CN112678093B - 一种车载运动平台及自动对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种车载运动平台及自动对接装置，该车载运动平台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，伸缩杆式6自由度平台通过锁紧机构3用于安装预设的对接组件，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，且可带动对接组件移动至预设位置；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分别用于与预设的控制系统电连接。可见，应用本发明实施例的车载运动平台可以自动运载对接组件至待对接位置，不仅能够保证在运输过程中的人身安全，还能够提高工作效率。

Description

一种车载运动平台及自动对接装置

技术领域

本发明涉及制造及自动化技术领域，特别是涉及一种车载运动平台及自动对接装置。

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车载运动平台及自动对接装置，不仅能够保证在运输过程中的人身安全，还能够提高工作效率。

具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种车载运动平台，所述平台包括：车体、运动平台、伸缩杆式6自由度平台、锁紧机构和拉升机构；

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：水平运动平台和垂直运动平台；

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；

所述伸缩杆式6自由度平台通过锁紧机构用于安装预设的对接组件；

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分别用于与预设的控制系统电连接，其中，所述控制系统控制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，控制所述拉升机构提升所述对接组件至所述预设位置，根据拉升机构中待对接的当前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当前对接组件下方，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当前对接组件，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台升起以使所述当前对接组件脱离所述拉升机构，根据所述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当前对接组件移动至与所述固定组件处于待对接的位置处。

本发明的一个实施例中，所述平台还包括：控制系统和用于获取所述对接组件的位置及姿态信息的第一传感器；

所述第一传感器安装在所述伸缩杆式6自由度平台上；

所述控制系统还与所述第一传感器电连接，用于根据第一传感器获得的位置及姿态信息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当前对接组件移动至与所述固定组件处于待对接的位置处。

本发明的一个实施例中，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当前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当前对接组件下方，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当前对接组件，继续控制所述伸缩杆式6自由度平台升起以使所述当前对接组件脱离所述第一条形板，根据所述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当前对接组件移动至与所述固定组件处于待对接的位置处。

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。

第二方面，本发明实施例提供了一种自动对接装置，所述装置包括：上述任一实施例所述的车载运动平台、对接组件和固定组件；

其中，所述车载运动平台的所述锁紧机构在处于未锁定的状态下，所述对接组件可沿着所述锁紧机构的安装面上移动以与所述固定组件连接；

所述固定组件用于安装在对接机构的、且与所述车身平台垂直的固定端面上；

所述固定组件用于与所述控制系统电连接，其中，所述控制系统用于在确定对所述对接组件和所述固定组件进行对接的情况下，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述述伸缩杆式6自由度平台带动所述对接组件移动至与所述固定组件处于限位对接，在确定所述对接组件在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构，并控制所述固定组件运动以与所述对接组件达到固定连接。

本发明的一个实施例中，车载运动平台中包括第一传感器的任一实施例所述的车载运动平台，所述装置还包括用于获取所述固定组件的位置及姿态信息的第二传感器；

所述第二传感器安装在所述固定组件上；

所述控制系统还与所述第二传感器电连接，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，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，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述水平运动平台、所述垂直运动平台和所述述伸缩杆式6自由度平台带动所述对接组件移动至与所述固定组件处于限位对接，在确定所述对接组件在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构，并控制所述固定组件运动以与所述对接组件达到固定连接。

本发明的一个实施例中，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；

所述对接件安装在所述对接体上；

所述对接体通过锁紧机构安装在所述伸缩杆式6自由度平台上；

所述固定组件包括：固定件、减速机构和电机；

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；其中，所述转动结构和所述对接结构中各一配合连接处设有用于螺旋连接的配合结构；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组件转动的配合结构；

所述定位结构内安装有所述减速机构，且用于安装在所述对接机构的固定端面上；

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，还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，控制所述锁紧机构处于锁定状态，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，并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，在确定所述对接件处于固定的情况下，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，所述对接件还包括：第一定位杆；

所述第一定位杆以垂直所述对接端面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一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，控制所述锁紧机构处于锁定状态，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定位槽呈对齐状态，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第一定位杆置于所述定位槽内，在确定所述对接件处于固定状态的情况下，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，所述对接结构的内侧面设有预设长度的螺旋槽；

在所述转动结构的外侧面上沿着周向方向、且以垂直所述外侧面的方式设有与所述螺旋槽配合的第二定位杆，其中，一个所述第二定位杆与一个所述螺旋槽呈一一对应关系；

安装在所伸缩杆式6自由度平台上的第一传感器，用于获得所述螺旋槽的位置及姿态信息；

安装在所述固定组件上的第二传感器，用于获得所述第二定位杆的位置及姿态信息；

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，控制所述锁紧机构处于锁定状态，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定位槽、所述第二定位杆与所述螺旋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一定位杆置于所述定位槽内，确定所述对接处于固定状态的情况下，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，车载运动平台为包括第二条形板实施例所述的车载运动平台；

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，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，启动所述电机反向旋转，以使所述固定组件与所述对接组件脱离，并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车载运动平台及自动对接装置，该车载运动平台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，所述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，伸缩杆式6自由度平台通过锁紧机构用于安装预设的对接组件，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，且可带动对接组件移动至预设位置；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分别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车载运动平台不再需要人工协助进行对接，而是通过控制系统，控制拉升机构提升对接组件至预设位置，根据拉升机构中待对接的当前对接组件的位置信息，控制水平运动平台或/和垂直运动平台移动至当前对接组件下方，并控制伸缩杆式6自由度平台升起以使锁紧机构安装并锁定当前对接组件，继续控制伸缩杆式6自由度平台升起以使当前对接组件脱离拉升机构，根据对接组件和固定组件的位置及姿态信息，控制水平运动平台、垂直运动平台和伸缩杆式6自由度平台带动当前对接组件移动至与所述固定组件处于待对接的位置处以进行对接。可见，应用本发明实施例的车载运动平台可以自动运载对接组件至待对接位置，不仅能够保证在运输过程中的人身安全，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车载运动平台的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种对接组件安装在车载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固定组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种自动对接装置在对接时的部分结构示意图；

图5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6为本发明实施例提供的一种限位对接情况下自动对接装置处于对接过程中的部分结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种锁紧机构处于锁定情况下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-对接组件，6-固定组件，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，51-对接件，52-对接体，41-门架机构，42-安装板架，61-固定件，62-减速机构，63-电机，411-第二轨道，421-安装架，511-限位结构，512-对接结构，513-第一定位杆，5121-螺旋槽，612-转动结构，6121-第二定位杆，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车载运动平台的结构示意图，该车载运动平台可以包括：车体1、运动平台2、锁紧机构3和拉升机构4；

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；

所述伸缩杆式6自由度平台23通过锁紧机构3用于安装预设的对接组件5；

所述拉升机构4，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，且可带动对接组件沿着与车身平台相背或相向的方向移动至预设位置；

如图2所示，水平运动平台21、垂直运动平台22、伸缩杆式6自由度平台23和锁紧机构3分别用于与预设的控制系统电连接，其中，控制系统控制在确定对对接组件5和固定组件进行对接的情况下，控制拉升机构4提升对接组件至预设位置，根据拉升机构4中待对接的当前对接组件5的位置信息，控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至当前对接组件5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安装并锁定当前对接组件5，继续控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使当前对接组件5脱离拉升机构4，根据对接组件5和固定组件的位置及姿态信息，控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动当前对接组件5移动至与固定组件处于待对接的位置处。

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，具体可以为：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。

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可以带动对接组件拉近或是远离与车身平台的距离，当带动对接组件沿着车身平台相背的方向移动时，则表征拉升机构4带动对接组件远离车身平台。当带动对接组件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的位置设计。第二区域位置可以设计成高于运动平台与在未伸缩时伸缩杆式6自由度平台23的高度和，或，与固定组件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5，这些对接组件5可以是未使用的待对接组件5，也可以是已使用的待对接组件5，且将未使用的对接组件5放置在一个区域，将已使用的待对接组件5放置在另一区域。

上述控制系统控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至当前对接组件5下方，可以理解为，根据当前对接组件5的位置信息，可以需要控制水平运动平台21便可以到达当前对接组件5的下方，也可以仅需要控制垂直运动平台22到达当前对接组件5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当前对接组件的下方。

对接组件5和固定组件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5，这样，伸缩杆式6自由度平台23可以带动对接组件5相对车身平台移动，

上述锁紧机构3与对接组件5的结构相关，可以设计成夹持并能锁定对接组件5的机构，如机械手。

上述对接组件5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。

本实施例的车载运动平台的工作原理为：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中确定出待对接的对接组件为当前对接组件，根据拉升机构4中待对接的当前对接组件的位置信息，控制水平运动平台21或/和所述垂直运动平台22移动至所前对接组件下方，并控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使锁紧机构3安装并锁定当前对接组件，继续控制伸缩杆式6自由度平台23支撑起当前对接组件，并带动当前对接组件脱离拉升机构4，根据对接组件和固定组件的位置及姿态信息，控制水平运动平台、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动当前对接组件移动至与固定组件处于待对接的位置处，以与固定组件进行对接。

上述与固定组件6可以采用人工对接，也可以自动对接，本实施例对此并不限定。

需要说明的是，本实施例的车载运动平台可以包括控制系统，也可以不包括控制系统，本实施例对此并不限定。

由此可见，在本发明提供的技术方案中，该车载运动平台的车身平台上设有第一轨道11；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上还安装有相对滑动的垂直运动平台22，垂直运动平台22上安装有伸缩杆式6自由度平台23，伸缩杆式6自由度平台23通过锁紧机构3用于安装预设的对接组件，用于放置未使用或/和已使用的对接组件的拉升机构4安装在车身平台上，且可带动对接组件移动至预设位置；水平运动平台21、垂直运动平台22、伸缩杆式6自由度平台23和锁紧机构3分别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车载运动平台不再需要人工协助进行对接，而是通过控制系统，控制拉升机构4提升对接组件至预设位置，根据拉升机构4中待对接的当前对接组件的位置信息，控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至当前对接组件下方，并控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使锁紧机构3安装并锁定当前对接组件，继续控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使当前对接组件脱离拉升机构4，根据对接组件和固定组件的位置及姿态信息，控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动当前对接组件移动至与固定组件处于待对接的位置处以进行对接。可见，应用本发明实施例的车载运动平台可以自动运载对接组件至待对接位置，不仅能够保证在运输过程中的人身安全，还能够提高工作效率。

基于上述分析，当车载运动平台包括控制系统时，本发明的一个实施例中，上述平台还可以包括：控制系统和用于获取对接组件的位置及姿态信息的第一传感器；

第一传感器安装在伸缩杆式6自由度平台23上；

控制系统还与第一传感器电连接，用于根据第一传感器获得的位置及姿态信息和固定组件的位置及姿态信息，控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动当前对接组件移动至与固定组件处于待对接的位置处。

其中，上述第一传感器可以采用位置及姿态测量传感器。

对接组件是安装在伸缩杆式6自由度平台23上，这样，为了准确测试到当前对接组件的位置及姿态信息，可以应将第一传感器放置在伸缩杆式6自由度平台23上。

可见，本发明实施例提供的技术方案中，上述车载运动平台包括的用于获取对接组件的位置及姿态信息的第一传感器安装在伸缩杆式6自由度平台23上，且与控制系统电连接，控制系统根据第一传感器获得的位置及姿态信息和固定组件的位置及姿态信息，可以准确地控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动当前对接组件移动至与固定组件处于待对接的位置处。

基于上述分析，当需要更换对接组件时，待替换的对接组件，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1所示，上述拉升机构4可以包括：门架机构41、锁紧件和安装板架42；

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；

安装板架42可以包括：用于放置未使用的对接组件的第一条形板和安装架；

第一条形板以与车身平台长度方向垂直的方式安装在安装架的第一位置处，且第一条形板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；

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以与车身平台相背或相向的方式滑动，其中，第一门架机构41上预留有供伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件滑动的缺口；

控制系统还与锁紧件电连接，用于在确定对对接组件和固定组件进行对接的情况下，解锁锁紧件，控制安装架沿着第二轨道411从第一区域位置移动至第二区域位置后，锁紧锁紧件，根据第一条形板中待对接的当前对接组件的位置信息，控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至当前对接组件下方，并控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使锁紧机构3安装并锁定当前对接组件，继续控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使当前对接组件脱离第一条形板，根据对接组件和固定组件的位置及姿态信息，控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动当前对接组件移动至与固定组件处于待对接的位置处。

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组件和固定组件进行对接的情况下，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当前对接组件的位置信息，控制水平运动平台21或/和垂直运动平台22移动至当前对接组件下方，并控制伸缩杆式6自由度平台23升起以使锁紧机构3安装并锁定当前对接组件，继续控制伸缩杆式6自由度平台23升起带动当前对接组件脱离安装架，根据对接组件和固定组件的位置及姿态信息，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带动当前对接组件从上述缺口处移动至与固定组件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，且在控制系统的控制下，可以高效完成多个对接组件的运输和对接。

基于上述分析，当需要更换对接组件时，替换后的已使用的对接组件，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的第二条形板；

第二条形板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移动至用于放置对接组件的第二位置处，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，可以将第一位置设置在安装架中、且与固定组件距离近的区域。

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的区域位置信息，进而得到将更换的对接组件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移动至用于放置对接组件的第二位置处，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的更换，而是通过控制系统自动完成对接组件的更换，不仅能够避免人处于危险中，而且还能提高工作效率。

参加图3、4，本发明实施例还提供了一种自动对接装置，该装置可以包括：上述任一实施例的车载运动平台、对接组件5和固定组件6；

其中，车载运动平台的锁紧机构3在处于未锁定的状态下，对接组件可沿着锁紧机构3的安装面上移动以与固定组件连接；

固定组件用于安装在对接机构的、且与车身平台垂直的固定端面上；

固定组件用于与控制系统电连接，其中，控制系统用于在确定对对接组件和固定组件进行对接的情况下，控制锁紧机构3处于锁定状态，并控制水平运动平台21、垂直运动平台22和述伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件移动至与固定组件处于限位对接，在确定对接组件在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构，并控制固定组件运动以与对接组件达到固定连接。

其中，上述对接组件5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。

上述限位对接是限制位置转动和移动，也就是说，起到使得对接组件处于固定状态的作用。

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。

上述自动对接装置的工作原理为：在对对接组件和固定组件进行对接时，锁紧机构3将对接组件固定在控制系统控制的运动平台上，根据第一传感器获得的位置及姿态信息和固定组件的位置及姿态信息，控制系统控制水平运动平台21、垂直运动平台22、伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件移动，并与固定组件限位对接，以使用上述对接组件处于固定状态，此时，控制系统控制固定组件运动，以与固定的对接组件达到完全对接，最后，控制系统控制锁紧机构3完全脱离对接组件。

由此可见，在本发明实施例提供的技术方案中，该装置的车载运动平台通过锁紧机构3锁定安装有对接组件，且在锁紧机构3处于未锁定的状态下，对接组件可沿着锁紧机构3的、且与固定端面垂直的安装面上移动，固定组件用于与控制系统电连接。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，控制述锁紧机构3处于锁定状态，并控制水平运动平台21、垂直运动平台22和述伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件移动至与固定组件处于限位对接，在确定对接组件在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构3，并控制固定组件运动以与对接组件达到固定连接。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，还能够提高工作效率。

本发明的一个实施例中，车载运动平台为上述包括第一传感器的任一实施例的车载运动平台，该装置还可以包括用于获取固定组件的位置及姿态信息的第二传感器；

第二传感器安装在固定组件上；

控制系统还与第二传感器电连接，用于在确定对对接组件和固定组件进行对接的情况下，根据第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，控制锁紧机构3处于锁定状态，并控制水平运动平台21、垂直运动平台22和述伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件移动至与固定组件处于限位对接，在确定对接组件在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构3，并控制固定组件运动以与对接组件达到固定连接。

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姿态测量传感器。

上述自动对接装置的工作原理为：在对对接组件和固定组件进行对接时，锁紧机构3将对接组件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，控制系统控制水平运动平台21、垂直运动平台22、伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件移动，并与固定组件限位对接，以使用上述对接组件处于固定状态，此时，控制系统控制固定组件运动，以与固定的对接组件达到完全对接，最后，控制系统控制锁紧机构3完全脱离对接组件。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，该装置还可以包括用于获取固定组件的位置及姿态信息的第二传感器；且第二传感器安装在固定组件上；并与控制系统电连接，且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，控制锁紧机构3处于锁定状态，并控制水平运动平台21、垂直运动平台22和述伸缩杆式6自由度平台23带动对接组件移动至与固定组件处于限位对接。应用本发明实施例提供的技术方案可以准确地获得固定组件的位置及姿态信息，以使控制系统能够准确控制运动平台带动对接组件与固定组件对接。

本发明的一个实施例中，如图2所示，对接组件5包括：对接件51和对接体52；

对接件51包括均为中空结构的限位结构511和对接结构512，对接结构512以与限位结构511位于同一中心轴线的方式安装于限位结构511内；

对接件51安装在对接体52上；

对接体52通过锁紧机构3安装在伸缩杆式6自由度平台23上；

如图3、4所示，固定组件6可以包括：固定件61、减速机构62和电机63；

固定件61包括均为中空结构的定位结构611和转动结构612，转动结构612以与定位结构611位于同一中心轴线的方式置于定位结构611内，且转动结构612可相对定位结构611独立运动；其中，转动结构612和对接结构512中各一配合连接处设有用于螺旋连接的配合结构；限位结构511和定位结构611中各一位置处设有用于限定对接组件5转动的配合结构；

定位结构611内安装有减速机构62，且用于安装在第二对接机构的固定端面上；

减速机构62的输入端与电机63连接，减速机构62的输出端上安装有转动结构612；

控制系统与电机电连接，还用于在确定对对接件和固定件进行对接的情况下，控制锁紧机构3处于锁定状态，如图2所示，并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带动对接件51运动至与固定件61处于同一中心轴线，并使定位结构611以限定对接件51转动的方式置于限位结构511和对接结构512之间，在确定对接件51处于固定的情况下，解锁锁紧机构3，如图5所示，控制电机63转动，如图6所示，以使转动结构612以螺旋连接的方式与限位结211达到固定连接，如图7所示，在达到固定连接后，停止电机63转动。

其中，上述对接体上可以安装物品，这些物品可以是炸药箱，也可以是钢材等。

上述限位结构511或上述对接结构512可以是中空的圆柱结构，也可以是中空的正方体结构，还可以是中空的圆锥体结构，本实施例对此并不限定。

上述限位结构511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511是设有底部的结构时，对接结构512是以与上述限位结构511位于同一中心轴线的方式安装在限位结构511的底部上。

当上述限位结构511是未设有底部的结构时，对接结构512是通过固定架以与上述限位结构511位于同一中心轴线的方式安装在限位结构511内。

上述转动结构612和上述对接结构512中各一配合连接处设有用于螺旋连接的配合结构，可以理解为，上述转动结构612配合连接上述对接结构512的连接处设有用于与对接结构512螺旋连接的结构，而上述对接结构512配合连接上述转动结构612连接处设有用于与转动结构612螺旋连接的结构。

实现上述的螺纹连接的方式有多种，可以为：

第一种实施方式可以为当上述转动机构设有内螺纹时，另一对接机构设有与螺纹连接的外螺纹。

第二种实施方式可以为当上述转动机构设有外螺纹时，另一种对接机构设有与螺纹连接的内螺纹。

第三种实施方式可以为当上述转动机构设有螺纹槽时，另一对接机构设有与螺纹槽螺纹连接的连接杆。

第四种实施方式可以为当上述转动机构设有连接杆时，另一对接机构设有与连接杆螺纹连接的螺纹槽。

上述限位结构511和上述定位结构611中各一位置处设有用于限定对接件51转动的配合结构，可以理解为，上述限位结构511与上述定位结构611配合连接位置处设有限定上述对接件51转动的限制结构，另一上述定位结构611与上述限位结构511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51转动的结构。

实现上述限定对接件51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511上设有定位杆时，上述定位结构611设有与定位杆配合的定位槽。

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

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对接件51和固定组件6进行对接时，锁紧机构3将对接件51固定在控制系统控制的伸缩杆式6自由度平台23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带动对接件51移动，并与固定组件6限位对接，以使用上述对接件51处于固定状态，此时，控制系统解锁锁紧机构3，此时对接件51是与固定件61处于对接状态，并及时控制电机63转动，减速机构62在电机63的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，如图6所示，由于限位结构511和定位结构611的对齐作用，限制了对接件51同固定件61的相对圆周转动，在转动结构612以螺旋连接的方式与对接结构512连接的过程中，转动结构612在对接结构512内旋转产生了对接件51的拉动作用，对接件51在拉力作用下向固定件61靠近，直至对接件51上的限位结构511的内侧面同固定件61的定位结构611的外侧面贴合，且转动结构612与对接结构512以螺旋连接的方式达到锁定作用，见图3，电机63在非驱动状态下提供一定的锁定力矩，以保证对接件51同固定件61间具有一定的预紧力，以免对接件51同固定件61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51的对接结构512以与限位结构511位于同一中心轴线的方式安装于限位结构511内；固定组件6的固定件61包括均为中空结构的定位结构611和转动结构612，转动结构612以与定位结构611位于同一中心轴线的方式置于定位结构611内，且转动结构612可相对定位结构611独立运动；定位结构611内安装有减速机构62，且用于安装在第二对接机构的固定端面上；减速机构62的输入端与电机63连接减速机构62的输出端上安装有转动结构612；控制系统分别与运动平台、锁紧机构3、电机63、第一传感器和第二传感器电连接。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，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51运动至与固定件61处于同一中心轴线，并使定位结构611以限定对接件51转动的方式置于限位结构511和对接结构512之间，在确定对接件51处于固定的情况下，解锁锁紧机构3，控制电机63转动，以使转动结构612以螺旋连接的方式与限位结构511达到固定连接，在达到固定连接后，停止电机63转动。可见，本实施例中对接件51和固定件61在控制系统的作用下，能够自动地、可靠地完成螺旋连接。因此，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。

基于上述分析，当限位结构511上设有定位杆时，上述定位结构611设有与定位杆配合的定位槽。具体为：本发明的一个实施例中，对接件51还可以包括：第一定位杆513；

第一定位杆513以垂直对接端面的方式安装在限位结构511上，且置于限位结构511和对接结构512之间；

定位结构611端面上设有与第一定位杆513配合的定位槽；

控制系统，用于在确定对对接件51和固定件61进行对接的情况下，控制锁紧机构3处于锁定状态，并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带动对接件51运动至与固定件61处于同一中心轴线，且第一定位杆513与定位槽呈对齐状态，并继续控制水平运动平台21带动对接件51运动以使第一定位杆513置于定位槽内，在确定对接件51处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构3，控制电机63转动，以使转动结构612以螺旋连接的方式与限位结构511达到固定连接，在达到固定连接后，停止电机63转动。

其中，上述第一定位杆513的数量可以是多个，第一定位杆513的数量与定位槽的数量呈一一对应关系。

上述第一定位杆513以垂直对接端面的方式安装在限位结构511上，一种实施方式可以是通过支架安装在限位结构511上，另一实施方式是限位结构511是有一端部有底端面的中空结构，则上述第一定位杆513以垂直底端面的方式安装在上述底端面上。

上述定位槽可以设置成V型槽，也可以设置成U型槽。

为了便于第一定位杆513插入定位槽中，上述定位槽可以设置成V型槽。

上述水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23可以将对接组件放置在与固定组件相对的初始位置，在控制伸缩杆式6自由度平台23中的伸缩杆，以使对接件51运动至与固定件61处于同一中心轴线，且第一定位杆513与定位槽呈对齐状态，也就是，伸缩杆式6自由度平台23可以带动对接件至最终待对接的位置，起到精确对位作用。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件51和固定组件6进行对接时，锁紧机构3将对接件51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带动对接件51移动，并使第一定位杆513与定位槽呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制水平运动平台21带动对接件51运动，以使第一定位杆513置于定位槽内，在确定述对接件51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63转动，减速机构62在电机63的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于限位结构511和定位结构611的对齐作用，限制了对接件51同固定件61的相对圆周转动，在转动结构612以螺旋连接的方式与对接结构512连接的过程中，转动结构612在对接结构512内旋转产生了对对接件51的拉动作用，对接件51在拉力作用下向固定件61靠近，直至对接件51上的限位结构511的内侧面同固定件61的定位结构611的外侧面贴合，且转动结构612与对接结构512以螺旋连接的方式达到锁定作用，电机63在非驱动状态下提供一定的锁定力矩，以保证对接件51同固定件61间具有一定的预紧力，以免对接件51同固定件61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51的第一定位杆513以垂直对接端面的方式安装在限位结构511上，且置于限位结构511和对接结构512之间，定位结构611端面上设有与第一定位杆513配合的定位槽。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带动对接件51运动至与固定件61处于同一中心轴线，且第一定位杆513与定位槽呈对齐状态，并继续控制水平运动平台21带动对接件51运动以使第一定位杆513置于定位槽内，在确定对接件51处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构3，控制电机63转动，以使转动结构612以螺旋连接的方式与限位结构511达到固定连接，在达到固定连接后，停止电机63转动。可见，本实施例中对接件51和固定件61在控制系统的作用下，第一定位杆513与定位槽的限位对接能够保证对接件51处于固定状态，以便于对接结构512与转动结构612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。

基于上述分析，当上述转动机构设有连接杆时，另一对接机构设有与连接杆螺纹连接的螺纹槽，具体为：本发明的一个实施例中，对接结构512的内侧面设有预设长度的螺旋槽5121；

在转动结构612的外侧面上沿着周向方向、且以垂直外侧面的方式设有与螺旋槽5121配合的第二定位杆6121，其中，一个第二定位杆6121与一个螺旋槽5121呈一一对应关系；

安装在伸缩杆式6自由度平台23上的第一传感器，用于获得螺旋槽5121的位置及姿态信息；

安装在固定组件6上的第二传感器，用于获得第二定位杆6121的位置及姿态信息；

控制系统，用于在确定对对接件51和固定件61进行对接的情况下，控制锁紧机构3处于锁定状态，并根据第一传感器和第一传感器获得的位置及姿态信息，控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23带动对接件51运动至与固定件61处于同一中心轴线，且第一定位杆513与定位槽、第二定位杆6121与螺旋槽5121均呈一一对齐状态，并继续控制水平运动平台21带动对接件51运动以使第一定位杆513置于定位槽内，确定对接件51处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构3，控制电机63转动，以使转动结构612以螺旋连接的方式与限位结构511达到固定连接，在达到固定连接后，停止电机63转动。

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

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件51和固定组件6进行对接时，锁紧机构3将对接件51固定在控制系统控制的伸缩杆式6自由度平台23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带动对接件51移动，并使第一定位杆513与定位槽、第二定位杆6121与螺旋槽5121呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制水平运动平台21带动对接件51运动，以使第一定位杆513置于定位槽内，在确定述对接件51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63转动，减速机构62在电机63的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于第一定位杆513和定位槽的对齐且限位作用，限制了对接件51同固定件61的相对圆周转动，第二定位杆6121在螺旋槽5121内旋转产生了对对接件51的拉动作用，对接件51在拉力作用下向固定件61靠近，直至对接件51的限位结构511的内侧面同固定件61的定位结构611的外侧面贴合，第二定位杆6121在螺旋槽5121内形成类似螺纹连接的锁紧作用，电机63在非驱动状态下提供预定的锁紧力矩，以保证对接件51同固定件61间具有预定的预紧力，以免对接件51同固定件61意外松动。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述对接结构512的内侧面设有预设长度的螺旋槽5121；在转动结构612的外侧面上沿着周向方向、且以垂直外侧面的方式设有与螺旋槽5121配合的第二定位杆6121。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51运动至与固定件61处于同一中心轴线，且第一定位杆513与定位槽呈、第二定位杆6121与螺旋槽5121均呈对齐状态，并继续控制水平运动平台21带动对接件51运动以使第一定位杆置于定位槽内，在确定对接件51处于固定状态的情况下，解锁锁紧机构3，控制电机63转动，以使转动结构612以螺旋连接的方式与限位结构511达到固定连接，在达到固定连接后，停止电机63转动。可见，本实施例中对接件51和固定件61在控制系统的作用下，螺旋槽5121与第二定位杆6121的螺旋连接方式能够形成类似螺纹连接的锁紧作用，从而保证对接件51同固定件61间具有预定的预紧力，以免对接件51同固定件61意外松动。因此，应用本发明实施例提供的装置不仅能够在保证人身安全的基础上，提高工作效率，还能够提高对接件51和固定件61连接的可靠性。

本发明的一个实施例中，上述限位结构511的内侧面可以为第一锥面，上述定位结构611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511内并达到贴合的目的。

限位结构511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63转动后，减速机构62在电机63的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于第一定位杆513和定位槽的对齐且限位作用，限制了对接件51同固定件61的相对圆周转动，第二定位杆6121在螺旋槽5121内旋转产生了对对接件51的拉动作用，对接件51在拉力作用下向固定件61靠近，直至对接件51的限位结构511的第一锥面同固定件61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511的内侧面可以为第一锥面，定位结构611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51和固定件61的定位和装卸，还能够便于定位结构611和限位结构511的准确装配。

本发明的一个实施例中，螺旋槽5121是由直线段槽51211和螺旋段槽51212构成的槽，其中，螺旋槽5121的直线段槽51211以垂直对接结构512端面的方式设置于对接结构512的端部处，且直线段槽51211与螺旋段槽51212平滑过渡连接。

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51和固定件61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的数量与第二定位杆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的设置不仅便于第二定位杆6121的对齐作用，还能有利于第一定位杆513快速置于直线段槽51211内，当第二定位杆6121置于直线段槽51211时，也能够起到限定对接件51相对固定件61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二定位杆6121无障碍地、且易于滑入至螺旋槽5121段内。

当需要对对接组件5进行更换时，本发明的一个实施例中，控制系统还用于在确定需要拆卸对接组件5的情况下，控制运动平台移动至对接组件5处，并利用锁紧机构3夹紧对接组件5，启动电机63反向旋转，以使固定组件6与对接组件5脱离，并控制锁紧机构3锁定对接组件5，再控制运动平台将对接组件5移动至预设的放置平台上。

其中，上述锁紧机构3具有夹紧和锁定作用。

更换对接组件5的过程，也就是卸载对接组件5从固定件61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。

上述预设的放置平台可以是事先设定的用于放置已经使用过的对接组件5或未使用过的对接组件5的仓库。

上述卸载的具体过程为：控制运动平台移动至对接组件5处，并利用锁紧机构3夹紧并锁定对接组件5，其中，锁紧机构3与对接组件5之间的接触力，其中，上述接触力大小或等于对接组件5自身的重力，启动电机63反向旋转，以使固定组件6与对接组件5脱离，并控制运动平台将对接组件5移动至预设的放置平台上。

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对接组件5的情况下，控制运动平台移动至对接组件5处，并通过锁紧机构3安装对接组件5，启动电机63反向旋转，以使固定组件6与对接组件5脱离，控制锁紧机构3锁定对接组件5，并控制运动平台将对接组件5移动至预设的放置平台上，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5的拆卸，进而为下一次对接组件5的对接提供准备，从而完全自动化地完成对接组件5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。

本发明的一个实施例中，车载运动平台可以为上述包括第二条形板的实施例的车载运动平台；

控制系统还用于在确定需要拆卸对接组件5的情况下，在确定需要拆卸对接组件5的情况下，控制水平运动平台21、垂直运动平台22和伸缩杆式6自由度平台23移动至对接组件5处，并利用锁紧机构3接触并安装对接组件5，启动电机63反向旋转，以使固定组件6与对接组件5脱离，并控制锁紧机构3锁定对接组件5，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5放置至安装架的第二位置处，解锁锁紧机构3，并控制所伸缩杆式6自由度平台23收缩以使锁紧机构3脱离对接组件。

其中，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5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放置在第二位置处。

可见，本发明实施例提供的技术方案中，控制系统确定需要拆卸对接组件5的情况下，控制运动平台移动至对接组件5处，并利用锁紧机构3接触并安装对接组件5，启动电机63反向旋转，以使固定组件6与对接组件5脱离，并控制锁紧机构3锁定对接组件5，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5放置至安装架的第二位置处，解锁锁紧机构3，并控制所伸缩杆式6自由度平台23收缩以使锁紧机构3脱离对接组件。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的更换，而是通过控制系统自动完成对接组件的更换，不仅能够避免人处于危险中，而且还能提高工作效率。可见应用本实施例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5的拆卸，进而为下一次对接组件5的对接提供准备，从而完全自动化地完成对接组件5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)

1.一种车载运动平台，其特征在于，所述平台包括：车体（1）、运动平台（2）、锁紧机构（3）和拉升机构（4）；

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）；

所述伸缩杆式6自由度平台（23）通过锁紧机构（3）用于安装预设的对接组件（5）；

所述拉升机构（4），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；

所述水平运动平台（21）、所述垂直运动平台（22）、所述伸缩杆式6自由度平台（23）和所述锁紧机构（3）分别用于与预设的控制系统电连接，其中，所述控制系统在确定对当前的所述对接组件（5）和固定组件（6）进行对接的情况下，控制所述拉升机构（4）提升所述对接组件至所述预设位置，根据拉升机构（4）中待对接的当前的对接组件（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）安装并锁定当前的所述对接组件（5），继续控制所述伸缩杆式6自由度平台（23）升起以使当前的所述对接组件（5）脱离所述拉升机构（4），根据当前的所述对接组件（5）和固定组件（6）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）带动当前的所述对接组件（5）移动至与所述固定组件（6）处于待对接的位置处。

2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述平台还包括：控制系统和用于获取当前的所述对接组件（5）的位置及姿态信息的第一传感器；

所述第一传感器安装在所述伸缩杆式6自由度平台（23）上；

所述控制系统还与所述第一传感器电连接，用于根据第一传感器获得的位置及姿态信息和固定组件（6）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）带动当前的所述对接组件（5）移动至与所述固定组件（6）处于待对接的位置处。

3.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，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，且与所述车身平台垂直连接的、属于所述门架机构（41）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（6）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当前的对接组件（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）移动至当前的所述对接组件（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）安装并锁定当前的所述对接组件（5），继续控制所述伸缩杆式6自由度平台（23）升起以使当前的所述对接组件（5）脱离所述第一条形板，根据当前的所述对接组件（5）和固定组件（6）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）带动当前的所述对接组件（5）移动至与所述固定组件（6）处于待对接的位置处。

4.根据权利要求3所述的平台，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（5）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（5）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（5）移动至用于放置所述对接组件（5）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（5）放置在所述第二位置处。

5.根据权利要求4所述的平台，其特征在于，所述固定组件（6）包括电机（63）；

所述控制系统还用于在确定需要拆卸所述对接组件（5）的情况下，在确定需要拆卸所述对接组件（5）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（5）处，并利用所述锁紧机构（3）接触并安装所述对接组件（5），启动所述电机（63）反向旋转，以使所述固定组件（6）与所述对接组件（5）脱离，并控制锁紧机构（3）锁定所述对接组件（5），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（5）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。

6.一种自动对接装置，其特征在于，所述装置包括：权利要求1~4中任一项所述的车载运动平台、对接组件（5）和固定组件（6）；

其中，所述车载运动平台的所述锁紧机构（3）在处于未锁定的状态下，所述对接组件（5）可沿着所述锁紧机构（3）的安装面上移动以与所述固定组件（6）连接；

所述固定组件（6）用于安装在对接机构的、且与所述车身平台垂直的固定端面上；

所述固定组件（6）用于与所述控制系统电连接，其中，所述控制系统用于在确定对所述对接组件（5）和所述固定组件（6）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构（3）处于锁定状态，并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）带动所述对接组件（5）移动至与所述固定组件（6）处于限位对接，在确定所述对接组件（5）在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构（3），并控制所述固定组件（6）运动以与所述对接组件（5）达到固定连接。

7.一种自动对接装置，其特征在于，所述装置包括：权利要求2~4中任一项所述的车载运动平台、对接组件（5）和固定组件（6）；

其中，所述车载运动平台的所述锁紧机构（3）在处于未锁定的状态下，所述对接组件（5）可沿着所述锁紧机构（3）的安装面上移动以与所述固定组件（6）连接；

所述固定组件（6）用于安装在对接机构的、且与所述车身平台垂直的固定端面上；

所述固定组件（6）用于与所述控制系统电连接，其中，所述控制系统用于在确定对所述对接组件（5）和所述固定组件（6）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构（3）处于锁定状态，并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）带动所述对接组件（5）移动至与所述固定组件（6）处于限位对接，在确定所述对接组件（5）在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构（3），并控制所述固定组件（6）运动以与所述对接组件（5）达到固定连接；

所述装置还包括用于获取所述固定组件（6）的位置及姿态信息的第二传感器；

所述第二传感器安装在所述固定组件（6）上；

所述控制系统还与所述第二传感器电连接，用于在确定对所述对接组件（5）和所述固定组件（6）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，控制所述锁紧机构（3）处于锁定状态，并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）带动所述对接组件（5）移动至与所述固定组件（6）处于限位对接，在确定所述对接组件（5）在限位对接的作用下处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构（3），并控制所述固定组件（6）运动以与所述对接组件（5）达到固定连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述对接组件（5）包括：对接件（51）和对接体（52）；

所述对接件（51）包括均为中空结构的限位结构（511）和对接结构（512），所述对接结构（512）以与所述限位结构（511）位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构（511）内；

所述固定组件（6）包括：固定件（61）、减速机构（62）和电机（63）；

所述固定件（61）包括均为中空结构的定位结构（611）和转动结构（612），所述转动结构（612）以与所述定位结构（611）位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构（611）内，且所述转动结构（612）可相对所述定位结构（611）独立运动；其中，所述转动结构（612）和所述对接结构（512）中各一配合连接处设有用于螺旋连接的配合结构；所述限位结构（511）和所述定位结构（611）中各一位置处设有用于限定所述对接组件（5）转动的配合结构；

所述定位结构（611）内安装有所述减速机构（62），且用于安装在对接机构的固定端面上；

所述减速机构（62）的输入端与所述电机（63）连接，所述减速机构（62）的输出端上安装有所述转动结构（612）；

所述对接件（51）安装在所述对接体（52）上；

所述对接体（52）通过锁紧机构（3）安装在所述伸缩杆式6自由度平台（23）上；

所述控制系统与所述电机电连接，还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（51）运动至与所述固定件（61）处于同一中心轴线，并使所述定位结构（611）以限定所述对接件（51）转动的方式置于所述限位结构（511）和所述对接结构（512）之间，在确定所述对接件（51）处于固定的情况下，解锁所述锁紧机构（3），控制所述电机（63）转动，以使所述转动结构（612）以螺旋连接的方式与所述限位结构（511）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（63）转动。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述对接件（51）还包括：第一定位杆（513）；

所述第一定位杆（513）以垂直对接端面的方式安装在所述限位结构（511）上，且置于所述限位结构（511）和所述对接结构（512）之间；

所述定位结构（611）端面上设有与所述第一定位杆（513）配合的定位槽；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件（51）和所述固定件（61）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（51）运动至与所述固定件（61）处于同一中心轴线，且所述第一定位杆（513）与所述定位槽呈对齐状态，并继续控制所述水平运动平台（21）带动所述对接件（51）运动以使所述第一定位杆（513）置于所述定位槽内，在确定所述对接件（51）处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构（3），控制所述电机（63）转动，以使所述转动结构（612）以螺旋连接的方式与所述限位结构（511）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（63）转动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述对接结构（512）的内侧面设有预设长度的螺旋槽（5121）；

在所述转动结构（612）的外侧面上沿着周向方向、且以垂直所述外侧面的方式设有与所述螺旋槽（5121）配合的第二定位杆（6121），其中，一个所述第二定位杆（6121）与一个所述螺旋槽（5121）呈一一对应关系；

安装在所述伸缩杆式6自由度平台（23）上的第一传感器，用于获得所述螺旋槽（5121）的位置及姿态信息；

安装在所述固定组件（6）上的第二传感器，用于获得所述第二定位杆（6121）的位置及姿态信息；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件（51）和所述固定件（61）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（51）运动至与所述固定件（61）处于同一中心轴线，且所述第一定位杆（513）与所述定位槽、所述第二定位杆（6121）与所述螺旋槽（5121）均呈一一对齐状态，并继续控制所述水平运动平台带动所述对接件（51）运动以使所述第一定位杆（513）置于所述定位槽内，确定所述对接件（51）处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构（3），控制所述电机（63）转动，以使所述转动结构（612）以螺旋连接的方式与所述限位结构（511）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（63）转动。

Images