本发明涉及空间定位领域，具体地，涉及精密空间位姿定位平台和定位后可拆装系统。
背景技术：
在空间定位领域，目前现有技术中通常通过多个关节的机械臂实现定位，但是，现有技术的实现方案结合存在不合理之处，导致难以真正做到精密控制。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种精密空间位姿定位平台。
根据本发明提供的一种精密空间位姿定位平台，包括运动件6、第一卡锁部1、第一运动部件驱动机构3；
第一卡锁部1包括锁死机构901；
第一卡锁部1还包括平动运动部件902和/或转动运动部件903；
在第一运动部件驱动机构3的驱动下，平动运动部件902能够平动运动，转动运动部件903能够转动运动；
运动件6通过锁死机构901连接平动运动部件902和/或转动运动部件903；锁死机构901能够锁死或者释放运动件6。
优选地，还包括第二卡锁部2、第二运动部件驱动机构4；
第二卡锁部2包括锁死机构901；
第二卡锁部2还包括平动运动部件902；
在第二运动部件驱动机构4的驱动下，平动运动部件902能够平动运动。
优选地于，锁死机构901包括如下任一种结构：
-箝位机构；
-接触锁死系统；
其中，接触锁死系统包括运动接触体911、被接触体912、运动接触体驱动机构；运动件6穿过被接触体912的内部腔室，运动件6与内部腔室的腔壁之间的间隙形成整段或部分段沿运动件6轴向由宽到窄的通道913，运动接触体911位于通道913中。
优选地，第一运动部件驱动机构3包括子框架904和第一磁体；
子框架904中设置有导向槽906，第一卡锁部1在导向槽906内进行运动；
第一卡锁部1上设置有第二磁体，从而通过第一磁体与第二磁体之间的斥力或吸力驱动第一卡锁部1进行平动；
其中，第一磁体、第二磁体均为电磁体或者一个为电磁体，另一个为永磁体。
优选地，还包括主框架907、弹性复位部件908、子框架驱动部件909；
第一运动部件驱动机构3的子框架904固定在主框架907上，第二运动部件驱动机构4的子框架904能够沿主框架907滑动；
弹性复位部件908支撑在第一运动部件驱动机构3的子框架904与第二运动部件驱动机构4的子框架904之间；
子框架驱动部件909能够驱动第一运动部件驱动机构3的子框架904与第二运动部件驱动机构4的子框架904靠近及远离，以压缩及拉伸弹性复位部件908。
优选地，锁死机构901包括两个接触锁死系统这两个接触锁死系统中通道913沿运动件6由宽变窄的方向相对或相反。
优选地，接触锁死系统还包括弹性囊体915，弹性囊体915设置在运动件6与被接触体912之间；两个接触锁死系统的弹性囊体915在窄端相连通；弹性囊体915内设置有颗粒916作为运动接触体。
优选地，在运动件6非连接锁死机构901的部位上连接有粘滑驱动机构5；
粘滑驱动机构5包括接触锁死系统、接触锁死系统驱动机构、支撑体919；
接触锁死系统、接触锁死系统驱动机构、支撑体919、锁死机构901依次连接。
优选地，接触锁死系统驱动机构包括磁性弹簧；
所述磁性弹簧包括永磁体914、磁吸力体、连接件921；其中，磁吸力体包括铁磁体、电磁体或永磁体；
一对支撑体919的相对面构成导轨，且一对支撑体919均嵌入有铁磁体920；一对永磁体914通过连接件921刚性连接接触锁死系统；永磁体914能够沿导轨滑动；
由于永磁体914与铁磁体920之间总是向使得磁通量最大的位置相对移动，因此构成了复位机构，起到弹簧的作用。
根据本发明提供的一种定位后可拆装系统，包括上述的精密空间位姿定位平台，还包括同步连接杆71、同步运动杆72、固定支架73、可控锁死机构74；
所述精密空间位姿定位平台的运动件通过同步连接杆71连接一个或多个同步运动杆72，同步运动杆72与固定支架73之间设置有可控锁死机构74；
运动件与同步连接杆71之间可拆卸连接，或者同步连接杆71与同步运动杆72之间可拆卸连接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够通过平动定位模式、角度空间位姿定位模式、运动功能模式中的一种或多种模式进行空间位姿定位，控制灵活，定位精确。
2、平动定位模式能够实现大范围的运动，使得运动件快速基本到位。
3、角度空间位姿定位模式能够实现运动件的空间角度调整，实现“瞄准”定位。
4、运动功能模式能够实现运动件在轴向上的平动，并通过粘滑运动方式累加小行程实现运动件长行程运动。
5、本发明结合运动传感器，可进行闭环控制，从而进一步提高定位精确性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2至图6为本发明实施例2的结构示意图。
图7为本发明实施例3的结构示意图。
图8、图9为本发明实施例4的结构示意图。
图10、图11为本发明实施例5的结构示意图。
图12为本发明实施例6的结构示意图。
图13为本发明实施例7的结构示意图。
图14为本发明实施例8的结构示意图。
图15、图16为本发明实施例9的结构示意图。
图17为本发明实施例10的结构示意图。
图18至图20本发明实施例11的结构示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本发明提供的精密空间位姿定位平台，包括运动件6、第一卡锁部1、第一运动部件驱动机构3；第一卡锁部1包括锁死机构901；第一卡锁部1还包括平动运动部件902；在第一运动部件驱动机构3的驱动下，平动运动部件902能够平动运动；运动件6通过锁死机构901连接平动运动部件902；锁死机构901能够锁死或者释放运动件6。
所述精密空间位姿定位平台包括第二卡锁部2、第二运动部件驱动机构4；第二卡锁部2包括锁死机构901；第二卡锁部2还包括平动运动部件902；在第二运动部件驱动机构4的驱动下，平动运动部件902能够平动运动。
锁死机构901包括箝位机构。本发明可以利用现有技术中的箝位机构，例如本领域技术人员可以参考“电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合”[申请号201410387626.2，公开号cn104167957a]，其公开了电磁箝位机构，包括电磁体、永磁体及变形体，所述永磁体的磁极与电磁体的磁极直接接触或靠近，形成控制磁路，所述变形体与永磁体刚性连接；所述永磁体在控制磁路磁场的驱动下相对电磁体运动，并驱动变形体产生变形，进而实现箝位锁紧和释放。本领域技术人员还可以参考“用于直线电机的电磁-永磁箝位机构”[申请号201020603794.8，公开号cn201869079u]以及“电磁箝位机构及其粘滑运动直线电机”[申请号201020603955.3，公开号cn201887641u]等专利文献来实现箝位机构，还可以参考“电磁自适应箝位夹紧装置及组合式箝位夹紧装置”[申请号201610038564.3，公开号cn105527840a]。例如，基于“电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合”，箝位机构中的变形体作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“用于直线电机的电磁-永磁箝位机构”，箝位机构中的输出杆作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“电磁箝位机构及其粘滑运动直线电机”，箝位机构中的输出轴作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“电磁自适应箝位夹紧装置及组合式箝位夹紧装置”，箝位机构中的箝位部件作为输出件能够收紧、松弛以紧箍住、紧抵住被锁定对象进行锁定。
第一运动部件驱动机构3通过如下任一种方式驱动第一卡锁部1：电磁驱动、气动驱动、热致驱动、物理相变驱动、智能材料驱动。例如智能材料驱动包括sma驱动、压电驱动等。
以图1中的电磁驱动方式为例。第一运动部件驱动机构3包括子框架904和电磁线圈905，子框架904中设置有导向槽906，第一卡锁部1在导向槽906内进行运动；第一卡锁部1上也设置有电磁线圈905，从而通过电磁线圈905之间的斥力或吸力驱动第一卡锁部1进行平动，平动方向可以平行于纸面，也可以垂直于纸面。第二运动部件驱动机构4与第一运动部件驱动机构3可采用相同的结构，第二运动部件驱动机构4包括子框架904和电磁线圈905，子框架904中设置有导向槽906，第二卡锁部2在导向槽906内进行运动；第二卡锁部2上也设置有电磁线圈905，从而通过电磁线圈905之间的斥力或吸力驱动第二卡锁部2进行平动，平动方向可以平行于纸面，也可以垂直于纸面。
子框架904与平动运动部件902之间连接有弹簧。导向槽906中可填充阻尼摩擦介质或者润滑介质。
所述精密空间位姿定位平台包括主框架907、弹性复位部件908、子框架驱动部件909；第一运动部件驱动机构3的子框架904固定在主框架907上，第二运动部件驱动机构4的子框架904能够沿主框架907滑动；弹性复位部件908支撑在第一运动部件驱动机构3的子框架904与第二运动部件驱动机构4的子框架904之间；子框架驱动部件909能够驱动第一运动部件驱动机构3的子框架904与第二运动部件驱动机构4的子框架904靠近及远离，以压缩及拉伸弹性复位部件908。
子框架驱动部件909通过如下任一种方式驱动子框架904：电磁驱动、气动驱动、热致驱动、物理相变驱动、智能材料驱动。例如智能材料驱动包括sma驱动、压电驱动等。以图1中的电磁驱动方式为例。在图中两个子框架904的相对面上分别设置一组电磁线圈，通过控制电磁线圈电流的变化，能够在两个电磁线圈之间产生斥力或吸力，从而驱动两个子框架904能够相对运动。
所述精密空间位姿定位平台的控制方法包括：平动定位模式、角度空间位姿定位模式、运动功能模式。其中，角度空间位姿定位模式，是对运动件进行空间位姿定位，当运动件为长条形时，对其轴向的空间位姿定位可以形象地理解为是一种“瞄准”动作。
在平动定位模式中，图1中的上下两个平动运动部件902同步运动，且箝位机构均锁死运动件6；例如两个平动运动部件902同步向垂直纸面向外的方向运动，也可以向纸面向右的方向运动，从而带动运动件6相对较大范围的平动，以实现平动定位。
在角度空间位姿定位模式中，箝位机构与平动运动部件902之间可以在一定范围内相对运动，这种运动相对于上述较大范围的平动其运动范围相对较小，目的是使得图1中平动运动部件902之间不同步运动时能够使得运动件6发生转动，例如箝位机构通过球铰链、柔性铰链、柔性材料部件或者弹性材料部件连接平动运动部件902。此外，还可以控制箝位机构与运动件6之间的夹紧程度，使得当箝位机构处于锁死状态时，在外力驱使下，运动件6能够相对于箝位机构进行转动，但是运动件6在轴向上不能运动。
例如箝位机构与平动运动部件902之间可以通过弹性部件或者铰接件连接。进一步地，通过控制两个平动运动部件902之间在纸面左右相对移动，能够使得运动件6在纸面平面内旋转；通过控制两个平动运动部件902之间在垂直于纸面的方向上相对移动，能够使得运动件6在垂直于纸面的平面内旋转；更进一步地，通过两个平动运动部件902之间的复合运动，同样可以使得运动件6发生复合运动以调整空间位姿定位角度。
在运动功能模式中，运动件6以粘滑(stick-slip)方式运动。
步骤a：初始时，子框架驱动部件909未加电，弹性复位部件908使得一个子框架904与另一个子框架904相对远离，两个子框架904中的锁死机构901均锁死运动件6，其中，在图1中一个子框架904位于另一个子框架904的上方；
步骤b：一个子框架904中的锁死机构901释放运动件6，子框架驱动部件909加电，使得另一个子框架904克服弹性复位部件908的弹力向一个子框架904靠拢，由于另一个子框架904中的锁死机构901保持锁死运动件6，因此运动件6将伴随另一个子框架904运动；
步骤c：一个子框架904中的锁死机构901锁死运动件6，另一个子框架904中的锁死机构901释放运动件6，子框架驱动部件909失电，弹性复位部件908的弹力驱使另一个子框架904远离一个子框架904；
步骤d：一个子框架904中的锁死机构901释放运动件6，另一个子框架904中的锁死机构901锁死运动件6；
重复步骤b、步骤c、步骤d即可实现多次粘滑运动，使运动件6能够沿图中向上方向运动。同理可知，通过粘滑运动也能够使运动件6能够沿图中向下方向运动。
实施例2
如图2、图3所示，在实施例1的变化例中，锁死机构901包括关节轴承910、接触锁死系统，关节轴承910刚性连接接触锁死系统。在实施例2的变化例中，锁死机构901可以不包括关节轴承910。在实施例2的变化例中，关节轴承可以替换为球铰链或者柔性铰链。
如图3所示，接触锁死系统包括运动接触体911、被接触体912、运动接触体驱动机构。运动件6穿过被接触体912的内部腔室，运动件6与内部腔室的腔壁之间的间隙形成整段或部分段沿运动件6轴向由宽到窄的通道913，运动接触体911位于通道913中。
接触锁死系统能够锁死运动件6，具体地，在运动接触体驱动机构的驱动下，运动接触体911能够向通道913的窄端运动，运动接触体911受到通道913腔型的限制以及与运动件6、被接触体912之间的摩擦力，使得运动接触体911约束了运动件6相对于通道913发生平动。其中，接触锁死系统对运动件6的锁死为单向锁死，区别于箝位机构的双向锁死，因此通过两个接触锁死系统组合使用，能够实现在两个相反的方向上分别控制锁死。
接触锁死系统能够释放运动件6，具体地，在运动接触体驱动机构的驱动下，运动接触体911能够向通道913的宽端运动，运动接触体911不受到通道913腔型的限制以及与运动件6、被接触体912之间的摩擦力，使得运动接触体911不约束运动件6相对于通道913在轴向上发生平动。
其中，运动件6的横截面廓形若为圆形，则运动件6可以相对于锁死机构进行转动，若运动件6的横截面廓形具有边角，例如多边形，则运动件6相对于锁死机构不能转动。
所述运动接触体驱动机构包括永磁体914、电磁线圈905.以图3中位于上方的接触锁死系统为例，常态断电时，运动接触体911被永磁体914吸引在通道913的窄端，从而实现向下锁死；电磁线圈905加电后吸引运动接触体911克服永磁体914的吸力而到达通道913的宽端，如图4所示，从而实现双向释放。
锁死机构901包括两个接触锁死系统，这两个接触锁死系统中通道913沿运动件6由宽变窄的方向相对。
运动接触体驱动机构包括永磁体914和电磁线圈905，永磁体914始终吸引运动接触体911向通道913的窄端运动，电磁线圈905能够驱动运动接触体911克服永磁体914的吸力向通道913的宽端运动。
运动接触体911可以为一个或者多个；运动接触体911包括接触体球、接触体环、棒状以及接触颗粒中的任一种或任多种部件；通道913呈环形并在周向上环绕运动件6的轴线。在变化例中，通道913可以不是环形，例如通道913的数量可以为一个，可以是环形的一部分，又例如通道913的数量可以为多个，这多个通道913以对称或者斜角等非对称分布，只要能够实现单向锁死即可。
如图3至图6所示，各个接触锁死系统对运动件的锁死、释放状态如下：
因此，通过包含两个接触锁死系统的锁死机构901能够在运动件6的两个相反的轴向上分别独立对运动件6进行锁死或者释放。
实施例3
如图7所示，为实施例2的变化例，多个运动接触体911中存在球直径相等的2个以上的接触体球和/或存在球直径不相等的2个以上的接触体球。接触体球可以是铁磁体或者非铁磁体；多个接触体球可以分别由铁磁体、非铁磁体、永磁体构成，其中，非铁磁体可以采用耐磨体或者润滑体，润滑体能够有助于运动接触体驱动机构对运动接触体911的灵活驱动，避免在运动接触体911锁死后不能退回至通道913的宽端。
实施例4
如图8、图9所示，为实施例2的变化例，接触锁死系统还包括弹性囊体915，弹性囊体915设置在运动件6与被接触体912之间。两个接触锁死系统的弹性囊体915在窄端相连通；运动接触体911包括颗粒916。弹性囊体915内可填充阻尼摩擦介质917或者气体，弹性囊体915内也可以是真空环境，颗粒916分布在阻尼摩擦介质917或者气体中。
如图8所示，在运动接触体驱动机构的驱动下，颗粒916集中在窄端，从而弹性囊体915与运动件6之间的剪切挤压力增大，以锁死运动件6。
如图9所示，在运动接触体驱动机构的驱动下，颗粒916集中在宽端，从而弹性囊体915与运动件6之间的剪切挤压力减小，以释放运动件6。
多个颗粒916可以分别采用铁磁材料、耐磨材料或者润滑材料。尤其是颗粒916可以是永磁颗粒，这样，如图8所述，在常态断电时，永磁颗粒与永磁体914相互吸引在永磁体与运动件6之间较小的缝隙空间内，在电磁线圈加电后，根据通电流方向的不同，可以电磁线圈可以吸引永磁颗粒运动至通道的宽端，也可以电磁线圈对永磁颗粒施加斥力，将永磁颗粒推到上述较小的缝隙空间内。
实施例5
如图10、图11所示，为实施例1的变化例，一个锁死机构901的关节轴承910刚性连接主框架907，另一个锁死机构901连接在平动运动部件902上。第一运动部件驱动机构3利用智能材料件918驱动平动运动部件902，例如智能材料件918可以采用热膨胀材料。图10中的虚线所示部件表示是可选的。
当然，实施例5中的锁死机构901可以采用上述实施例的方式实现。
实施例6
如图12所示，为实施例5的变化例，在运动件6非连接锁死机构901的部位上连接有粘滑驱动机构5。虚线所示的粘滑驱动机构5为可选的安装位置。
粘滑驱动机构5包括接触锁死系统、接触锁死系统驱动机构、支撑体919；接触锁死系统、接触锁死系统驱动机构、支撑体919、锁死机构901依次连接。接触锁死系统驱动机构包括图12中引线标示出的电磁线圈905和永磁体914
运动件6的粘滑运动驱动过程：
步骤a：初始时，如图12所示，锁死机构901锁死运动件6；
步骤b：在粘滑驱动机构5中，图12中引线标识出的电磁线圈905吸引永磁体914，使得接触锁死系统与支撑体919相对靠近；锁死机构901仅允许运动件6向上运动，粘滑驱动机构5中的接触锁死系统锁死运动件6不能向下运动；具体地在粘滑驱动机构5中位于图中上方的接触锁死系统向下锁死，可参照图5；
步骤c：在粘滑驱动机构5中，接触锁死系统驱动机构驱使接触锁死系统与支撑体919相对远离，进而接触锁死系统带动运动件6向上运动；
步骤d：锁死机构901锁死运动件6不能向下运动，粘滑驱动机构5允许运动件6向上运动；
重复步骤b至步骤d，即可实现多次粘滑运动以累加行程，使运动件6能够沿图中向上方向运动。同理可知，通过粘滑运动也能够使运动件6能够沿图中向下方向运动。
实施例7
如图13所示，为实施例5的变化例，图中两个锁死机构分别设置在两个平动运动部件902上，从而都能够相对于主框架907运动。
在优选例中，运动件6上可以安装图12中示出的粘滑驱动机构5，从而不但可以实现平动定位模式和角度空间位姿定位模式，还可以实现运动件6在轴向上的运动功能模式。
实施例8
如图14所示，本实施例可理解为图12所示实施例的变化例。本发明提供的精密空间位姿定位平台，包括运动件6、第一卡锁部1、第一运动部件驱动机构3；第一卡锁部1包括锁死机构901；第一卡锁部1还包括转动运动部件903；在第一运动部件驱动机构3的驱动下，转动运动部件903能够转动运动；运动件6通过锁死机构901连接转动运动部件903；锁死机构901能够锁死或者释放运动件6。
第一运动部件驱动机构3包括两对电磁驱动机构，每对电磁驱动机构包括通过弹簧相连接的电磁体和永磁体，这两对电磁驱动机构作用于转动运动部件903的不同部位，永磁体、电磁体分别设置在转动运动部件903、主框架907上；通过永磁体和电磁体之间的斥力或者吸力，驱动转动运动部件903转动。
锁死机构901包括关节轴承910、接触锁死系统，关节轴承910刚性连接接触锁死系统。其中，接触锁死系统可参照上述实施例实现。
在运动件6非连接锁死机构901的部位上连接有粘滑驱动机构5。其中，粘滑驱动机构5可参照上述实施例实现。
其中，电磁驱动机构的数量和位置可以进行变化，例如，可以设置四个电磁驱动机构，其中一对电磁驱动机构在xoz平面内驱动转动运动部件903进行转动，其中另一对电磁驱动机构在yoz平面内驱动转动运动部件903进行转动；当然，也可以设置两个电磁驱动机构，其中一个电磁驱动机构在xoz平面内驱动转动运动部件903进行转动，其中另一个电磁驱动机构在yoz平面内驱动转动运动部件903进行转动。
在变化例中，第一运动部件驱动机构3可以采用气动驱动、热致驱动、物理相变驱动、智能材料驱动。例如智能材料驱动包括sma驱动、压电驱动等。具体地，可以通过电机在图中上下方向直接作用在转动运动部件903的位移输出端进行摆动驱动，也可以由电机驱动滑块，滑块沿斜面移动产生的上下运动分量对转动运动部件903的非位移输出端进行摆动驱动。即除了电磁驱动方式之外，还可以采用机械方式将平动驱动力转换为摆动驱动力。
实施例9
如图15、图16所示，为图12所示实施例的变化例。粘滑驱动机构5包括接触锁死系统、接触锁死系统驱动机构、支撑体919。接触锁死系统驱动机构包括磁性弹簧。所述磁性弹簧包括永磁体914、铁磁体920、连接件921；
一对支撑体919的相对面构成导轨，且一对支撑体919均嵌入有铁磁体920；一对永磁体914通过连接件921刚性连接接触锁死系统；永磁体914能够沿导轨滑动。由于永磁体914与铁磁体920之间总是向使得磁通量最大的位置相对移动，因此构成了复位机构，起到弹簧的作用。
在变化例中，铁磁体920可以替换为永磁体，这样，连接在支撑体上的永磁体、连接在接触锁死系统上的永磁体的相对面之间为异性磁极，进一步地，在这两类永磁体之间加设滚动支撑体以减小摩擦力，滚动支撑体可以为图15中示出的圆形小球，也是可以是圆棒，以保证位置重复性。
实施例10
如图17所示，为上述实施例的优选例。运动件6通过同步连接杆71连接一个或多个同步运动杆72，同步运动杆72与固定支架73之间设置有可控锁死机构74。运动件6运动空间位姿定位后，使得同步运动杆72也实现空间位姿定位，然后通过可控锁死机构74固定同步运动杆72与固定支架73。
运动件与同步连接杆71之间可拆卸连接，或者同步连接杆71与同步运动杆72之间可拆卸连接。从而当同步运动杆72实现空间姿态定位后，可以将所述所述精密空间位姿定位平台拆下，避免对电磁环境造成影响。
实施例11
如图18、图19、图20所示，分别为图3、图7、图8的变化例，变化在于，通道的宽端和窄端位置互换。
在图3、图7示出的实施例中，电磁线圈断电时通过永磁体保持锁死状态；而在图18、图19示出的实施例中，电磁线圈断电时通过永磁体保持释放状态。
图8和图20均在电磁线圈断电时通过永磁体保持锁死状态。
此外，图18中除了示出的以阴影填充的圆圈表示的小球可以作为运动接触体之外，还示出了以空心圆圈表示的圆环可以作为运动接触体，虽然单个小球的直径较小不能实现锁死，但是，小球的数量可以是多个，圆环的数量也可以是多个，因此如图19相同的原理同样也可以实现锁死。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。