CN215004044U - 一种方舱双舱自动对接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方舱双舱自动对接系统，系统包括对接舱、方舱运输设备和目标舱；目标舱、对接舱能够自身调平，对接舱能够与目标舱进行左右调平、上下调平，当目标舱与对接舱之间的距离角度在误差范围内，目标舱与对接舱能够对接。本实用新型所设计的一种方舱双舱自动对接系统，适应各种场地，使两舱保持水平，处于预设的距离，平行设立，左右对准、处于同一高度，能够进行一键全自动对接，对接过程中不需要任何人为干预，实现方舱间的自动对接，机构简单、易维护，对接可靠、牢固。

Description

一种方舱双舱自动对接系统

技术领域

本实用新型属于方舱设备领域，特别涉及一种方舱双舱自动对接系统。

背景技术

方舱是指用各种坚固材料有机的组合在一起，可供运载的厢式工作间，可适用于指挥、医疗、炊事等各种用途。方舱医院是医疗方舱的组合化应用，通过将多个方舱之间相互连接，使方舱医院内部相互贯通，扩大其使用空间，满足方舱医院工作需求。

国内外的方舱医院中，方舱与方舱之间大都通过连廊进行连接。但方舱连接时，方舱需要设置在较平整的地面上，连接时对方舱位置精度要求高，需要划线辅助方舱部署在准确位置，且需要人工手动进行连接。同时连廊需要单独运输装载，与方舱之间的接口需要特殊设计。这使得现有的方舱对接精度低、自动化程度低、部署时间长、需要消耗大量的人力，严重制约了方舱的野外部署速度，不能较好地满足野外条件下快速部署的使用需求，增加了医务人员额外工作量和压力，降低了救治能力。

实用新型内容

本实用新型提出了一种方舱双舱自动对接系统，包括：

对接舱、方舱运输设备和目标舱；

所述对接舱和目标舱内分别安装有水平传感器和控制器；

所述对接舱和目标舱四角分别设置有调平支腿；

所述调平支腿底部安装有压力传感器；

所述对接舱和目标舱的控制器分别与各自的水平传感器、压力传感器和调平支腿电路连接；

所述对接舱和目标舱的控制器能够与方舱运输设备通信连接；

所述方舱运输设备能够接收信号，运载对接舱或目标舱到预设位置；

当所述方舱运输设备运载对接舱或所述方舱运输设备运载目标舱时，对接舱或目标舱的四个所述调平支腿底部能够伸长至地面；

所述压力传感器能够测量对应的调平支腿受力值，

预设压力阈值，当压力值＜压力阈值时，压力传感器能够控制对应的调平支腿伸长；

所述水平传感器能够测量对应方舱倾角角度并传送给对应的控制器；

所述控制器能够接收方舱倾角角度，根据方舱倾角角度，判断最高的支撑调平支腿；计算其他调平支腿需要伸出的距离并控制其他调平支腿伸长；

所述对接舱上设置有对接面，所述目标舱上设置有目标面；

所述对接面与目标面截面相同；

所述目标面上部设置有反射板，所述反射板包括左右反射板、上下反射板、第一平面反射板和第二平面反射板；

所述对接面上部对应设置有激光测距传感器，所述激光测距传感器包括左右激光测距传感器、上下激光测距传感器、第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器；

所述对接舱内控制器与激光测距传感器电路连接；

第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器能够测量对接舱和目标舱之间距离，得到距离值；所述对接舱的控制器能够接收距离值并根据距离值控制方舱运输设备前进或后退；所述对接舱的控制器能够接收距离值并根据距离值控制方舱运输设备转动；

所述对接舱的控制器能够接收所述左右激光测距传感器的左右测量值，并根据左右测量值计算出对接舱和目标舱左右偏移值，对接舱的控制器能够根据左右偏移值控制方舱运输设备左移或右移；

所述对接舱的控制器接收所述上下激光测距传感器上下测量值，并根据上下测量值计算出对接舱和目标舱上下偏移值，对接舱的控制器能够根据上下偏移值控制对接舱的调平支腿伸长或缩短；

所述对接舱对接面设置有对接板，所述对接板第一端通过铰链与对接面底部轴连接，所述对接板能够绕对接面底部旋转；

所述对接舱内设置有可伸缩式对接组件，所述可伸缩式对接组件远离对接舱一侧设置有对接面框架；

所述对接舱的对接面框架用于与目标舱上的目标面对接；

所述可伸缩式对接组件能够收缩到对接舱内部；

当对接板绕对接面底部旋转，对接板与对接面夹角等于90度，所述可伸缩式对接组件能够沿对接板上沿向舱外水平伸展。

进一步地，所述水平传感器设置在对应方舱舱体棚顶中心处。

进一步地，所述左右反射板、上下反射板、第一平面反射板和第二平面反射板处于同一水平高度。

进一步地，所述第一平面反射板和第二平面反射板对称设置在所述目标面上部。

进一步地，所述左右反射板为左右45度反射板，所述上下反射板为上下45度反射板。

进一步地，所述目标舱的目标面下设置有底板支撑板；

当对接板与对接面夹角等于90度时，对接板第二端能够配合放置在底板支撑板上。

进一步地，所述方舱自动对接系统还包括第一滑轨和第二滑轨；

所述第一滑轨安装在对接舱舱体内，所述第二滑轨安装在对接板上；

当对接板与对接面夹角等于90度时，第一滑轨和第二滑轨配合形成一整条滑轨；

所述可伸缩式对接组件能够沿第一滑轨和第二滑轨滑动。

进一步地，所述可伸缩式对接组件包括两个平行设置的剪叉式侧壁和若干框架；

对接舱内部设置有连接部，两个所述剪叉式侧壁第一端分别与连接部固定连接；

所述框架为空心方形结构；

若干所述框架两侧分别与两个所述剪叉式侧壁固定连接；

若干所述框架和两个所述剪叉式侧壁组合形成通道，所述通道为立方体结构；

所述通道能够伸长或缩短；

两个所述剪叉式侧壁第二端分别与对接面框架两侧固定连接；

若干所述框架两侧下方分别设置有若干导向轮；

所述导向轮能够沿第一滑轨和第二滑轨滑动。

进一步地，所述通道外沿安装有通道帐篷；

当所述对接舱的对接面框架与目标舱上的目标面对接后，所述通道帐篷在对接舱和目标舱之间形成密闭空间。

进一步地，所述对接面框架设置有若干第一对接锁止机构，所述目标面上配合设置有若干第二对接锁止机构，所述第一对接锁止机构与第二对接锁止机构能够配合锁死。

本实用新型所设计的一种方舱双舱自动对接系统，适应各种场地，使两舱保持水平，处于预设的距离，平行设立，左右对准、处于同一高度，能够进行一键全自动对接，对接过程中不需要任何人为干预，实现方舱间的自动对接，机构简单、易维护，对接可靠、牢固。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统第一立体效果图；

图2示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统第二立体效果图；

图3示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统方舱运输设备效果图；

图4示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统单舱调平示意图；

图5示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统激光测距对接面与目标面示意图；

图6示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统调平支腿正视图和传动系统原理图；

图7示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统双舱前后距离与轴线角度判断原理图；

图8示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统双舱左右误差补偿第一原理图；

图9示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统双舱左右误差补偿第二原理图；

图10示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统双舱高度调节原理图；

图11示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统对接舱平面效果图；

图12示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统目标舱平面效果图；

图13示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统子扣与母扣立体效果图；

图14示出了本实用新型实施例的一种方舱双舱自动对接系统对接舱通道展开和收拢效果图。

图中：1、对接舱；11、对接面；2、目标舱；21、目标面；22、左右反射板；23、上下反射板；24、第一平面反射板；25、第二平面反射板；3、调平支腿；301、伺服电机；302、减速器；303、滚珠丝杆；304、支撑机构；31、对接板；32、电动撑杆；41、剪叉式侧壁；42、框架；421、导向轮；43、对接面框架；441、第一对接锁止机构；442、第二对接锁止机构； 45、防雨边框；46、电动门锁；47、底板支撑板；48、电动传动设备。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供了一种方舱双舱自动对接系统，如图1图2所示，图1 图2为方舱双舱自动对接系统两种不同方向的立体效果图(未对接时)。方舱双舱自动对接系统包括对接舱1、目标舱2和方舱运输设备(方舱运输设备图1图2中未示出)。

方舱运输设备为重载AGV(Automated Guided Vehicle，无人搬运车)。优选的，方舱转运AGV采用“四车拼接”的技术形式，如图3所示，AGV 由四个AGV单元拼接构成，拼接后用于实现方舱转运。在运输和存放过程中，AGV分为四个AGV单元单独储存运输，目标舱2和运输舱1内各存放两个AGV单元。每一个AGV单元有两套驱动，都可以独立行驶，使用中，可以通过遥控器将四个AGV单元拼接成一个整体。

所述对接舱1和目标舱2内分别安装有控制器；所述对接舱1和目标舱2的控制器能够与方舱运输设备通信连接；所述方舱运输设备能够接收信号，运输对接舱1或目标舱2到预设位置。

本实用新型，对接时由对接舱1向目标舱2进行对接，目标舱2需要先运输到指定地点。

操作人员通过控制方舱运输设备，将目标舱2放置在预设地点。可以通过向方舱运输设备发送信号，也可以在目标舱2或方舱运输设备中设置全球定位系统，如北斗、GPS等；方舱运输设备根据定位信号，将目标舱2 运载到指定地点。

本实用新型适用于各种地表，因此，当方舱放置后，可能放置于不平整地面，方舱出现“虚腿”现象或方舱倾斜。这需要先对目标舱2进行调平，使得目标舱2稳定放置在地面上且保持水平。

所述对接舱1和目标舱2内分别安装有水平传感器；所述对接舱1和目标舱2四角分别设置有调平支腿3；所述调平支腿3底部安装有压力传感器；所述对接舱1和目标舱2的控制器分别与各自的水平传感器、压力传感器和调平支腿3电路连接。

当所述方舱运输设备运载对接舱1或所述方舱运输设备运载目标舱2 时，对接舱1或目标舱2的四个所述调平支腿3底部能够伸长至地面。

所述压力传感器能够测量对应的调平支腿3受力值，预设压力阈值，当压力值＜压力阈值时，压力传感器能够控制对应的调平支腿3伸长；所述水平传感器能够测量对应方舱倾角角度并传送给对应的控制器；所述控制器能够接收方舱倾角角度，根据方舱倾角角度，判断最高的支撑腿、计算其他调平支腿3需要伸出的距离并控制其他调平支腿3缩短。

所述调平支腿3包括伺服电机301、减速器302、滚珠丝杆303和支撑机构304。如图6所示，所述伺服电机301输出端与减速器302输入轴连接；所述减速器302输出轴与滚珠丝杆303相连接。

控制器确定调平支腿3伸长或缩短的距离，向调平支腿3对应的伺服电机301发送运动信号，伺服电机301通过减速器302齿轮副机构，带动滚珠丝杆303旋转，在丝杆旋转力矩的驱动下，螺母与滑套做往复直线运动，使得调平支腿3完成伸长或缩短直线运动。

所述支撑机构304第一端与方舱外侧固定连接，所述支撑机构304第二端与所述滚珠丝杆303外侧滑套固定连接。调平支腿3通过支撑机构304 固定连接在方舱外侧。所述调平支腿3缩至最短时，底部高于方舱最低面，优选的，底部高于方舱最低面超过100mm。这种设计能保证方舱在转运过程中调平支腿3不与地面接触。

所述水平传感器设置在对应方舱舱体棚顶中心处。优选的，所述水平传感器为双轴倾角测量传感器。

以下对任一方舱进行调平进行说明，对接舱1和目标舱2调平均使用本方式进行调平。本实用新型调平采用“追逐式”的调平方法，利用1个双轴倾角测量传感器采集方舱的倾斜角度，信号经控制器处理，连续提供方舱各调平支腿3相对坐标的位置，实时采集并控制三个较低的调平支腿3 向最高的调平支腿3趋近，直至最终达到同一高度。

当方舱运载到指定地点后，四条调平支腿3分别伸长触地，调平支腿3 底部压力传感器测量该调平支腿3传来受力值。预设压力阈值，当压力值＜压力阈值时，该调平支腿3继续伸长，进行预支撑。

本实用新型方舱采用四条调平支腿3，由于空间内不在同一直线上的三点能够确定一个平面，第四条调平支腿3顶部可能会出现与其他三条调平支腿3顶部不在同一平面的情况，造成“虚腿”现象。

在调平支腿3上安装有压力传感器。通过压力传感器实时检测调平支腿3受力大小，来判断调平支腿3是否为“虚腿”。这种方法可以实时的对调平支腿3受力大小进行检测，解决“虚腿”速度快。当解决“虚腿”后，所有的调平支腿3均能够对方舱进行预支撑。

水平传感器测量方舱倾角角度并传送给控制器；所述控制器根据方舱倾角角度判断方舱最高的调平支腿3。

水平传感器测量方舱两个坐标轴上的倾角角度，如图4所示，A、B、 C、D为四个支撑点，x、y、z的坐标轴为水平状态下的坐标系，x’、y’、z’的坐标轴为非水平状态下的动坐标系。θ_x、θ_y分别为平台横向倾角和纵向倾角，图3中，箭头所示方向θ_x、θ_y角度为正。如当前箭头所示方向θ_x、θ_y角度设为负时，技术人员也同样能得到最终结果。

调节虚腿后，水平传感器检测x轴角度θ_x和y轴的角度θ_y。通过两个角度θ_x、θ_y判断平台最高的支撑腿。判断方式如表1所示。当θ_x＝0且θ_y＝0 时，当前方舱水平，不需要进行调平。

表1

所述控制器计算最高的调平支腿3与其他调平支腿3高度差值，根据差值控制其他调平支腿3伸长。

可以使用但是不限于以下方式计算高度差值。如图3所示，控制器根据方舱长宽(假设长为a宽为b)，建立水平坐标系O-XYZ，此时可得出水平状态下四个支撑点的坐标A(-a/2，-b/2，0)、B(a/2，-b/2，0)、C(a/2，b/2，0)、 D(-a/2，b/2，0)。方舱调平前，非水平状态坐标系O-X’Y’Z’中四个支撑点坐标可通过坐标变换理论求出，A’(xa，ya，za)、B’(xb，yb，zb)、C’(xc，yc，zc)、 D’(xd，yd，zd)。

根据之前判断的最高的调平支腿3，用该调平支腿3的z方向的坐标减去其余三个支撑腿的z轴坐标，就得出各个调平支腿需要调节的距离。控制器控制各条调平支腿3伸长相应的距离，直到四条调平支腿3高度相同。

预设角度阈值，重复之前的判断最高调平支腿3和计算高度差值并调节其他调平支腿3，直到水平传感器检测方舱的倾角角度＜预设角度阈值。

水平传感器1实时检测方舱的倾斜角度，控制器依据倾斜角度实时控制各调平支腿3进行调整，预设角度阈值，角度阈值包括x轴角度阈值和y 轴的角度阈值，当水平传感器检测方舱的倾角角度x轴角度θ_x小于x轴角度阈值且y轴的角度θ_y小于y轴的角度阈值，则认为方舱已经水平，不再对方舱进行调平。

目标舱2调平后，方舱运输设备驶离目标舱2，而后运载对接舱1向目标舱2靠近，使对接面11面向目标面21。对接舱1开始与目标舱2左右调平。左右调平包括调整两个方舱之间的距离、两个方舱之间的角度和两个方舱之间的左右偏移。

如图5所示，所述对接舱1上设置有对接面11，所述目标舱2上设置有目标面21；所述对接面11与目标面21截面相同。

本实用新型适用于两个标准方舱对接；如一个方舱同时包括对接面11 与目标面21，本实用新型也适用于若干这种方舱进行对接，即第二个方舱对接面与第一个目标面对接，第三个对接面与第二个目标面对接，直至所有的方舱对接成功。本实用新型所设计的方舱双舱自动对接系统，两个方舱之间用于对接的对接面截面必须相同。因此，本实用新型还可以适用于两个不同的方舱，其中用于对接的对接面截面必须相同。

如图5所示，所述目标面21上部设置有反射板，所述反射板包括左右反射板22、上下反射板23、第一平面反射板24和第二平面反射板25。所述对接面11上部对应设置有激光测距传感器，一个反射板对应设置有一个激光测距传感器，所述激光测距传感器包括左右激光测距传感器、上下激光测距传感器、第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器。所述对接舱1内控制器与激光测距传感器电路连接。如左右反射板22对应的是左右激光测距传感器，左右激光测距传感器中左右仅代表名称，左右激光测距传感器具有激光测距传感器所有功能。所述左右反射板22、上下反射板23、第一平面反射板24和第二平面反射板25处于同一水平高度。第一平面反射板24和第二平面反射板25对称设置在目标舱2轴线两侧。平面反射板与目标面21平行。所述左右反射板22为左右45度反射板，即该反射板垂直于水平面，与目标面21呈45度夹角。所述上下反射板23为上下45度反射板，即该反射板与目标面21和水平面均呈45度夹角。左右反射板22和上下反射板23还可以与水平面和目标面21设置其他角度，只要左右反射板22垂直于水平面，与目标面21夹角在0至90度之间(不包括0度和90度)；上下反射板23所在平面与目标面21所在平面接触处直线平行于水平面，上下反射板23与目标面21夹角在0至90度之间(不包括 0度和90度)即可。

图5中，所述左右反射板22、上下反射板23设置在第一平面反射板 24和第二平面反射板25之间；由左至右顺序为第一平面反射板24、左右反射板22、上下反射板23和第二平面反射板25。左右反射板22也可以设置在上下反射板23右侧；左右反射板22、上下反射板23还设置在第一平面反射板24和第二平面反射板25外侧；这都不影响本实用新型的使用。

第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器能够测量对接舱 1和目标舱2之间距离，得到距离值。所述对接舱1的控制器能够接收距离值，并根据距离值计算出需要前进或后退的距离，向方舱运输设备发送命令信号，方舱运输设备搭载对接舱1前进或后退。

可以使用但不限于以下方式测距并控制方舱运输设备前进或后退，即调整两个方舱之间的距离。如图7所示，第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器，测得距离值分别为L₁、L₂。假设其平均值为L’，则 L’＝(L₁+L₂)/2。预设双舱距离值阈值和距离误差阈值。

当L’>双舱距离值阈值，且|L’-双舱距离值阈值|>距离误差阈值时，控制器控制方舱运输设备运载对接舱1向目标舱2靠近。

当L’＜双舱距离值阈值，且|L’-双舱距离值阈值|>距离误差阈值时，控制器控制方舱运输设备运载对接舱1远离目标舱2。

当L’>双舱距离值阈值且|L’-双舱距离值阈值|≤距离误差阈值，或 L’＜双舱距离值阈值且|L’-双舱距离值阈值|≤距离误差阈值时，控制器控制方舱运输设备停止运动。

当方舱运输设备停止运动时，双舱之间的距离近似等于双舱距离值阈值。

所述控制器能够接收距离值并判断对接舱1需要调整的方向，并向方舱运输设备发送信号，方舱运输设备搭载对接舱1转动。

可以使用但不限于以下方式控制方舱运输设备转动，即调整两个方舱之间的角度。如图7所示，左侧为目标舱2，右侧为对接舱1；第一平面反射板24和第二平面反射板25；测得距离值分别为L₁和L₂，假设L₁＜L₂，则对接舱1远离目标舱2一侧向第二平面反射板25方向(即距离值较长一方)转动，控制器不断地接收平面激光测距传感器实时反馈的距离值L₁和 L₂。预设转动阈值，当L₁和L₂之间的差小于转动阈值时，停止转动。此时，对接面11平行于目标面21。

所述控制器能够接收所述左右激光测距传感器的左右测量值，并根据左右测量值计算出对接舱1和目标舱2左右偏移值，控制器根据左右偏移值向方舱运输设备发送命令信号，方舱运输设备搭载对接舱1进行左移或右移。

可以使用但不限于以下方式调整两个方舱之间的左右偏移。两舱之间已经调整距离，即已经调整为设定值。如图8所示，对接面11已经平行于目标面21。预设L值，L值为固定值，优选的，L值为满足两舱对接的距离值，即当两个方舱进行对接时，对接舱的对接板需要放下，搭在目标舱的底板支撑板上，需要有一个标准距离，使对接板能刚好搭在底板支撑板上，这个L就是这个标准距离值。通过平面激光测距传感器测量出的L₁或 L₂值(此时L₁＝L₂)等于方舱之间的距离值。

对接舱1已经通过前进或后退，使得两舱之间的距离处于设定的范围，此时，L₁＝L₂＝L。

如图9所示，目标舱2与对接舱1存在水平差值。左右反射板22反射面朝向对接舱1左侧，控制器根据左右激光测距传感器通过左右反射板22 测量出的左右测量值L₂₂计算左右偏移值，当L₂₂＜L时，方舱运输设备搭载对接舱1左移；当L₂₂＞L时，方舱运输设备搭载对接舱1右移。

左右偏移值

为舱体需要移动的距离，

时，向右移动

时，向左移动

L为预设值，L₂₂为实际左右激光测距传感器测量左右反射板测得所得值，即左右测量值。

对接舱1左右移动时，同时继续测量L₂₂，并按新的L₂₂计算新的

值。预设左右移动阈值，当

阈值时，对接舱1不再左右移动。

当左右反射板22反射面朝向对接舱1右侧时，则左右移动相反，本领域技术人员能够推导出相应的移动方式。

还可以使用但不限于以下方式调整两个方舱之间的左右偏移。如图8 所示，对接面11已经平行于目标面21，第一平面反射板24和第二平面反射板25；测得距离值分别为L₁和L₂，即第一个平面激光测距传感器通过对应的第一平面反射板24测量出距离值为L₁，第二个测量出为L₂，L₁＝L₂。此时，左右激光测距传感器如果测量左右反射板22中心位置所在平面，此平面垂直于水平面，则也与L₁和L₂相同。但是由于双舱之间存在左右偏移，则左右激光测距传感器测量时，实际激光打在左右45度反射板22两侧，因此，左右测量值L₂₂要大于或小于L₁或L₂。

如图9所示，左右反射板22反射面朝向对接舱1左侧，即其凸出部分靠近对接舱1右侧。如果激光打在左右45度反射板2凸出部分，则L₂₂小于L₁或L₂，此时控制对接舱1向左侧移动。反之则L₂₂大于于L₁或L₂，控制对接舱1向右侧移动。

左右偏移值

为舱体需要移动的距离，

时，向右移动

时，向左移动

L为平面激光测距传感器测量对应的平面反射板所得值，如L₁或L₂，L₂₂为实际左右激光测距传感器测量左右反射板测得所得值，即左右测量值。

对接舱1左右移动时，同时继续测量L值和L₂₂，并按新的L值和L₂₂计算新的

值。预设左右移动阈值，当

阈值时，对接舱1不再左右移动。

当左右反射板22反射面朝向对接舱1右侧时，则左右移动相反，本领域技术人员同样能够推导出相应的移动方式。

在左右调平过程中，可以多次调整两个方舱之间的距离、两个方舱之间的角度和两个方舱之间的左右偏移。如先调整两个方舱之间的距离、调整两个方舱之间的角度、调整两个方舱之间的左右偏移，再调整两个方舱之间的距离；这样能够使两个方舱之间距离、角度、左右偏移更为精确。

对接舱1左右调平之后，对接舱1的各调平支腿3伸长至地面，支撑起对接舱1，方舱运输设备从对接舱1下驶出，驶离对接舱1。对接舱1自身开始进行调平。

对接舱1调平支腿3底部压力传感器2测量调平支腿3受力值；预设压力阈值，当压力值＜压力阈值时，该调平支腿3伸长，进行预支撑；水平传感器1测量对接舱1倾角角度并传送给对接舱1的控制器；所述控制器根据对接舱倾角角度判断方舱最高的调平支腿3；所述控制器计算最高的调平支腿3与其他调平支腿3高度差值，根据差值控制其他调平支腿3伸长。

对接舱1调平方式与目标舱2调平方式相同，本领域技术人员能够从目标舱2调平方式推导出对接舱1调平方式。

对接舱1自身调平后，对接舱1开始与目标舱2上下调平。

所述控制器能够根据所述上下激光测距传感器的上下测量值计算出对接舱1和目标舱2上下偏移值，并根据上下偏移值控制对接舱1的调平支腿3伸长或缩短。

可以使用但不限于以下方式调整两舱之间高度差。如图10所示，上下激光测距传感器通过上下反射板23测量出上下测量值L₂₃值，再求出对应的

值，所使用与调整两舱左右关系相似。并通过调平支腿3伸长或缩短调节对接舱1高度。

对接舱1上下移动时，同时继续测量L₂₃的值，并按新的L₂₃的值计算新的

直。预设上下移动阈值，当

阈值时，对接舱1 不再上下移动。

对接舱1与目标舱2上下调平后，对接舱1和目标舱2同时下降到指定高度，即控制器分别控制对接舱1和目标舱2的调平支腿3，使各自的调平支腿3分别缩短相同的长度。缩短长度应小于等于当前舱底距地表之间的高度值。

两个方舱同时下降到指定高度后，双舱开始对接。

如图11所示，所述对接舱1对接面11设置有对接板31，对接板31采用大板结构，与方舱其它大板结构一致。所述对接板31第一端通过铰链与对接舱1对接面11一侧底部的梁轴连接，所述对接板31能够绕对接面底部旋转，旋转角度大于90度。本实用新型中，对接舱1的舱门用作对接板 31。当对接板31收拢时，即与对接面夹角等于0度时，所述对接板31配合形成对接面舱门。当舱门放下展开后，舱门形成对接板31。

优选的，对接舱1内还设置有电动门锁46，电动门锁46设置在对接门处，与对接板31配合。当对接板31收拢后，电动门锁46能够锁住对接板 31。当电动门锁46打开后，对接板31才可以放下展开。进一步地，所述电动门锁46是简单的电机传动机构，结构简单，技术成熟。

如图12所示，所述目标舱2目标面下设置有底板支撑板47；当对接板 31与对接面夹角等于90度时，即对接板31放下展开时，对接板31第二端能够配合放置在底板支撑板47上，底板支撑板47对对接板31起支撑作用。优选的，所述底板支撑板47由钢板制作而成，焊接在目标舱的边梁上，起到支撑对接板31的作用。

对接舱1未进行对接时，可伸缩式对接组件处于收缩状态，存放在对接舱1内。当对接结束，双舱解除对接状态，可伸缩式对接组件收缩，收缩到对接舱1内部。如图5所示，所述可伸缩式对接组件远离对接舱1一侧，即可伸缩式对接组件最前端，设置有对接面框架43；所述对接舱1的对接面框架43用于与目标舱2上的目标面对接。对接时，对接面框架43 与目标面紧密接触。

当对接板31绕对接面底部旋转，对接板31与对接面夹角等于90度，即对接板31向下展开后，所述可伸缩式对接组件能够沿对接板31上沿向舱外水平伸展，直到对接面框架43与目标面对接。

如图5所示，所述对接面框架43设置有若干第一对接锁止机构441，所示，所述目标面21上配合设置有若干第二对接锁止机构442，所述第一对接锁止机构441与第二对接锁止机构442能够配合锁死。

所述第一对接锁止机构441和第二对接锁止机构442为子母扣结构；如图13左侧所示，所述第一对接锁止机构441为子扣，如图13右侧所示，所述第二对接锁止机构442为母扣。图5中第一对接锁止机构441与第二对接锁止机构442由4个子母扣组成。当对接面框架43与目标面紧密接触后，子母扣自动锁止。可以通过调整母扣中的弹簧刚度或者子扣两个锥形面的角度，得到合适的插入力和拔出力，确保对接系统对接完成后，不会意外脱开。

如图5所示，所述方舱自动对接系统还包括电动撑杆32，用于带动对接板31的展收。所述电动撑杆32有两个，两个所述电动撑杆32第一端分别与对接板31第一端两侧固定连接，两个所述电动撑杆32第二端分别与对接舱1底板两侧连接；当两个所述电动撑杆32伸长或缩短时，能够带动对接板31绕对接面底部旋转。

优选的，控制器与电动撑杆32、电动门锁46电路连接，主要用于并接收各种信号、信息，根据需求控制电动门锁46的开关和电动撑杆32伸缩，让自动对接系统能有序进行。

所述电动撑杆32是对接系统中主要执行助力部件之一。电动撑杆32 集成了电机、行星减速齿轮组、涡轮蜗杆、霍尔传感器等部件组成。电动撑杆32第一端设置有伸缩部，电动撑杆32内部设置有电机，电机输出为旋转运动。所述电动撑杆32内部还设置有行星减速齿轮组和蜗轮蜗杆；所述电机动力输出轴与所述行星减速齿轮组中太阳轮啮合，所述星减速齿轮组中行星轮与蜗轮蜗杆啮合，将旋转运动转换成直线运动(上下运动)。蜗轮蜗杆通过上下运动，带动电动撑杆32伸缩。霍尔传感器设置在所述电机内部，所述霍尔传感器用于收集电机工作信息，如转速，转动方向等。电机通过行星减速齿轮组减速增扭，后在通过涡轮蜗杆将旋转运动转换成直线运动，推动各部件的展收，霍尔传感器适时收集电机工作信息，反馈给控制器，控制器根据此信号，调整供给电机的电流大小及方向，来解决部件展收过程中因阻力变化而引起的展收速度波动，以及展收过程中，两边电动撑杆32的同步协调问题，如果在展收的过程中出现部件卡死现象，则在两侧同时施加反向电流，让部件回退一定行程，再重新展开，从而使自动对接系统具备一定的容差能力。

所述方舱自动对接系统还包括第一滑轨和第二滑轨；所述第一滑轨安装在对接舱1舱体内，所述第二滑轨安装在对接板31上；当对接板31与对接面夹角等于90度时，第一滑轨和第二滑轨配合形成一整条滑轨；所述可伸缩式对接组件能够沿第一滑轨和第二滑轨滑动。优选的，第一滑轨和第二滑轨由铝合金型材制作而成，型材断面：50×30mm。

所述可伸缩式对接组件包括两个平行设置的剪叉式侧壁41和若干框架 42；对接舱1内部设置有连接部，两个所述剪叉式侧壁41第一端分别与连接部固定连接；所述框架42为空心方形结构；若干所述框架42两侧分别与两个所述剪叉式侧壁41固定连接；若干所述框架42之间间距相同；若干所述框架42和两个所述剪叉式侧壁41组合形成通道，所述通道为立方体结构，上下由若干框架42上下边构成，两侧由若干框架42左右边及两个所述剪叉式侧壁41构成。所述通道能够伸长或缩短。如图14所示，分别是通道展开(伸长)和收拢(缩短)的效果图。两个所述剪叉式侧壁41 第二端分别与对接面框架43两侧固定连接；若干所述框架42两侧下方分别设置有若干导向轮42；所述导向轮421能够沿第一滑轨和第二滑轨滑动。

通道是对接伸缩、承载的主体，优选的，对接系统共有8个框架42，由两个所述剪叉式侧壁41将8个框架42通过销轴连接在一起。优选的，框架42和剪叉式侧壁41都是由铝合金型材制作而成。

所述可伸缩式对接组件还包括电动传动设备48；所述电动传动设备48 第一端与对接舱1内壁固定连接，所述电动传动设备48第二端与通道外侧中部固定连接；所述电动传动设备48能够伸长或缩短；当电动传动设备48 伸长或缩短时，所述电动传动设备48能够带动通道伸长或缩短。

优选的，电动传动设备48为第二电动撑杆，第二电动撑杆比电动撑杆 32略小。如5所示，电动传动设备48有两个，第一端分别与对接舱1内壁两侧固定连接，第二端分别与通道外部两侧中部固定连接。进一步地，第二端分别与通道中部设置的某一框架两侧固定连接，如框架共有8个，则与第3个或第4个框架两侧固定连接。这种设计，两个电动传动设备48伸长或缩短时，通过框架对通道两端同时施加推力或拉力，框架带动两侧剪叉式侧壁41变形，从而使通道伸长或缩短；又由于通道两侧同时受力，通道伸缩更为平稳。

通道帐篷安装在通道外侧，随通道一起运动，当所述对接舱1的对接面框架43与目标舱2上的目标面对接后，所述通道帐篷使对接舱1和目标舱2之间的通道保持密闭空间，提供隔热、保温、阻燃等性能。

所述目标舱2目标面还设置有防雨边框45；所述防雨边框由钢板制作而成，铆接在目标舱的端板上。所述防雨边框45内设置有密封条；当所述对接舱1的对接面框架43与目标舱2上的目标面对接后，所述密封条能够配合密封，起到密封防雨的功能。

自动对接使用如下方式。

对接舱1和目标舱2相对位置符合对接精度和距离要求后，开始对接。

对接过程中，控制器控制电动门锁46打开，对接舱1的对接板31在电动撑杆32的作用下展开，搭接在目标舱2的底板支撑板47上。

随后，通道在电动传动设备48的作用下，向前伸展出舱体进行对接。

在通道伸缩过程中，导向轮421沿第一滑轨和第二滑轨内侧运动，保证通道直线运动。当电动传动设备推动对接面框架43贴紧目标舱2目标面时，子母扣自动锁止，对接完成。

本实用新型使用如下方式进行对接，包含以下步骤：

S1：方舱运输设备接收信号，将目标舱2运输到预设地点。

S2：目标舱2调平。

S21：目标舱2放置后，对应四条调平支腿3分别伸长触地，调平支腿 3底部压力传感器2测量调平支腿3受力值；预设压力阈值，当压力值＜压力阈值时，该调平支腿3伸长，进行预支撑。

S22：水平传感器1测量目标舱2倾角角度并传送给目标舱2控制器；所述控制器根据方舱倾角角度判断方舱最高的调平支腿3。

S23：所述控制器计算最高的调平支腿3与其他调平支腿3高度差值，根据差值控制其他调平支腿3伸长。

S24：预设角度阈值，重复S22、S23，直到水平传感器1检测目标舱2 的倾角角度＜预设角度阈值。

S3：方舱运输设备驶离目标舱2。

S4：对接舱1与目标舱2左右调平。

S41：目标舱2放置后，方舱运输设备运载对接舱1向目标舱2靠近，使对接面11面向目标面21。

S42：预设靠近距离阈值和远离距离阈值，第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器分别测量对接舱1和目标舱2之间距离，得到距离值；当距离值均大于靠近距离阈值时，对接舱1的控制器控制方舱运输设备运载对接舱1向目标舱2靠近；当距离值均小于远离距离阈值时，控制器控制方舱运输设备运载对接舱1远离目标舱2；当某一个距离值处于靠近距离阈值和远离距离阈值之间时，控制器控制方舱运输设备停止运动。

S43：对接舱1的控制器接收第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器分别传来的距离值，根据距离值控制方舱运输设备转动。

S44：对接舱1的控制器接收左右激光测距传感器传来左右测量值并计算左右偏移值，并根据左右偏移值控制方舱运输设备左移或右移。

可以根据需要，多次重复S42至S44中的一项或多项，使双舱左右调平更为精确。

当需要严格控制两舱之间的距离时，还可以使用S44’替代S44。

S44’：预设双舱距离值阈值和距离误差阈值；第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器分别测量对接舱1和目标舱2之间距离，得到2 个距离值，两个距离值平均值为距均值；

当距均值>双舱距离值阈值，且|距均值-双舱距离值阈值|>距离误差阈值时，

控制器控制方舱运输设备运载对接舱1向目标舱2靠近；

当距均值＜双舱距离值阈值，且|距均值-双舱距离值阈值|>距离误差阈值时，

控制器控制方舱运输设备运载对接舱1远离目标舱2；

当距均值>双舱距离值阈值，且|距均值-双舱距离值阈值|≤距离误差阈值，或

距均值＜双舱距离值阈值，且|距均值-双舱距离值阈值|≤距离误差阈值时，

控制器控制方舱运输设备停止运动。

S5：方舱运输设备驶离对接舱1。

S51：对接舱1的各调平支腿3伸长至地面，支撑起对接舱1；方舱运输设备从对接舱1下驶出。

S6：对接舱1调平。

S61：对接舱1调平支腿3底部压力传感器2测量调平支腿3受力值；预设压力阈值，当压力值＜压力阈值时，该调平支腿3伸长，进行预支撑。

S62：水平传感器1测量对接舱1倾角角度并传送给对接舱1的控制器；所述控制器根据方舱倾角角度判断方舱最高的调平支腿3。

S63：所述控制器计算最高的调平支腿3与其他调平支腿3高度差值，根据差值控制其他调平支腿3伸长。

S64：预设角度阈值，重复S62、S63，直到水平传感器检测对接舱1 的倾角角度＜预设角度阈值。

S7：对接舱1与目标舱2上下调平。

S71：对接舱1的控制器接收上下激光测距传感器传来的上下测量值并计算上下偏移值，并根据上下偏移值控制对接舱1的调平支腿3伸长或缩短。

S8：对接舱1和目标舱2同时下降到指定高度。

S9：对接舱1与目标舱2对接。

S91：对接过程中，控制器控制电动门锁46打开，对接舱1的对接板 31在其电动撑杆的作用下展开，搭接在目标舱2的底板支撑板47上。

S92：通道在电动传动设备48的作用下，向前伸展出舱体进行对接。

S93：在通道伸缩过程中，框架42底部安装导向轮421沿第一滑轨和第二滑轨内侧运动，保证通道直线运动；当电动传动设备48推动对接面框架43贴紧目标舱2时，子母扣配合自动锁止，对接完成。

本实用新型所设计的一种方舱双舱自动对接系统，适应各种场地，使两舱保持水平，处于预设的距离，平行设立，左右对准、处于同一高度，能够进行一键全自动对接，对接过程中不需要任何人为干预，实现方舱间的自动对接，机构简单、易维护，对接可靠、牢固。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种方舱双舱自动对接系统，其特征在于，所述方舱双舱自动对接系统包括：

对接舱(1)、方舱运输设备和目标舱(2)；

所述对接舱(1)和目标舱(2)内分别安装有水平传感器和控制器；

所述对接舱(1)和目标舱(2)四角分别设置有调平支腿(3)；

所述调平支腿(3)底部安装有压力传感器；

所述对接舱(1)和目标舱(2)的控制器分别与各自的水平传感器、压力传感器和调平支腿(3)电路连接；

所述对接舱(1)和目标舱(2)的控制器能够与方舱运输设备通信连接；

所述方舱运输设备能够接收信号，运载对接舱(1)或目标舱(2)到预设位置；

当所述方舱运输设备运载对接舱(1)或所述方舱运输设备运载目标舱(2)时，对接舱(1)或目标舱(2)的四个所述调平支腿(3)底部能够伸长至地面；

所述压力传感器能够测量对应的调平支腿(3)受力值，

预设压力阈值，当压力值<压力阈值时，压力传感器能够控制对应的调平支腿(3)伸长；

所述水平传感器能够测量对应方舱倾角角度并传送给对应的控制器；

所述控制器能够接收方舱倾角角度，根据方舱倾角角度，判断最高的支撑调平支腿(3)；计算其他调平支腿(3)需要伸出的距离并控制其他调平支腿(3)伸长；

所述对接舱(1)上设置有对接面(11)，所述目标舱(2)上设置有目标面(21)；

所述对接面(11)与目标面(21)截面相同；

所述目标面(21)上部设置有反射板，所述反射板包括左右反射板(22)、上下反射板(23)、第一平面反射板(24)和第二平面反射板(25)；

所述对接面(11)上部对应设置有激光测距传感器，所述激光测距传感器包括左右激光测距传感器、上下激光测距传感器、第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器；

所述对接舱(1)内控制器与激光测距传感器电路连接；

第一平面激光测距传感器和第二平面激光测距传感器能够测量对接舱(1)和目标舱(2)之间距离，得到距离值；所述对接舱(1)的控制器能够接收距离值并根据距离值控制方舱运输设备前进或后退；所述对接舱(1)的控制器能够接收距离值并根据距离值控制方舱运输设备转动；

所述对接舱(1)的控制器能够接收所述左右激光测距传感器的左右测量值，并根据左右测量值计算出对接舱(1)和目标舱(2)左右偏移值，对接舱(1)的控制器能够根据左右偏移值控制方舱运输设备左移或右移；

所述对接舱(1)的控制器接收所述上下激光测距传感器上下测量值，并根据上下测量值计算出对接舱(1)和目标舱(2)上下偏移值，对接舱(1)的控制器能够根据上下偏移值控制对接舱(1)的调平支腿(3)伸长或缩短；

所述对接舱(1)对接面(11)设置有对接板(31)，所述对接板(31)第一端通过铰链与对接面(11)底部轴连接，所述对接板(31)能够绕对接面(11)底部旋转；

所述对接舱(1)内设置有可伸缩式对接组件，所述可伸缩式对接组件远离对接舱(1)一侧设置有对接面框架(43)；

所述对接舱(1)的对接面框架(43)用于与目标舱(2)上的目标面(21)对接；

所述可伸缩式对接组件能够收缩到对接舱(1)内部；

当对接板(31)绕对接面(11)底部旋转，对接板(31)与对接面(11)夹角等于90度，所述可伸缩式对接组件能够沿对接板(31)上沿向舱外水平伸展。

2.根据权利要求1所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述水平传感器设置在对应方舱舱体棚顶中心处。

3.根据权利要求1所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述左右反射板(22)、上下反射板(23)、第一平面反射板(24)和第二平面反射板(25)处于同一水平高度。

4.根据权利要求3所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述第一平面反射板(24)和第二平面反射板(25)对称设置在所述目标面(21)上部。

5.根据权利要求4所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述左右反射板(22)为左右45度反射板，所述上下反射板(23)为上下45度反射板。

6.根据权利要求1所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述目标舱(2)的目标面(21)下设置有底板支撑板(47)；

当对接板(31)与对接面(11)夹角等于90度时，对接板(31)第二端能够配合放置在底板支撑板(47)上。

7.根据权利要求1所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述方舱自动对接系统还包括第一滑轨和第二滑轨；

所述第一滑轨安装在对接舱(1)舱体内，所述第二滑轨安装在对接板(31)上；

当对接板(31)与对接面夹角等于90度时，第一滑轨和第二滑轨配合形成一整条滑轨；

所述可伸缩式对接组件能够沿第一滑轨和第二滑轨滑动。

8.根据权利要求7所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述可伸缩式对接组件包括两个平行设置的剪叉式侧壁(41)和若干框架(42)；

对接舱(1)内部设置有连接部，两个所述剪叉式侧壁(41)第一端分别与连接部固定连接；

所述框架(42)为空心方形结构；

若干所述框架(42)两侧分别与两个所述剪叉式侧壁(41)固定连接；

若干所述框架(42)和两个所述剪叉式侧壁(41)组合形成通道，所述通道为立方体结构；

所述通道能够伸长或缩短；

两个所述剪叉式侧壁(41)第二端分别与对接面框架(43)两侧固定连接；

若干所述框架(42)两侧下方分别设置有若干导向轮(421)；

所述导向轮(421)能够沿第一滑轨和第二滑轨滑动。

9.根据权利要求8所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述通道外沿安装有通道帐篷；

当所述对接舱(1)的对接面框架(43)与目标舱(2)上的目标面(21)对接后，所述通道帐篷在对接舱(1)和目标舱(2)之间形成密闭空间。

10.根据权利要求1所述的方舱双舱自动对接系统，其特征在于，

所述对接面框架(43)设置有若干第一对接锁止机构(441)，所述目标面(21)上配合设置有若干第二对接锁止机构(442)，所述第一对接锁止机构(441)与第二对接锁止机构(442)能够配合锁死。

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