CN112682409B - 一种基于螺旋连接的自动对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于螺旋连接的自动对接装置，该装置的固定件的转动结构的外侧面设有螺旋槽，且以可相对所述定位结构独立的方式置于定位结构内，对接件的对接结构内侧面设有与螺旋槽配合的连接结构，并安装于所述限位结构内，定位结构内安装有旋转机构，旋转机构上安装有所述转动结构，在对接件上安装的对接体通过锁紧机构锁定安装在运动平台上，旋转机构、锁紧机构和运动平台均用于与控制系统电连接。应用本发明实施例提供的自动对接装置通过控制系统，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装置能够在保证人身安全的基础上，提高工作效率。

Description

一种基于螺旋连接的自动对接装置

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螺旋连接的自动对接装置。

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对接工作，如在隧道挖掘工程中更换弹药箱等危险的工作，需要人工操作完成弹药箱的更换。

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协助操作才能完成对接，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螺旋连接的自动对接装置，能够在保证人身安全的基础上，提高工作效率。

具体技术方案如下：

本发明实施例提供的一种基于螺旋连接的自动对接装置，所述装置包括：固定件、旋转机构、对接件、对接体、预设数量自由度的运动平台和锁紧机构；

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运动平台上，且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；其中，所述运动平台用于安装在第二对接机构的对接端面上；

所述旋转机构、所述锁紧机构和所述运动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，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述运动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，且所述连接结构与所述螺旋槽呈对齐状态，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；

所述控制系统分别与所述电机、锁紧机构和所述运动平台电连接，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，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述运动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，且所述连接结构与所述螺旋槽呈对齐状态，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：第一传感器和第二传感器；

所述第一传感器安装在所述固定件上，用于获得所述螺旋槽的位置及姿态信息；

所述第二传感器安装在所述运动平台上，用于获得所述第一定位杆或所述凸起结构的位置及姿态信息；

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，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，控制所述运动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，且所述连接结构与所述螺旋槽呈对齐状态，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，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，控制所述运动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，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，所述限位结构的内侧面为第一锥面；

所述定位结构的外侧面为与所述第一锥面配合的第二锥面。

本发明的一个实施例中，所述螺旋槽是由直线段槽和螺旋段槽构成的槽，其中，所述螺旋槽的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，且所述直线段槽与所述螺旋段槽平滑过渡连接。

本发明的一个实施例中，所述运动平台包括用于双滑动平台和可伸缩的机械臂机构；

所述双滑动平台上安装有所述机械臂机构，用于安装在所述第一对接机构的对接端面上；其中，所述双滑动平台可带动所述机械臂机构沿着平行于所述对接端面、且相互垂直的两个方向运动；

所述机械臂机构上安装有所述锁紧机构；

所述控制系统分别与所述双滑动平台、所述机械臂机构、所述电机、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，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，分别控制所述双滑动平台和所述机械臂机构以使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，并继续控制所述双滑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，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，所述控制系统还用于在确定需要拆卸所述对接件的情况下，控制所述运动平台移动至所述对接体下方，并通过所述锁紧机构将所述对接体安装在所述运动平台上，启动所述电机反向旋转，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，控制所述锁紧机构锁定所述对接件，并控制所述运动平台将所述对接件移动至预设的放置平台上。

有益效果：

本发明实施例提供一种基于螺旋连接的自动对接装置，该装置的固定件的转动结构的外侧面设有螺旋槽，且以可相对所述定位结构独立的方式置于定位结构内，对接件的对接结构内侧面设有与螺旋槽配合的连接结构，并安装于所述限位结构内，定位结构内安装有旋转机构，旋转机构上安装有所述转动结构，对接件安装在对接体上，且对接体通过锁紧机构锁定安装在运动平台上，旋转机构、锁紧机构和运动平台均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，控制锁紧机构处于锁定状态，并控制运动平台带动接件运动至与固定件处于同一中心轴线，且连接结构与螺旋槽呈对齐状态，并继续控制运动平台带动对接件运动，以使定位结构以限定对接件转动的方式置于限位结构和对接结构之间，解锁锁紧机构，控制旋转机构转动，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装置能够在保证人身安全的基础上，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螺旋连接的自动对接装置在待对接时的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种固定件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种对接件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于螺旋连接的自动对接装置在对接时的装配示意图。

1-固定件，2-旋转机构，3-对接件，4-对接体，11-定位结构，12-转动结构，21-减速机构，22-电机，31-限位结构，32-对接结构，33-第二定位杆，111-定位槽，121-螺旋槽，321-连接结构，1211-直线段槽，1212-螺旋段槽，3211-第一定位杆。

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。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。

参见图1，图1为本发明实施例提供的一种基于螺旋连接的自动对接装置的结构示意图，该装置可以包括：固定件1、旋转机构2、对接件3、对接体4、预设数量自由度的运动平台和锁紧机构；

如图2所示，所述固定件1包括均为中空结构的定位结构11和转动结构12，所述转动结构12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121，所述转动结构12以与所述定位结构11位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构11内，且所述转动结构12可相对所述定位结构11独立运动；

所述定位结构11内安装有所述旋转机构2，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2上安装有所述转动结构12；

如图3所示，所述对接件3包括均为中空结构的限位结构31和对接结构32，所述对接结构32的内侧面设有与所述螺旋槽121配合的连接结构321，且所述对接结构32以与所述限位结构31位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构31内；其中，所述限位结构31和所述定位结构11中各一位置处设有用于限定所述对接件3转动的配合结构；

所述对接件3安装在对接体4上；

所述对接体4通过所述锁紧机构锁定安装在所述运动平台上，且所述锁紧机构处于夹持且未锁定的状态下，所述对接体4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；其中，所述运动平台用于安装在第二对接机构的对接端面上；

所述旋转机构2、所述锁紧机构和所述运动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3和所述固定件1进行对接的情况下，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述运动平台带动所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件3运动，以使所述定位结构11以限定所述对接件3转动的方式置于所述限位结构31和所述对接结构32之间，解锁所述锁紧机构，控制所述旋转机构2转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述旋转机构2转动。

其中，上述预设数量自由度可以是4自由度，也可以是6自由度，其中，6自由度分别是平行于对接端面上的2个水平方向的自由度，2个垂直方向的自由度，还有垂直于对接端面的2个高度方向的自由度。

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1的端面平行。

上述对接端面可以与上述固定端面平行，也可以与固定端面垂直，本实施例对此并不限定。

在上述对接端面与上述固定端面平行的情况下，运动平台带动对接件3可以在上述对接端面上沿着第一方向移动，运动平台还可以带动对接件3沿着第二方向移动，运动平台还可以带动对接件3沿着第三方向运动，第一方向和第二方向是相互垂直的方向，第三方向分别与第一方向和第二方向垂直。进而能够带动对接件3在空间运动。

上述限位结构31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31是设有底部的结构时，对接结构32是以与上述限位结构31位于同一中心轴线的方式安装在限位结构31的底部上。

当上述限位结构31是未设有底部的结构时，对接结构32是通过固定架以与上述限位结构31位于同一中心轴线的方式安装在限位结构31内。

上述螺旋槽121可以理解为在转动结构12的外侧面设置的内螺纹。

实现上述对接结构32的内侧面设有与所述螺旋槽121配合的连接结构321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121时，连接结构321可以为与螺旋槽121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121时，连接结构321可以为与螺旋槽121螺纹连接的定位杆。

上述限位结构31和上述定位结构11中各一位置处设有用于限定所述对接件3转动的配合结构，可以理解为，上述限位结构31与上述定位结构11配合连接位置处设有限定上述对接件3转动的限制结构，另一上述定位结构11与上述限位结构31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3转动的结构。

实现上述限定所述对接件3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31上设有定位杆时，上述定位结构11设有与定位杆配合的定位槽111。

第二种实施方式可以为限位结构31的内侧面上设有定位槽111，则上述定位结构11设有与定位槽111配合的凸起。

鉴于上述运动平台通过锁紧机构锁定安装有对接件3，这样，运动平台可以带动对接件3相对对接端面沿着上述预设数量自由度移动。

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

上述预设长度与对接结构32和转动结构12之间的配合长度相关，当上述配合长度为能够保证对接件3与固定件1达到完全固定连接的长度。

上述旋转机构2就是能够带动转动结构12旋转的机构。

上述对接体4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，起到使得对接件3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。

上述控制系统控制所述运动平台带动所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121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3和固定件1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3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121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3和固定件1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3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121呈对齐状态。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件3和固定件1进行对接时，锁紧机构将对接体4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3移动，并使对接件3运动至与固定件1处于同一中心轴线，且连接结构321与螺旋槽121呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件3运动，以使限位结构31和定位结构11的限位连接，在上述限位连接的作用下限制了对接件3同固定件1的相对圆周转动，控制系统解锁锁紧机构，并控制旋转机构2转动，连接结构321在螺旋槽121内旋转产生了对对接件3的拉动作用，对接件3在拉力作用下沿着锁紧机构的安装面向固定件1靠近，直至对接件3的限位结构31的内侧面同固定件1的定位结构11的外侧面贴合，连接结构321在螺旋槽121内形成类似螺纹连接的锁紧作用，这样，对接件3与固定件1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4，如图4所示。

由此可见，在本发明实施例提供的技术方案中，该装置的固定件1的转动结构12的外侧面设有螺旋槽121，且以可相对所述定位结构11独立的方式置于定位结构11内，对接件3的对接结构32内侧面设有与螺旋槽121配合的连接结构321，并安装于所述限位结构31内，定位结构11内安装有旋转机构2，旋转机构2上安装有所述转动结构12，对接件3安装在对接体4上，且对接体4通过锁紧机构锁定安装在运动平台上，旋转机构2、锁紧机构和运动平台均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，控制锁紧机构处于锁定状态，并控制运动平台带动接件运动至与固定件1处于同一中心轴线，且连接结构321与螺旋槽121呈对齐状态，并继续控制运动平台带动对接件3运动，以使定位结构11以限定对接件3转动的方式置于限位结构31和对接结构32之间，解锁锁紧机构，控制旋转机构2转动，以使转动结构12以螺旋连接的方式与限位结构31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。

本发明的一个实施例中，如图2所示，上述装置还可以包括控制系统，上述旋转机构2可以包括减速机构21和电机22；

所述减速机构21安装在所述定位结构11内，且所述减速机构21的输入端与所述电机22连接，所述减速机构21的输出端上安装有所述转动结构12；

所述控制系统分别与电机22、锁紧机构和运动平台电连接，用于在确定对所述对接件3和所述固定件1进行对接的情况下，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述运动平台带动所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件3运动，以使所述定位结构11以限定所述对接件3转动的方式置于所述限位结构31和所述对接结构32之间，在确定所述对接件3处于固定状态的情况下，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。

其中，电机22在控制系统的控制下，驱动减速机构21转动，减速机构21带动转动结构12转动，以使对接结构32内的连接结构321旋进转动结构12上的螺旋槽121，进而达到对接件3与固定件1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3和固定件1进行对接时，锁紧机构将对接体4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3移动，并使对接件3运动至与固定件1处于同一中心轴线，且连接结构321与螺旋槽121呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件3运动，以使限位结构31和定位结构11的限位连接，在上述限位连接的作用下限制了对接件3同固定件1的相对圆周转动，控制系统解锁锁紧机构，并控制旋转机构2转动，连接结构321在螺旋槽121内旋转产生了对对接件3的拉动作用，对接件3在拉力作用下沿着锁紧机构的安装面向固定件1靠近，直至对接件3的限位结构31的内侧面同固定件1的定位结构11的外侧面贴合，连接结构321在螺旋槽121内形成类似螺纹连接的锁紧作用，电机22在非驱动状态下提供一定的锁紧力矩，以保证对接件3同固定件1间具有一定的预紧力，以免对接件3同固定件1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2的减速机构21安装在定位结构11内，且减速机构21的输入端与旋转机构2的电机22连接，减速机构21的输出端上安装有转动结构12。且本实施例提供的装置在控制系统的作用下，控制锁紧机构处于锁定状态，并控制运动平台带动接件运动至与固定件1处于同一中心轴线，且连接结构321与螺旋槽121呈对齐状态，并继续控制运动平台带动对接件3运动，以使定位结构11以限定对接件3转动的方式置于限位结构31和对接结构32之间，解锁锁紧机构，控制电机22构转动，以使转动结构12以螺旋连接的方式与限位结构31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22在非驱动状态下提供预定的锁紧力矩，能够提高对接件3和固定件1对接的可靠性。

基于上述对连接结构321的分析，如图1和3所示，本发明的一个实施例中，上述连接结构321可以为第一定位杆3211，上述第一定位杆3211以与螺旋槽121一一对应的方式安装在对接结构32的内侧面上。

其中，上述螺旋槽121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3211就是与螺旋槽121配合的结构。例如，当螺旋槽121为V型凹槽时，则第一定位杆3211为V型杆，当螺旋槽121为梯形凹槽时，则第一定位杆3211为梯形杆。

为了便于滑动和高可靠性，上述螺旋槽121可以优选梯形凹槽，第一定位杆3211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321为第一定位杆3211，上述第一定位杆3211以与螺旋槽121一一对应的方式安装在对接结构32的内侧面上，第一定位杆3211的结构简单，便于加工，同时也易于旋入至螺旋槽121内。

基于上述对连接结构321的分析，本发明的一个实施例中，上述连接结构321为与螺旋槽121配合的凸起结构；

凸起结构以与螺旋槽121一一对应的方式安装在所述对接结构32的内侧面上。

其中，上述凸起结构的具体结构也与螺旋槽121的具体结构相关。

示例性的，当螺旋槽121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121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121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121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121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321为与螺旋槽121配合的凸起结构，凸起结构以与螺旋槽121一一对应的方式安装在所述对接结构32的内侧面上。凸起结构与螺旋槽121的配合使得对接件3与固定件1连接的更加牢固。

当使用传感器获得位置及姿态信息时，本发明的一个实施例中，上述装置还可以包括：第一传感器和第二传感器；

所述第一传感器安装在所述固定件1上，用于获得所述螺旋槽121的位置及姿态信息；

所述第二传感器安装在所述运动平台上，用于获得所述第一定位杆3211或所述凸起结构的位置及姿态信息；

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3和所述固定件1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，控制所述运动平台带动所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件3运动，以使所述定位结构11以限定所述对接件3转动的方式置于所述限位结构31和所述对接结构32之间，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。

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。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件3和固定件1进行对接时，锁紧机构将对接体4固定在控制系统控制的运动平台上，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3移动，并使对接件3运动至与固定件1处于同一中心轴线，且连接结构321与螺旋槽121呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件3运动，以使限位结构31和定位结构11的限位连接，在上述限位连接的作用下限制了对接件3同固定件1的相对圆周转动，控制系统解锁锁紧机构，并控制旋转机构2转动，连接结构321在螺旋槽121内旋转产生了对对接件3的拉动作用，对接件3在拉力作用下沿着锁紧机构的安装面向固定件1靠近，直至对接件3的限位结构31的内侧面同固定件1的定位结构11的外侧面贴合，连接结构321在螺旋槽121内形成类似螺纹连接的锁紧作用，电机22在非驱动状态下提供一定的锁紧力矩，以保证对接件3同固定件1间具有一定的预紧力，以免对接件3同固定件1意外松动。

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获得螺旋槽121的位置及姿态信息的固定件1上，第二传感器安装在用于获得第一定位杆3211或凸起结构的位置及姿态信息的对接件3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，准确地控制所述运动平台带动所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述连接结构321与所述螺旋槽121呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件3运动，以使所述定位结构11以限定所述对接件3转动的方式置于所述限位结构31和所述对接结构32之间，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。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3和固定件1的位置及姿态信息，进一步能够提高对接件3和固定件1对接的准确性。

基于上述分析，当限位结构31上设有定位杆时，上述定位结构11设有与定位杆配合的定位槽111。具体为：如图3所示，本发明的一个实施例中，所述对接件3还可以包括：第二定位杆33；

所述第二定位杆33以垂直所述对接端面的方式安装在所述限位结构31上，且置于所述限位结构31和所述对接结构32之间；

所述定位结构11端面上设有与所述第二定位杆33配合的定位槽111；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件3和所述固定件1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，控制所述运动平台带动所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述第一定位杆3211与所述螺旋槽121、所述第二定位杆33与所述定位槽111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3运动以使所述第二定位杆33置于所述定位槽111内，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。

其中，上述第二定位杆33的数量可以是多个，第二定位杆33的数量与定位槽111的数量呈一一对应关系。

上述第二定位杆33以垂直对接端面的方式安装在限位结构31上，一种实施方式可以是通过支架安装在限位结构31上，另一实施方式是限位结构31是有一端部有底端面的中空结构，则上述第一定位杆3211以垂直底端面的方式安装在上述底端面上。

上述定位槽111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33插入定位槽111中，上述定位槽111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3和固定件1进行对接时，锁紧机构将对接体4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3移动，并使第一定位杆3211与螺旋槽121、第二定位杆33与定位槽111呈一一对齐状态，在对齐后，继续控制运动平台带动对接件3运动，以使第二定位杆33置于定位槽111内，在确定述对接件3处于固定状态的情况下，此时，控制系统解锁锁紧机构，并控制电机22转动，减速机构21在电机22的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于限位结构31和定位结构11的对齐作用，限制了对接件3同固定件1的相对圆周转动，在转动结构12以螺旋连接的方式与对接结构32连接的过程中，转动结构12在对接结构32内旋转产生了对对接件3的拉动作用，对接件3在拉力作用下向固定件靠近，直至对接件3上的限位结构31的内侧面同固定件的定位结构11的外侧面贴合，且转动结构12与对接结构32以螺旋连接的方式达到锁紧作用，电机22在非驱动状态下提供一定的锁紧力矩，以保证对接件3同固定件间具有一定的预紧力，以免对接件3同固定件意外松动。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述对接件3的第二定位杆33以垂直所述对接端面的方式安装在所述限位结构31上，且置于限位结构31和对接结构32之间，定位结构11端面上设有与第二定位杆33配合的定位槽111。本发明实施例提供的自动对接装置通过控制系统，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3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述第一定位杆3211与所述螺旋槽121、所述第二定位杆33与所述定位槽111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3运动以使所述第二定位杆33置于所述定位槽111内，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。可见，本实施例中对接件3和固定件1在控制系统的作用下，第二定位杆33与定位槽111的限位对接能够保证对接件3处于固定状态，以便于对接结构32与转动结构12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31的内侧面可以为第一锥面，上述定位结构11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31内并达到贴合的目的。

限位结构31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，控制电机22转动后，减速机构21在电机22的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于第二定位杆33和定位槽111的对齐且限位作用，限制了对接件3同固定件1的相对圆周转动，第一定位杆3211在螺旋槽121内旋转产生了对对接件3的拉动作用，对接件3在拉力作用下向固定件1靠近，直至对接件3的限位结构31的第一锥面同固定件1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31的内侧面可以为第一锥面，定位结构11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3和固定件1的定位和装卸，还能够便于定位结构11和限位结构31的准确装配。

本发明的一个实施例中，如图1和2所示，所述螺旋槽121是由直线段槽1211和螺旋段槽1212构成的槽，其中，所述螺旋槽121的直线段槽1211以垂直所述对接结构32端面的方式设置于所述对接结构32的端部处，且所述直线段槽1211与所述螺旋段槽1212平滑过渡连接。

其中，上述直线段槽1211可以是一个，也可以是多个，为了使对接件3和固定件1连接的更加稳定性，直线段槽1211可以设置多个，同时直线段槽1211的数量与第一定位杆3211的数量是相同的，且具有一一对应关系。

直线段槽1211与螺旋槽121也是一一对应关系，一条直线段槽1211和一条螺旋槽121通过平滑过渡连接构成一条螺旋槽121。

可见，在发明实施例提供的技术方案中，螺旋槽121是由直线段槽1211和螺旋段槽1212构成的槽，直线段槽1211的设置不仅便于第一定位杆3211的对齐作用，还能有利于第二定位杆33快速置于直线段槽1211内，当第一定位杆3211置于直线段槽1211时，也能够起到限定对接件3相对固定件1转动的作用。同时，直线段槽1211和螺旋段槽1212的平滑过渡连接能够使得第一定位杆3211无障碍地、且易于滑入至螺旋槽121段内。

本发明的一个实施例中，上述运动平台可以包括双滑动平台和可伸缩的机械臂机构；

所述双滑动平台上安装有所述机械臂机构，用于安装在所述第一对接机构的对接端面上；其中，所述双滑动平台可带动所述机械臂机构沿着平行于所述对接端面、且相互垂直的两个方向运动；

所述机械臂机构上安装有所述锁紧机构；

所述控制系统分别与所述双滑动平台、所述机械臂机构、所述电机22、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3和所述固定件1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，分别控制所述双滑动平台和所述机械臂机构以使所述对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述第一定位杆3211与所述螺旋槽121、所述第二定位杆33与所述定位槽111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3运动以使所述第二定位杆33置于所述定位槽111内，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。

其中，上述锁紧机构是安装在机械臂上，上述机械臂机构安装在双滑动平台上，上述双滑动平台是安装在第一对接机构的对接端上。

双滑动平台可带动所述机械臂机构沿着平行于所述对接端面、且相互垂直的两个方向运动，可以理解为，双滑动平台能够在对接端面上的两个垂直的两个方向运动，该两个方向可以是水平方向和垂直方向。也就是说，双滑动平台可以带动机械臂在平行于对接端面的平面上运动。

由于机械臂是可伸缩的机械臂，因此，上述机械臂可以带动锁紧机构上的对接件3沿着机械臂的长度方向运动。

另外，由于双滑动平台可以带动机械臂在平行于对接端面的平面上运动，因此，上述机械臂上的对接件3也就能够在平行于对接端面的平面上运动。

这样，机械臂就可以实现6个自由度，分别是平行于对接端面上的水平方向和垂直方向的4个自由度，还有沿着机械臂长度方向的4个自由度。进而，机械臂能够带动对接件3实现空间上的自由运动。

另外，上述对接件与固定件对齐的一种实现方式为：上述固定件相对固定端面的位置以及姿态信息均是事先确定的，同时，对接件相对对接体的位置以及姿态信息也是与固定件对应的位置以及姿态信息是对应的，也就是说，对接件可以事先固定安装在对接体上，以使在进行对接时，运动平台移动对接件至与固定件处于同一中心轴线时，对接件中的第一定位杆3211、第二定位杆33恰好分别一一对应与固定件的螺旋槽121、定位槽111达到配合的对齐位置。

上述对接件与固定件对齐的另一种实现方式为：上述机械臂上设有转角机构，上述转角机构安装有锁定机构，且上述转角机构和上述控制系统电连接，控制系统可以根据固定件和对接件的位置以及姿态信息，控制双滑动平台、机械臂、或/和、转角机构运动，以使对接件3运动至与所述固定件1处于同一中心轴线，且所述第一定位杆3211与所述螺旋槽121、所述第二定位杆33与所述定位槽111均呈一一对齐状态。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，运动平台的双滑动平台上安装有所述机械臂机构，用于安装在所述第一对接机构的对接端面上；机械臂机构上安装有所述锁紧机构；控制系统在确定对对接件3和固定件1进行对接时，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并根据第一传感器和第二传感器获得的位置及姿态信息，分别控制述双滑动平台和机械臂机构以使对接件3运动至与固定件1处于同一中心轴线，且第一定位杆3211与所述螺旋槽121、第二定位杆33与所述定位槽111均呈一一对齐状态，并继续控制双滑动平台带动对接件3运动以使所述第二定位杆33置于所述定位槽111内，解锁所述锁紧机构，控制所述电机22转动，以使所述转动结构12以螺旋连接的方式与所述限位结构31达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机22转动。可见，本实施例提供的机械臂能够在控制系统的作用下，能够灵活和准确地带动对接件3与固定件1达到固定连接。

当需要对对接体4进行更换时，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件3的情况下，控制所述运动平台移动至所述对接体4下方，并通过锁紧机构将对接体4安装在所述运动平台上，启动电机22反向旋转，以使所述连接结构321从所述螺旋槽121内退出，在确定所述固定件1与所述对接件3脱离的情况下，控制所述锁紧机构锁定所述对接件3，并控制所述运动平台将所述对接件3移动至预设的放置平台上。

其中，作为一个实施例，可以通过锁紧机构按照预设的接触力将对接体4托举在运动平台上。此时，锁紧机构具有支撑对接体以及锁紧作用。当对接体4被托举在运动平台上、且锁紧机构处于未锁定的情况下，运动平台可以起到支撑对接体4的作用，此时，对接体4可沿着上述锁紧机构与对接体4夹紧安装的安装面上移动；当对接体4安装在运动平台上、且锁紧机构处于锁定的情况下，对接体4相对锁紧机构处于固定状态。

更换对接组件的过程，也就是卸载对接件3从固定件1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，上述对接组件为安装有对接件3的对接体4。

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或未使用过的对接组件的仓库。

上述卸载的具体过程为：控制所述运动平台移动至对接体4处，并利用所述锁紧机构夹持已安装在固定件1上的对接体4，以起到支撑对接件3的作用，其中，锁紧机构与对接体4之间的接触力大小大于或等于对接组件自身的重力，启动电机22反向旋转，以使固定件1与所述对接件3脱离，并控制运动平台将所述对接组件移动至预设的放置平台上。

针对上述设有第二定位件、定位槽111、第一定位件和螺旋槽121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4处，并通过所述锁紧机构将所述对接体4安装在所述运动平台上，启动电机22反向旋转，减速机构21在电机22的驱动下沿固定件1的轴线缓慢旋转，转动结构12旋转时带动一定为杆在螺旋槽121内反向旋转，由于第二定为杆和定位槽111的对齐作用，限制了对接件3同固定件1的相对圆周转动，第一定位杆3211在螺旋槽121内旋转产生了对对接件3的推动作用，对接件3在推力作用下脱离固定件1，直至对接件3上的螺旋槽121同固定件1的第一定位杆3211脱离，控制系统控制电机22停止，控制系统控制运动平台上的锁紧机构锁定对接体4，控制运动平台移走对接组件，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3的情况下，控制运动平台移动至对接体4处，并通过锁紧机构将对接体4安装在运动平台上，启动电机22反向旋转，以使固定件1与对接件3脱离，控制锁紧机构锁紧对接件3，并控制运动平台将对接件3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件3的拆卸，进而为下一次对对接件3的对接提供准备，从而完全自动化地完成对接件3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，并不排除在包括所述要素的过程、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)

1.一种基于螺旋连接的自动对接装置，其特征在于，所述装置包括：固定件（1）、旋转机构（2）、对接件（3）、对接体（4）、预设数量自由度的运动平台和锁紧机构；

所述固定件（1）包括均为中空结构的定位结构（11）和转动结构（12），所述转动结构（12）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（121），所述转动结构（12）以与所述定位结构（11）位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构（11）内，且所述转动结构（12）可相对所述定位结构（11）独立运动；

所述定位结构（11）内安装有所述旋转机构（2），且用于安装在来自外部的第一对接机构的固定端面上；所述旋转机构（2）上安装有所述转动结构（12）；

所述对接件（3）包括均为中空结构的限位结构（31）和对接结构（32），所述对接结构（32）的内侧面设有与所述螺旋槽（121）配合的连接结构（321），且所述对接结构（32）以与所述限位结构（31）位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构（31）内；其中，所述限位结构（31）和所述定位结构（11）中各一位置处设有用于限定所述对接件（3）转动的配合结构；

所述对接件（3）安装在所述对接体（4）上；所述对接体（4）通过所述锁紧机构锁定安装在所述运动平台上，且所述锁紧机构处于未锁定的状态下，所述对接体（4）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；其中，所述运动平台用于安装在来自外部的第二对接机构的对接端面上；

所述旋转机构（2）、所述锁紧机构和所述运动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（3）和所述固定件（1）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动至与所述固定件（1）处于同一中心轴线，且所述连接结构（321）与所述螺旋槽（121）呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动，以使所述定位结构（11）以限定所述对接件（3）转动的方式置于所述限位结构（31）和所述对接结构（32）之间，解锁所述锁紧机构，控制所述旋转机构（2）转动，以使所述转动结构（12）以螺旋连接的方式与所述限位结构（31）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述旋转机构（2）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，所述旋转机构（2）包括减速机构（21）和电机（22）；

所述减速机构（21）安装在所述定位结构（11）内，且所述减速机构（21）的输入端与所述电机连接，所述减速机构（21）的输出端安装有所述转动结构（12）；

所述控制系统分别与所述电机（22）、锁紧机构和所述运动平台电连接，用于在确定对所述对接件（3）和所述固定件（1）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构处于锁定状态，并控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动至与所述固定件（1）处于同一中心轴线，且所述连接结构（321）与所述螺旋槽（121）呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动，以使所述定位结构（11）以限定所述对接件（3）转动的方式置于所述限位结构（31）和所述对接结构（32）之间，解锁所述锁紧机构，控制所述电机（22）转动，以使所述转动结构（12）以螺旋连接的方式与所述限位结构（31）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（22）转动。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述连接结构（321）为第一定位杆（3211），

所述第一定位杆（3211）以与所述螺旋槽（121）一一对应的方式安装在所述对接结构（32）的内侧面上。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述连接结构（321）为与所述螺旋槽（121）配合的凸起结构；

所述凸起结构以与所述螺旋槽（121）一一对应的方式安装在所述对接结构（32）的内侧面上。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一传感器和第二传感器；

所述第一传感器安装在所述固定件（1）上，用于获得所述螺旋槽（121）的位置及姿态信息；

所述第二传感器安装在所述运动平台上，用于获得所述第一定位杆（3211）或所述凸起结构的位置及姿态信息；

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（3）和所述固定件（1）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，控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动至与所述固定件（1）处于同一中心轴线，且所述连接结构（321）与所述螺旋槽（121）呈对齐状态，并继续控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动，以使所述定位结构（11）以限定所述对接件（3）转动的方式置于所述限位结构（31）和所述对接结构（32）之间，解锁所述锁紧机构，控制所述电机（22）转动，以使所述转动结构（12）以螺旋连接的方式与所述限位结构（31）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（22）转动。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述对接件（3）还包括：第二定位杆（33）；

所述第二定位杆（33）以垂直所述对接端面的方式安装在所述限位结构（31）上，且置于所述限位结构（31）和所述对接结构（32）之间；

所述定位结构（11）端面上设有与所述第二定位杆（33）配合的定位槽（111）；

所述控制系统，用于在确定对所述对接件（3）和所述固定件（1）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，控制所述运动平台带动所述对接件（3）运动至与所述固定件（1）处于同一中心轴线，且所述第一定位杆（3211）与所述螺旋槽（121）、所述第二定位杆（33）与所述定位槽（111）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（3）运动以使所述第二定位杆（33）置于所述定位槽（111）内，解锁所述锁紧机构，控制所述电机（22）转动，以使所述转动结构（12）以螺旋连接的方式与所述限位结构（31）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（22）转动。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的装置，其特征在于，所述限位结构（31）的内侧面为第一锥面；

所述定位结构（11）的外侧面为与所述第一锥面配合的第二锥面。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋槽（121）包括直线段槽（1211）和与所述直线段槽（1211）光滑过渡的螺旋段槽（1212），其中，所述直线段槽（1211）以垂直所述对接结构（32）端面的方式设置于所述对接结构（32）的端部处。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述运动平台包括用于双滑动平台和可伸缩的机械臂机构；

所述双滑动平台上安装有所述机械臂机构，用于安装在所述第一对接机构的对接端面上；其中，所述双滑动平台可带动所述机械臂机构沿着平行于所述对接端面、且相互垂直的两个方向运动；

所述机械臂机构上安装有所述锁紧机构；

所述控制系统分别与所述双滑动平台、所述机械臂机构、所述电机（22）、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（3）和所述固定件（1）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，分别控制所述双滑动平台和所述机械臂机构以使所述对接件（3）运动至与所述固定件（1）处于同一中心轴线，且所述第一定位杆（3211）与所述螺旋槽（121）、所述第二定位杆（33）与所述定位槽（111）均呈一一对齐状态，并继续控制所述双滑动平台带动所述对接件（3）运动以使所述第二定位杆（33）置于所述定位槽（111）内，解锁所述锁紧机构，控制所述电机（22）转动，以使所述转动结构（12）以螺旋连接的方式与所述限位结构（31）达到固定连接，在达到固定连接后，停止所述电机（22）转动。

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件（3）的情况下，控制所述运动平台移动至所述对接体（4）下方，并通过所述锁紧机构将所述对接体（4）安装在所述运动平台上，启动所述电机（22）反向旋转，以使所述连接结构（321）从所述螺旋槽（121）内退出，在确定所述固定件（1）与所述对接件（3）脱离的情况下，控制所述锁紧机构夹紧锁定所述对接件（3），并控制所述运动平台将所述对接件（3）移动至预设的放置平台上。

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