CN105666502A - 一种无人加油站用全自主加油服务机器人及加油服务方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人加油站用全自主加油服务机器人，包括外扩式轨道、可移动智能平台、工业机械臂、功能切换转盘、人形机械爪、电动吸盘、触碰机械爪、机器视觉系统、人机交互系统、加油枪、加油机、油管、控制箱。通过功能切换转盘，配合不同功能支架等实现不同种类设备的自动工位切换，提升切换效率；通过配合使用人形机械爪、电动吸盘和触碰机械爪，实现对不同车辆的全自动加油操作，提升机器人的服务范围；结合机器视觉系统实现对汽车的外盖板和油箱盖外形和位置识别，还具备了对整个加油站的运行状况、汽车车牌及车主身份等的监控和识别等功能；通过配合人机交互系统，使得全自主加油服务机器人对汽车的加油服务类型更加宽泛，适用面更广。

Description

一种无人加油站用全自主加油服务机器人及加油服务方法

技术领域

本发明涉及一种可以代替人工实现加油站无人化的全自动加油机器人，还涉及相应的加油服务方法，属于智能机器人领域。

背景技术

众所周知，随着我国经济和社会的发展，汽车已经成为现代人不可或缺的代步工具。而现有的绝大多数汽车都是燃油汽车，只有极少部分的为电动汽车。由于汽车的燃料消耗，车主需要定期加注燃油。而传统方式的车主在加油时，需要到附近的加油站去加油，在加油的过程中需要专门负责的值班人员进行操作，值班人员不在或人员不足时，需要加油的车主就需要等待前面排队或正在加油的车主加好后，才能进行加油；许多加油站都是收现金的，还需要备有找零的钱，找零的过程就会浪费不少的时间，延长了车主等待以及加油的时间；加油站一般设计有多套加油系统，每套系统都需要专人负责，在一定程度上增加了人员的投入。

更重要的是，即使现有的新闻报道中存在实验室阶段的简单加油机器人，该类机器人只是通过简单的视觉识别功能，将加油枪插入汽车油箱里，并且在该过程中存在的一个致命弊端为：每次需要车主下车或在车内自行打开油箱盖，加油机器人才能实现后续的识别和加油操作。并且，在该过程中如果要正确、精准的识别油箱盖口的位置，还需要实现在加油机器人的数据库中输入当前加油车辆的汽车品牌、型号等参数，如果不能完成该步操作，机器人则无法实现加油功能。另外，当机器人加油完毕后，不具备关闭油箱盖等功能，需要车主自行关闭，这无疑降低了整套加油装置的自动化程度，减少了加油自动化的用户体验。最后，现有实验室研发阶段的加油机器人无法实现为特殊车辆，如卡车、跑车等加油功能，因为卡车等的加油位置不确定、油箱盖机构基本完全需要手动操作，机器人的现有自动化程度无法达到这种程度。

另外，现有的车辆的油箱盖一般分为五类：

①外盖板带锁，油箱盖不带锁，加油时用钥匙打开外盖板拧下油箱盖即可。

②外盖板不带锁，油箱盖带锁，加油时用手指轻压油箱外盖板左侧，盖板弹起后，用钥匙打开并拧下油箱盖即可。

③外盖板装有拉线式锁止机构，在仪表台左下方，需在驾驶室内操作方可打开，此款油箱盖有带锁的也有不带锁的。

④外盖板装有电子式锁止机构，在驾驶员左侧车门上，轻轻一按油箱外盖板就打开了，油箱盖不带锁。

⑤油箱外盖板是和车门的锁止机构同步的，锁车门的同时油箱外盖板也锁上，车门解锁时油箱外盖板也被解锁，但盖板不会弹起需用手指轻压左侧方可弹起，油箱盖不带锁。

由于油箱的外盖板和油箱盖的机构多种，组合类型不同，而现有加油机器人都不具备对不同类型油箱外盖板和油箱盖的自动打开、关闭、拧开、分离和拧紧等功能，导致对汽车的全自动加油操作变的异常艰难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人加油站用全自主加油服务机器人，并提供该机器人的加油服务方法，用以代替现有的人工手动加油方式，实现对不同类型的车辆实现加油的完全自动化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种无人加油站用全自主加油服务机器人，由外扩式轨道、可移动智能平台、工业机械臂、功能切换转盘、人形机械爪、电动吸盘、触碰机械爪、机器视觉系统、人机交互系统、加油枪、加油机、油管、控制箱组成，所述可移动智能平台置于外扩式轨道上，工业机械臂、人机交互系统、控制箱安装于可移动智能平台上，工业机械臂的顶部连接有功能切换转盘和机器视觉系统，功能切换转盘的前端连接有人形机械抓、电动吸盘、触碰机械抓、加油枪，加油枪通过油管与加油机连接。

所述外扩式轨道为类似铁路上铁轨形状，分为两排，可移动智能平台可以跨接在外扩式轨道上方，通过控制和驱动行走机构，进而实现对整套服务机器人的推动行走等功能。为了不影响车辆在加油站内、加油机前的行驶，外扩式轨道一般埋藏于地下，上端面和地面平齐，并且具备一定的承重负载的能力，包括可以承受普通汽车和载货大车等的碾压。

所述可移动智能平台为四轮移动平台，四轮与外扩式轨道可以配合使用，同时还包括驱动电机等，用以实现四轮的运动，从而带动整套服务机器人在外扩式轨道的平滑移动。

所述工业机械臂为一套六自由度的机械臂，底座安装在可移动智能平台的前端，顶端连接人形机械爪、机器视觉系统等设备。

所述功能切换转盘包括转盘盘体、转盘支架、功能支架、转盘舵机、转盘轴承，所述转盘支架固定在工业机械臂的顶端，转盘舵机的外壁安装并固定在转盘支架上，转盘支架通过转盘轴承和转盘盘体连接，功能支架安装于转盘盘体上，所述功能支架为四套，分别连接人形机械爪功能支架、电动吸盘功能支架、触碰机械爪功能支架、加油枪功能支架，所述人形机械爪功能支架安装、固定人形机械爪，所述电动吸盘功能支架安装、固定电动吸盘，所述触碰机械爪功能支架安装、固定触碰机械爪，所述加油枪功能支架安装、固定加油枪。

所述人形机械爪功能支架、电动吸盘功能支架、触碰机械爪功能支架均匀分布在转盘盘体外侧的圆周上，加油枪功能支架位于转盘盘体外侧的圆心上。

所述人形机械爪为电控仿生机械爪，包括人形机械爪本体、人形机械爪压力传感器、人形机械爪微型伺服驱动电机，人形机械爪本体与人形机械爪微型伺服驱动电机连接，人形机械爪压力传感器安装在人形机械爪本体的内侧；所述触碰机械爪包括触碰机械爪本体、触碰机械爪压力传感器、触碰机械爪微型伺服驱动电机。

所述电动吸盘包括吸盘、吸盘支架、吸气系统，吸盘固定在吸盘支架上，吸盘支架固定在电动吸盘功能支架上，吸盘还与吸气系统连接，所述吸气系统包括：真空气泵、气管，真空气泵通过气管和吸盘连接；所述机器视觉系统包括双目立体摄像机、摄像机支架，摄像机支架则安装固定在工业机械臂的小臂上，双目立体摄像机安装固定在摄像机支架上，双目立体摄像机包括左摄像机、右摄像机；所述人机交互系统包括交互模块支架、触摸屏、NFCPOS机、纸币识别模块、扬声器、交互模块主体，交互模块主体安装于交互模块支架上，交互模块支架安装固定在可移动智能平台上，也可以根据需要安装在加油机上，所述触摸屏、POS机、纸币识别模块和扬声器均安装在交互模块主体上。

所述控制箱包括控制箱本体，所述控制箱本体内部设有垂直隔层，用于安放嵌入式控制器、电源变压稳压模块、图像处理器、机械臂驱动器、智能平台驱动器、转盘舵机驱动器、人形机械爪驱动器、电动吸盘驱动器、触碰机械爪驱动器，所述嵌入式控制器连接其它各个模块，所述电源变压稳压模块连接上述各个电气模块及驱动器，所述图像处理器连接机器视觉系统中的双目立体摄像机并将处理后的信号送至嵌入式控制器，所述机械臂驱动器连接嵌入式控制器和工业机械臂，所述智能平台驱动器连接嵌入式控制器和可移动智能平台，转盘舵机驱动器、人形机械爪驱动器、电动吸盘驱动器和触碰机械爪驱动器同时连接嵌入式控制器，又分别连接转盘舵机、人形机械爪、电动吸盘和触碰机械爪。

上述机器人的加油服务方法，包括以下步骤：

①全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台运动，后退至加油机旁，开始警戒和监控功能；此时，双目立体摄像机中的左摄像机用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机中的右摄像机则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能；

②全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器通过右摄像机监测到有车辆进入加油时，嵌入式控制器控制人机交互系统中的扬声器发出语音提示，如：“欢迎光临全自动加油站，请按照箭头指示进入待加油区域”等；

③当车主驾驶汽车进入相应区域后，嵌入式控制器控制人机交互系统中的扬声器发出语音提示，如“请选择加油型号及加油量并付款”，此时车主根据自身的车辆信息实行相应操作并选择适合自身情况的付款方式进行付款；

④当嵌入式控制器通过人机交互系统的触摸屏接收到车主的输入信息，并且通过二维码扫描支付、NFCPOS机或纸币识别模块其中之一获取支付信息后，提示车主开始准备加油操作，请打开油箱盖电控开关并离开车身；

⑤当全自主加油服务机器人检测到车主远离车身后，嵌入式控制器通过控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台前进，并前进至合适的位置；在该过程中，嵌入式控制器机械臂驱动器实现对工业机械臂的驱动，并且此时的双目立体摄像机中的两套摄像机左摄像机和右摄像机同时工作，进而实现对油箱的外盖板、油箱盖和加油口等三位坐标的定位，为后续的工业机械臂等的操作提供定位信息；

⑥当机械臂实时准确定位后，嵌入式控制器控制转盘舵机驱动器驱动转盘舵机转动，进而实现功能部件的的切换工作；首先不同功能的部件的切换第一个工位为触碰机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制触碰机械爪功能支架上的触碰机械爪并配合上述中的触碰机械爪压力传感器，实现对完成对油箱外盖板触碰检测、拉伸和摆动功能等，如果汽车的外盖板为弹性机构，可以通过上述机构和工作方式最终实现对外盖板的掀开操作；若汽车的外盖板为刚性机构，此时功能切换转盘继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第二个工位为电动吸盘功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制电动吸盘功能支架上的电动吸盘实现对外盖板的吸取拉离操作，实现对外盖板的掀开操作；

⑦当汽车的外盖板被掀开后，露出油箱盖，此时，功能切换转盘继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第三个工位为人形机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制人形机械爪功能支架上的人形机械爪实现对油箱盖的拧开动作等，拧开油箱盖后实现与油箱口的分离操作；

⑧然后功能切换转盘继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第四个工位为加油枪功能支架处于转盘盘体的正中间位置处，通过控制加油枪功能支架上的加油枪插入加油口，实现对汽车的加油操作；

⑨当加油操作结束，将上述步骤中的加油操作步骤逆向操作，即实现加油枪的分离、油箱盖的拧紧操作和外盖板的盖实操作；此后，嵌入式控制器通过控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台后退至加油机旁，并通过扬声器发出语音提示，如：“加油已结束，欢迎再次光临”等；至此，全自主加油服务机器人的一次加油操作结束。

上述机器人的加油服务方法，还包括如下步骤和动作：

①上述中的第一工位至第四工位的切换过程为：当转盘舵机运动时，由于其外壁、转盘盘体和工业机械臂之间的刚性连接，使得转轴相对外壳运动，而转轴与转盘支架和功能支架连接，且由于转盘支架通过转盘轴承和转盘盘体连接，使得转盘盘体和转盘支架可以相对转动，此时通过转盘舵机的转动，可以实现转盘盘体和转盘支架的相对可控运动，进而带动功能支架的运动，即最终带动人形机械爪功能支架、电动吸盘功能支架、触碰机械爪功能支架和加油枪功能支架的相对转动，继而实现不同功能部件的的工位切换工作；

②当功能切换转盘切换至第三工位时，即：当汽车的外盖板被掀开后，人形机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制人形机械爪功能支架上的人形机械爪可以实现对油箱盖的拧开动作，具体为：首先是人形机械爪本体，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过人形机械爪微型伺服驱动电机驱动，此时的嵌入式控制器通过控制人形机械爪驱动器实现对人形机械爪的驱动，实现对油箱盖的抓取；同时，嵌入式控制器还通过人形机械爪压力传感器实时检测人形机械爪本体和油箱盖的压力感应，当其之间的压力适宜时，嵌入式控制器通过控制机械臂驱动器实现对工业机械臂的驱动控制，进而带动人形机械爪抓取油箱盖的转动，实现对油箱盖的拧开操作功能；相反的，当全自主加油服务机器人实现加油结束后，对油箱盖的拧紧操作正好与其相反；

③当功能切换转盘切换至第二工位时，电动吸盘功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制电动吸盘功能支架上的电动吸盘实现对外盖板的吸取拉离操作，实现对外盖板的掀开操作，具体为：嵌入式控制器通过控制电动吸盘驱动器实现对真空气泵的驱动，进而通过上述结构中的真空气泵通过气管和吸盘连接，通过真空气泵的操作，可以实现对吸盘的吸气，此时由于吸盘与汽车的油箱盖的盘面接触，通过吸气操作，吸盘与油箱盖会紧密结合在一起；进而，通过嵌入式控制器控制机械臂驱动器实现对工业机械臂的后移操作，工业机械臂带动转盘盘体、转盘支架和功能支架，进而带动吸盘运动，实现油箱盖和汽车油箱的相对分离动作，最终实现油箱盖的打开操作；

④当功能切换转盘切换至第一工位时，触碰机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制触碰机械爪功能支架上的触碰机械爪并配合上述中的触碰机械爪压力传感器，实现对完成对油箱外盖板触碰检测、拉伸和摆动功能等，具体为：首先是触碰机械爪本体，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过触碰机械爪微型伺服驱动电机驱动，此时的嵌入式控制器通过控制触碰机械爪驱动器实现对触碰机械爪的驱动，实现对油箱盖的压碰操作；同时，嵌入式控制器还通过触碰机械爪压力传感器实时检测触碰机械爪本体和外盖板的压力感应，当其之间的压力适宜时，嵌入式控制器通过控制机械臂驱动器实现对工业机械臂的驱动控制，进而带动触碰机械爪实现压碰及分离操作，实现对油箱盖的掀开操作功能；相反的，当全自主加油服务机器人实现加油结束后，对外盖板的压实操作正好与其相反。

上述机器人的加油服务方法，还包括加油服务机器人的平时监控工作状态及步骤：全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台运动，后退至加油机旁，开始警戒和监控功能；此时，双目立体摄像机中的左摄像机用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机中的右摄像机则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能；对于出现在视野内的所有信心进行记录并通过嵌入式控制器存储，以便后续调用和查看。

上述机器人的加油服务方法，还包括加油服务机器人通过车主、工作人员及网络的配合实现自主学习的方法步骤：当全自主加油服务机器人对一种新类型或新型号的汽车实施加油时，如果外盖板的位置较为不常规，或通过全自主加油服务机器人的识别后无法正确加油时，此时车主可以通过触摸屏操作，将自身汽车的型号输入，此后嵌入式控制器通过联网功能，实现对数据库中汽车型号的查找，并通过网络实现对该汽车外形、外盖板和油箱盖等位置类信息的查找，若查找到后便可以实现对该类汽车的全自主加油操作；如果上述步骤出现问题，此时工作人员进行干预操作，手动输入该类型汽车的外形、外盖板和油箱盖的位置信息等手动输入数据库，实现后续对该类汽车的全自主加油操作。

本发明的有益效果是：

(1)本发明不仅公布了一种无人加油站用全自主加油服务机器人，还提出了一套完整的加油服务机器人的机械及电气结构、加油方法等，用以代替现有的人工手动加油方式，实现对不同类型的车辆实现加油的完全自动化。机械和电气结构简单，步骤及方法合理，可以解决当前加油站的无人化实施问题，具有较高的参考价值。

(2)本发明通过设计了功能切换转盘，分别对应不同的结构和功能，通过配合本发明中的不同种类的功能支架、功能机械手等工具，实现了对一整套不同功能的设备只占用一套机械手便可以完成不同的操作和动作，同时利用转盘机构实现了对不同种类设备的自动工位切换。不仅解决了机器人的开发成本和周期，提升了不同功能机构的切换效率，更是节省了机器人的工作空间，机构具备可实施性、可行性和高效性。

(3)本发明通过配合使用人形机械爪、电动吸盘和触碰机械爪，实现了对不同车辆的全自动加油操作，包括汽车外盖板的打开和关闭，汽车油箱盖的拧开与拧紧等操作，不仅适用于普通的家用汽车，对加油口较为复杂的大型载货汽车、跑车等同样适用，大大提升了本套全自主加油服务机器人的服务范围，适应能力强。

(4)本发明利用机器视觉系统不仅实现了机器人自身的导航、监控和识别等功能，并且通过利用双目立体摄像机实现了对汽车的外盖板和油箱盖的外形和位置识别，为后续机器人的全自主加油提供了精准的坐标位置信息。同时该机器人还具备了对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能，自动化程度高。

(5)本发明使用人机交互系统作为车主和加油服务机器人的交互媒介，通过配合触摸屏和扬声器实现了人机文字、图片、视频和语音的交互，更是利用触摸屏的二维码支付、NFCPOS机和纸币识别模块实现费用的收取，不仅提高了收款效率，而且减低了纸币等的流通速率，收款方式高效、便捷，大大节省了车主的宝贵时间。同时利用交互媒介，实现了车主、工作人员对全自主加油服务机器人的学习工作，配合网络的搜索功能，使得全自主加油服务机器人对汽车的加油服务类型更加宽泛，适用面更广，适合大面积推广运行。

附图说明

附图1为本发明的整体立体结构示意图。

附图2为本发明的整体主视结构示意图。

附图3为本发明的整体左视结构示意图。

附图4为本发明的整体俯视结构示意图。

附图5为本发明的功能切换转盘结构示意图。

附图6为本发明的人机交互系统结构示意图。

附图7为本发明的控制箱结构示意图。

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。

如图1-4所示，一种无人加油站用全自主加油服务机器人，由外扩式轨道1、可移动智能平台2、工业机械臂3、功能切换转盘4、人形机械爪5、电动吸盘6、触碰机械爪7、机器视觉系统8、人机交互系统9、加油枪10、加油机11、油管12、控制箱13组成，所述可移动智能平台2置于外扩式轨道1上，工业机械臂3、人机交互系统9、控制箱13安装于可移动智能平台2上，工业机械臂3的顶部连接有功能切换转盘4和机器视觉系统8，功能切换转盘4的前端连接有人形机械抓5、电动吸盘6、触碰机械抓7、加油枪10，加油枪10通过油管12与加油机11连接。

所述外扩式轨道1为类似铁路上铁轨形状，分为两排，可移动智能平台2可以跨接在外扩式轨道1上方，通过控制和驱动行走机构，进而实现对整套服务机器人的推动行走等功能。为了不影响车辆在加油站内、加油机9前的行驶，外扩式轨道1一般埋藏于底下，上端面和地面平齐，并且具备一定的承重负载的能力，包括可以承受普通汽车和载货大车等的碾压。

所述可移动智能平台2为四轮移动平台，四轮与外扩式轨道1可以配合使用，同时还包括驱动电机等，用以实现四轮的运动，从而带动整套服务机器人在外扩式轨道1的平滑移动。

所述工业机械臂3为一套六自由度的机械臂，底座安装在可移动智能平台2的前端，顶端连接人形机械爪5、机器视觉系统6等设备。

如图5所示，所述功能切换转盘4包括：转盘盘体41、转盘支架42、功能支架43、转盘舵机44、转盘轴承45。上述机械结构的连接关系为：所述转盘盘体41为薄圆盘结构，圆盘面端设置有螺纹孔，用以实现外界器件的连接固定作用。所述转盘支架42为圆柱形支架结构，固定在工业机械臂3的顶端，所述转盘支架42通过转盘轴承45和转盘盘体41连接，使得转盘盘体41和转盘支架42可以相对转动。所述功能支架43为四套，分别对应相似的结构和不同的功能。第一套对应：人形机械爪功能支架431；第二套对应：电动吸盘功能支架432；第三套对应：触碰机械爪功能支架433；第四套对应：加油枪功能支架434。顾名思义，所述人形机械爪功能支架431为安装和固定人形机械爪5设计，所述电动吸盘功能支架432为安装和固定电动吸盘6设计，所述触碰机械爪功能支架433为安装和固定触碰机械爪7设计，所述加油枪功能支架434为安装和固定加油枪10设计。上述前三套功能支架43，按照三点均匀分布状分布在上述圆盘状的转盘盘体41外侧的圆周上，而第四套功能支架43则安装固定在上述圆盘状的转盘盘体41外侧的圆心上。所述转盘舵机44的外壁安装并固定在转盘支架42上，而转轴则安装并固定在转盘盘体41上，所述结构的机械和电气运动效果为：当转盘舵机44运动时，由于其外壁、转盘盘体41和工业机械臂3之间的刚性连接，使得转轴相对外壳运动，而转轴与转盘支架42和功能支架43连接，且由于转盘支架42通过转盘轴承45和转盘盘体41连接，使得转盘盘体41和转盘支架42可以相对转动。此时通过转盘舵机44的转动，可以实现转盘盘体41和转盘支架42的相对可控运动，进而带动功能支架43的运动，即最终带动人形机械爪功能支架431、电动吸盘功能支架432、触碰机械爪功能支架433和加油枪功能支架434的相对转动，继而实现不同功能部件的的切换工作。

所述人形机械爪5为电可控仿生机械爪，为模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械爪。主要功能为：实现对汽车的油箱盖的抓取、拧开、拧紧等功能，包括如下结构：人形机械爪本体51、人形机械爪压力传感器52、人形机械爪微型伺服驱动电机53等。由于现有的仿生机械爪较为成熟，在此只是简单的应用，因此不再详细赘述其功能，只是简单的将机械爪的功能如何应用到本套加油服务机器人上的过程和功能实现做简单的介绍。首先是人形机械爪本体51，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过人形机械爪微型伺服驱动电机53驱动，所述人形机械爪压力传感器52安装在人形机械爪本体51的内侧，通过人形机械爪压力传感器52可以实现对人形机械爪本体51和外界接触事物的压力感应，包括横向压力感应和纵向压力感应，从而实现人形机械爪本体51与外界事物横向、纵向扭力的变化感应，应用至本套加油服务机器人的效果为：通过人形机械爪压力传感器52，系统可以实时感知人形机械爪本体51与油箱盖间的接触与否、接触力大小、拧力大小及是否停止拧紧动作等。

所述电动吸盘6包括：吸盘61、吸盘支架62、吸气系统63。详细的，为了适用一系列的家用汽车等，确保对普通平面的油箱盖可以操作，所述吸盘61的盘面较小，为圆盘面。所述吸盘61固定在吸盘支架62上，所述吸盘支架62固定在电动吸盘功能支架432上。相应的，所述吸盘61还与吸气系统63连接，详尽的，所述吸气系统63包括：真空气泵631、气管632。真空气泵631通过气管632和吸盘61连接，通过真空气泵631的操作，可以实现对吸盘61的吸气，此时若吸盘61与汽车的油箱盖的盘面接触，通过吸气操作，吸盘61与油箱盖会紧密结合在一起，通过工业机械臂3带动转盘盘体41、转盘支架42和功能支架43，进而带动吸盘61运动，实现油箱盖和汽车油箱的相对分离动作，最终实现油箱盖的打开操作。

所述触碰机械爪7与人形机械爪5类似，亦包括：触碰机械爪本体71、触碰机械爪压力传感器72、触碰机械爪微型伺服驱动电机73等，主要功能为：辅助人形机械爪5，完成对油箱外盖板、油箱盖等的触碰检测、拉伸和摆动功能等。

所述机器视觉系统8包括：双目立体摄像机81、摄像机支架82。所述的双目立体摄像机81为两套广角彩色摄像机，包括：左摄像机811、右摄像机812。为了后续三维坐标的定位精确，一般选取的该两套摄像机的参数尽量一致，并且两套摄像机平行放置，并安装固定在摄像机支架82上。所述摄像机支架82则安装固定在工业机械臂3的小臂上，可以随工业机械臂3的摆动而摆动。在平时，双目立体摄像机81中的左摄像机811可以用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机81中的右摄像机812则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能。而当全自主加油服务机器人进行对车辆实施加油过程中，双目立体摄像机81中的两套摄像机左摄像机811和右摄像机812同时工作，进而实现对油箱的外盖板、油箱盖和加油口等三位坐标的定位，为后续的工业机械臂等的操作提供定位信息。

如图6所示，所述人机交互系统9为车主和加油服务机器人的交互媒介，包括：交互模块支架91、触摸屏92、NFCPOS机93、纸币识别模块94、扬声器95、交互模块主体96。上述中的交互模块支架91实现对交互模块主体96的支撑作用，并安装固定在可移动智能平台2上，当然也可以根据需要安装在加油机上。所述触摸屏92、POS机93、纸币识别模块94和扬声器95均安装在交互模块主体96上。其中，触摸屏92可以实现人机中的显示交互，包括文字、图片和视频。例如，触摸屏92可以显示车辆的参数信息、油料的型号、当前已加重量、卡内余额等信息；另外，车主还可以通过触摸屏92上显示的支付二维码信息，实现微信、支付宝等的支付。所述NFCPOS机93为增加了NFC功能的POS机，不仅可以实现对普通银联卡等的刷卡消费，而且还支持手机的NFC支付功能，使得车主支付变得极为方便、简单和高效。由于在当前加油站，使用现金的车主还存在相当一部分比例，因此，本发明中的人机交互系统9还加入纸币识别模块94，以适合常使用纸币支付的车主。所述扬声器95主要实现人机中的语音交互，例如实现对车主的温馨提示、警告信息等。

所述加油枪10为普通的加油站使用的加油枪，包括两端分别为油进口端和油出口端的枪体，但是普通的加油枪是人工操作的，因此包含了位于枪体外的扳机和护弓，当扳机被抬起时，通过换向件推动顶杆组件和主阀向枪体的油进口端移动，加油枪开启加油。但是本发明中，加油枪10由于是通过机器人自动控制的，因此需要使用电磁阀控制油路的通断。所述加油枪还通过加油枪功能支架434安装固定在功能切换转盘4上。

所述加油机11为加油站使用的普通的加油机，所不同的是，上述人机交互系统9中的各个人机交互模块，根据需要，也可以安装在所述加油机11上，实现与人机的互动交互。另外，所述加油机11的另外一个重要功能是，为整套的加油服务机器人提供电能。

所述油管12为油路的通道，连接加油枪10和加油机11。

如图7所示，所述控制箱13包括：控制箱本体131、嵌入式控制器132、电源变压稳压模块133、图像处理器134、机械臂驱动器135、智能平台驱动器136、转盘舵机驱动器137、人形机械爪驱动器138、电动吸盘驱动器139、触碰机械爪驱动器1310。上述中所有模块及驱动器均放置在控制箱本体131中，所述控制箱本体131内部设有垂直隔层，用以安防上述电气控制模块。上述各个模块的连接关系和作用为：所述嵌入式控制器132连接电源变压稳压模块133、图像处理器134及其它各个模块，该模块为整套加油服务机器人的核心，用来实现对信息的融合、各模块的决策、控制等作用，如控制可移动智能平台2的运动，处理图像处理器134上传的数据信息，驱动触碰机械爪7与人形机械爪5实现相应的动作等。所述电源变压稳压模块连接上述各个电气模块及驱动器，用以提供稳定的直流或交流电压，而其又通过电缆连接加油机11用以汲取电能。所述图像处理器134连接机器视觉系统8中的双目立体摄像机81实现对来自摄像机的视频图像进行处理并将处理后的信号送至嵌入式控制器132供其分析、决策和控制。所述机械臂驱动器135连接嵌入式控制器132和工业机械臂3，一方面用以接收来自嵌入式控制器132的控制信号，另一方面可以直接驱动工业机械臂3的运动。所述智能平台驱动器136与上述类似，既连接嵌入式控制器132接收控制指令，又连接可移动智能平台2实现对平台的驱动。类似的，上述转盘舵机驱动器137、人形机械爪驱动器138、电动吸盘驱动器139和触碰机械爪驱动器1310分别同时连接嵌入式控制器132实现与控制器的信息交互，又分别连接转盘舵机44、人形机械爪5、电动吸盘6和触碰机械爪7用以实现对相应模块的功能驱动。

上述机器人的加油服务方法，包括以下步骤：

①全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器132控制智能平台驱动器136驱动可移动智能平台2运动，后退至加油机11旁，开始警戒和监控功能；此时，双目立体摄像机81中的左摄像机811用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机81中的右摄像机812则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能；

②全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器132通过右摄像机812监测到有车辆进入加油时，嵌入式控制器132控制人机交互系统9中的扬声器95发出语音提示，如：“欢迎光临全自动加油站，请按照箭头指示进入待加油区域”等；

③当车主驾驶汽车进入相应区域后，嵌入式控制器132控制人机交互系统9中的扬声器95发出语音提示，如“请选择加油型号及加油量并付款”，此时车主根据自身的车辆信息实行相应操作并选择适合自身情况的付款方式进行付款；

④当嵌入式控制器132通过人机交互系统9的触摸屏92接收到车主的输入信息，并且通过二维码扫描支付、NFCPOS机93或纸币识别模块94其中之一获取支付信息后，提示车主开始准备加油操作，请打开油箱盖电控开关并离开车身；

⑤当全自主加油服务机器人检测到车主远离车身后，嵌入式控制器132通过控制智能平台驱动器136驱动可移动智能平台2前进，并前进至合适的位置；在该过程中，嵌入式控制器132机械臂驱动器135实现对工业机械臂3的驱动，并且此时的双目立体摄像机81中的两套摄像机左摄像机811和右摄像机812同时工作，进而实现对油箱的外盖板、油箱盖和加油口等三位坐标的定位，为后续的工业机械臂3等的操作提供定位信息；

⑥当机械臂实时准确定位后，嵌入式控制器132控制转盘舵机驱动器137驱动转盘舵机44转动，进而实现功能部件的的切换工作；首先不同功能的部件的切换第一个工位为触碰机械爪功能支架433处于转盘盘体41的正上方，通过控制触碰机械爪功能支架433上的触碰机械爪7并配合上述中的触碰机械爪压力传感器72，实现对完成对油箱外盖板触碰检测、拉伸和摆动功能等，如果汽车的外盖板为弹性机构，可以通过上述机构和工作方式最终实现对外盖板的掀开操作；若汽车的外盖板为刚性机构，此时功能切换转盘4继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第二个工位为电动吸盘功能支架432处于转盘盘体41的正上方，通过控制电动吸盘功能支架432上的电动吸盘6实现对外盖板的吸取拉离操作，实现对外盖板的掀开操作；

⑦当汽车的外盖板被掀开后，露出油箱盖，此时，功能切换转盘4继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第三个工位为人形机械爪功能支架431处于转盘盘体41的正上方，通过控制人形机械爪功能支架431上的人形机械爪5实现对油箱盖的拧开动作等，拧开油箱盖后实现与油箱口的分离操作；

⑧然后功能切换转盘4继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第四个工位为加油枪功能支架434处于转盘盘体41的正中间位置处，通过控制加油枪功能支架434上的加油枪10插入加油口，实现对汽车的加油操作；

⑨当加油操作结束，将上述步骤中的加油操作步骤逆向操作，即实现加油枪10的分离、油箱盖的拧紧操作和外盖板的盖实操作；此后，嵌入式控制器132通过控制智能平台驱动器136驱动可移动智能平台2后退至加油机11旁，并通过扬声器95发出语音提示，如：“加油已结束，欢迎再次光临”等；至此，全自主加油服务机器人的一次加油操作结束。

上述机器人的加油服务方法，还包括如下步骤和动作：

①上述中的第一工位至第四工位的切换过程为：当转盘舵机44运动时，由于其外壁、转盘盘体41和工业机械臂3之间的刚性连接，使得转轴相对外壳运动，而转轴与转盘支架42和功能支架43连接，且由于转盘支架42通过转盘轴承45和转盘盘体41连接，使得转盘盘体41和转盘支架42可以相对转动，此时通过转盘舵机44的转动，可以实现转盘盘体41和转盘支架42的相对可控运动，进而带动功能支架43的运动，即最终带动人形机械爪功能支架431、电动吸盘功能支架432、触碰机械爪功能支架433和加油枪功能支架434的相对转动，继而实现不同功能部件的的工位切换工作；

②当功能切换转盘4切换至第三工位时，即：当汽车的外盖板被掀开后，人形机械爪功能支架431处于转盘盘体41的正上方，通过控制人形机械爪功能支架431上的人形机械爪5可以实现对油箱盖的拧开动作，具体为：首先是人形机械爪本体51，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过人形机械爪微型伺服驱动电机53驱动，此时的嵌入式控制器132通过控制人形机械爪驱动器138实现对人形机械爪5的驱动，实现对油箱盖的抓取；同时，嵌入式控制器132还通过人形机械爪压力传感器52实时检测人形机械爪本体51和油箱盖的压力感应，当其之间的压力适宜时，嵌入式控制器132通过控制机械臂驱动器135实现对工业机械臂3的驱动控制，进而带动人形机械爪5抓取油箱盖的转动，实现对油箱盖的拧开操作功能；相反的，当全自主加油服务机器人实现加油结束后，对油箱盖的拧紧操作正好与其相反；

③当功能切换转盘4切换至第二工位时，电动吸盘功能支架432处于转盘盘体41的正上方，通过控制电动吸盘功能支架432上的电动吸盘6实现对外盖板的吸取拉离操作，实现对外盖板的掀开操作，具体为：嵌入式控制器132通过控制电动吸盘驱动器139实现对真空气泵631的驱动，进而通过上述结构中的真空气泵631通过气管632和吸盘61连接，通过真空气泵631的操作，可以实现对吸盘61的吸气，此时由于吸盘61与汽车的油箱盖的盘面接触，通过吸气操作，吸盘61与油箱盖会紧密结合在一起；进而，通过嵌入式控制器132控制机械臂驱动器135实现对工业机械臂3的后移操作，工业机械臂3带动转盘盘体41、转盘支架42和功能支架43，进而带动吸盘61运动，实现油箱盖和汽车油箱的相对分离动作，最终实现油箱盖的打开操作；

④当功能切换转盘4切换至第一工位时，触碰机械爪功能支架433处于转盘盘体41的正上方，通过控制触碰机械爪功能支架433上的触碰机械爪7并配合上述中的触碰机械爪压力传感器72，实现对完成对油箱外盖板触碰检测、拉伸和摆动功能等，具体为：首先是触碰机械爪本体71，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过触碰机械爪微型伺服驱动电机73驱动，此时的嵌入式控制器132通过控制触碰机械爪驱动器1310实现对触碰机械爪7的驱动，实现对油箱盖的压碰操作；同时，嵌入式控制器132还通过触碰机械爪压力传感器72实时检测触碰机械爪本体71和外盖板的压力感应，当其之间的压力适宜时，嵌入式控制器132通过控制机械臂驱动器135实现对工业机械臂3的驱动控制，进而带动触碰机械爪7实现压碰及分离操作，实现对油箱盖的掀开操作功能；相反的，当全自主加油服务机器人实现加油结束后，对外盖板的压实操作正好与其相反。

上述机器人的加油服务方法，还包括加油服务机器人的平时监控工作状态及步骤：全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器132控制智能平台驱动器136驱动可移动智能平台2运动，后退至加油机11旁，开始警戒和监控功能；此时，双目立体摄像机81中的左摄像机811用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机81中的右摄像机812则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能；对于出现在视野内的所有信心进行记录并通过嵌入式控制器132存储，以便后续调用和查看。

上述机器人的加油服务方法，还包括加油服务机器人通过车主、工作人员及网络的配合实现自主学习的方法步骤：当全自主加油服务机器人对一种新类型或新型号的汽车实施加油时，如果外盖板的位置较为不常规，或通过全自主加油服务机器人的识别后无法正确加油时，此时车主可以通过触摸屏92操作，将自身汽车的型号输入，此后嵌入式控制器132通过联网功能，实现对数据库中汽车型号的查找，并通过网络实现对该汽车外形、外盖板和油箱盖等位置类信息的查找，若查找到后便可以实现对该类汽车的全自主加油操作；如果上述步骤出现问题，此时工作人员进行干预操作，手动输入该类型汽车的外形、外盖板和油箱盖的位置信息等手动输入数据库，实现后续对该类汽车的全自主加油操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人加油站用全自主加油服务机器人，其特征在于，由外扩式轨道、可移动智能平台、工业机械臂、功能切换转盘、人形机械爪、电动吸盘、触碰机械爪、机器视觉系统、人机交互系统、加油枪、加油机、油管、控制箱组成，所述可移动智能平台置于外扩式轨道上，工业机械臂、人机交互系统、控制箱安装于可移动智能平台上，工业机械臂的顶部连接有功能切换转盘和机器视觉系统，功能切换转盘的前端连接有人形机械抓、电动吸盘、触碰机械抓、加油枪，加油枪通过油管与加油机连接。

2.如权利要求1所述的一种无人加油站用全自主加油服务机器人，其特征在于，所述功能切换转盘包括转盘盘体、转盘支架、功能支架、转盘舵机、转盘轴承，所述转盘支架固定在工业机械臂的顶端，转盘舵机的外壁安装并固定在转盘支架上，转盘支架通过转盘轴承和转盘盘体连接，功能支架安装于转盘盘体上，所述功能支架为四套，分别连接人形机械爪功能支架、电动吸盘功能支架、触碰机械爪功能支架、加油枪功能支架，所述人形机械爪功能支架安装、固定人形机械爪，所述电动吸盘功能支架安装、固定电动吸盘，所述触碰机械爪功能支架安装、固定触碰机械爪，所述加油枪功能支架安装、固定加油枪。

3.如权利要求2所述的一种无人加油站用全自主加油服务机器人，其特征在于，所述人形机械爪功能支架、电动吸盘功能支架、触碰机械爪功能支架均匀分布在转盘盘体外侧的圆周上，加油枪功能支架位于转盘盘体外侧的圆心上。

4.如权利要求1所述的一种无人加油站用全自主加油服务机器人，其特征在于，所述人形机械爪为电控仿生机械爪，包括人形机械爪本体、人形机械爪压力传感器、人形机械爪微型伺服驱动电机，人形机械爪本体与人形机械爪微型伺服驱动电机连接，人形机械爪压力传感器安装在人形机械爪本体的内侧；所述触碰机械爪包括触碰机械爪本体、触碰机械爪压力传感器、触碰机械爪微型伺服驱动电机。

5.如权利要求1所述的一种无人加油站用全自主加油服务机器人，其特征在于，所述电动吸盘包括吸盘、吸盘支架、吸气系统，吸盘固定在吸盘支架上，吸盘支架固定在电动吸盘功能支架上，吸盘还与吸气系统连接，所述吸气系统包括：真空气泵、气管，真空气泵通过气管和吸盘连接；所述机器视觉系统包括双目立体摄像机、摄像机支架，摄像机支架则安装固定在工业机械臂的小臂上，双目立体摄像机安装固定在摄像机支架上，双目立体摄像机包括左摄像机、右摄像机；所述人机交互系统包括交互模块支架、触摸屏、NFCPOS机、纸币识别模块、扬声器、交互模块主体，交互模块主体安装于交互模块支架上，交互模块支架安装固定在可移动智能平台上，也可以根据需要安装在加油机上，所述触摸屏、POS机、纸币识别模块和扬声器均安装在交互模块主体上。

6.如权利要求1所述的一种无人加油站用全自主加油服务机器人，其特征在于，所述控制箱包括控制箱本体，所述控制箱本体内部设有垂直隔层，用于安放嵌入式控制器、电源变压稳压模块、图像处理器、机械臂驱动器、智能平台驱动器、转盘舵机驱动器、人形机械爪驱动器、电动吸盘驱动器、触碰机械爪驱动器，所述嵌入式控制器连接其它各个模块，所述电源变压稳压模块连接上述各个电气模块及驱动器，所述图像处理器连接机器视觉系统中的双目立体摄像机并将处理后的信号送至嵌入式控制器，所述机械臂驱动器连接嵌入式控制器和工业机械臂，所述智能平台驱动器连接嵌入式控制器和可移动智能平台，转盘舵机驱动器、人形机械爪驱动器、电动吸盘驱动器和触碰机械爪驱动器同时连接嵌入式控制器，又分别连接转盘舵机、人形机械爪、电动吸盘和触碰机械爪。

7.权利要求1-6任一所述的机器人的加油服务方法，其特征在于，包括以下步骤：

①全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台运动，后退至加油机旁，开始警戒和监控功能；此时，双目立体摄像机中的左摄像机用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机中的右摄像机则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能；

②全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器通过右摄像机监测到有车辆进入加油时，嵌入式控制器控制人机交互系统中的扬声器发出语音提示，如：“欢迎光临全自动加油站，请按照箭头指示进入待加油区域”等；

③当车主驾驶汽车进入相应区域后，嵌入式控制器控制人机交互系统中的扬声器发出语音提示，如“请选择加油型号及加油量并付款”，此时车主根据自身的车辆信息实行相应操作并选择适合自身情况的付款方式进行付款；

④当嵌入式控制器通过人机交互系统的触摸屏接收到车主的输入信息，并且通过二维码扫描支付、NFCPOS机或纸币识别模块其中之一获取支付信息后，提示车主开始准备加油操作，请打开油箱盖电控开关并离开车身；

⑤当全自主加油服务机器人检测到车主远离车身后，嵌入式控制器通过控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台前进，并前进至合适的位置；在该过程中，嵌入式控制器机械臂驱动器实现对工业机械臂的驱动，并且此时的双目立体摄像机中的两套摄像机左摄像机和右摄像机同时工作，进而实现对油箱的外盖板、油箱盖和加油口等三位坐标的定位，为后续的工业机械臂等的操作提供定位信息；

⑥当机械臂实时准确定位后，嵌入式控制器控制转盘舵机驱动器驱动转盘舵机转动，进而实现功能部件的的切换工作；首先不同功能的部件的切换第一个工位为触碰机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制触碰机械爪功能支架上的触碰机械爪并配合上述中的触碰机械爪压力传感器，实现对完成对油箱外盖板触碰检测、拉伸和摆动功能等，如果汽车的外盖板为弹性机构，可以通过上述机构和工作方式最终实现对外盖板的掀开操作；若汽车的外盖板为刚性机构，此时功能切换转盘继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第二个工位为电动吸盘功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制电动吸盘功能支架上的电动吸盘实现对外盖板的吸取拉离操作，实现对外盖板的掀开操作；

⑦当汽车的外盖板被掀开后，露出油箱盖，此时，功能切换转盘继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第三个工位为人形机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制人形机械爪功能支架上的人形机械爪实现对油箱盖的拧开动作等，拧开油箱盖后实现与油箱口的分离操作；

⑧然后功能切换转盘继续进行工位转换，不同功能的部件的切换第四个工位为加油枪功能支架处于转盘盘体的正中间位置处，通过控制加油枪功能支架上的加油枪插入加油口，实现对汽车的加油操作；

⑨当加油操作结束，将上述步骤中的加油操作步骤逆向操作，即实现加油枪的分离、油箱盖的拧紧操作和外盖板的盖实操作；此后，嵌入式控制器通过控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台后退至加油机旁，并通过扬声器发出语音提示，如：“加油已结束，欢迎再次光临”等；至此，全自主加油服务机器人的一次加油操作结束。

8.如权利要求7所述的机器人的加油服务方法，其特征在于，还包括如下步骤和动作：

①上述中的第一工位至第四工位的切换过程为：当转盘舵机运动时，由于其外壁、转盘盘体和工业机械臂之间的刚性连接，使得转轴相对外壳运动，而转轴与转盘支架和功能支架连接，且由于转盘支架通过转盘轴承和转盘盘体连接，使得转盘盘体和转盘支架可以相对转动，此时通过转盘舵机的转动，可以实现转盘盘体和转盘支架的相对可控运动，进而带动功能支架的运动，即最终带动人形机械爪功能支架、电动吸盘功能支架、触碰机械爪功能支架和加油枪功能支架的相对转动，继而实现不同功能部件的的工位切换工作；

②当功能切换转盘切换至第三工位时，即：当汽车的外盖板被掀开后，人形机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制人形机械爪功能支架上的人形机械爪可以实现对油箱盖的拧开动作，具体为：首先是人形机械爪本体，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过人形机械爪微型伺服驱动电机驱动，此时的嵌入式控制器通过控制人形机械爪驱动器实现对人形机械爪的驱动，实现对油箱盖的抓取；同时，嵌入式控制器还通过人形机械爪压力传感器实时检测人形机械爪本体和油箱盖的压力感应，当其之间的压力适宜时，嵌入式控制器通过控制机械臂驱动器实现对工业机械臂的驱动控制，进而带动人形机械爪抓取油箱盖的转动，实现对油箱盖的拧开操作功能；相反的，当全自主加油服务机器人实现加油结束后，对油箱盖的拧紧操作正好与其相反；

③当功能切换转盘切换至第二工位时，电动吸盘功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制电动吸盘功能支架上的电动吸盘实现对外盖板的吸取拉离操作，实现对外盖板的掀开操作，具体为：嵌入式控制器通过控制电动吸盘驱动器实现对真空气泵的驱动，进而通过上述结构中的真空气泵通过气管和吸盘连接，通过真空气泵的操作，可以实现对吸盘的吸气，此时由于吸盘与汽车的油箱盖的盘面接触，通过吸气操作，吸盘与油箱盖会紧密结合在一起；进而，通过嵌入式控制器控制机械臂驱动器实现对工业机械臂的后移操作，工业机械臂带动转盘盘体、转盘支架和功能支架，进而带动吸盘运动，实现油箱盖和汽车油箱的相对分离动作，最终实现油箱盖的打开操作；

④当功能切换转盘切换至第一工位时，触碰机械爪功能支架处于转盘盘体的正上方，通过控制触碰机械爪功能支架上的触碰机械爪并配合上述中的触碰机械爪压力传感器，实现对完成对油箱外盖板触碰检测、拉伸和摆动功能等，具体为：首先是触碰机械爪本体，机械爪本体为仿生人手结构，内部含有较为复杂的结构，还包括手掌、关节等的运动结构，但每个关节的运动均是通过触碰机械爪微型伺服驱动电机驱动，此时的嵌入式控制器通过控制触碰机械爪驱动器实现对触碰机械爪的驱动，实现对油箱盖的压碰操作；同时，嵌入式控制器还通过触碰机械爪压力传感器实时检测触碰机械爪本体和外盖板的压力感应，当其之间的压力适宜时，嵌入式控制器通过控制机械臂驱动器实现对工业机械臂的驱动控制，进而带动触碰机械爪实现压碰及分离操作，实现对油箱盖的掀开操作功能；相反的，当全自主加油服务机器人实现加油结束后，对外盖板的压实操作正好与其相反。

9.如权利要求7所述的机器人的加油服务方法，其特征在于，还包括加油服务机器人的平时监控工作状态及步骤：全自主加油服务机器人中的嵌入式控制器控制智能平台驱动器驱动可移动智能平台运动，后退至加油机旁，开始警戒和监控功能；此时，双目立体摄像机中的左摄像机用作普通的视觉导航摄像机，可以实现对整套加油服务机器人的视觉导航行走等动作；而双目立体摄像机中的右摄像机则可以用作普通的监控摄像机，可以实现对整个加油站的运行状况、汽车的外形、车牌及车主身份等的监控和识别等功能；对于出现在视野内的所有信心进行记录并通过嵌入式控制器存储，以便后续调用和查看。

10.如权利要求7所述的机器人的加油服务方法，其特征在于，还包括加油服务机器人通过车主、工作人员及网络的配合实现自主学习的方法步骤：当全自主加油服务机器人对一种新类型或新型号的汽车实施加油时，如果外盖板的位置较为不常规，或通过全自主加油服务机器人的识别后无法正确加油时，此时车主可以通过触摸屏操作，将自身汽车的型号输入，此后嵌入式控制器通过联网功能，实现对数据库中汽车型号的查找，并通过网络实现对该汽车外形、外盖板和油箱盖等位置类信息的查找，若查找到后便可以实现对该类汽车的全自主加油操作；如果上述步骤出现问题，此时工作人员进行干预操作，手动输入该类型汽车的外形、外盖板和油箱盖的位置信息等手动输入数据库，实现后续对该类汽车的全自主加油操作。