CN112682396A - 一种挂钩式自动对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种挂钩式自动对接装置，该装置的固定件的转动结构的外侧面设有螺旋槽，且置于定位结构内，定位结构的端部设有定位槽，且内侧面导向槽；滑动销的大端部镶嵌在导向槽内，且滑动销贯穿螺旋槽与锁紧钩的直线段端部连接；对接件的对接结构与限位结构之间安装有与定位槽配合的定位块，以及，与钩部配合的柱销，且柱销的一端部安装在对接结构上，另一端部在所述限位块上，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与控制***电连接。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

一种挂钩式自动对接装置

技术领域

本发明涉及制造及自动化技术领域，特别是涉及一种挂钩式自动对接装置。

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挂钩式自动对接装置，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：

本发明实施例提供了一种挂钩式自动对接装置，所述装置包括：固定组件、锁紧钩组件和对、对接组件、锁紧机构和预设数量自由度的运动平台；

所述固定组件包括：固定件和旋转机构；

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、且以贯穿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；其中，所述定位结构的端部设有定位槽，且内侧面设有垂直周向方向的导向槽；

所述定位结构内安装有所述旋转机构，且用于安装在预设的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；

所述锁紧钩组件包括：钩部设有自锁功能的锁紧钩和端部由大到小的滑动销；其中，所述滑动销大端部的直径大于所述螺旋槽的宽度；

所述滑动销的大端部镶嵌在所述导向槽内，且所述滑动销贯穿所述螺旋槽与所述锁紧钩的直线段端部连接；

所述对接组件包括：对接件、对接体、定位块和柱销；

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，且所述对接结构与所述限位结构之间安装有与所述定位槽配合的定位块，以及，与所述钩部配合的柱销，且所述柱销的一端部安装在所述对接结构上，另一端部安装在所述定位块上；

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，且所述运动平台可带动所述对接件按照预设数量的自由度运动；

所述锁紧机构、所述运动平台和所述旋转机构均用于与预设的控制***电连接，其中，所述控制***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，且所述定位块与所述定位槽呈对齐状态，同时锁紧钩的钩部开口位置相对置于所述柱销处，继续控制所述运动平台带动所述对接件运动，以使所述定位块与所述定位槽部分配合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，以使所述滑动销在所述导向槽的引导下沿着所述螺旋槽带动所述锁紧钩钩住所述柱销，在所述钩部锁紧所述柱销后，停止所述旋转机构转动。

本发明的一个实施例中，所述螺旋槽起始段的螺旋角设为0度；

所述锁紧钩组件还包括：棘齿、棘齿轴和限位挡块；

其中，所述棘齿设有用于保持所述棘齿在自由状态下处于竖立状态的弹性结构；

所述棘齿通过所述棘齿轴安装在所述转动结构上，并可在预设的角度内绕着所述棘齿轴转动，且在所述转动结构转动、以及所述滑动销置于所述螺旋角为0度的螺旋段的情况下，所述锁紧钩在所述棘齿的推动作用下钩住柱销，在所述钩部刚性接触柱销后，所述棘齿顶部脱离所述锁紧钩；

所述转动结构上安装有限定所述锁紧钩位置的限位挡块。

本发明的一个实施例中，所述螺旋槽终止段的螺旋角设为0度。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括控制***，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***还与所述电机电连接，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，在确定所述定位结构通过所述定位块与所述定位槽部分配合的方式置于所述限位结构和所述对接结构之间，且所述锁紧钩的钩部开口位置相对置于所述柱销处后，控制所述电机转动，以使所述滑动销在所述导向槽的引导下沿着所述螺旋槽带动所述锁紧钩钩住所述柱销，在所述钩部锁紧所述柱销后，停止所述电机转动。

本发明的一个实施例中，所述定位槽为由梯台和长方体相贯而成的槽，且梯台的大端面位于所述定位结构的端面。

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，用于获得所述定位块的位置及姿态信息；

所述控制***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所述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，且所述定位块与所述定位槽呈对齐状态，同时锁紧钩的钩部开口位置相对置于所述柱销处。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括：第三传感器；

所述第三传感器安装在所述固定件上，用于获得所述钩部开口位置的定位信息，以使所述钩部开口位置置于所述柱销的位置处；

所述控制***还分别与第三传感器电连接，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获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，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，且所述定位块与所述定位槽呈对齐状态，同时锁紧钩的钩部开口位置相对置于所述柱销处。

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，且所述机械臂可带动所述对接组件旋转预设的对位角度；

所述控制***分别与所述双滑动平台和所述机械臂机构电连接，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获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，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，且所述定位块与所述定位槽呈对齐状态，同时锁紧钩的钩部开口位置相对置于所述柱销处，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定位块置于所述定位槽内。

本发明的一个实施例中，所述控制***还用于在确定需要拆卸所述对接组件的情况下，控制所述运动平台移动至所述对接体处，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，启动所述旋转机构反向旋转，在所述螺旋槽反向作用推动所述滑动销的情况下，所述锁紧钩带动所述柱销以使所述对接件推离所述固定件，在所述滑动销处于所述螺旋槽的起始段、且滑动销滑动至导向槽的端部的情况下，继续控制所述电机转动，所述锁紧钩在所述限位档块的推动作用下脱离所述柱销，且所述棘齿在所述弹性结构的作用下恢复到初始位置，停止电机转动，并控制所述锁紧机构夹紧锁定所述对接组件，且控制所述运动平台将所述对接组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挂钩式自动对接装置，该装置的固定件的转动结构的外侧面设有预设长度的螺旋槽，并以可相对所述定位结构独立的方式置于定位结构内，且定位结构的端部设有定位槽，且内侧面设有导向槽；滑动销的大端部镶嵌在导向槽内，且滑动销贯穿螺旋槽与锁紧钩的直线段端部连接；对接件的对接结构与限位结构之间安装有与定位槽配合的定位块，以及，与钩部配合的柱销，且柱销的一端部安装在对接结构上，另一端部在所述限位块上，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***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***，控制锁紧机构、运动平台和旋转机构转动，以使滑动销在导向槽的引导下沿着螺旋槽带动锁紧钩钩住柱销，在钩部锁紧柱销后，停止旋转机构转动。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挂钩式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组件的部分结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种锁紧钩组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种对接组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种挂钩式自动对接装置在对接时的装配示意图。

1-固定组件，2-锁紧钩组件，3-对接组件，4-锁紧机构，11-固定件，12-旋转机构，21-锁紧钩，22-滑动销，23-棘齿，24-棘齿轴，25-限位挡块，31-对接件，32-对接体，33-定位块，34-柱销，111-定位结构，112-转动结构，121-减速机构，122-电机，311-限位结构，312-对接结构，1111-定位槽，1112-导向槽，1121-螺旋槽。

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。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挂钩式自动对接装置，该装置可以包括：固定组件1、锁紧钩组件2、对接组件3、锁紧机构4和预设数量自由度的运动平台；

所述固定组件1包括：固定件11和旋转机构12；

如图2所示，所述固定件11包括均为中空结构的定位结构111和转动结构112，所述转动结构112的外侧面沿着周向方向、且以贯穿所述外侧面的方式设有预设长度的螺旋槽1121，所述转动结构112以与所述定位结构111位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构111内，且所述转动结构112可相对所述定位结构111独立运动；其中，所述定位结构的端部设有定位槽1111，且内侧面设有垂直周向方向的导向槽1112；

所述定位结构111内安装有所述旋转机构12，且用于安装在预设的第一对接机构的固定端面上；

所述旋转机构12上安装有所述转动结构112；

如图3所示，所述锁紧钩组件2包括：钩部设有自锁功能的锁紧钩21和端部由大到小的滑动销22；其中，所述滑动销22大端部的直径大于所述螺旋槽1121的宽度；

所述滑动销22的大端部镶嵌在所述导向槽1112内，且所述滑动销22贯穿所述螺旋槽1121与所述锁紧钩21的直线段端部连接；

所述对接组件3包括：对接件31、对接体32、定位块33和柱销34；

如图4所示，所述对接件31包括均为中空结构的限位结构311和对接结构312，所述对接结构312以与所述限位结构311位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构311内，且所述对接结构312与所述限位结构311之间安装有与所述定位槽1111配合的定位块33，以及，与所述钩部配合的柱销34，且所述柱销34的一端部安装在所述对接结构上，另一端部安装在所述定位块33上；

对接件31安装在对接体32上；

对接体32通过锁紧机构4锁定安装在运动平台上；

旋转机构12、锁紧机构4和运动平台分别用于与预设的控制***电连接，其中，所述控制***用于在确定对所述对接件31和所述固定件11进行对接的情况下，控制所述锁紧机构4处于锁定状态，并控制所述运动平台带动所述对接件31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且所述定位块33与所述定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处，继续控制所述运动平台带动所述对接件31运动，以使所述定位块33与所述定位槽1111部分配合，解锁所述锁紧机构4，控制所述旋转机构12转动，以使所述滑动销22在所述导向槽1112的引导下沿着所述螺旋槽1121带动所述锁紧钩21钩住所述柱销34，在所述钩部锁紧所述柱销34后，停止旋转机构12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，还可以是7自由度。其中，7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，1个在高度方向上自转的自由度。

上述内侧面设有垂直周向方向的导向槽1112，可以理解为，导向槽的长度方向垂直定位结构111内侧面的圆周方向，且平行于轴向方向。

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11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31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31沿着第二方向移动，运动平台还可以带动对接件31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。进而能够带动对接组件3在空间运动。

上对接结构312是通过柱销34和定位块33配合、且以与上述限位结构311位于同一中心轴线的方式安装在限位结构311内。

鉴于上述运动平台通过锁紧机构4锁定安装有对接组件3，这样，运动平台可以带动对接组件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4与对接组件3的结构相关，可以设计成支撑并能锁定对接体32的机构，如机械手。也可以设计成具有与对接件31配合连接的结构，当处于锁定时，锁紧机构4与对接体32是处于固定状态，当处于未锁定时，对接体32可以在锁紧机构4上的、且与对接体32配合的安装面上移动。

上述预设长度与对接结构和转动结构之间的配合长度相关，当上述配合长度为能够保证对接件与固定件11达到完全固定连接的长度。

上述旋转机构12就是能够带动转动结构旋转的机构。

上述滑动销22就是端部由大到小的圆柱体，且滑动销22大端部的直径大于螺旋槽1121的宽度可以保证滑动销22在沿着螺旋槽1121运动时，不会在锁紧钩21的拉动下脱离螺旋槽1121，也就是能够保证滑动销22始终置于上述螺旋槽1121内。

上滑动销22的大端部镶嵌在上述导向槽1112内，能够保证滑动销22在导向槽1112的引导下沿着螺旋槽1121自如运动。

另外，上述锁紧钩21包括直线段和钩部，且直线段和钩部连接。

上述钩部的开口设有收紧功能，也就是，在钩部与柱销34刚性接触并拉动时，钩部开口处自动收紧并裹住柱销34。

需要说明的是，上述柱销34的数量可以是多个，柱销34的数量与锁紧钩21是一一对应关系，也就是，柱销34与锁紧钩21数量相同，且可一一对齐以待配合。

同样，上述定位块33的数量可以是多个，定位块33的数量与定位槽1111也是一一对应关系，也就是，定位槽1111与定位块33数量相同，且可一一对齐以待配合。

定位块与柱销的数量可以相同，也可以不相同，当定位块与柱销不相同时，未连接柱销的定位块可以直接置于并连接于限位结构和对接结构之间。

上述定位槽1111可以设置成V型槽，也可以设置成U型槽，也可以设置成梯型槽，还可以设计成由梯台和长方体相贯而成的槽，且梯台的大端面位于定位结构111的端面。

为了便于定位块33***定位槽1111中，且使得定位结构能够稳固的限制对接组件的转动，本发明的一个实施例中，上述定位槽1111最佳设置成由梯台和长方体相贯而成的槽，且梯台的大端面位于定位结构111的端面。

上述对接体32上可以安装用于待对接的物品，这些物品可以为建筑器材，***包或棉织品等。

上述定位块33与定位槽1111部分配合可以限制对接件转动。

上述自动对接装置可以包括控制***，也可以不包括控制***，本实施例对此并不限定。

上述控制***控制所述运动平台带动所述对接件31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且定位块33与定位槽1111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***可以采用传感器获得对接件和固定件11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运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且定位块33与定位槽1111呈对齐状态。

第二种实施方式，控制***可以通过获得摄像头拍摄对接件和固定件11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运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且所述定位块33与定位槽1111呈对齐状态呈对齐状态。

同理，上述锁紧钩21的钩部开口位置相对置于上述柱销34处至少包括两种实施方式，其中，

第一种实施方式，控制***可以通过传感器获得对接件中柱销34的定位信息，根据获得的定位信息，控制所述运动平台带动所述对接件运动，以使锁紧钩21的钩部开口位置相对置于上述柱销34处。

第二种实施方式，控制***可以通过获得摄像头拍摄对接件和固定件11的图像，分析上述图像，并根据图像的分析结果以及对接件和固定件11的相对坐标信息，控制所述运动平台带动所述对接件运动，以使锁紧钩21的钩部开口位置相对置于上述柱销34处。

上述定位块33与上述定位槽1111部分配合，这样可以限制对接组件相对固定组件转动。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件31和固定件11进行对接时，锁紧机构4将对接体32固定在控制***控制的运动平台上，控制***控制运动平台带动对接件31移动，并使对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且沿轴线移动对接件的柱销34至固定件11的锁紧钩21的开口位置处，同时定位块33和定位槽1111一一对齐，继续控制运动平台带动对接件运动，以使定位块33与定位槽1111部分配合，解锁锁紧机构4以使锁紧机构4松开对接端，此时，锁紧机构4可以支撑上述对接组件3，启动旋转机构12，旋转机构12旋转时带动转动结构旋转，以使滑动销22在导向槽1112的引导下沿着螺旋槽1121带动锁紧钩21钩住所述柱销34，在钩部锁紧柱销34后，停止旋转机构12转动。这样，如图5所示，对接件31与固定件11达到完全对接，最后，控制***控制可以控制运动平台远离对接组体。

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11的转动结构的外侧面设有预设长度的螺旋槽1121，并以可相对所述定位结构111独立的方式置于定位结构111内，且定位结构111的端部设有定位槽1111，且内侧面设有导向槽1112；滑动销22的大端部镶嵌在导向槽1112内，且滑动销22贯穿螺旋槽1121与锁紧钩21的直线段端部连接；对接件的对接结构与限位结构311之间安装有与定位槽1111配合的定位块33，以及，与钩部配合的柱销34，且柱销34的一端部安装在对接结构上，另一端部在所述限位块上，定位结构111内安装有旋转机构12，旋转机构12上安装有所述转动结构，对接件安装在对接体32上，且对接体32通过锁紧机构4锁定安装在运动平台上，旋转机构12、锁紧机构4和运动平台均用于与控制***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***，控制锁紧机构4、运动平台和旋转机构12转动，以使滑动销22在导向槽1112的引导下沿着螺旋槽1121带动锁紧钩21钩住柱销34，在钩部锁紧柱销34后，停止旋转机构12转动。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，上述螺旋槽1121起始段的螺旋角可以设为0度；

如图3所示，上述锁紧钩21机构还可以包括：棘齿23、棘齿轴24和限位挡块25；

其中，上述棘齿23设有用于保持上述棘齿23在自由状态下处于竖立状态的弹性结构；

所述棘齿23通过所述棘齿轴24安装在所述转动结构上，并可在预设的角度内绕着所述棘齿轴24转动，且在所述转动结构转动、以及所述滑动销22置于所述螺旋角为0度的螺旋段的情况下，所述锁紧钩21在所述棘齿23的推动作用下可钩住柱销34，在所述钩部刚性接触柱销34后，所述棘齿23顶部可脱离所述锁紧钩21；

所述转动结构上安装有限定所述锁紧钩21位置的限位挡块25。

其中，上述棘齿23的齿高可以通过预设的计算公式确定。

上述棘齿23的底端可以设有上述弹性结构，以使棘齿23在自由状态下始终保持竖立状态，这样保证棘齿23的顶部可以在转动结构转动、且滑动销22置于螺旋角为0度的螺旋段的情况下，锁紧钩21在棘齿23的推动作用下钩住柱销34。

需要说明的是，上述棘齿23只能在预先限定的角度内绕棘齿轴24旋转，这样便于棘齿23脱离锁紧钩21，以及恢复原始位置。

上述限位挡块25的设置可以保证锁紧钩21始终处于限制的位置。

上述螺旋槽1121终止段的螺旋角可以设为0度，也可以设为非0度。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件31和固定件11进行对接时，锁紧机构4将对接体32固定在控制***控制的运动平台上，控制***控制运动平台带动对接件31移动，并使对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且沿轴线移动对接件的柱销34至固定件11的锁紧钩21的开口位置处，同时定位块33和定位槽1111一一对齐，继续控制运动平台带动对接件运动，以使定位块33与定位槽1111部分配合，解锁锁紧机构4以使锁紧机构4松开对接端，此时，锁紧机构4可以支撑上述对接组件3，启动旋转机构12，旋转机构12旋转时带动转动结构旋转，转动结构的起始阶段，滑动销22在螺旋角为0的螺旋槽1121内滑动，这样，滑动销22并未沿导向槽1112滑动，此时，棘齿23在转动结构的转动带动下，推动锁紧钩21钩住柱销34，锁紧钩21钩住柱销34，即形成了刚性接触，此刻，棘齿23顶部脱离锁紧钩21，棘齿23绕棘齿轴24在上述预设的角度内旋转，随着转动结构的继续转动，螺旋槽1121的螺旋角不为0的中间段对滑动销22产生了拉力作用，使滑动销22在导向槽1112内产生滑动，即锁紧钩21拉动对接件向固定件11移动，直至限位结构311的内侧面同定位结构111的外侧面贴合，停止旋转机构12。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，该装置的棘齿23设有弹性结构；棘齿23通过棘齿轴24安装在转动结构上，并可在预设的角度内绕着棘齿轴24转动，且转动结构上安装有限定锁紧钩21位置的限位挡块25。可见，限位挡块25和棘齿23的设置可以保证在转动结构转动、以及滑动销22置于螺旋角为0度的螺旋段的情况下，锁紧钩21在棘齿23的推动作用下钩住柱销34，在钩部刚性接触柱销34后，棘齿23顶部脱离锁紧钩21；进而使得锁紧钩21能够在转动结构转动的情况下，自动准确地钩住柱销34，提高了对接的可靠性。

在上述对接件和固定件11已经完成对接的情况下，可能存在固定件11自动反转的情况，且可能会造成对接件和固定件11对接松，甚至脱离的现象，本发明的一个实施例中，上述螺旋槽1121终止段的螺旋角可以设为0度。

在上述螺旋槽1121终止段的螺旋角可以设为0度时，保证对接件和固定件11的连接具有确定的预紧力。

本实施例的自动对接装置的工作原理为：在对对接件和固定件11进行对接时，锁紧机构4将对接体32固定在控制***控制的运动平台上，控制***控制运动平台带动对接件移动，并使对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且沿轴线移动对接件的柱销34至固定件11的锁紧钩21的开口位置处，同时定位块33和定位槽1111一一对齐，继续控制运动平台带动对接件运动，以使定位块33与定位槽1111部分配合，解锁锁紧机构4以使锁紧机构4松开对接端，此时，锁紧机构4可以支撑上述对接组件3，启动旋转机构12，旋转机构12旋转时带动转动结构旋转，转动结构的起始阶段，滑动销22在螺旋角为0的螺旋槽1121内滑动，这样，滑动销22并未沿导向槽1112滑动，此时，棘齿23在转动结构的转动带动下，推动锁紧钩21钩住柱销34，锁紧钩21钩住柱销34，即形成了刚性接触，此刻，棘齿23顶部脱离锁紧钩21，棘齿23绕棘齿轴24在上述预设的角度内旋转，随着转动结构的继续转动，螺旋槽1121的螺旋角不为0的中间段对滑动销22产生了拉力作用，使滑动销22在导向槽内产生滑动，即锁紧钩21拉动对接件向固定件11移动，直至限位结构311的内侧面同定位结构111的外侧面贴合，继续控制转动结构旋转能够使滑动销22滑动至螺旋槽1121的终止段的角度，以保证对接件和固定件11的连接具有确定的预紧力，确保锁紧状态稳定可靠。

可见，该装置的螺旋槽1121终止段的螺旋角可以设为0度，能够保证对接件和固定件11的连接具有确定的预紧力，从而能够确保锁紧状态的稳定可靠，进而也进一步提高了对接的可靠性。

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***，上述旋转机构12可以包括减速机构121和电机122；

所述减速机构121安装在所述定位结构111内，且所述减速机构121的输入端与所述电机122连接，所述减速机构121的输出端上安装有所述转动结构112；

所述控制***还与所述电机122电连接，用于在确定对所述对接件和所述固定件11进行对接的情况下，在确定所述定位结构111通过所述定位块33与所述定位槽1111部分配合的方式置于所述限位结构311和所述对接结构之间，且所述锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处后，控制所述电机122转动，以使所述滑动销22在所述导向槽1112的引导下沿着所述螺旋槽1121带动所述锁紧钩21钩住所述柱销34，在所述钩部锁紧所述柱销34后，停止所述电机122转动。

其中，电机122在控制***的控制下，驱动减速机构121转动，减速机构121带动转动结构112转动，以使滑动销22旋进转动结构112上的螺旋槽1121，且锁紧钩21在滑动销22的带动下钩住柱销34，进而达到对接件31与固定件11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31和固定件11进行对接时，锁紧机构4将对接体32固定在控制***控制的运动平台上，控制***控制运动平台带动对接组件3移动，并使对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且沿轴线移动对接件的柱销34至固定件11的锁紧钩21的开口位置处，同时定位块33和定位槽1111一一对齐，继续控制运动平台带动对接件运动，以使定位块33与定位槽1111部分配合，解锁锁紧机构4以使锁紧机构4松开对接端，并控制电机122转动，减速机构121在电机的驱动下带动转动结构旋转，转动结构的起始阶段，滑动销22在螺旋角为0的螺旋槽1121内滑动，这样，滑动销22并未沿导向槽1112滑动，此时，棘齿23在转动结构的转动带动下，推动锁紧钩21钩住柱销34，锁紧钩21钩住柱销34，即形成了刚性接触，此刻，棘齿23顶部脱离锁紧钩21，棘齿23绕棘齿轴24在上述预设的角度内旋转，随着转动结构的继续转动，螺旋槽1121的螺旋角不为0的中间段对滑动销22产生了拉力作用，使滑动销22在导向槽1112内产生滑动，即锁紧钩21拉动对接件向固定件11移动，直至限位结构311的内侧面同定位结构111的外侧面贴合，继续控制转动结构旋转能够使滑动销22滑动至螺旋槽1121的终止段的角度，以保证对接件和固定件11的连接具有确定的预紧力，确保锁紧状态稳定可靠。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述旋转机构12的减速机构121安装在定位结构111内，且减速机构121的输入端与旋转机构12的电机122连接，减速机构121的输出端上安装有转动结构112。且本实施例提供的装置在控制***的作用下，控制锁紧机构4处于锁定状态，并在确定定位结构111通过定位块33与定位槽1111部分配合的方式置于限位结构311和对接结构之间，且锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处后，控制电机122转动，以使滑动销22在所述导向槽1112的引导下沿着螺旋槽1121带动锁紧钩21钩住柱销34，在钩部锁紧柱销34后，停止电机122转动。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122在非驱动状态下提供预定的锁紧力矩，能够提高对接件31和固定件11对接的可靠性。

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11上，用于获得所述螺旋槽1121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，用于获得所述定位块33的位置及姿态信息；

所述控制***还分别与第一传感器和第二传感器电连接，用于在确定对所述对接件31和所述固定件11进行对接的情况下，控制锁紧机构4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，控制所述运动平台带动所述对接件31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且所述定位块33与所述定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处。

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。

本实施例控制***具体为：在确定对所述对接件31和所述固定件11进行对接的情况下，控制所述锁紧机构4处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、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31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且所述定位块33与所述定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处，继续控制所述运动平台带动所述对接件31运动，以使所述定位块33与所述定位槽1111部分配合的方式置于所述限位结构311和所述对接结构之间，解锁所述锁紧机构4，控制所述旋转机构12转动，以使所述滑动销22在所述导向槽1112的引导下沿着所述螺旋槽1121带动所述锁紧钩21钩住所述柱销34，在所述钩部锁紧所述柱销34后，停止所述旋转机构12转动。

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1121的位置及姿态信息的固定件11上，第二传感器安装在用于获得定位块33的位置及姿态信息的运动平台上，在控制***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，准确地控制运动平台带动对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且定位块33与定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处。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31和固定件11的位置及姿态信息，进一步能够提高对接件31和固定件11对接的准确性。

当使用传感器获得定位信息时，本发明的一个实施例中，，所述装置还包括：第三传感器；

第三传感器安装在固定件11上，用于获得钩部开口位置的定位信息，以使钩部开口位置置于柱销34的位置处；

控制***还分别与第三传感器电连接，用于在确定对所述对接件31和所述固定件进行对接的情况下，控制所述锁紧机构4处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，控制所述运动平台带动所述对接件31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且所述定位块33与所述定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处。

其中，上述第三传感器可以采用用于测量定位信息的距离传感器。

本实施例控制***具体为：在确定对所述对接件31和所述固定件11进行对接的情况下，控制所述锁紧机构4处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息以及第三传感器获得的定位信息，控制所述运动平台带动所述对接件31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且所述定位块33与所述定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处，继续控制所述运动平台带动所述对接件31运动，以使所述定位块33与所述定位槽1111部分配合的方式置于所述限位结构311和所述对接结构之间，解锁所述锁紧机构4，控制所述旋转机构12转动，以使所述滑动销22在所述导向槽1112的引导下沿着所述螺旋槽1121带动所述锁紧钩21钩住所述柱销34，在所述钩部锁紧所述柱销34后，停止所述旋转机构12转动。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，上述第三传感器安装在用于获得柱销34定位信息的运动平台上，控制***可以根据第三传感器获得的定位信息，准确地控制运动平台运动，使得锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处。应用本发明实施例的第三感器，不仅使得结构简单和方便，而且还能够准确获得柱销34的定位信息，进一步能够提高对接件31和固定件11对接的准确性。

本发明的一个实施例中，上述限位结构311的内侧面可以为第一锥面，上述定位结构111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***至限位结构311内并达到贴合的目的。

限位结构311和定位机构在控制***的作用下的连接具体为：控制***在解锁锁紧机构4，控制电机122转动后，减速机构121在电机122的驱动下沿固定端的轴线缓慢旋转，由于定位块33和定位槽1111的对齐且限位作用，限制了对接件31同固定件11的相对圆周转动，滑动销22在导向槽1112的引导下沿着螺旋槽1121带动锁紧钩21钩住所柱销34，且还产生了对对接件31的拉动作用，对接件31在拉力作用下向固定件11靠近，直至对接件31的限位结构311的第一锥面同固定件11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311的内侧面可以为第一锥面，定位结构111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31和固定件11的定位和装卸，还能够便于定位结构111和限位结构311的准确装配。

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4，且所述机械臂可带动所述对接组件3旋转预设的对位角度；

所述控制***分别与所述双滑动平台和所述机械臂机构电连接，用于在确定对所述对接件31和所述固定件11进行对接的情况下，控制所述锁紧机构4处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，分别控制所述双滑动平台和所述机械臂机构以使对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且定位块33与定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于柱销34处，并继续控制双滑动平台带动对接件31运动以使定位块33置于定位槽1111内。

其中，上述锁紧机构4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二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4上的对接件31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31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组件3实现空间上的***，另外，机械臂自身可带动对接组件3实现旋转对位角度，上述对位角度可以选取小于或等于20度，以使在控制***的控制下，机械臂能够带动对接组件3，精确与固定组件1的中心轴线重合，以及定位槽1111与定位块33对齐。

另外，上述对接件31与固定件11对齐的一种实现方式为：上述固定件11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31相对对接体32的位置以及姿态信息也是与固定件11对应的位置以及姿态信息是对应的，也就是说，对接件31可以事先固定安装在对接体32上，以使在进行对接时，双滑动平台移动对接件31至与固定件11处于同一中心轴线时，对接件31中的定位块33、柱销34恰好分别一一对应与固定件11的定位槽1111、锁紧钩21达到配合的对齐位置。

上述对接件31与固定件11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***电连接，控制***可以根据固定件11和对接件31的位置以及姿态信息，以及定位信息，控制双滑动平台、机械臂、或/和、转角机构运动，以使对接件31运动至与所述固定件11处于同一中心轴线，且对接件31中的定位块33、柱销34恰好分别一一对应与固定件11的定位槽1111、锁紧钩21达到配合的对齐位置。

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机械臂机构，用于安装在第一对接机构的对接端面上；机械臂机构上安装有锁紧机构4；控制***控制所述锁紧机构4处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，分别控制双滑动平台和所述机械臂机构以使对接件31运动至与固定件11处于同一中心轴线，且定位块33与定位槽1111呈对齐状态，同时锁紧钩21的钩部开口位置相对置于所述柱销34处，并继续控制所述双滑动平台带动对接件31运动以使定位块33置于定位槽1111内。可见，本实施例提供的机械臂能够在控制***的作用下，能够灵活和准确地带动对接件31与固定件11达到固定连接。

当需要对对接体32进行更换时，本发明的一个实施例中，所述控制***还用于在确定需要拆卸对接组件3的情况下，控制运动平台移动至对接体32处，并通过锁紧机构4将对接体32安装在运动平台上，启动旋转机构12反向旋转，在螺旋槽1121反向作用推动滑动销22的情况下，锁紧钩21带动柱销34以使对接件31推离所述固定件11，在滑动销22处于螺旋槽1121的起始段、且滑动销22滑动至导向槽1112的端部的情况下，继续控制电机122转动，锁紧钩21在限位档块的推动作用下脱离柱销34，且棘齿23在弹性结构的作用下恢复到初始位置，停止电机122转动，并控制锁紧机构4夹紧锁定对接组件3，且控制运动平台将对接组件3移动至预设的放置平台上。

其中，上述锁紧机构4具有安装和锁紧作用。当对接体32安装在运动平台上、且锁紧机构4未锁定的情况下，运动平台可以起到支撑对接体32的作用，此时，对接体32可沿着上述锁紧机构4与对接体32安装的安装面上移动；当对接体32安装在运动平台上、且锁紧机构4处于锁定的情况下，对接体32相对锁紧机构4处于固定状态。

更换对接组件3的过程，也就是卸载对接件31从固定件11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3为安装有对接件31的对接体32。

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3或未使用过的对接组件3的仓库。

上述卸载的具体过程为：控制所述运动平台移动至所述对接体32处，并利用所述锁紧机构4安装已安装在固定件11上的对接体32，以起到支撑对接件31的作用，其中，锁紧机构4与对接体32之间的接触力大小大于或等于对接组件3自身的重力，启动电机122反向旋转，减速传动机构在电机122的驱动下缓慢旋转，转动结构反向旋转，由于定位块33和定位槽1111的对齐作用，在螺旋槽1121反向作用滑动销22的情况下，锁紧钩21带动柱销34将对接件31推离固定件11，转动结构旋转至螺旋槽1121的起始段时，滑动销22滑动至导向槽1112的端部，旋转结构继续反向旋转，限位挡块25对锁紧钩21产生推动作用，使锁紧钩21脱离柱销34，同时棘齿23在内部弹性结构的弹性作用下恢复到初始位置，控制***控制电机122停止，控制***控制运动平台上的锁紧机构4锁紧对接件31，并控制运动平台移走对接组件3至预设的放置平台上，完成自动对接锁紧机构4的拆卸工作。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，控制***确定需要拆卸对接组件3的情况下，控制运动平台移动至对接体32处，并通过锁紧机构4将对接体32安装在运动平台上，启动旋转机构12反向旋转，在螺旋槽1121反向作用推动滑动销22的情况下，锁紧钩21带动柱销34以使对接件31推离所述固定件11，在滑动销22处于螺旋槽1121的起始段、且滑动销22滑动至导向槽1112的端部的情况下，继续控制电机122转动，锁紧钩21在限位档块的推动作用下脱离柱销34，且棘齿23在弹性结构的作用下恢复到初始位置，停止电机122转动，并控制锁紧机构4夹紧锁定对接组件3，且控制运动平台将对接组件3移动至预设的放置平台上，能够在控制***的控制下自动地、方便地和准确地完成对对接组件3的拆卸，进而为下一次对对接组件3的对接提供准备，从而完全自动化地完成对接组件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)

1.一种挂钩式自动对接装置，其特征在于，所述装置包括：固定组件（1）、锁紧钩组件（2）、对接组件（3）、锁紧机构（4）和预设数量自由度的运动平台；

所述固定组件（1）包括：固定件（11）和旋转机构（12）；

所述固定件（11）包括均为中空结构的定位结构（111）和转动结构（112），所述转动结构（112）的外侧面沿着周向方向、且以贯穿所述外侧面的方式设有预设长度的螺旋槽（1121），所述转动结构（112）以与所述定位结构（111）位于同一中心轴线的方式置于所述定位结构（111）内，且所述转动结构（112）可相对所述定位结构（111）独立运动；其中，所述定位结构（111）的端部设有定位槽（1111），且内侧面设有垂直周向方向的导向槽（1112）；

所述定位结构（111）内安装有所述旋转机构（12），且用于安装在预设的第一对接机构的固定端面上；

所述旋转机构（12）上安装有所述转动结构（112）；

所述锁紧钩组件（2）包括：钩部设有自锁功能的锁紧钩（21）和端部由大到小的滑动销（22）；其中，所述滑动销（22）大端部的直径大于所述螺旋槽（1121）的宽度；

所述滑动销（22）的大端部镶嵌在所述导向槽（1112）内，且所述滑动销（22）贯穿所述螺旋槽（1121）与所述锁紧钩（21）的直线段端部连接；

所述对接组件（3）包括：对接件（31）、对接体（32）、定位块（33）和柱销（34）；

所述对接件（31）包括均为中空结构的限位结构（311）和对接结构（312），所述对接结构（312）以与所述限位结构（311）位于同一中心轴线的方式安装于所述限位结构（311）内，且所述对接结构（312）与所述限位结构（311）之间安装有与所述定位槽（1111）配合的定位块（33），以及，与所述钩部配合的柱销（34），且所述柱销（34）的一端部安装在所述对接结构（312）上，另一端部安装在所述定位块（33）上；

所述对接件（31）安装在所述对接体（32）上；

所述对接体（32）通过所述锁紧机构（4）锁定安装在所述运动平台上，且所述运动平台可带动所述对接件（31）按照预设数量的自由度运动；

所述锁紧机构（4）、所述运动平台和所述旋转机构（12）均用于与预设的控制***电连接，其中，所述控制***用于在确定对所述对接件（31）和所述固定件（11）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构（4）处于锁定状态，并控制所述运动平台带动所述对接件（31）运动至与所述固定件（11）处于同一中心轴线，且所述定位块（33）与所述定位槽（1111）呈对齐状态，同时锁紧钩（21）的钩部开口位置相对置于所述柱销（34）处，继续控制所述运动平台带动所述对接件（31）运动，以使所述定位块（33）与所述定位槽（1111）部分配合的方式置于所述限位结构（311）和所述对接结构（312）之间，解锁所述锁紧机构（4），控制所述旋转机构（12）转动，以使所述滑动销（22）在所述导向槽（1112）的引导下沿着所述螺旋槽（1121）带动所述锁紧钩（21）钩住所述柱销（34），在所述钩部锁紧所述柱销（34）后，停止所述旋转机构（12）转动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋槽（1121）起始段的螺旋角设为0度；

所述锁紧钩机构（2）还包括：棘齿（23）、棘齿轴（24）和限位挡块（25）；

其中，所述棘齿（23）设有用于保持所述棘齿（23）在自由状态下处于竖立状态的弹性结构；

所述棘齿（23）通过所述棘齿轴（24）安装在所述转动结构（112）上，并可在预设的角度内绕着所述棘齿轴（24）转动，且在所述转动结构（112）转动、以及所述滑动销（22）置于所述螺旋角为0度的螺旋段的情况下，所述锁紧钩（21）在所述棘齿（23）的推动作用下钩住柱销（34），在所述钩部刚性接触柱销（34）后，所述棘齿（23）顶部脱离所述锁紧钩（21）；

所述转动结构（112）上安装有限定所述锁紧钩（21）位置的限位挡块（25）。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述螺旋槽（1121）终止段的螺旋角设为0度。

4.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***，所述旋转机构（12）包括减速机构（121）和电机（122）；

所述减速机构（121）安装在所述定位结构（111）内，且所述减速机构（121）的输入端与所述电机（122）连接，所述减速机构（121）的输出端上安装有所述转动结构（112）；

所述控制***还与所述电机（122）电连接，用于在确定对所述对接件（31）和所述固定件（11）进行对接的情况下，在确定所述定位结构（111）通过所述定位块（33）与所述定位槽（1111）部分配合的方式置于所述限位结构（311）和所述对接结构（312）之间，且所述锁紧钩（21）的钩部开口位置相对置于所述柱销（34）处后，控制所述电机（122）转动，以使所述滑动销（22）在所述导向槽（1112）的引导下沿着所述螺旋槽（1121）带动所述锁紧钩（21）钩住所述柱销（34），在所述钩部锁紧所述柱销（34）后，停止所述电机（122）转动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述定位槽（1111）为由梯台和长方体相贯而成的槽，且梯台的大端面位于所述定位结构（111）的端面。

6.根据权利要求5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（11）上，用于获得所述螺旋槽（1121）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，用于获得所述定位块（33）的位置及姿态信息；

所述控制***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（31）和所述固定件（11）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构（4）处于锁定状态，并根据所述第一传感器和所述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（31）运动至与所述固定件（11）处于同一中心轴线，且所述定位块（33）与所述定位槽（1111）呈对齐状态，同时锁紧钩（21）的钩部开口位置相对置于所述柱销（34）处。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三传感器；

所述第三传感器安装在所述固定件（11）上，用于获得所述钩部开口位置的定位信息，以使所述钩部开口位置置于所述柱销（34）的位置处；

所述控制***还分别与第三传感器电连接，用于在确定对所述对接件（31）和所述固定件（11）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构（4）处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，控制所述运动平台带动所述对接件（31）运动至与所述固定件（11）处于同一中心轴线，且所述定位块（33）与所述定位槽（1111）呈对齐状态，同时锁紧钩（21）的钩部开口位置相对置于所述柱销（34）处。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述限位结构（311）的内侧面为第一锥面；

所述定位结构（111）的外侧面为与所述第一锥面配合的第二锥面。

9.根据权利要求7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（4），且所述机械臂可带动所述对接组件（3）旋转预设的对位角度；

所述控制***分别与所述双滑动平台和所述机械臂机构电连接，用于在确定对所述对接件（31）和所述固定件（11）进行对接的情况下，控制所述锁紧机构（4）处于锁定状态，并根据所述第一传感器获得的位置及姿态、第二传感器获得的位置及姿态信息和所述第三传感器获得的定位信息，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（31）运动至与所述固定件（11）处于同一中心轴线，且所述定位块（33）与所述定位槽（1111）呈对齐状态，同时锁紧钩（21）的钩部开口位置相对置于所述柱销（34）处，并继续控制所述双滑动平台带动所述对接件（31）运动以使所述定位块（33）置于所述定位槽（1111）内。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制***还用于在确定需要拆卸所述对接组件（3）的情况下，控制所述运动平台移动至所述对接体（32）处，并通过所述锁紧机构（4）将所述对接体（32）安装在所述运动平台上，启动所述旋转机构（12）反向旋转，在所述螺旋槽（1121）反向作用推动所述滑动销（22）的情况下，所述锁紧钩（21）带动所述柱销（34）以使所述对接件（31）推离所述固定件（11），在所述滑动销（22）处于所述螺旋槽（1121）的起始段、且滑动销（22）滑动至导向槽（1112）的端部的情况下，继续控制所述电机（122）转动，所述锁紧钩（21）在所述限位档块的推动作用下脱离所述柱销（34），且所述棘齿（23）在所述弹性结构的作用下恢复到初始位置，停止电机（122）转动，并控制所述锁紧机构（4）夹紧锁定所述对接组件（3），且控制所述运动平台将所述对接组件（3）移动至预设的放置平台上。

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