一条形板。

其中，上述门架机构41的支撑杆是以垂直上述车身平台的方式安装在车身平台上。

安装架可以为矩形框架，且矩形框架以与第一轨道11方向垂直的方式放置多个第一条形板，对接组件6放置在两个第一条形板上。

上述安装架通过上述锁紧件安装在上述门架机构41中第一区域位置上，基于上述分析可知，第一区域位置可以根据便于放置对接组件6的位置设计，这样，安装架通过锁紧件锁定安装在门架机构41中便于放置对接组件6的位置。且在锁紧件处于打开的情况下，安装架可以沿着门架机构41的第二轨道411运动。

上述第一位置可以是预先设定的位置，该位置处设置的两个第一条形板之间的间隔距离大于上述伸缩杆式6自由度平台23的三角平台的最大宽度。可以理解为，上述伸缩杆式6自由度平台23的三角平台可以自如的穿过两个第一条形板间的间隔区域，便于运动平台带动伸缩杆式6自由度平台23在上述间隔区域内行走。

本实施例的工作原理为：控制系统在确定对对接件61和固定件51进行对接的情况下，解锁锁紧件，控制安装架沿着第二轨道411移动至第一区域位置处并锁定锁紧件，根据第一条形板中待对接的目标对接组件6的位置信息，控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至目标对接组件6下方，并控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使锁紧机构3安装并锁定目标对接组件6，继续控制伸缩杆式6自由度平台23升起带动目标对接组件6脱离安装架，根据对接件61和固定件51的位置及姿态信息，控制述水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动目标对接组件6从上述缺口处移动至与固定组件5处于待对接的位置处。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，该拉升机构4的门架机构41安装在车身平台上，且与车身平台连接的支撑杆上均设有第二轨道411；第一条形板安装在安装架的第一位置处，安装架通过锁紧件安装在门架机构41中第一区域位置上，且可沿着第二轨道411滑动，控制系统还与锁紧件电连接。该拉升机构4结构简单、紧凑，还能够存储未使用对接组件6，且在控制系统的控制下，可以高效完成多个对接组件6的运输和对接。

基于上述分析，当需要更换对接组件6时，替换后的已使用的对接组件6，若需要人工运输时，仍然面临人身安全的威胁，基于此，如图1所示，本发明的一个实施例中，安装板架42还可以包括：用于放置已使用的对接组件6的第二条形板423；

第二条形板423以与车身平台长度方向垂直的方式安装在安装架的第二位置处，且第二条形板423间的间隔距离大于伸缩杆式6自由度平台23的三角平台的最大宽度；

控制系统，用于在确定更换对接组件6的情况下，控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22带动已使用的对接组件6移动至用于放置对接组件6的第二位置处，解锁锁紧机构3，并控制伸缩杆式6自由度平台23收缩以使对接组件6放置在第二位置处。

其中，第二位置是在安装架中、且与第一位置处于不同的位置，为了便于运动平台快速搬运未使用的对接组件6，可以将第一位置设置在安装架中、且与固定组件5距离近的区域。

上述第二位置可以是预先设定的位置，该位置处设置的两个第二条形板423之间的间隔距离大于上述伸缩杆式6自由度平台23的三角平台的最大宽度。可以理解为，上述伸缩杆式6自由度平台23的三角平台可以自如的穿过两个第二条形板423间的间隔区域，便于运动平台带动伸缩杆式6自由度平台23在上述间隔区域内行走。

另外，控制系统控制伸缩杆式6自由度平台23收缩以使对接组件6放置在第二位置处的一种实现方式，在确定放置已使用对接组件6时，可以控制预先装置的摄像头拍摄的第二位置处中待放置对接组件6的区域图像，并与预设的未放置区域图像进行比对，确定每一个对接组件6放置的区域信息，按照各个区域信息预先的移动顺序，确定出放置该对接组件6的区域位置信息，进而得到将更换的对接组件6放置在第二位置中确定的区域位置内。

可见，本发明实施例提供的技术方案中，安装板架42的第二条形板423以与车身平台长度方向垂直的方式安装在安装架的第二位置处，在确定更换对接组件6的情况下，控制系统控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22带动已使用的对接组件6移动至用于放置对接组件6的第二位置处，解锁锁紧机构3，并控制伸缩杆式6自由度平台23收缩以使对接组件6放置在第二位置处。相对于现有技术而言，本实施例无需人工操作实现对接组件6的更换，而是通过控制系统自动完成对接组件6的更换，不仅能够避免人处于危险中，而且还能提高工作效率。

本发明的一个实施例中，如图3所示，所述旋转机构52可以包括减速机构521和电机522；

所述减速机构521安装在所述定位结构511内，且所述减速机构521的输入端与所述电机522连接，所述减速机构521的输出端上安装有所述转动结构512；

所述控制系统与所述电机522电连接，用于在确定对所述对接件61和所述固定件51进行对接的情况下，根据目标对接组件6和固定组件5的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台（21）、所述垂直运动平台（22）和所述伸缩杆式6自由度平台（23）带动所述目标对接组件6的对接件61运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽5121呈对齐状态，并继续控制所述水平运动平台带动所述对接件61运动，以使所述定位结构511以限定所述对接件61转动的方式置于所述限位结构611和所述对接结构612之间，解锁所述锁紧机构3，控制所述电机522转动，以使所述转动结构512以螺旋连接的方式与所述限位结构611达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机522转动。

其中，电机522在控制系统的控制下，驱动减速机构521转动，减速机构521带动转动结构512转动，以使对接结构612内的连接结构旋进转动结构512上的螺旋槽5121，进而达到对接件61与固定件51的连接。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件61和固定件51进行对接时，锁紧机构3将对接体62固定在控制系统控制的运动平台上，控制系统控制运动平台带动对接件61移动，并使对接件61运动至与固定件51处于同一中心轴线，且连接结构与螺旋槽5121呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件61运动，以使限位结构611和定位结构511的限位连接，在上述限位连接的作用下限制了对接件61同固定件51的相对圆周转动，控制系统解锁锁紧机构3，并控制旋转机构52转动，连接结构在螺旋槽5121内旋转产生了对对接件61的拉动作用，对接件61在拉力作用下沿着锁紧机构3的安装面向固定件51靠近，直至对接件61的限位结构611的内侧面同固定件51的定位结构511的外侧面贴合，连接结构在螺旋槽5121内形成类似螺纹连接的锁紧作用，电机522在非驱动状态下提供一定的锁紧力矩，以保证对接件61同固定件51间具有一定的预紧力，以免对接件61同固定件51意外松动。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述旋转机构52的减速机构521安装在定位结构511内，且减速机构521的输入端与旋转机构52的电机522连接，减速机构521的输出端上安装有转动结构512。且本实施例提供的装置在控制系统的作用下，控制锁紧机构3处于锁定状态，并控制运动平台带动接件运动至与固定件51处于同一中心轴线，且连接结构与螺旋槽5121呈对齐状态，并继续控制运动平台带动对接件61运动，以使定位结构511以限定对接件61转动的方式置于限位结构611和对接结构612之间，解锁锁紧机构3，控制电机522构转动，以使转动结构512以螺旋连接的方式与限位结构611达到固定连接。可见，应用本发明实施例的装置能够在保证人身安全的基础上，提高工作效率，同时，电机522在非驱动状态下提供预定的锁紧力矩，能够提高对接件61和固定件51对接的可靠性。

基于上述对连接结构的分析，如图3和5所示，本发明的一个实施例中，上述连接结构可以为第一定位杆6121，上述第一定位杆6121以与螺旋槽5121一一对应的方式安装在对接结构612的内侧面上。

其中，上述螺旋槽5121可以V型凹槽，也可以为矩形凹槽、也可以为正方形凹槽，还可以为梯形凹槽，本实施例对此并不限定。

第一定位杆6121就是与螺旋槽5121配合的结构。例如，当螺旋槽5121为V型凹槽时，则第一定位杆6121为V型杆，当螺旋槽5121为梯形凹槽时，则第一定位杆6121为梯形杆。

为了便于滑动和高可靠性，上述螺旋槽5121可以优选梯形凹槽，第一定位杆6121为梯形杆。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述连接结构为第一定位杆6121，上述第一定位杆6121以与螺旋槽5121一一对应的方式安装在对接结构612的内侧面上，第一定位杆6121的结构简单，便于加工，同时也易于旋入至螺旋槽5121内。

基于上述对连接结构的分析，本发明的一个实施例中，上述连接结构为与螺旋槽5121配合的凸起结构；

凸起结构以与螺旋槽5121一一对应的方式安装在所述对接结构612的内侧面上。

其中，上述凸起结构的具体结构也与螺旋槽5121的具体结构相关。

示例性的，当螺旋槽5121是截面为V型凹槽，则凸起结构就是与上述V型号凹槽配合的V型凸起结构。

当螺旋槽5121是截面为矩形凹槽时，则凸起结构就是与上述矩形凹槽配合的矩形凸起结构。

当螺旋槽5121是截面为正方形凹槽时，则凸起结构就是与上述正方形凹槽配合的正方形凸起结构。

当螺旋槽5121是截面为梯形凹槽时，则凸起结构就是与上述梯形凹槽配合的梯形凸起结构。

为了便于滑动和高可靠性，上述螺旋槽5121可以优选梯形凹槽，凸起结构为梯形凸起结构。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述连接结构为与螺旋槽5121配合的凸起结构，凸起结构以与螺旋槽5121一一对应的方式安装在所述对接结构612的内侧面上。凸起结构与螺旋槽5121的配合使得对接件61与固定件51连接的更加牢固。

基于上述分析，当自动对接装置包括控制系统时，本发明的一个实施例中，上述对接装置还可以包括：用于获取所述螺旋槽的位置及姿态信息的第一传感器，和，用于获取所述第一定位杆6121或所述凸起结构的位置及姿态信息的第二传感器；

所述第一传感器安装在所述固定件51上；

所述第二传感器安装在所述伸缩杆式6自由度平台上；

所述控制系统还分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，用于在确定对所述对接件和所述固定件51进行对接的情况下，根据所述第一传感器和所述第二传感器获得的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台带动所述目标对接组件6的对接件运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且所述第一定位杆6121或所述凸起结构与所述螺旋槽5121呈对齐状态。

其中，上述第一传感器和第二传感器可以是结构相同的传感器，也可以不同。

当采用结构相同的传感器时，第一传感器和第二传感器可以均采用位置及姿态测量传感器。

对接组件6是安装在伸缩杆式6自由度平台23上，这样，为了准确测试到目标对接组件6的位置及姿态信息，可以将第一传感器放置在伸缩杆式6自由度平台23上。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件61和固定件51进行对接时，运动平台将目标对接组件6运动至固定组件5的位置处，且锁紧机构3将对接体62固定在伸缩杆式6自由度平台上，控制系统根据第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制运动平台带动对接件61移动，并使对接件61运动至与固定件51处于同一中心轴线，且第一定位杆6121或所述凸起结构与螺旋槽5121呈一一对齐状态。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述第一传感器安装在用于螺旋槽5121的位置及姿态信息的固定件51上，第二传感器安装在用于获得连接结构的位置及姿态信息的伸缩杆式6自由度平台上，在控制系统可以根据第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，准确地控制运动平台带动所述对接件61运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽5121呈对齐状态。应用本发明实施例的第一传感器和第二传感器，不仅使得结构简单和方便，而且还能够准确获得对接件61和固定件51的位置及姿态信息，进一步能够提高对接件61和固定件51对接的准确性。

基于上述分析，当限位结构611上设有定位杆时，上述定位结构511设有与定位杆配合的定位槽5111。具体为：如图3所示，本发明的一个实施例中，所述对接件61还可以包括：第二定位杆613；

所述第二定位杆613以垂直所述对接端面的方式安装在所述限位结构611上，且置于所述限位结构611和所述对接结构612之间；

所述定位结构511端面上设有与所述第二定位杆613配合的定位槽5111；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件61和所述固定件51进行对接的情况下，控制所述锁紧机构3处于锁定状态，并根据所述第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制所述运动平台带动所述对接件61运动至与所述固定件51处于同一中心轴线，且所述第一定位杆6121与所述螺旋槽5121、所述第二定位杆613与所述定位槽5111均呈一一对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件61运动以使所述第二定位杆613置于所述定位槽5111内，解锁所述锁紧机构3，控制所述电机522转动，以使所述转动结构512以螺旋连接的方式与所述限位结构611达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机522转动。

其中，上述第二定位杆613的数量可以是多个，第二定位杆613的数量与定位槽5111的数量呈一一对应关系。

上述第二定位杆613以垂直对接端面的方式安装在限位结构611上，一种实施方式可以是通过支架安装在限位结构611上，另一实施方式是限位结构611是有一端部有底端面的中空结构，则上述第一定位杆6121以垂直底端面的方式安装在上述底端面上。

上述定位槽5111可以设置成V型槽，也可以设置成U型槽。

为了便于第二定位杆613插入定位槽5111中，上述定位槽5111可以设置成V型槽。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件61和固定件51进行对接时，锁紧机构3将对接体62固定在控制系统控制的运动平台上，根据第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制系统控制运动平台带动对接件61移动，并使第一定位杆6121与螺旋槽5121、第二定位杆613与定位槽5111呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件61运动，以使第二定位杆613置于定位槽5111内，在确定述对接件61处于固定状态的情况下，此时，控制系统解锁锁紧机构3，并控制电机522转动，减速机构521在电机522的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于限位结构611和定位结构511的对齐作用，限制了对接件61同固定件51的相对圆周转动，在转动结构512以螺旋连接的方式与对接结构612连接的过程中，转动结构512在对接结构612内旋转产生了对对接件61的拉动作用，对接件61在拉力作用下向固定件51靠近，直至对接件61上的限位结构611的内侧面同固定件51的定位结构511的外侧面贴合，且转动结构512与对接结构612以螺旋连接的方式达到锁紧作用，电机522在非驱动状态下提供一定的锁紧力矩，以保证对接件61同固定件51间具有一定的预紧力，以免对接件61同固定件51意外松动。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述对接件61的第二定位杆613以垂直所述对接端面的方式安装在所述限位结构611上，且置于限位结构611和对接结构612之间，定位结构511端面上设有与第二定位杆613配合的定位槽5111。本发明实施例提供的自动对接装置通过控制系统，根据第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制运动平台带动对接件61运动至与固定件51处于同一中心轴线，且所述第一定位杆6121与所述螺旋槽5121、第二定位杆613与定位槽5111均呈一一对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件61运动以使所述第二定位杆613置于定位槽5111内。可见，本实施例中对接件61和固定件51在控制系统的作用下，第二定位杆613与定位槽5111能够保证对接件61处于固定状态，以便于对接结构612与转动结构512的螺旋连接，本实施例提供的装置不仅结构简单、噪音小，而且还安全可靠，因此，应用本发明实施例提供的装置能够在保证人身安全的基础上，进一步提高工作效率和可靠性。

本发明的一个实施例中，上述限位结构611的内侧面可以为第一锥面，上述定位结构511的外侧面为与上述第一锥面配合的第二锥面。

其中，锥面配合具有装卸方便，即使多次装卸，仍能保证精确的定心作用。另外，锥面配合的同轴度较高，并能做到无间隙配合。

第一锥面和第二锥面的设计可以便于定位机构顺利插入至限位结构611内并达到贴合的目的。

限位结构611和定位机构在控制系统的作用下的连接具体为：控制系统在解锁锁紧机构3，控制电机522转动后，减速机构521在电机522的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于第二定位杆613和定位槽5111的对齐且限位作用，限制了对接件61同固定件51的相对圆周转动，第一定位杆6121在螺旋槽5121内旋转产生了对对接件61的拉动作用，对接件61在拉力作用下向固定件51靠近，直至对接件61的限位结构611的第一锥面同固定件51的第二锥面贴合。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，限位结构611的内侧面可以为第一锥面，定位结构511的外侧面为与上述第一锥面配合的第二锥面。第一锥面和第二锥面的设置不仅能够便于对接件61和固定件51的定位和装卸，还能够便于定位结构511和限位结构611的准确装配。

本发明的一个实施例中，如图4所示，所述螺旋槽5121包括直线段槽51211和与直线段槽51211平滑过渡连接的螺旋段槽（51212），其中，所述直线段槽51211以垂直所述对接结构612端面的方式设置于所述对接结构612的端部处。

其中，上述直线段槽51211可以是一个，也可以是多个，为了使对接件61和固定件51连接的更加稳定性，直线段槽51211可以设置多个，同时直线段槽51211的数量与第一定位杆6121的数量是相同的，且具有一一对应关系。

直线段槽51211与螺旋槽5121也是一一对应关系，一条直线段槽51211和一条螺旋槽5121通过平滑过渡连接构成一条螺旋槽5121。

可见，在发明实施例提供的技术方案中，螺旋槽5121是由直线段槽51211和螺旋段槽51212构成的槽，直线段槽51211的设置不仅便于第一定位杆6121的对齐作用，还能有利于第二定位杆613快速置于直线段槽51211内，当第一定位杆6121置于直线段槽51211时，也能够起到限定对接件61相对固定件51转动的作用。同时，直线段槽51211和螺旋段槽51212的平滑过渡连接能够使得第一定位杆6121无障碍地、且易于滑入至螺旋槽5121段内。

当需要对对接体62进行更换时，本发明的一个实施例中，所述控制系统还用于还用于在确定需要拆卸所述对接组件6的情况下，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台移动至所述对接组件6处，并利用所述锁紧机构3接触并安装所述对接组件6，启动旋转机构52反向旋转，以使所述连接结构从所述螺旋槽5121内退出，在确定固定件51与所述对接件61脱离的情况下，控制锁紧机构3锁定所述对接组件6，控制所述水平运动平台或/和所述垂直运动平台带动将所述对接组件6放置至所述安装架的第二位置处，解锁所述锁紧机构3，并控制所伸缩杆式6自由度平台收缩以使所述锁紧机构3脱离所述对接组件6。

其中，上述锁紧机构3具有安装和锁紧作用。当对接体62安装在运动平台上、且锁紧机构3未锁定的情况下，运动平台可以起到支撑对接体62的作用，此时，对接体62可沿着上述锁紧机构3与对接体62安装的安装面上移动；当对接体62安装在运动平台上、且锁紧机构3处于锁定的情况下，对接体62相对锁紧机构3处于固定状态。

更换对接组件6的过程，也就是卸载对接件61从固定件51中脱离，其卸载过程恰好与上述实施例记载的对接锁紧过程相反。其中，上述对接组件6为安装有对接件61的对接体62。

上述控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22带动将对接组件6放置至安装架的第二位置处，可以包括三种情况，第一种情况为通过控制水平运动平台21，将更换的对接组件6放置在第二位置处。第二种情况为通过控制垂直运动平台22，将更换的对接组件6放置在第二位置处。第三种情况为通过控制水平运动平台21、垂直运动平台22才能将更换的对接组件6放置在第二位置处。

上述卸载的具体过程为：控制所述运动平台移动至所述对接体62处，并利用所述锁紧机构3安装已安装在固定件51上的对接体62，以起到支撑对接件61的作用，其中，锁紧机构3与对接体62之间的接触力大小大于或等于对接组件6自身的重力，启动旋转机构52反向旋转，以使固定件51与所述对接件61脱离，并控制运动平台将所述对接组件6移动至上述控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22带动将对接组件6放置至安装架的第二位置处。

针对上述设有第二定位杆613、定位槽5111、第一定位件和螺旋槽5121的实施例，上述拆卸过程具体为：控制运动平台移动至对接体62处，并通过所述锁紧机构3将所述对接体62安装在所述运动平台上，启动旋转机构52反向旋转，减速机构521在电机522的驱动下沿固定件51的轴线缓慢旋转，转动结构512旋转时带动第一定位杆6121在螺旋槽5121内反向旋转，由于第二定位杆613和定位槽5111的对齐作用，限制了对接件61同固定件51的相对圆周转动，第一定位杆6121在螺旋槽5121内旋转产生了对对接件61的推动作用，对接件61在推力作用下脱离固定件51，直至对接件61上的螺旋槽5121同固定件51的第一定位杆6121脱离，控制系统控制电机522停止，控制系统控制运动平台上的锁紧机构3锁定对接体62，控制运动平台移走对接组件6，完成自动拆卸工作。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，控制系统确定需要拆卸所述对接件61的情况下，控制运动平台移动至对接体62处，并通过锁紧机构3将对接体62安装在运动平台上，启动旋转机构52反向旋转，以使固定件51与对接件61脱离，控制锁紧机构3锁紧对接件61，并控制运动平台将对接件61移动至上述第二位置上，能够在控制系统的控制下自动地、方便地和准确地完成对对接组件6的拆卸，进而为下一次对对接组件6的对接提供准备，从而完全自动化地完成对接组件6的对接和拆卸，不仅节省了人工成本，还进一步提供了工作效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于车载运动平台的螺旋式自动对接装置，其特征在于，所述装置包括：车体(1)、运动平台(2)、锁紧机构(3)、拉升机构(4)、固定组件(5)和对接组件(6)；

其中，在所述车体(1)的车身平台上沿着所述车身平台的长度方向设有第一轨道(11)；

所述运动平台(2)包括：水平运动平台(21)、垂直运动平台(22)和伸缩杆式6自由度平台(23)；

所述水平运动平台(21)安装在所述第一轨道(11)上，并可沿着所述第一轨道(11)移动，所述水平运动平台(21)上还安装有所述垂直运动平台(22)，且所述垂直运动平台(22)可相对所述水平运动平台(21)、且沿着与所述第一轨道(11)方向垂直的方向移动；

所述垂直运动平台(22)上安装有所述伸缩杆式6自由度平台(23)；

所述拉升机构(4)，用于放置未使用或/和已使用的对接组件(6)，且所述拉升机构(4)安装在所述车身平台上，且可带动所述对接组件(6)沿着与所述车身平台相背或相向的方向移动至预设位置；

所述固定组件(5)包括：固定件(51)和旋转机构(52)；

所述固定件(51)包括均为中空结构的定位结构(511)和转动结构(512)，所述转动结构(512)的外侧面沿着周向方向、且以垂直所述外侧面的方式设有预设长度的螺旋槽(5121)，所述转动结构(512)以与所述定位结构(511)位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构(511)内，且所述转动结构(512)可相对所述定位结构(511)独立运动；

所述定位结构(511)内安装有所述旋转机构(52)，且用于安装在设定的第一对接机构的固定端面上；

所述旋转机构(52)上安装有所述转动结构(512)；

所述对接组件(6)包括：对接件(61)和对接体(62)；

所述对接件(61)包括均为中空结构的限位结构(611)和对接结构(612)，所述对接结构(612)的内侧面设有与所述螺旋槽(5121)配合的连接结构，且所述对接结构(612)以与所述限位结构(611)位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构(611)内；其中，所述限位结构(611)和所述定位结构(511)中各一位置处设有用于限定所述对接件(61)转动的配合结构；

所述对接件(61)安装在所述对接体(62)上；所述对接体(62)通过所述锁紧机构(3)锁定安装在所述伸缩杆式6自由度平台(23)上；所述锁紧机构(3)处于未锁定的状态下，所述对接体(62)可沿着所述锁紧机构(3)的、且与所述固定端面垂直的安装面上移动；

所述旋转机构(52)、所述锁紧机构(3)、所述水平运动平台(21)、所述垂直运动平台(22)和所述伸缩杆式6自由度平台(23)均用于与预设的控制系统电连接，其中，所述控制系统用于在确定对所述对接件(61)和所述固定件(51)进行对接的情况下，控制所述拉升机构(4)提升放置的对接组件(6)至所述预设位置，控制所述水平运动平台(21)或/和所述垂直运动平台(22)移动至待需要对接的目标对接组件(6)下方，并控制所述伸缩杆式6自由度平台(23)升起以使所述锁紧机构(3)安装并锁定目标对接组件(6)，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台(23)升起以使目标对接组件(6)脱离所述拉升机构(4)，根据目标对接组件(6)和固定组件(5)的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台(21)、所述垂直运动平台(22)和所述伸缩杆式6自由度平台(23)带动所述目标对接组件(6)的对接件(61)运动至与所述固定件(51)处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽(5121)呈对齐状态，并继续控制所述水平运动平台带动所述对接件(61)运动，以使所述定位结构(511)以限定所述对接件(61)转动的方式置于所述限位结构(611)和所述对接结构(612)之间，解锁所述锁紧机构(3)，控制所述旋转机构(52)转动，以使所述转动结构(512)以螺旋连接的方式与所述限位结构(611)达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述旋转机构(52)转动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制系统，所述拉升机构(4)包括：门架机构(41)、锁紧件和安装板架(42)；

所述门架机构(41)安装在所述车身平台上，且与所述车身平台连接的所述门架机构(41)中的支撑杆上均设有第二轨道(411)；

所述安装板架(42)包括：用于放置未使用的对接组件(6)的第一条形板和安装架(421)；

所述第一条形板以与所述车身平台长度方向垂直的方式安装在所述安装架(421)的第一位置处，且所述第一条形板间的间隔距离大于所述伸缩杆式6自由度平台(23)的三角平台的最大宽度；

所述安装架(421)通过所述锁紧件安装在所述门架机构(41)中第一区域位置上，且可沿着所述第二轨道(411)以与所述车身平台相背或相向的方式滑动，其中，所述门架机构(41)上预留有供所述伸缩杆式6自由度平台(23)带动所述对接组件(6)滑动的缺口；

所述控制系统还与所述锁紧件电连接，用于在确定对所述对接组件(6)和所述固定组件(5)进行对接的情况下，解锁所述锁紧件，控制所述安装架(421)沿着所述第二轨道(411)移动至第二区域位置处并锁定所述锁紧件，根据第一条形板中待对接的目标对接组件(6)的位置信息，控制所述水平运动平台(21)或/和所述垂直运动平台(22)移动至所述目标对接组件(6)下方，并控制所述伸缩杆式6自由度平台(23)升起以使所述锁紧机构(3)安装并锁定所述目标对接组件(6)，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台(23)升起以使所述目标对接组件(6)脱离所述第一条形板。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述安装板架(42)还包括：用于放置已使用的对接组件(6)的第二条形板；

所述第二条形板以与所述车身平台长度方向垂直的方式安装在所述安装架(421)的第二位置处，且所述第二条形板间的间隔距离大于所述伸缩杆式6自由度平台(23)的三角平台的最大宽度；

所述控制系统，用于在确定更换所述对接组件(6)的情况下，控制所述水平运动平台(21)或/和所述垂直运动平台(22)带动已使用的对接组件(6)移动至用于放置所述对接组件(6)的第二位置处，解锁所述锁紧机构(3)，并控制所述伸缩杆式6自由度平台(23)收缩以使所述对接组件(6)放置在所述第二位置处。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述旋转机构(52)包括减速机构(521)和电机(522)；

所述减速机构(521)安装在所述定位结构(511)内，且所述减速机构(521)的输入端与所述电机(522)连接，所述减速机构(521)的输出端上安装有所述转动结构(512)；

所述控制系统与所述电机(522)电连接，用于在确定对所述对接件(61)和所述固定件(51)进行对接的情况下，根据目标对接组件和固定组件(5)的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台(21)、所述垂直运动平台(22)和所述伸缩杆式6自由度平台(23)带动所述目标对接组件的对接件(61)运动至与所述固定件(51)处于同一中心轴线，且所述连接结构与所述螺旋槽(5121)呈对齐状态，并继续控制所述水平运动平台带动所述对接件(61)运动，以使所述定位结构(511)以限定所述对接件(61)转动的方式置于所述限位结构(611)和所述对接结构(612)之间，解锁所述锁紧机构，控制所述电机(522)转动，以使所述转动结构(512)以螺旋连接的方式与所述限位结构(611)达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机(522)转动。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的装置，其特征在于，所述连接结构为第一定位杆(6121)，

所述第一定位杆(6121)以与所述螺旋槽(5121)一一对应的方式安装在所述对接结构(612)的内侧面上。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的装置，其特征在于，所述连接结构为与所述螺旋槽(5121)配合的凸起结构；

所述凸起结构以与所述螺旋槽(5121)一一对应的方式安装在所述对接结构(612)的内侧面上。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：用于获取所述螺旋槽(5121)的位置及姿态信息的第一传感器，和，用于获取所述第一定位杆(6121)的位置及姿态信息的第二传感器；

所述第一传感器安装在所述固定件(51)上；

所述第二传感器安装在所述伸缩杆式6自由度平台(23)上；

所述控制系统还分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，用于在确定对所述对接件(61)和所述固定件(51)进行对接的情况下，根据所述第一传感器和所述第二传感器获得的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述伸缩杆式6自由度平台带动所述目标对接组件的对接件(61)运动至与所述固定件(51)处于同一中心轴线，且所述第一定位杆(6121)与所述螺旋槽(5121)呈对齐状态。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述对接件(61)还包括：第二定位杆(613)；

所述第二定位杆(613)以垂直所述对接体(62)的方式安装在所述限位结构(611)上，且置于所述限位结构(611)和所述对接结构(612)之间；

所述定位结构(511)端面上设有与所述第二定位杆(613)配合的定位槽(5111)；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件(61)和所述固定件(51)进行对接的情况下，根据所述第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制所述水平运动平台(21)、所述垂直运动平台(22)和所述伸缩杆式6自由度平台(23)带动所述对接件(61)运动至与所述固定件(51)处于同一中心轴线，且所述第一定位杆(6121)与所述螺旋槽(5121)、所述第二定位杆(613)与所述定位槽(5111)均呈一一对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件(61)运动以使所述第二定位杆(613)置于所述定位槽(5111)内。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋槽(5121)包括直线段槽(51211)和与直线段槽(51211)平滑过渡连接的螺旋段槽(51212)，其中，所述直线段槽(51211)以垂直所述对接结构(612)端面的方式设置于所述对接结构(612)的端部处。

10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制系统还用于在确定需要拆卸所述对接组件(6)的情况下，控制所述水平运动平台(21)、所述垂直运动平台(22)和所述伸缩杆式6自由度平台(23)移动至所述对接组件(6)处，并利用所述锁紧机构(3)接触并安装所述对接组件(6)，启动所述旋转机构(52)反向旋转，以使所述连接结构从所述螺旋槽(5121)内退出，在确定所述固定件(51)与所述对接件(61)脱离的情况下，控制锁紧机构(3)锁定所述对接组件(6)，控制所述水平运动平台(21)或/和所述垂直运动平台(22)带动将所述对接组件(6)放置至所述安装架(421)的第二位置处，解锁所述锁紧机构(3)，并控制所述伸缩杆式6自由度平台(23)收缩以使所述锁紧机构(3)脱离所述对接组件。

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