[发明专利]一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置及方法

权利要求书

1.一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，其特征在于：包括底座、进退座、横移座、升降座、柔性夹持推进机构、非接触检测系统和连接器组件，所述进退座安装在底座的进退导轨副上，所述横移座安装在进退座的横移导轨副上，所述升降座安装在横移座的升降导轨副上，所述柔性夹持推进机构安装在升降座的推进导轨副上，所述非接触检测系统包括目标板和非接触传感器，所述非接触传感器安装在升降座上，所述目标板安装在储箱表面上；所述连接器组件包括连接器，所述连接器用于与接口连接；

所述升降座包括升降架，所述升降架安装于升降导轨副上，升降架的底部与升降机连接，升降架的顶部安装有推进气缸和两副水平方向的推进导轨副；

所述柔性夹持推进机构包括推进架，所述推进架安装于推进导轨副上，推进架与推进气缸连接，推进架上通过左右两套回转座分别安装有两套夹持气缸，推进架前端通过内销轴安装有两套夹钳，夹持气缸通过外销轴与夹钳连接，每个夹钳上安装有若干套柔性气缸，柔性气缸前端安装有顶杆。

2.根据权利要求1所述的一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，其特征在于：所述底座包括底架，所述底架上方的后端安装有进退交流伺服电机、双出轴减速器和两副直角减速器，底架顶部安装有两副进退导轨副和支撑座，两副进退丝杠副一端安装在底架上，另一端安装在支撑座上，所述进退交流伺服电机通过双出轴减速器、传动轴、直角减速器与进退丝杠副进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，其特征在于：所述进退座包括进退架，所述进退架安装于进退导轨副上，进退架与进退丝杠副连接，进退架上安装有横移交流伺服电机、支架和两副横移导轨副，横移丝杠副安装在进退架及支架上，所述横移交流伺服电机与横移丝杠副连接。

4.根据权利要求1所述的一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，其特征在于：所述横移座包括横移架，所述横移架安装于横移导轨副上，横移架与横移丝杠副连接，横移架上安装有升降交流伺服电机、升降机、两副升降导轨副，所述升降交流伺服电机与升降机连接。

5.根据权利要求1所述的一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，其特征在于：所述升降架前端的左右两侧各安装有一套非接触传感器。

6.根据权利要求1所述的一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，其特征在于：所述连接器组件还包括管路，所述管路位于连接器后端，管路上安装有夹持座，所述顶杆位于夹持座四周，顶杆伸出时能够夹紧夹持座。

7.一种直角坐标柔性非接触式连接器自动对接的方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的直角坐标柔性非接触式连接器自动对接装置，包括以下步骤：

a)启动连接器自动对接流程，首先将进退座、横移座、升降座复位，推进气缸后退带动柔性夹持推进机构复位，夹持气缸伸出推动夹钳合拢，柔性气缸伸出推动顶杆在进退、横移、升降三个方向夹紧连接器组件上的夹持座；

b)通过非接触传感器实时检测储箱上目标板的位置，并由控制系统解算获得连接器与储箱接口在进退、横移、升降三个方向的位置偏差；

c)进退交流伺服电机动作，经进退丝杠副驱动进退座前进靠近储箱，当非接触传感器检测进退座与目标板在进退方向距离满足连接器与储箱接口的对接要求时，进退座与目标板在进退方向进行同步跟随运动；

d)横移交流伺服电机动作，经横移丝杠副驱动横移座进行横移运动，当非接触传感器检测横移座与目标板在横移方向距离满足连接器与储箱接口的对接要求时，横移座与目标板在横移方向进行同步跟随运动；

e)升降交流伺服电机动作，经升降机驱动升降座进行升降运动，当非接触传感器检测升降座与目标板在升降方向距离满足连接器与储箱接口的对接要求时，升降座与目标板在升降方向进行同步跟随运动；

f)推进气缸动作，推动柔性夹持推进机构及连接器组件前进，连接器通过前端锥形结构插入储箱接口内，并通过多组柔性气缸柔性调整连接器各自由度位姿，以适应连接器与储箱接口在对接过程中的位姿偏差；

g)连接器完成与储箱接口对接后，柔性气缸带动顶杆回收，与连接器组件中的夹持座分离，夹持气缸回收，带动夹钳打开，推进气缸回收带动柔性夹持推进机构后退复位；

h)进退座后退复位，横移座复位，升降座复位，连接器自动对接流程结束。