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原文传递自重构运载装备主被动可切换式对接系统

专利名称：	自重构运载装备主被动可切换式对接系统
摘要：	本发明提供一种自重构运载装备主被动可切换式对接系统，能够满足自重构运载装备在有人/无人情况下快速对接需求；对接效率高，稳固性能强。对接控制系统包括：主动对接单元和被动对接单元；主动对接单元包括：主动感知系统、主动捕获装置、挂绳系统和主动锁紧装置；被动对接单元包括：插销机构、标记系统及锁紧机构；主动感知系统与标记系统配合用于感知两辆自重构运载单元间的相对位姿；挂绳系统中的挂钩能够由主动捕获装置主动牵引或人工被动牵引至被动对接单元的捕获口内；插销机构用于对进入捕获口内的挂钩进行位置锁定；挂绳系统用于拉近两辆自重构运载单元至对接位；主动锁紧装置和锁紧机构配合，实现两辆自重构运载单元的对接和锁紧。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京理工大学
发明人：	倪俊;袁昊;王铁圳;杨续;马明昊
专利状态：	有效
申请日期：	2022-10-12T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202211248919.3
公开号：	CN115556522A
代理机构：	北京正阳理工知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	周蜜
分类号：	B60D1/36;B60D1/58;B;B60;B60D;B60D1;B60D1/36;B60D1/58
申请人地址：	100081 北京市海淀区中关村南大街5号
主权项：	1.自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述自重构运载装备由多辆自重构运载单元通过对接系统对接后形成；所述对接系统包括：主动对接单元和被动对接单元；每辆自重构运载单元上均设置有所述对接系统；当两辆自重构运载单元对接时，其中一辆自重构运载单元的主动对接单元与另一辆自重构运载单元上的被动对接单元对接；所述主动对接单元包括：主动感知系统、主动捕获装置、挂绳系统和主动锁紧装置；所述被动对接单元包括：插销机构、标记系统以及锁紧机构；所述主动感知系统与所述标记系统配合用于感知两辆自重构运载单元间的相对位姿；所述挂绳系统中的挂钩能够由所述主动捕获装置主动牵引或人工被动牵引至所述被动对接单元的捕获口内；所述插销机构用于对进入所述捕获口内的挂钩进行位置锁定；所述挂绳系统用于在所述插销机构对挂钩进行位置锁定后，拉近两辆自重构运载单元至对接位；所述主动锁紧装置用于和所述锁紧机构配合，实现两辆自重构运载单元的对接和锁紧。 2.如权利要求1所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，在自重构运载单元的车头沿横向对称设置两套相同的主动对接单元，在自重构运载单元的车尾沿横向对称设置两套相同的被动对接单元。 3.如权利要求1或2所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述挂绳系统还包括安装在所述自重构运载单元内部的定滑轮、拉索和绞盘；所述拉索一端缠绕在绞盘上，另一端通过定滑轮换向后与所述挂钩相连。 4.如权利要求1或2所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述主动捕获装置为空间六自由度机械臂；所述机械臂的末端为电磁头；所述电磁头通电后磁吸所述挂绳系统中的挂钩；并带动所述挂钩运动。 5.如权利要求4所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，未进行对接时，所述机械臂折叠在所述自重构运载单元内部；对接时，所述机械臂在控制单元的控制下通过所述自重构运载单元上预留的空间槽口扩展至所述自重构运载单元外部；并运动至挂钩所在位置；然后所述机械臂末端电磁头触发上电，磁吸所述挂绳系统中的挂钩。 6.如权利要求1或2所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述主动感知系统包括：摄像头和激光测距仪；所述标记系统包括：车身位姿靶标和锁紧机构位置靶标；在自重构运载单元被动对接面中心设置车身位姿靶标，捕获口附近设置锁紧机构位置靶标；所述摄像头通过识别车身位姿靶标，获得两辆自重构运载单元间的相对位姿；通过识别所述锁紧机构位置靶标，获得捕获目标点与主动捕获装置之间的六自由度偏差；所述捕获目标点为捕获口轴线和与所述插销机构中插销的轴线的相交点；所述激光测距仪用于测量两辆自重构运载单元之间的相对距离。 7.如权利要求1或2所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述主动锁紧装置包括一根以上沿纵向设置的锁紧梁，所述锁紧梁沿车体横向间隔分布；每根锁紧梁包括：一根锁紧方钢、一个纵向推进电机和两个侧向锁紧电机A；所述纵向推进电机用于纵向推动锁紧方钢，使其头部伸出或收回至自重构运载单元内部；两个侧向锁紧电机A用于在锁紧方钢伸出到位后，分别从锁紧方钢尾部的两个侧面对其进行侧向压紧；自重构运载单元上的被动对接单元中设置有用于使所述锁紧方钢伸入的锁止方槽，所述锁止方槽内设置用于对锁紧方钢进行锁紧的锁紧机构；所述锁紧机构包括：纵向锁紧电机、两个侧向锁紧电机B和一个锁止头；所述锁止方槽中心设置锁止头，所述纵向锁紧电机用于带动所述锁止头绕其轴线转动；所述锁紧方钢头部的端部设置有内型面与锁止头一致的锁止块，当锁紧方钢头部伸入锁止方槽内并穿过锁止头后，通过纵向锁紧电机带动锁止头旋转，使所述锁止头和锁止块之间锁定；两个侧向锁紧电机B分别从两个侧面对伸入到锁止方槽内的锁紧方钢进行侧面锁紧。 8.如权利要求1或2所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述插销机构包括：推进电缸、接近开关和插销；所述接近开关用于检测挂钩的到位信息，以触发推进电缸；所述推进电缸用于推动插销，使其插入挂钩。 9.如权利要求1或2所述的自重构运载装备主被动可切换式对接系统，其特征在于，所述捕获口处设置有引导锥面；所述引导锥面与挂钩末端的凸台配合，用于拉近阶段末端两辆自重构运载单元之间的姿态矫正。