CN109466356B - 自动抓枪机构及自动充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动抓枪机构及自动充电装置，所述自动抓枪机构包括用于夹持充电枪头的夹持机构、及用于抓取及锁定夹持机构的抓枪机构，其中：所述夹持机构包括夹持主体，夹持主体包括中空设置用于固定充电枪头的收容部，夹持主体两侧设有抓取槽；所述抓枪机构包括抓枪主体、设于抓枪主体上的位姿判定机构、设于抓枪主体两侧可张合设置的抓取板、及设于抓枪主体上的解锁板，所述抓取板的端部设有与抓取槽相配合的抓取头，解锁板的端部设有与充电枪头上锁紧开关相配合的解锁头。本发明可同步进行充电枪头的自动抓取和解锁，实现了充电枪头的可重复抓取；一套自动充电装置可应用于多个车位的自动充电，大幅度降低了每个车位的充电成本。

Description

自动抓枪机构及自动充电装置

技术领域

本发明涉及机械结构技术领域，特别是涉及一种自动抓枪机构及自动充电装置。

背景技术

随着自动泊车技术的成熟，可自主泊车的电动汽车已经开始应用，对自动快速充电装置的需求越来越迫切。

目前自动充电装置中，都是采用一对一的方式，即一套充电装置给一辆电动汽车进行充电服务，如果采用一对多的方式，即一套充电装置给多辆电动汽车进行充电服务，那么装置必须能够精确、可重复抓取充电枪。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种自动抓枪机构及自动充电装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动抓枪机构及自动充电装置，以实现充电枪头的自动抓取。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种自动抓枪机构，所述自动抓枪机构包括用于夹持充电枪头的夹持机构、及用于抓取及锁定夹持机构的抓枪机构，其中：

所述夹持机构包括夹持主体，夹持主体包括中空设置用于固定充电枪头的收容部，夹持主体两侧设有抓取槽；

所述抓枪机构包括抓枪主体、设于抓枪主体上的位姿判定机构、设于抓枪主体两侧可张合设置的抓取板、及设于抓枪主体上的解锁板，所述抓取板的端部设有与抓取槽相配合的抓取头，解锁板的端部设有与充电枪头上锁紧开关相配合的解锁头；

所述抓取板端部的抓取头沿第一方向运动以实现夹持机构的抓取，解锁板的解锁头沿第二方向运动按压充电枪头上的锁紧开关以实现充电枪头的解锁。

作为本发明的进一步改进，所述第一方向为垂直于夹持机构侧面的方向，第二方向为朝向充电枪头上锁紧开关的方向，第一方向和第二方向相垂直分布。

作为本发明的进一步改进，所述抓枪机构上设有驱动结构，驱动结构包括设于抓枪主体内沿朝向夹持机构方向设置的推进螺母、位于推进螺母和抓取板之间的第一传动结构、及位于推进螺母和解锁板之间的第二传动结构。

作为本发明的进一步改进，所述驱动结构包括：

第一状态，当推进螺母沿朝向夹持机构方向运动时，推进螺母通过第一传动结构驱动抓取板抓取夹持机构，同时，推进螺母通过第二传动机构驱动解锁板按压充电枪头上的锁紧开关；

第二状态，当推进螺母沿背离夹持机构方向运动时，推进螺母通过第一传动结构驱动抓取板释放夹持机构，同时，推进螺母通过第二传动机构驱动解锁板松开充电枪头上的锁紧开关。

作为本发明的进一步改进，所述第一传动结构包括安装于抓枪主体侧面的第一铰链及连接抓取板和推进螺母的第一推杆，所述第二传动结构包括安装于抓枪主体顶面的第二铰链及连接解锁板及推进螺母的第二推杆，所述抓取板旋转安装于第一铰链上，所述解锁板旋转安装于第二铰链上。

作为本发明的进一步改进，所述第一推杆与推进螺母和抓取板之间分别为可旋转安装，第二推杆与推进螺母和解锁板之间分别为可旋转安装。

作为本发明的进一步改进，所述驱动结构包括设于推进螺母后方的驱动电机，所述推进螺母固定安装于驱动电机的驱动轴上。

作为本发明的进一步改进，所述夹持机构朝向抓枪机构一侧设有若干定位孔，抓枪结构朝向夹持机构一侧设有若干定位销，所述抓枪机构和夹持机构通过定位销和定位孔进行定位。

作为本发明的进一步改进，所述位姿判定机构设于抓枪主体正上方，所述解锁板位于位姿判定机构下方。

本发明另一实施例提供的技术方案如下：

一种自动充电装置，所述自动充电装置包括：

充电枪头，所述充电枪头上设有锁紧开关及锁紧挂钩，当按压锁紧开关时，锁紧挂钩打开；

自动抓枪机构，所述自动抓枪机构为上述的自动抓枪机构。

本发明的有益效果是：

本发明通过抓取板和解锁板可同步进行充电枪头的自动抓取和解锁，实现了充电枪头的可重复抓取；

自动抓枪机构能够实现充电枪头位姿的精确判定及定位；

一套自动充电装置可应用于多个车位的自动充电，大幅度降低了每个车位的充电成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一具体实施例中自动充电装置的结构示意图；

图2为本发明一具体实施例中夹持机构及充电枪头的结构示意图；

图3为本发明一具体实施例中抓枪机构的结构示意图；

图4为本发明一具体实施例中抓枪机构处于抓取前和解锁前的状态示意图；

图5为本发明一具体实施例中抓枪机构处于抓取后和解锁后的状态示意图；

图6为本发明一具体实施例中充电枪头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

本文使用的例如“左”、“左侧”、“右”、“右侧”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“左侧”的单元将位于其他单元或特征“右侧”。因此，示例性术语“左侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

本发明公开了一种自动抓枪机构，包括用于夹持充电枪头的夹持机构、及用于抓取及锁定夹持机构的抓枪机构，其中：

夹持机构包括夹持主体，夹持主体包括中空设置用于固定充电枪头的收容部，夹持主体两侧设有抓取槽；

抓枪机构包括抓枪主体、设于抓枪主体上的位姿判定机构、设于抓枪主体两侧可张合设置的抓取板、及设于抓枪主体上的解锁板，抓取板的端部设有与抓取槽相配合的抓取头，解锁板的端部设有与充电枪头上锁紧开关相配合的解锁头；

抓取板端部的抓取头沿第一方向运动以实现夹持机构的抓取，解锁板的解锁头沿第二方向运动按压充电枪头上的锁紧开关以实现充电枪头的解锁。

本发明还公开了一种自动充电装置，包括：

充电枪头，充电枪头上设有锁紧开关及锁紧挂钩，当按压锁紧开关时，锁紧挂钩打开；

自动抓枪机构，自动抓枪机构为上述的自动抓枪机构。

以下结合具体实施例对本发明作详细说明。

参图1所示，本发明一具体实施例中的自动抓枪机构，其包括用于夹持充电枪头30的夹持机构10、及用于抓取及锁定夹持机构的抓枪机构20。

参图6所示，本实施例中的充电枪头30上设有锁紧开关31及锁紧挂钩32，当按压锁紧开关31时，锁紧挂钩32打开。

参图1并结合图2所示，夹持机构10包括夹持主体11，夹持主体11包括中空设置用于固定充电枪头的收容部，夹持主体11两侧设有抓取槽12，其中，夹持主体后端的表面111为平面，其用于判定夹持机构及其夹持的充电枪头的位姿状态。

进一步地，夹持主体后端的表面111上设有若干定位孔13，该定位孔用于进行与抓枪机构20的定位。

参图1并结合图3所示，抓枪机构20包括抓枪主体21、设于抓枪主体上的位姿判定机构22、设于抓枪主体两侧可张合设置的抓取板23、及设于抓枪主体上的解锁板24。其中，抓取板23的端部设有与抓取槽12相配合的抓取头231，解锁板24的端部设有与充电枪头上锁紧开关31相配合的解锁头241。

其中，抓取板23端部的抓取头231沿第一方向运动以实现夹持机构的抓取，解锁板24的解锁头241沿第二方向运动按压充电枪头上的锁紧开关以实现充电枪头的解锁。优选地，本实施例中第一方向为垂直于夹持机构10侧面的方向(即水平方向)，第二方向为朝向充电枪头上锁紧开关31的方向(即竖直方向)，第一方向和第二方向相垂直分布。

参图4、图5所示，本实施例中的抓枪机构20上设有驱动结构，驱动结构包括设于抓枪主体内沿朝向夹持机构方向设置的推进螺母251、位于推进螺母和抓取板之间的第一传动结构、及位于推进螺母和解锁板之间的第二传动结构。

驱动结构通过推进螺母251及传动结构对抓取板23和解锁板24进行驱动，驱动结构包括：

第一状态，当推进螺母251沿朝向夹持机构方向运动时，推进螺母251通过第一传动结构驱动抓取板23抓取夹持机构10，同时，推进螺母251通过第二传动机构驱动解锁板24按压充电枪头30上的锁紧开关31；

第二状态，当推进螺母251沿背离夹持机构方向运动时，推进螺母251通过第一传动结构驱动抓取板23释放夹持机构10，同时，推进螺母251通过第二传动机构驱动解锁板24松开充电枪头30上的锁紧开关31。

具体地，第一传动结构包括安装于抓枪主体侧面的第一铰链2521及连接抓取板和推进螺母的第一推杆2522，第二传动结构包括安装于抓枪主体顶面的第二铰链2531及连接解锁板及推进螺母的第二推杆2532，抓取板23旋转安装于第一铰链2521上，解锁板24旋转安装于第二铰链2531上。

另外，第一推杆2522与推进螺母251和抓取板23之间分别通过安装孔及安装轴可旋转安装，第二推杆2532与推进螺母251和解锁板24之间分别通过安装孔及安装轴可旋转安装。

进一步地，驱动结构包括设于推进螺母251后方的驱动电机254，推进螺母251固定安装于驱动电机254的驱动轴上，通过驱动电机254自动控制推进螺母251沿朝向或背离夹持机构10方向运动。

优选地，抓枪主体21朝向夹持机构10一侧设有若干定位销26，抓枪机构20和夹持机构10通过定位销26和定位孔13进行定位。

本实施例中的位姿判定机构22为视觉位姿判定机构，其设于抓枪主体21正上方，解锁板24位于位姿判定机构22下方。

本实施例中自动抓枪机构的工作过程如下：

充电枪头30始终通过夹持机构10进行夹持，当接收到充电指令后，抓枪机构20上的位姿判定机构22通过夹持主体后端的表面111判定充电枪头的位姿状态，根据判定的位姿状态驱动抓枪机构20沿充电枪头的轴向方向运动，并通过定位销26和定位孔13进行精确定位；

定位完成后，抓枪机构20开始工作，驱动电机254带动推进螺母251直线运动，同时推动第一推杆2522和第二推杆2532，第一推杆2522通过第一铰链2521带动抓取板23运动，第二推杆2532通过第二铰链2531带动解锁板24运动。其中，抓取板23沿朝向夹持机构方向旋转，抓取板23上的抓取头231卡合于夹持机构10两侧的抓取槽12中，实现充电枪头30的抓取，同时，解锁板24的解锁头241沿第二方向运动按压充电枪头上的锁紧开关31以实现充电枪头的解锁。当实现抓取和解锁动作后，可以顺利地取枪，将充电枪头从充电桩拔出后开始充电工作；

充电完成后，从车辆充电口拔出充电枪头，放置回充电桩，驱动电机254反向旋转时，相关零部件(第一推杆2522、第二推杆2532、第一铰链2521、第二铰链2531、抓取板23及解锁板24)逆向工作，抓取板释放充电枪头，同时解锁板松开充电枪头的锁紧开关，最终将充电枪头固定于充电桩上。

应当理解的是，本实施例中通过驱动电机驱动推进螺母沿轴线运动，在其他实施例中也可以通过推杆的方式手动进行驱动，此处不再进行详细说明。

另外，第一传动结构和第二传动结构也不限于一个铰链+一个推杆的结构，也可以通过多个铰链和/或多个推杆实现抓取板或解锁板的驱动，凡是通过推进螺母驱动抓取板和解锁板沿不同方向运动的方案均属于本发明所保护的范围。

本发明还公开了一种自动充电装置，该自动充电装置包括：

充电枪头，充电枪头上设有锁紧开关及锁紧挂钩，当按压锁紧开关时，锁紧挂钩打开；

自动抓枪机构，自动抓枪机构为上述实施例中的自动抓枪机构。

由以上技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

本发明通过抓取板和解锁板可同步进行充电枪头的自动抓取和解锁，实现了充电枪头的可重复抓取；

自动抓枪机构能够实现充电枪头位姿的精确判定及定位；

一套自动充电装置可应用于多个车位的自动充电，大幅度降低了每个车位的充电成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种自动抓枪机构，其特征在于，所述自动抓枪机构包括用于夹持充电枪头的夹持机构、及用于抓取及锁定夹持机构的抓枪机构，其中：

所述夹持机构包括夹持主体，夹持主体包括中空设置用于固定充电枪头的收容部，夹持主体两侧设有抓取槽；

所述抓枪机构包括抓枪主体、设于抓枪主体上的位姿判定机构、设于抓枪主体两侧可张合设置的抓取板、及设于抓枪主体上的解锁板，所述抓取板的端部设有与抓取槽相配合的抓取头，解锁板的端部设有与充电枪头上锁紧开关相配合的解锁头；

所述抓取板端部的抓取头沿第一方向运动以实现夹持机构的抓取，解锁板的解锁头沿第二方向运动按压充电枪头上的锁紧开关以实现充电枪头的解锁；

所述抓枪机构上设有驱动结构，驱动结构包括设于抓枪主体内沿朝向夹持机构方向设置的推进螺母、位于推进螺母和抓取板之间的第一传动结构、及位于推进螺母和解锁板之间的第二传动结构，所述驱动结构包括设于推进螺母后方的驱动电机，所述推进螺母固定安装于驱动电机的驱动轴上。

2.根据权利要求1所述的自动抓枪机构，其特征在于，所述第一方向为垂直于夹持机构侧面的方向，第二方向为朝向充电枪头上锁紧开关的方向，第一方向和第二方向相垂直分布。

3.根据权利要求1所述的自动抓枪机构，其特征在于，所述驱动结构包括：

第一状态，当推进螺母沿朝向夹持机构方向运动时，推进螺母通过第一传动结构驱动抓取板抓取夹持机构，同时，推进螺母通过第二传动机构驱动解锁板按压充电枪头上的锁紧开关；

第二状态，当推进螺母沿背离夹持机构方向运动时，推进螺母通过第一传动结构驱动抓取板释放夹持机构，同时，推进螺母通过第二传动机构驱动解锁板松开充电枪头上的锁紧开关。

4.根据权利要求1所述的自动抓枪机构，其特征在于，所述第一传动结构包括安装于抓枪主体侧面的第一铰链及连接抓取板和推进螺母的第一推杆，所述第二传动结构包括安装于抓枪主体顶面的第二铰链及连接解锁板及推进螺母的第二推杆，所述抓取板旋转安装于第一铰链上，所述解锁板旋转安装于第二铰链上。

5.根据权利要求4所述的自动抓枪机构，其特征在于，所述第一推杆与推进螺母和抓取板之间分别为可旋转安装，第二推杆与推进螺母和解锁板之间分别为可旋转安装。

6.根据权利要求1所述的自动抓枪机构，其特征在于，所述夹持机构朝向抓枪机构一侧设有若干定位孔，抓枪结构朝向夹持机构一侧设有若干定位销，所述抓枪机构和夹持机构通过定位销和定位孔进行定位。

7.根据权利要求1所述的自动抓枪机构，其特征在于，所述位姿判定机构设于抓枪主体正上方，所述解锁板位于位姿判定机构下方。

8.一种自动充电装置，其特征在于，所述自动充电装置包括：

充电枪头，所述充电枪头上设有锁紧开关及锁紧挂钩，当按压锁紧开关时，锁紧挂钩打开；

自动抓枪机构，所述自动抓枪机构为权利要求1～7中任一项所述的自动抓枪机构。

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