本发明涉及位姿调整设备技术领域，具体而言，涉及一种位姿调整装置。
背景技术：
在现代工业、国防及航空航天技术中，空间对接技术得到越来越广的应用，例如加工中心中刀具与工件的对接，机械手与目标物的对接，飞机部件间的对接、航天器间的对接等。所有的应用都要求对接机构有姿态调整能力。
目前应用的位姿调整机构多种多样，包括多自由度的平面机构，不同自由度的空间机构，多种布置方式结构，少自由度结构以及超多自由度串并联机构。小型并联机构大多轻载，输入多采用“伺服电机+滚动丝杠+导轨”等方式实现，而大型重载并联机构的运动输入则主要采用电液伺服液压缸驱动，液压伺服驱动主要得益于其体积小、功率大、精度高、速度快等特点。
现有的位姿调整机构，在位姿调整过程中，调整速度慢，调整效率低，尚有较大的改进空间。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种位姿调整装置，能够对待调节物体实现位姿调整，调整速度快，调整效率高。
根据本发明的一个方面，提供了一种位姿调整装置，包括承载平台、支撑底架、推进机构、前姿态调整机构和后姿态调整机构，支撑底架通过推进机构活动设置在承载平台上，前姿态调整机构和后姿态调整机构设置在支撑底架的前后两端，前姿态调整机构、承载平台和后姿态调整机构相互配合，实现待调整物体的前后、左右、上下、俯仰角、偏航角和滚转角的调节。
优选地，推进机构包括推进电机、推进减速机、推进丝杠和推进丝母，推进机构固定设置在承载平台上，推进丝母固定设置在支撑底架上，并与推进丝杠螺接，以在推进丝杠的驱动作用下带动支撑底架前后运动。
优选地，推进丝母连接在支撑底架的一侧，支撑底架的与第一侧相对的第二侧通过推进直线滑轨滑动设置在承载平台上。
优选地，前姿态调整机构包括设置在支撑底架上的前底板，前底板上设置有前滑动调节部、前升降调节部和前支撑部，前支撑部设置在升降调节部上，前升降调节部设置在前滑动调节部上。
优选地，前滑动调节部包括前过渡板、前横移丝母、前横移丝杠、前横移减速机和前横移电机，前过渡板通过前横移丝母与前横移丝杠驱动连接，前横移丝杠连接在前横移减速机的输出端，前横移减速机连接在前横移电机的输出端。
优选地，前过渡板上还设置有前中间支撑架，前中间支撑架通过回转支承轴承可转动地设置在前过渡板上，前升降调节部设置在前中间支撑架上。
优选地，前升降调节部包括前提升机、前导向机构和前升降电机，前支撑部设置在前提升机上，前导向机构对前支撑部的上下运动进行导向，前升降电机与前提升机驱动连接，驱动前提升机带动前支撑部上下运动。
优选地，前升降调节部还包括与前升降电机的输入端驱动连接的前升降联轴器，前升降联轴器的另一端连接有前升降手轮。
优选地，前支撑部包括前拖箱、前滚转限位杆、前托架和前支撑辊轮，前拖箱设置在前升降调节部的升降端，前托架可摆动地设置在前拖箱内，前拖箱上设置有限位槽，前滚转限位杆一端固定连接在前托架上，另一端滑动设置在限位槽内，前支撑辊轮支撑在前托架底部。
优选地，后姿态调整机构包括后升降调节部、后滑动调节部、后摆动调节部和后支撑部，后升降调节部设置在支撑底架上，后滑动调节部可滑动地设置在后升降调节部上，后摆动调节部和后支撑部随后滑动调节部一同滑动，摆动调节部与后支撑部的摆动端驱动连接，驱动摆动端摆动。
优选地，后升降调节部包括后提升机、后下托架、后升降联轴器、后升降电机和后升降导向机构，后支撑部设置在后下托架上，后升降电机通过后升降联轴器与后提升机驱动连接，后升降导向机构包括导向筒和导向柱，导向柱固定设置在后下托架上，导向筒固定设置在支撑底架上，后下托架设置在后提升机的升降端。
优选地，后滑动调节部包括后横移支撑辊轮、后横移支架、后横移导向机构、后横移拉板、后横移丝杠、后横移丝母、后横移减速机和后横移电机，后横移支撑辊轮设置在后下托架上，后横移支架设置在后横移支撑辊轮上，后横移电机、后横移减速机和后横移丝杠固定在后下托架上，后横移丝母通过后横移拉板与后横移导向机构相连，后横移导向机构固定在后下托架上，后支撑部设置在后横移支架上，后横移支架与后横移丝母固定连接，并在后横移丝杠的驱动下滑动。
优选地，后摆动调节部包括滚转导向机构、滚转丝杠、滚转托架、支撑座、滚转减速机、滚转电机、滚转丝母和滚转驱动拉杆，滚转托架固定连接在后横移支架上，滚转电机、滚转减速机和滚转丝杠通过支撑座固定设置在滚转托架上，滚转驱动拉杆连接在滚转导向机构和滚转丝母上，滚转驱动拉杆在滚转丝母的驱动作用下带动后支撑部的摆动端摆动。
优选地，后支撑部包括后托架、后滚转支撑辊轮和后滚转限位杆，后托架可摆动地设置在后横移支架上，后滚转支撑辊轮支撑在后托架底部，滚转驱动拉杆与后托架驱动连接，驱动后托架摆动，后滚转限位杆限制后托架的摆动位置。
本发明的位姿调整装置，包括承载平台、支撑底架、推进机构、前姿态调整机构和后姿态调整机构，支撑底架通过推进机构活动设置在承载平台上，前姿态调整机构和后姿态调整机构设置在支撑底架的前后两端，前姿态调整机构、承载平台和后姿态调整机构相互配合，实现待调整物体的前后、左右、上下、俯仰角、偏航角和滚转角的调节。该位置调整装置可以通过多个部件的相互协作实现待调整物体的前后、左右、上下、俯仰角、偏航角和滚转角的调节，能够实现对待调节物体的多自由度调整，可以方便地通过多个部件的相互协作将待调整物体调整到位，调整速度快，调整效率高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的位姿调整装置的立体结构图；
图2是本发明实施例的位姿调整装置的前姿态调整机构的立体结构图；
图3是本发明实施例的位姿调整装置的后姿态调整机构的立体结构图；
图4是本发明实施例的位姿调整装置的推进机构的立体结构图；
图5是本发明实施例的位姿调整装置的使用状态图。
附图标记说明：1、前姿态调整机构；2、后姿态调整机构；3、支撑底架；4、推进机构；5、变距滑轨；6、推进直线滑轨；7、承载平台；8、锁紧机构；9、前底板；10、前横移直线滑轨；11、前过渡板；12、前中间支撑架；13、回转支撑轴承；14、前横移丝母；15、前升降联轴器；16、前横移丝杠；17、前横移减速机；18、前横移电机；19、前升降电机；20、前提升机；21、前导向机构；22、前拖箱；23、前滚转限位杆；24、前托架；25、前支撑辊轮；26、前升降手轮；27、前横移手轮；28、后提升机；29、支撑座；30、后升降联轴器；31、后升降电机；32、滚转导向机构；33、滚转丝杠；34、滚转托架；35、后升降导向机构；36、后横移支撑辊轮；37、后横移导向机构；38、后横移拉板；39、后横移丝杠；40、后升降手轮；41、后横移减速机；42、后横移电机；43、后横移手轮；44、滚转减速机；45、滚转电机；46、滚转手轮；47、后下托架；48、后滚转限位杆；49、滚转丝母；50、滚转驱动拉杆；51、后托架；52、后滚转支撑辊轮；53、后横移支架；54、后横移丝母；55、后横移销；56、推进电机；57、推进减速机；58、推进联轴器；59、推进丝杠；60、推进丝母；61、推进底板；62、推进手轮；63、待调整物体。
具体实施方式
在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。
结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，位姿调整装置包括承载平台7、支撑底架3、推进机构4、前姿态调整机构1和后姿态调整机构2，支撑底架3通过推进机构4活动设置在承载平台7上，前姿态调整机构1和后姿态调整机构2设置在支撑底架3的前后两端，前姿态调整机构1、承载平台7和后姿态调整机构2相互配合，实现待调整物体63的前后、左右、上下、俯仰角、偏航角和滚转角的调节。
优选地，推进机构4包括推进电机56、推进减速机57、推进丝杠59和推进丝母60，推进机构4固定设置在承载平台7上，推进丝母60固定设置在支撑底架3上，并与推进丝杠59螺接，以在推进丝杠59的驱动作用下带动支撑底架3前后运动。
推进机构4还包括推进底板61，其中推进电机56、推进减速机57、推进丝杠59均设置在推进底板61上，推进底板61设置在承载平台7上，在推进电机56的作用下，推进丝杠59将自身的旋转运动转换为推进丝母60的直线运动，驱动推进丝母60沿推进丝杠59的轴向滑动，进而通过推进丝母60带动支撑底架3前后运动，实现对前姿态调整机构1和后姿态调整机构2的整体前后位置的调整。
在推进电机56的输入端还通过联轴器连接有推进手轮62，该推进手轮62可以根据需要实现对推进机构4的手动操作，使得推进机构4的推进操作可以在手动和自动之间切换，操作更加灵活。
优选地，推进丝母60连接在支撑底架3的一侧，支撑底架3的与第一侧相对的第二侧通过推进直线滑轨6滑动设置在承载平台7上。推进直线滑轨6能够对支撑底架3的位置调节起到导向作用，防止推进丝杠59和推进丝母60在配合过程中发生偏移卡死现象，提高支撑底架3前后位移调整的可靠性。当然，此处的推进直线滑轨6也可以通过其他的导向机构来替代。
优选地，前姿态调整机构1包括设置在支撑底架3上的前底板9，前底板9上设置有前滑动调节部、前升降调节部和前支撑部，前支撑部设置在升降调节部上，前升降调节部设置在前滑动调节部上。
在支撑底架3上还设置有变距滑轨5和锁紧机构8，前姿态调整机构1与支撑底架3直接连接或通过变距滑轨5连接，后姿态调整机构2与支撑底架3直接连接。使用变距滑轨5和锁紧机构8可以调节前姿态调整机构1和后姿态调整机构2的间距。前姿态调整机构1可在变距滑轨5上滑动，当前姿态调整机构1在变距滑轨5上的位置调整到位后，就可以操作锁紧机构8锁紧前姿态调整机构1的位置，使得前姿态调整机构1保持在当前的位置，满足前姿态调整机构1的位置调整需要。锁紧机构8例如为设置在变距滑轨上的锁紧块，该锁紧块可以通过螺钉顶紧在变距滑轨上，完成对前姿态调整机构1的滑动位置的锁紧。
优选地，前滑动调节部包括前过渡板11、前横移丝母14、前横移丝杠16、前横移减速机17和前横移电机18，前过渡板11通过前横移丝母14与前横移丝杠16驱动连接，前横移丝杠16连接在前横移减速机17的输出端，前横移减速机17连接在前横移电机18的输出端。
在前横移电机18的输入端还可以通过联轴器设置一前横移手轮27，从而实现前过渡板11的位置调整的手动和自动切换。
优选地，前过渡板11上还设置有前中间支撑架12，前中间支撑架12通过回转支撑轴承13可转动地设置在前过渡板11上，前升降调节部设置在前中间支撑架12上。通过调节前中间支撑架12的转动位置，可以对前支撑部的回转位置进行调节，从而使得前姿态调整机构1和后姿态调整机构2的相对位置能够更加精确，对待调整物体63的调整效果更佳。
优选地，前升降调节部包括前提升机20、前导向机构21和前升降电机19，前支撑部设置在前提升机20上，前导向机构21对前支撑部的上下运动进行导向，前升降电机19与前提升机20驱动连接，驱动前提升机20带动前支撑部上下运动。
优选地，前升降调节部还包括与前升降电机19的输入端驱动连接的前升降联轴器15，前升降联轴器15的另一端连接有前升降手轮26。通过前升降手轮26和前升降联轴器15的相互配合，可以实现对前支撑部上下运动调节的手动操作和自动操作之间的切换，调节更加灵活方便。
优选地，前支撑部包括前拖箱22、前滚转限位杆23、前托架24和前支撑辊轮25，前拖箱22设置在前升降调节部的升降端，前托架24可摆动地设置在前拖箱22内，前拖箱22上设置有限位槽，前滚转限位杆23一端固定连接在前托架24上，另一端滑动设置在限位槽内，前支撑辊轮25支撑在前托架24底部。前拖箱22上设置的限位槽可以限定前托架24的转动位置，从而避免前托架24转动过度，使得前托架24保持在合适的位置。前托架24的底部为圆弧形，能够与前支撑辊轮25之间形成良好的支撑配合，保证前托架24的转动位置调整的可靠性。优选地，前托架24的支撑面可以为平面，也可以为弧面，可以根据所需要放置的待调整物体63的结构进行调整。优选地，前托架24可更换地设置在前拖箱22内。
优选地，后姿态调整机构2包括后升降调节部、后滑动调节部、后摆动调节部和后支撑部，后升降调节部设置在支撑底架3上，后滑动调节部可滑动地设置在后升降调节部上，后摆动调节部和后支撑部随后滑动调节部一同滑动，摆动调节部与后支撑部的摆动端驱动连接，驱动摆动端摆动。
优选地，后升降调节部包括后提升机28、后下托架47、后升降联轴器30、后升降电机31和后升降导向机构35，后支撑部设置在后下托架47上，后升降电机31通过后升降联轴器30与后提升机28驱动连接，后升降导向机构35包括导向筒和导向柱，导向柱固定设置在后下托架47上，导向筒固定设置在支撑底架3上，后下托架47设置在后提升机28的升降端。在本实施例中，后提升机28为两个，分别位于后升降电机31的两端，从而能够对后下托架47形成更加稳定平衡的支撑。导向柱滑动设置在导向筒内，能够对后下托架47的上下运动形成辅助导向，保证后下托架47上下运动的可靠性和稳定性。
优选地，后升降调节部还包括通过联轴器与后提升机28驱动连接的后升降手轮40，能够根据需要选择手动对后提升机28进行驱动，调节更加灵活方便。
优选地，后滑动调节部包括后横移支撑辊轮36、后横移支架53、后横移导向机构37、后横移拉板38、后横移丝杠39、后横移丝母54、后横移减速机41和后横移电机42，后横移支撑辊轮36设置在后下托架47上，后横移支架53设置在后横移支撑辊轮36上，后横移电机42、后横移减速机41和后横移丝杠39固定在后下托架47上，后横移丝母54通过后横移拉板38与后横移导向机构37相连，后横移导向机构37固定在后下托架47上，后支撑部设置在后横移支架53上，后横移支架53与后横移丝母54固定连接，并在后横移丝杠39的驱动下滑动。由于后横移支架53设置在后横移支撑辊轮36上，因此，在后横移支架53相对于后下托架47滑动的过程中，与后横移支撑辊轮36之间的摩擦为滚动摩擦，摩擦力远小于滑动摩擦，因此可以降低后横移支架53滑动过程中的摩擦阻力，减少调节功耗。
在本实施例中，由于后横移电机42、后横移减速机41和后横移丝杠39固定在后下托架47上，因此在后横移电机42工作时，后横移丝杠39在后横移电机42的驱动作用下转动，将后横移丝杠39的转动转换为后横移丝母54的直线运动，由于后横移支架53固定连接在后横移丝母54上，因此会随着后横移丝母54一同运动，实现对位于后横移支架53上的后支撑部的横移调节。
优选地，后横移丝母54设置在后横移拉板38上，后横移拉板38通过后横移销55与后横移支架53之间实现固定连接，可以方便地实现后横移拉板38与后横移支架53的连接和拆卸，操作简单快速。
后滑动调节部还包括通过联轴器连接至后横移电机42的输入端的后横移手轮43，可以通过后横移手轮43在后横移电机42不工作时手动对后滑动调节部进行操作。
优选地，后摆动调节部包括滚转导向机构32、滚转丝杠33、滚转托架34、支撑座29、滚转减速机44、滚转电机45、滚转丝母49和滚转驱动拉杆50，滚转托架34固定连接在后横移支架53上，滚转电机45、滚转减速机44和滚转丝杠33通过支撑座29固定设置在滚转托架34上，滚转驱动拉杆50连接在滚转导向机构32和滚转丝母49上，滚转驱动拉杆50在滚转丝母49的驱动作用下带动后支撑部的摆动端摆动。
滚转驱动拉杆50的一端与后支撑部的摆动端转动连接，当滚转丝母49在滚转丝杠33的驱动作用下进行直线运动时，会带动滚转驱动拉杆50随滚转丝母49一同运动，此时滚转驱动拉杆50会带动后支撑部的摆动端随滚转驱动拉杆50一同运动，使得后支撑部的摆动端向一侧摆动，实现对后支撑部的摆动端的摆动调整。
在滚转电机45的输入端设置有联轴器和滚转手轮46，可以实现对滚转丝杠33的手动调节，调节更加灵活方便。
优选地，后支撑部包括后托架51、后滚转支撑辊轮52和后滚转限位杆48，后托架51可摆动地设置在后横移支架53上，后滚转支撑辊轮52支撑在后托架51底部，滚转驱动拉杆50与后托架51驱动连接，驱动后托架51摆动，后滚转限位杆48限制后托架51的摆动位置。
后托架51的底部支撑面为弧形，能够与后滚转支撑辊轮52之间形成良好的转动配合关系，使得后托架51的转动更加灵活可靠。后滚转限位杆48能够限定后托架51的摆动位置，避免后托架51的摆动幅度过大。优选地，后托架51的支撑面可以为平面，也可以为平面，与其所要支撑的待调整物体63的形状相匹配，从而形成更加良好的支撑。
推进轴的调整过程如下：推进电机56经推进减速机57、推进联轴器58带动推进丝杠59转动，拖动推进丝母60移动，推进丝母60拖动支撑底架3、前姿态调整机构1、后姿态调整机构2一起沿推进直线滑轨6移动，实现推进轴移动。
升降轴的调整过程如下：前升降电机19经前升降联轴器15控制前提升机20升降、前提升机20带动前拖箱22和前托架24一起升降，实现前升降轴升降动作。后升降电机31经后升降联轴器30控制后提升机28升降，后提升机28带动后姿态调整机构上部机构一起升降移动，实现后升降轴升降动作。通过控制前升降电机19和后升降电机31同步转动实现升降轴运动。
横移轴的调整过程如下：前横移电机18经前横移减速机17带动前横移丝杠16转动，拖动前横移丝母14移动，前横移丝母14带动前姿态调整机构1的前过渡板11以上部分一起沿前横移直线滑轨10移动，实现前横移轴动作。后横移电机42经后横移减速机41带动后横移丝杠39转动，拖动后横移丝母54移动，后横移丝母54通过后横移销55带动后横移支架53以上部分一起移动，实现后横移轴动作。通过控制前横移电机18和后横移电机42同步转动实现横移轴运动。
俯仰角的调整过程如下：保持前姿态调整机构1静止，控制后姿态调整机构2的升降实现俯仰角调整。
偏航角的调整过程如下：保持前姿态调整机构1静止，控制后姿态调整机构2后横移轴移动，待调整物体63就会在后托架51带动下绕回转支撑轴承13转动，实现偏航角调整。
滚转角的调整过程如下：滚转电机45经滚转减速机44带动滚转丝杠33转动，滚转丝母49拖动滚转驱动拉杆50横向移动，滚转驱动拉杆50带动后托架51在后滚转支撑辊轮52上滚动，前托架在产品带动下随动实现滚转角调整。
手动调节物体姿态时只需将各轴电机磁力抱闸解开，然后转动各轴电机后面连接的手轮即可。
通过上述的方式，可以实现对待调整物体63的多个自由度的位姿进行调节，能够快速方便地将待调整物体63的位姿调整到位，便于实现待调整物体63的对接，调节效率高，劳动强度小，工作安全可靠。
采用本发明的技术方案有以下有益效果：
(1)自动调整物体姿态；
(2)通过调整前后支撑间距和更换不同弧形托架满足不同产品姿态调整要求；
(3)具有手动操作接口，可手动调节物体姿态；
(4)各轴之间无互锁，可独立运动，方便手动调节物体姿态。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。