CN108751107A - 加油机器人及智能加油系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加油机器人及智能加油系统，加油机器人包括机械手、及连接机械手的夹爪装置；所述夹爪装置包括连接机械手的框架、及安装在框架上的外盖开合机构、内盖夹取机构及油枪夹取机构；外盖开合机构用于对汽车加油口上的外盖进行开合；内盖夹取机构用于夹取汽车加油口内的内盖；油枪夹取机构用于夹持加油枪。上述加油机器人，在机械手控制夹爪装置的运动行程下，外盖开合机构自动开合汽车加油口上的外盖，内盖夹取机构自动拔插汽车加油口内的内盖，油枪夹取机构自动拔插加油枪，加油时，无需车主自行开关外盖和内盖，给车主带来极大的便利性。智能加油系统实现对汽车全自动加油程序，无需专人值班，可降低人员的投入。

Description

加油机器人及智能加油系统

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，特别是涉及一种加油机器人及智能加油系统。

背景技术

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。燃油汽车一般需要定期去加油站加注燃油。

加油站的传统加油方式一般是由人工进行，即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，导致车主在加油时需要耗费较长的时间；且加油需要人工进行，在一定程度上增加了人员的投入；随着时代的进度，研发出了一种加油机器人，但是该类加油机器人只能将加油枪插入汽车加油口内，加油时，需要车主自行打开汽车加油口处的外盖和内盖，当加油机器人加油完毕后，需要车主自行关上汽车加油口处的内盖和外盖，自动化程度低，给车主带来一定的不便。

发明内容

基于此，有必要针对目前传统的技术问题，提供一种加油机器人及具有该加油机器人的智能加油系统，加油机器人能够自动开关汽车加油口处的内盖和外盖，自动拔插加油枪。

一种加油机器人，包括机械手、及连接所述机械手的夹爪装置；所述夹爪装置包括连接机械手的框架、及安装在所述框架上的外盖开合机构、内盖夹取机构及油枪夹取机构；所述外盖开合机构用于对汽车加油口上的外盖进行开合；所述内盖夹取机构用于夹取汽车加油口内的内盖；所述油枪夹取机构用于夹取加油枪。

上述加油机器人包括机械手、及连接所述机械手的夹爪装置，在机械手控制夹爪装置的运动行程下，外盖开合机构自动开合汽车加油口上的外盖，内盖夹取机构自动拔插汽车加油口内的内盖，油枪夹取机构自动拔插加油枪，自动化程度高，加油时，无需车主自行开关外盖和内盖，给车主带来极大的便利性。

在其中一个实施例中，所述外盖开合机构为吸盘。

在其中一个实施例中，所述内盖夹取机构包括两相对间隔设置的夹爪、及用于驱动两所述夹爪互相靠近或者远离的夹持气缸。

在其中一个实施例中，所述油枪夹取机构包括两相对间隔设置的夹持件、及用于驱动两所述夹持件互相靠近或者远离的夹紧气缸。

在其中一个实施例中，一所述夹持件的内侧设置有弧形凸起部。

在其中一个实施例中，所述油枪夹取机构还包括升降气缸、以及连接所述升降气缸的启动件，所述升降气缸固定在一所述夹持件上。

在其中一个实施例中，所述启动件包括连接所述升降气缸的拉块、及连接所述拉块的拉杆。

在其中一个实施例中，所述外盖开合机构与所述启动件连接。

在其中一个实施例中，所述框架的一端与所述机械手的一端连接，所述内盖夹取机构位于所述框架远离所述机械手的一端，所述外盖开合机构及所述油枪夹取机构均位于所述框架的周侧上。

一种智能加油系统，包括支架、加油机、视觉系统、加油枪和控制系统、以及如上述的加油机器人；所述加油枪通过油管与所述加油机连接，所述控制系统与所述加油机、加油机器人及视觉系统电连接。

上述智能加油系统通过设置加油机、视觉系统、加油枪和控制系统及上述加油机器人，实现对汽车全自动加油程序，无需专人值班，可降低人员的投入，节约成本。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施方式的智能加油系统的结构示意图；

图2为图1的智能加油系统的右视图；

图3为图2的智能加油系统的夹爪装置夹取有加油枪和内盖的结构示意图；

图4为图3的智能加油系统的夹爪装置的后视图。

附图中各标号的含义为：

汽车100，内盖101，外盖102；

支架10，遮挡板11，第一横杆12，第二横杆13，固定架14，箱柜15，开关门16；

加油机器人20，机械手30，夹爪装置40，框架41，外盖开合机构42，内盖夹取机构43，夹爪44，夹持气缸45，油枪夹取机构46，夹持件47，弧形凸起部470，夹紧气缸48，升降气缸49，启动件490，拉块491，拉杆492，转接件493；

加油机50；

视觉系统60；

加油枪70，开关把手71。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参考图1至图4，为本发明一较佳实施方式的智能加油系统，用于对汽车100自动加油，请再次参考图1及图3，汽车加油口内插设有内盖101，汽车加油口的外侧盖合有外盖102；该智能加油系统包括支架10、加油机50、及安装在支架10上的加油机器人20、视觉系统60、加油枪70和控制系统，控制系统与加油机50、加油机器人20及视觉系统60电连接。

请再次参考图2，支架10上设置有遮挡板11、第一横杆12及第二横杆13，加油机器人20安装在遮挡板11的底部；第一横杆12及第二横杆13均位于遮挡板11的下方，第一横杆12与第二横杆13间隔设置；进一步地，第二横杆13位于第一横杆12的下方，视觉系统60固定在第一横杆12上，加油枪70放置在第二横杆13上，且加油机器人20位于视觉系统60及加油枪70的前方。进一步地，第二横杆13上设置有固定架14，固定架14用于放置加油枪70；固定架14为多个，多个固定架14间隔设置，从而可放置多个加油枪70；在本实施例中，固定架14的数量为三个。支架10的一侧还设置有箱柜15，箱柜15上设置有开关门16。

请再次参考图2，加油机器人20包括机械手30、及连接机械手30的夹爪装置40，机械手30及夹爪装置均与控制系统电连接；机械手30安装在支架10上，具体地，机械手30与遮挡板11的底部连接，机械手30用于控制夹爪装置40的运动行程。

请再次参考图3及图4，夹爪装置40包括连接机械手50的框架41、及安装在框架41上的外盖开合机构42、内盖夹取机构43及油枪夹取机构46。外盖开合机构42、内盖夹取机构43及油枪夹取机构46均与控制系统电连接。

框架41为矩形状，框架41的一端与机械手30的一端连接。外盖开合机构42及油枪夹取机构46均位于框架41的周侧上，在本实施例中，外盖开合机构42及油枪夹取机构46均位于框架41的同一侧。盖开合机构42用于对汽车加油口上的外盖102进行开合。在本实施例中，外盖开合机构42为吸盘，吸盘的一端用以连接真空发生器，真空发生器与控制系统电连接。

内盖夹取机构43位于框架41远离机械手30的一端，以免运动时，与内盖夹取机构43与外盖开合机构42碰撞。内盖夹取机构43用于夹取汽车加油口内的内盖101。具体地，内盖夹取机构43包括两相对间隔设置的夹爪44、及用于驱动两夹爪44互相靠近或者远离的夹持气缸45；夹持气缸45的一端与框架41固定连接，夹持气缸45用于控制两夹爪44夹放加油口内的内盖101。在其他实施例中，夹持气缸45还可用其他可驱动两夹爪44互相靠近或者远离的动力机构替代，如双向螺纹丝杆电机等。

油枪夹取机构46用于夹取加油枪70。具体地，油枪夹取机构46包括两相对间隔设置的夹持件47、用于驱动两夹持件47互相靠近或者远离的夹紧气缸48、升降气缸49、以及连接升降气缸49的启动件490。夹紧气缸48与框架41固定连接，夹紧气缸48用于控制两夹持件47夹放加油枪70。在本实施例中，夹持件47为板状结构，以提高对加油枪70夹持的稳定性；一夹持件47的内侧设置有弧形凸起部470，夹持加油枪70时，弧形凸起部490环绕在加油枪70的周侧以提供对加油枪70夹持的稳定性。在其他实施例中，夹紧气缸48还可用其他可驱动两夹持件47互相靠近或者远离的动力机构替代，如双向螺纹丝杆电机等。升降气缸49固定在一夹持件47上，当两夹持件47互相靠近夹持有加油枪70时，启动件490的一端拆入至加油枪70的开关把手71下方。当加油枪70插入汽车加油口时，升降气缸49控制启动件490拉动开关把手71以启动加油枪70。外盖开合机构42与启动件490连接，可理解地，当外盖开合机构42开合汽车加油口的外盖102时，还可通过升降气缸49控制外盖开合机构42靠近或者远离外盖102，即外盖开合机构42和启动件490共用一个动力驱动机构，可简化夹爪装置40的整理结构，同时节约生产成本。进一步地，启动件490包括连接升降气缸49的拉块491、连接拉块491的拉杆492和转接件493，当两夹持件47夹持有加油枪70时，拉杆492的一端插入开关把手71的下端，在升降气缸49的控制下，拉杆492拉动开关把手71以启动加油枪70。外盖开合机构42安装在转接件493上。

该加油机器人20工作时，由机械手30控制夹爪装置40的运行形成，需要加油时，外盖开合机构42将外盖102从汽车加油口上吸开；内盖夹取机构43朝向汽车加油口，夹持气缸45驱动两夹爪44互相靠近以夹紧内盖101，机械手30对框架41进行90°旋转，即两夹爪44夹持内盖101进行旋转以拧松内盖101，然后将内盖101从汽车加油口内夹取出；油枪夹取机构46靠近固定架14上的加油枪70，夹紧气缸48驱动两夹持件47互相靠近以加油枪70，然后将加油枪70从固定架14上取下，油枪夹取机构46靠近汽车加油口，将加油枪70插入汽车加油口内；在升降气缸49的控制下，拉杆492拉动开关把手71以启动加油枪70对汽车进行加油；加油完毕后，在机械手30的控制下，两夹持件47夹取加油枪70从汽车加油口内拔出，然后将加油枪70放置到固定架14上；两夹爪44将内盖101插入汽车加油口内，机械手30对框架41进行反方向90°旋转，夹持气缸45驱动两夹爪44互相远离以松开对内盖101的夹持；外盖开合机构42吸附外盖102盖合至加油口上，然后加油机器人20整体复位。

视觉系统60用于对汽车加油口位置进行扫描定位，然后将数据通过控制系统反馈给加油机器人20。视觉系统60包括双目立体摄像机和红外线激光定位器，可以自动对汽车加油口的外盖、汽车加油口的内盖、用于放置加油枪70的固定架14和加油枪进行判断识别；当汽车100进入视觉系统60扫描区后，视觉系统60自动对汽车的加油口位置进行扫描定位，扫描定位时间范围为2-5s，优选地，扫描定位时间范围为4s，定位精准，可准确地将汽车加油口位置的信号经过控制系统传送给加油机器人。

加油枪70通过油管与加油机50连接，请再次参考图3，加油枪70上设置有开关把手71，通过拉动开关把手71可开启加油枪70。

控制系统包括主控模块、加油机器人控制模块、及信息交互模块，主控模块及加油机器人控制模块位于箱柜15内，主控模块与加油机器人控制模块和信息交互模块电连接，主控模块还与加油机50及视觉系统60电连接，加油机器人控制模块与加油机器人20电连接，信息交互模块包括信息输入模块、支付模块及票据打印模块，通过信息输入模块输入加油型号、加油量等信息，支付模块具有二维扫描支付、银联刷卡支付及纸币支付等功能，以实现无人工支付费油功能。

该智能加油系统的加油方法，包括以下步骤；

1、汽车驶过视觉系统60检测区时，视觉系统60对扫描定位汽车加油口的位置，将信息通过主控模块传送给加油机器人控制模块和信息交互模块，；

2、车主通过信息交互模块完成付款方式；

3、加油机器人20打开汽车加油口的外盖102；

4、加油机器人20打开汽车加油口的内盖101；

5、加油机器人20从支架10上夹取加油枪70插入汽车加油口内进行加油；

6、加油完毕后，加油机器人20夹取加油枪70从汽车加油口拔出放置至支架10上；

7、加油机器人20关闭汽车加油口的内盖101；

8、加油机器人20关闭汽车加油口的外盖102；

9、加油机器人复位。

本发明的加油机器人包括机械手30、及连接所述机械手30的夹爪装置40，在机械手30控制夹爪装置40的运动行程下，外盖开合机构42自动开合汽车加油口上的外盖102，内盖夹取机构43自动拔插汽车加油口内的内盖101，油枪夹取机构46自动拔插加油枪70，自动化程度高，加油时，无需车主自行开关外盖102和内盖101，给车主带来极大的便利性。

本发明的智能加油系统通过设置加油机50、视觉系统60、加油枪70和控制系统及上述加油机器人20，实现对汽车全自动加油程序，无需专人值班，可降低人员的投入，节约成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加油机器人，其特征在于，包括机械手、及连接所述机械手的夹爪装置；所述夹爪装置包括连接机械手的框架、及安装在所述框架上的外盖开合机构、内盖夹取机构及油枪夹取机构；所述外盖开合机构用于对汽车加油口上的外盖进行开合；所述内盖夹取机构用于夹取汽车加油口内的内盖；所述油枪夹取机构用于夹取加油枪。

2.根据权利要求1所述的加油机器人，其特征在于，所述外盖开合机构为吸盘。

3.根据权利要求1所述的加油机器人，其特征在于，所述内盖夹取机构包括两相对间隔设置的夹爪、及用于驱动两所述夹爪互相靠近或者远离的夹持气缸。

4.根据权利要求1所述的加油机器人，其特征在于，所述油枪夹取机构包括两相对间隔设置的夹持件、及用于驱动两所述夹持件互相靠近或者远离的夹紧气缸。

5.根据权利要求4所述的加油机器人，其特征在于，一所述夹持件的内侧设置有弧形凸起部。

6.根据权利要求4所述的加油机器人，其特征在于，所述油枪夹取机构还包括升降气缸、以及连接所述升降气缸的启动件，所述升降气缸固定在一所述夹持件上。

7.根据权利要求6所述的加油机器人，其特征在于，所述启动件包括连接所述升降气缸的拉块、及连接所述拉块的拉杆。

8.根据权利要求6所述的加油机器人，其特征在于，所述外盖开合机构与所述启动件连接。

9.根据权利要求1所述的加油机器人，其特征在于，所述框架的一端与所述机械手的一端连接，所述内盖夹取机构位于所述框架远离所述机械手的一端，所述外盖开合机构及所述油枪夹取机构均位于所述框架的周侧上。

10.一种智能加油系统，其特征在于，包括支架、加油机、视觉系统、加油枪和控制系统、以及如权利要求1至9中任一项所述的加油机器人；所述加油枪通过油管与所述加油机连接，所述控制系统与所述加油机、加油机器人及视觉系统电连接。