用于舱段自动对接的联动调节控制系统及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112799326A(43)申请公布日2021.05.14(21)申请号202011640512.6(22)申请日2020.12.31(71)申请人江苏金陵智造研究院有限公司地址210001江苏省南京市秦淮区正学路1号(72)发明人邰圣辉洪鹏黄怡欣王超王清运汪乐刘峰麻茹雪吕向峰李宗雯(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人陈鹏(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称用于舱段自动对接的联动调节控制系统及控制方法(57)摘要本发明公开了一种用于舱段自动对接的联动调节控制系统及控制方法，该系统包括固定支撑架车、第一分离式支撑架车、第二分离式支撑架车以及电控系统，电控系统包括上位机、EtherCAT主从站电控系统，EtherCAT主站电控系统用于控制第一分离式支撑架车，EtherCAT从站电控系统用于控制第二分离式支撑架车；该控制方法首先对架车系统进行自检和回零，然后将待对接舱段二放置在滚转托架上，接着通过双目视觉测量系统观察支撑架车的支撑姿态和两舱段对接面状态，并进行控制模式选择，之后反复进行运动参数配置对架车进行运动控制直至完成舱段对接。本发明对接速度快、对接精度高且实用性较强。CN112799326ACN112799326A权利要求书1/2页1.一种用于舱段自动对接的联动调节控制系统，包括用于放置舱段一的固定支撑架车、用于放置待对接舱段二的第一分离式支撑架车和第二分离式支撑架车以及电控系统，其特征在于，电控系统包括上位机、EtherCAT主站电控系统和EtherCAT从站电控系统，上位机为用于下发指令的处理器，EtherCAT主站电控系统用于控制第一分离式支撑架车，EtherCAT从站电控系统用于控制第二分离式支撑架车，EtherCAT主站电控系统和EtherCAT从站电控系统包括触控显示屏、嵌入式控制器、AKD伺服驱动器、双目视觉测量系统、磁栅尺、光栅尺、激光位移传感器、轴向力传感器、差分输入的增量编码器模块、SinCos编码器模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和报警指示灯，EtherCAT主站电控系统还包括EtherCAT桥接模块，EtherCAT从站电控系统还包括EtherCAT扩展模块；其中：所述触控显示屏与嵌入式控制器连接，触控显示屏的控制界面包括下发指令模块、运动参数配置模块、控制模式选择模块和对接画面模块，控制模式选择模块包括单独控制模式和联动控制模式；所述嵌入式控制器通过ADS通讯与上位机通讯，用于接收上位机的调节指令和传输差分输入的增量编码器模块、SinCos编码器模块、数字量输出模块和模拟量输入模块采集的数据信号；所述AKD伺服驱动器与第一分离式支撑架车和第二分离式支撑架车上的电机连接，用于驱动电机使第一分离式支撑架车和第二分离式支撑架车行进、平移、升降和滚转；所述EtherCAT桥接模块用于主从站系统之间的互连，使EtherCAT主站电控系统和EtherCAT从站电控系统时钟同步；所述EtherCAT扩展模块用于拓展EtherCAT网段，使EtherCAT主站电控系统和EtherCAT从站电控系统之间互连；所述双目视觉测量系统与上位机连接，用于实时测量两对接舱段的相对位置及姿态偏差，并将测量结果反馈到上位机；所述磁栅尺通过差分输入的增量编码器模块与嵌入式控制器连接，用于测量滚换角度和推进位移并将测量结果反馈给增量编码器模块；所述差分输入的增量编码器模块用于采集差分输入的磁栅尺的反馈信号；所述光栅尺通过SinCos编码器模块与嵌入式控制器连接，用于测量X方向上的位置并将测量结果反馈给SinCos编码器模块；所述SinCos编码器模块用于处理光栅尺的测量数据；所述激光位移传感器通过数字量输入模块和模拟量输入模块与嵌入式控制器连接，用于测量Y方向和Z方向上的位置并将测量结果反馈给数字量输入模块和模拟量输入模块；所述数字量输入模块用于接收激光位移传感器测量的数字量信号输入，通过EtherCAT总线传输给嵌入式控制器中；所述轴向力传感器通过模拟量输入模块与嵌入式控制器连接，用于监测沿轴线方向的对接力和分解力，并将检测数据反馈给模拟量输入模块；所述模拟量输入端模块用于采集激光位移传感器的测量信号和轴向力传感器的测量信号；所述报警指示灯用于电动系统状态的异常报警，与数字量输出模块连接，数字量输出模块用于输出报警指示灯的状态信息。2CN112799326A权利要求书2/2页2.根据权利要求1所述的用于舱段自动对接的联动调节控制系统，其特征在于，所述嵌入式控制器为BECKHOFF嵌入式控制器CX5140。3.根据权利要求2所述的用于舱段自动对接的联