CN110217122B - 一种轴向进给装置及充电对接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械臂技术领域，具体涉及一种轴向进给装置及充电对接装置，包括基座和调节座，基座一侧设有三个直线驱动装置，各直线驱动装置均包括直线运动组件；中间的直线运动组件上转动连接有限位杆，限位杆的两端均铰接有摆杆，两根摆杆之间铰接有活动杆，限位杆、两根摆杆和活动杆构成平行四边形机构，活动杆安装于调节座上，两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆，两根连杆均通过万向球节连接至调节座上；调节座上安装有第一电机，第一电机的输出轴连接至活动杆上；调节座用于安装操作工具。本发明的有益效果是：本发明可以实现调节座左右转动以调整操作工具至所需的操作方向，和/或调整操作工具的操作位置后，再进行轴向进给操作。
Description
技术领域
本发明属于机械臂技术领域，具体涉及一种轴向进给装置及充电对接装置。
背景技术
在许多场合，对于一些操作工具，需要进行轴向进给操作；但是目前并没有一种结构简单，设备成本低且能够在调整操作方向或操作位置后，再进行轴向进给操作的装置。
例如，工件钻孔需调整钻孔方向时，还需要人工重新拆装钻枪或手动调整钻枪位置，然后再交给设备进行轴向进给操作。又如，尤其在新能源技术领域中，充电枪需轴向进给对接电动车进行充电，电动汽车自动充电设备需要根据车辆停放位置进行调整充电插入口方向，然后再进行轴向插入充电。在公路两侧等停车空间有限、适合离散充电桩的场所，针对电动汽车自动充电过程完全无人化、自主充电特点，以及自主充电过程中车辆停靠情况不同时充电口位置的离散化分成情况，本着降低充电设施成本的原则，结合机器人技术下，电动汽车自动插接自动充电具有重大意义，因此，在自动驾驶及自动泊车技术的发展下，无人值守的自动充电成为电动汽车分支运行发展的必然趋势。
目前机械臂式的电动汽车自动充电设备主要有三种：xyz三轴坐标式自动充电机械臂、异形自动充电机械臂和关节式自动充电机械臂。
关于xyz三轴坐标式自动充电机械臂，类似于xyz三轴移动平台或xyz三轴机械手，其特点在于占地空间太大、维护成本高、防护复杂等问题。
关于异形自动充电机械臂，如美国著名电动汽车制造厂商Tesla Motors ，其推出了一款蛇形汽车自动充电机械臂，采用了关节式自动充电，精度高，加工和安装成本高，造价成本过高，不适合大范围推广。
另外，德国大众公司推出基于7轴KUKA LBR iiwa库卡机器人和一系列感知设备的E-Smart Connect 电动汽车自动快速充电系统。该机器人由7个传动轴组成，通过配备的感应摄像头可以捕捉停靠汽车上的充电插座位置，并转换到机器人坐标下，进行插接充电命令指挥，实现充电电缆与汽车充电口之间精确可靠的自动插拔效果，该充电系统可以实现电动汽车充电口在目标范围20cm*20cm区域内的自动充电工作，其缺点在于结构复杂、造价成本过高，控制精度要求高，存在每个轴的累积误差，控制算法要增加补偿计算。
关于关节式自动充电机械臂，中国专利文献公开号CN206954035U提供了《一种滑轨式多自由度机械臂自动充电装置》，用于电动汽车的自动充电，其特点在实现多自由度机械臂的自动充电，实现机械臂空间运动，其缺点在于多个机械臂叠加形成手臂关节状，结构复杂，设备造价过高，其串联控制关联性大，且串联控制精度存在累积误差大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在轴向进给过程中，不能调整操作方向或操作位置的缺陷，提供一种可在调整操作方向或操作位置后，再进行轴向进给操作的轴向进给装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轴向进给装置，其包括基座和调节座，基座的一侧设有三个直线驱动装置，各直线驱动装置均包括直线运动组件，三个直线运动组件的移动轨迹线平行设置且构成品字形；在三个直线运动组件中，中间的直线运动组件上转动连接有限位杆，限位杆的两端均铰接有摆杆，两根摆杆之间铰接有活动杆，限位杆、两根摆杆和活动杆构成平行四边形机构，中间的直线运动组件的运动轨迹线与平行四边形机构的运动轨迹曲线均位于同一平面上，活动杆安装于调节座上，两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆，两根连杆均通过万向球节连接至调节座上；调节座上安装有第一电机，第一电机的输出轴通过齿轮副传动连接至活动杆上；调节座用于安装操作工具，操作工具的操作方向为轴向进给装置的进给方向。
其中，操作工具可以为充电枪、钻枪等等轴向进给操作的工具，使用时，首先将操作工具安装于调节座上，第一电机通过齿轮副传动带动活动杆转动；又由于活动杆和调节座固定连接，因此活动杆带动调节座左右转动调整至所需的操作方向，从而实现了操作工具操作方向的调整。接着，在初始状态、进给过程和进给极限状态的三个阶段中，在三个直线驱动装置中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆一起带动实现操作工具沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。本发明结构简单，进行上述简单机械机构运动即可实现操作工具的轴向进给运动，造价成本低。
同理，在进给过程的三个阶段中，也可通过三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，实现调节座的左右位移调整至所述的操作位置，从而实现了操作工具左右操作位置的调整。接着，进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆一起带动实现操作工具沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。
优选地，直线运动组件的运动轨迹线与限位杆平行设置。其中，由于设置平行四边形机构，因此活动杆始终与直线运动组件的运动轨迹线平行。又由于两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆，两根连杆均通过万向球节连接至调节座上，因此在直线运动组件各自位移带动下，两根连杆能保证操作工具始终轴向进给操作。
此外，通过三个直线运动组件的位移，还能实现操作工具沿直线运动组件的位移方向调整。若直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，则可调整操作工具的操作高度，从而实现操作工具上下操作位置的调整。
综上所述，本发明结构简单，造价成本低，可以实现调节座左右转动以调整操作工具至所需的操作方向，和/或调整操作工具的操作位置后，再进行轴向进给操作。
作为优选，直线驱动装置为直线电机，直线电机包括定子轨道和动子，其中，直线运动组件即为动子。直线电机结构简单，操作速度快，具有较高加速度，且还易于调控。
例如本发明的一种充电对接装置，其为本发明的轴向进给装置的应用，三个直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，操作工具为充电枪，充电枪的充电方向为轴向进给装置的进给方向。
操作过程中可能有如下两种情况：
一、若当电动车开至充电停车位后，车身侧面与充电桩的相对面存在一偏航角，此时司机可不需调整车身位置，即可充电。可通过视觉定位进行充电口的定位，接着通过第一电机调整操作工具至所需的操作方向，进而通过控制三个直线运动组件各自独立位移，实现充电对接装置的充电枪转动方向口对准充电口进行轴向进给操作。考虑到充电枪插入角固定，因此本发明的充电对接装置可适用于同一车型使用的专用充电桩或单车使用的私人充电桩。若本发明的充电对接装置需多车使用，则可在调节座上下调节充电枪的枪口角度，以适用于不同车型的充电口。
二、若当电动车开至充电停车位后，车身侧面与充电桩侧面平行，同时充电口的中心轴线与充电枪口的中心轴线平行且有间距，则可通过三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，实现调节座的左右位移调整至所述的操作位置，从而实现了操作工具左右操作位置的调整，即实现充电口的中心轴线与充电枪口的中心轴线重合。接着，进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆一起带动实现充电枪沿轴向进给直至插入至充电口中为止。
此外，上述两种情况也可能同时发生，则在充电枪口轴向进给前，完成操作工具的操作位置和左右操作方向的调整即可。
本发明的充电对接装置的基座可以为墙壁、充电桩等侧面垂直于地面的结构，其占用空间小。当充电使用完后，可两侧的直线驱动装置向下移动，中间的直线驱动装置向上移动，实现充电枪的缩回，缩回后的装置占用空间小。
此外，本发明的充电对接装置对控制精度要求低，独创的并联设置的多个直线驱动装置的精度控制要求比现有技术的串联设置的多自由度机械臂的精度要求低，不存在多级累计误差，更易控制。
具体地，为了方便拆装，且不干涉结构运动，调节座上固定有第一电机座，第一电机安装于第一电机座上。
进一步地，第一电机座上设有第二凹槽，第二凹槽朝向调节座，第一电机安装于第一电机座的顶面上，第一电机的输出轴贯穿第一电机座直至第二凹槽中；齿轮副包括主动轮和从动轮，主动轮安装于第一电机的输出轴上，且主动轮位于第二凹槽中；主动轮和从动轮相互啮合；从动轮安装于活动杆上。上述结构紧凑，其中齿轮副可以起到减速和增加扭矩的作用，第二凹槽也便于安装主动轮。
具体地，轴向进给装置还包括减震器，减震器的底座安装于调节座远离平行四边形机构的一面上，操作工具安装于减震器的减震台面上。减震器可以一定范围内柔性自适应地实现电动车俯仰角与翻滚角的变化。其中，电动车俯仰角与翻滚角可能由载重和地形坡度导致。其中，俯仰角、翻滚角和偏航角常用于描述飞机或者导弹等飞行器的姿态，此处引申至电动车的姿态描述。
作为优选，减震器为橡胶减震器，结构更简单，方便安装和采购。
进一步地，调节座上设有第三电机，减震器的底座安装于第三电机的输出轴上。本发明可通过第三电机实现充电枪转动，即跟随电动车俯仰角实现同步转动微调，可进一步实现充电枪和充电口精准对接。
另一个备选的技术方案，直线驱动装置为齿轮齿条传动装置，其中，当直线运动组件为齿条时，基座侧面设有第一凹槽和第二电机，齿轮设于第一凹槽中，第二电机的输出轴贯穿第一凹槽的一侧槽壁并内伸至槽内，齿轮安装于第二电机的输出轴上，齿轮与齿条相互啮合，齿条两侧均沿长度方向依次设有多个凸起，第一凹槽的两侧槽壁沿槽体方向均设有条形槽，各凸起均滑动连接于条形槽中。限位杆和两个用于连接连杆的万向球节均可一一对应地安装于各齿条上。
其中，凸起可为垂直固定于齿条侧面的杆体。
或者，凸起可为一螺栓，该螺栓从齿条一侧穿入，并从另一侧穿出，且螺纹连接于齿条中；条形槽在第一凹槽的槽壁上贯穿设置，螺栓的螺帽位于第一凹槽的槽体之外，起到了限位的作用，且方便拆装。安装时，可将齿条和齿轮设于第一凹槽内并啮合；接着将螺栓从一侧的条形槽中穿入，并螺纹连接于齿条中，再从另一侧的条形槽中穿出。
另一个备选的技术方案中，直线驱动装置为另一种齿轮齿条传动装置，其中，直线运动组件包括齿轮、滑块和第二电机，齿条安装于基座侧面上，且齿条两端设有端板，两个端板垂直固定于基座侧面上，两个端板之间垂直固定连接有若干个导杆，滑块滑动连接于各导杆上，滑块上安装第二电机，齿轮安装于第二电机的输出轴上，齿轮与齿条相互啮合。第二电机驱动齿轮在齿条上滚动，进而驱动滑块在各导杆构成的轨道上滑动。限位杆和两个用于连接连杆的万向球节均可一一对应地安装于各滑块上。
作为优选，直线驱动装置也可为电动推杆，电动推杆包括套壳和在套壳中伸缩的杆体，其中，直线运动组件即为杆体，套壳固定于基座侧面上；在三根杆体中，限位杆同轴设置且转动连接于位于中间的杆体的伸出端上，两根连杆一一对应地铰接于位于两侧的杆体的伸出端上；结构更为简单，安装方便快捷。
同理地，电动推杆可替换为液压缸，液压缸的安装设置同上。
另一个备选的技术方案中，一种轴向进给装置，其包括基座和调节座，基座的一侧设有三个直线驱动装置，各直线驱动装置均包括直线运动组件，三个直线运动组件的移动轨迹线平行设置且构成品字形；在三个直线运动组件中，中间的直线运动组件上转动连接有限位杆，限位杆的两端均铰接有摆杆，一根摆杆远离限位杆的一端铰接有第二电机座，第二电机座上安装有第一电机，第一电机的输出轴与调节座固定连接；另一根摆杆远离限位杆的一端铰接有接头，第一电机的输出轴转动连接于接头中；第二电机座、第一电机的输出轴和接头构成活动杆，限位杆、两根摆杆和活动杆构成平行四边形机构；中间的直线运动组件的运动轨迹线与平行四边形机构的运动轨迹曲线均位于同一平面上；两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆，两根连杆均通过万向球节连接至调节座上；调节座用于安装操作工具，操作工具的操作方向为轴向进给装置的进给方向。
其中，该技术方案与第一个技术方案的不同之处在于第一电机的安装位置和方式不同，并且齿轮副可集成于第一电机中，即第一电机为减速电机，结构更为紧凑；原理相同，同样能够实现第一个技术方案的功能，同样能带来相同的技术效果。
同理地，本发明也可应用为一种充电对接装置，该装置包括轴向进给装置，三个直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，操作工具为充电枪，充电枪的充电方向为轴向进给装置的进给方向。使用时，首先将操作工具安装于调节座上，第一电机带动活动杆转动；又由于活动杆和调节座固定连接，因此活动杆带动调节座左右转动调整至所需的操作方向，从而实现了操作工具操作方向的调整。接着，进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆一起带动实现操作工具沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。本发明结构简单，进行上述简单机械机构运动即可实现操作工具的轴向进给运动，造价成本低。
本发明的一种轴向进给装置及充电对接装置的有益效果是：
1.在三个直线驱动装置中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆一起带动实现操作工具沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。本发明结构简单，进行上述简单机械机构运动即可实现操作工具的轴向进给运动，造价成本低。
2.在进给过程的三个阶段中，也可通过三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，实现调节座的左右位移调整至所述的操作位置，从而实现了操作工具左右操作位置的调整。
3.通过三个直线运动组件的位移，还能实现操作工具沿直线运动组件的位移方向调整。若直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，则可调整操作工具的操作高度，从而实现操作工具上下操作位置的调整。
4.本发明结构简单，造价成本低，可以实现调节座左右转动以调整操作工具至所需的操作方向，和/或调整操作工具的操作位置后，再进行轴向进给操作。
5.本发明的充电对接装置对控制精度要求低，独创的并联设置的多个直线驱动装置的精度控制要求比现有技术的串联设置的多自由度机械臂的精度要求低，不存在多级累计误差，更易控制。
6.调节座上固定有第一电机座，第一电机安装于第一电机座上，方便拆装，且不干涉结构运动；齿轮副可以起到减速和增加扭矩的作用，第二凹槽也便于安装主动轮。
7.轴向进给装置还包括减震器，减震器的底座安装于调节座远离平行四边形机构的一面上，操作工具安装于减震器的减震台面上。减震器可以一定范围内柔性自适应地实现电动车俯仰角与翻滚角的变化。
8.本发明可通过第三电机实现充电枪转动，即跟随电动车俯仰角实现同步转动微调，可进一步实现充电枪和充电口精准对接。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的实施例一的一种轴向进给装置处于初始状态时的左视图；
图2是本发明的实施例一的一种轴向进给装置处于初始状态时的主视图；
图3是本发明的实施例一的一种轴向进给装置处于进给过程状态时的左视图；
图4是本发明的实施例一的一种轴向进给装置处于进给过程状态时的主视图；
图5是本发明的实施例一的一种轴向进给装置处于进给极限状态时的左视图；
图6是本发明的实施例一的一种轴向进给装置处于进给极限状态时的主视图；
图7是本发明的实施例一的一种充电对接装置处于使用状态时的俯视图；
图8是本发明的实施例一的一种充电对接装置处于使用状态时的三维结构图；
图9是图8中A部分的局部放大图；
图10是本发明的实施例一的一种充电对接装置处于待充电状态时的左视图；
图11是本发明的实施例一的一种充电对接装置处于充电状态时的左视图；
图12是本发明的实施例一的一种充电对接装置处于充电状态时的主视图；
图13是图12中B-B剖视图；
图14是图13中C部分的局部放大图；
图15是图13中D部分的局部放大图；
图16是本发明的实施例二的一种轴向进给装置的直线驱动装置的主视图；
图17是图16中E-E剖视图；
图18是本发明的实施例三的一种轴向进给装置的直线驱动装置的主视图；
图19是图18中F-F剖视图；
图20是本发明的实施例四的一种轴向进给装置及充电对接装置的三维结构图；
图21是本发明的实施例四的一种轴向进给装置及充电对接装置的主视图；
图22是图21中G-G剖视图；
图23是图22中H部分的局部放大图。
其中:1.基座；2.调节座；3.直线驱动装置，301.动子，302.齿轮，303.凸起，304.齿条，305.端板，306.导杆，307.滑块，308.定子轨道；401.限位杆，402.摆杆,403.活动杆，4031.第二电机座，4032.接头；5.连杆；6.第一电机；7.操作工具；8.第一电机座；901.主动轮,902.从动轮；10.减震器；11.第三电机；12.第一凹槽,1201.条形槽；13.第二电机。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一：
如图1-图6所示的本发明的一种轴向进给装置的实施例一，其包括基座1和调节座2，基座1的一侧设有三个直线驱动装置3，各直线驱动装置3均包括直线运动组件，三个直线运动组件的移动轨迹线平行设置且构成品字形；在三个直线运动组件中，中间的直线运动组件上转动连接有限位杆401，限位杆401的两端均铰接有摆杆402，两根摆杆402之间铰接有活动杆403，限位杆401、两根摆杆402和活动杆403构成平行四边形机构，中间的直线运动组件的运动轨迹线与平行四边形机构的运动轨迹曲线均位于同一平面上，活动杆403安装于调节座2上，两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆5，两根连杆5均通过万向球节连接至调节座2上；调节座2上安装有第一电机6，第一电机6的输出轴通过齿轮副传动连接至活动杆403上；调节座2用于安装操作工具7，操作工具7的操作方向为轴向进给装置的进给方向。
其中，操作工具7可以为充电枪、钻枪等等轴向进给操作的工具，使用时，首先将操作工具7安装于调节座2上，第一电机6通过齿轮副传动带动活动杆403转动；又由于活动杆403和调节座2固定连接，因此活动杆403带动调节座2左右转动调整至所需的操作方向，从而实现了操作工具7操作方向的调整。接着，如图1-图6所示的进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置3中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆5一起带动实现操作工具7沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。本实施例结构简单，进行上述简单机械机构运动即可实现操作工具7的轴向进给运动，造价成本低。
同理，如图1-图6所示三个阶段中，也可通过三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，实现调节座2的左右位移调整至所述的操作位置，从而实现了操作工具7左右操作位置的调整。接着，进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置3中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆5一起带动实现操作工具7沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。
优选地，直线运动组件的运动轨迹线与限位杆401平行设置。其中，由于设置平行四边形机构，因此活动杆403始终与直线运动组件的运动轨迹线平行。又由于两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆5，两根连杆5均通过万向球节连接至调节座2上，因此在直线运动组件各自位移带动下，两根连杆5能保证操作工具7始终轴向进给操作。
此外，通过三个直线运动组件的位移，还能实现操作工具7沿直线运动组件的位移方向调整。若直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，则可调整操作工具7的操作高度，从而实现操作工具7上下操作位置的调整。
综上所述，本实施例结构简单，造价成本低，可以实现调节座2左右转动以调整操作工具7至所需的操作方向，和/或调整操作工具7的操作位置后，再进行轴向进给操作。
作为优选，直线驱动装置3为直线电机，直线电机包括定子轨道308和动子301，其中，直线运动组件即为动子301。直线电机结构简单，操作速度快，具有较高加速度，且还易于调控。
例如图7-图15所示的本发明的一种充电对接装置，其为本实施例的轴向进给装置的应用，三个直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，操作工具7为充电枪，充电枪的充电方向为轴向进给装置的进给方向。
操作过程中可能有如下两种情况：
一、若当电动车开至充电停车位后，车身侧面与充电桩的相对面存在一偏航角，此时司机可不需调整车身位置，即可充电。可通过视觉定位进行充电口的定位，接着通过第一电机6调整操作工具7至所需的操作方向，进而通过控制三个直线运动组件各自独立位移，实现充电对接装置的充电枪转动方向口对准充电口进行轴向进给操作。考虑到充电枪插入角固定，因此本实施例的充电对接装置可适用于同一车型使用的专用充电桩或单车使用的私人充电桩。若本实施例的充电对接装置需多车使用，则可在调节座2上下调节充电枪的枪口角度，以适用于不同车型的充电口。
二、若当电动车开至充电停车位后，车身侧面与充电桩侧面平行，同时充电口的中心轴线与充电枪口的中心轴线平行且有间距，则可通过三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，实现调节座2的左右位移调整至所述的操作位置，从而实现了操作工具7左右操作位置的调整，即实现充电口的中心轴线与充电枪口的中心轴线重合。接着，进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置3中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆5一起带动实现充电枪沿轴向进给直至插入至充电口中为止。
此外，上述两种情况也可能同时发生，则在充电枪口轴向进给前，完成操作工具7的操作位置和左右操作方向的调整即可。
本实施例的充电对接装置的基座1可以为墙壁、充电桩等侧面垂直于地面的结构，其占用空间小。当充电使用完后，可两侧的直线驱动装置3向下移动，中间的直线驱动装置3向上移动，实现充电枪的缩回，缩回后的装置占用空间小。
此外，本实施例的充电对接装置对控制精度要求低，独创的并联设置的多个直线驱动装置3的精度控制要求比现有技术的串联设置的多自由度机械臂的精度要求低，不存在多级累计误差，更易控制。
具体地，为了方便拆装，且不干涉结构运动，调节座2上固定有第一电机座8，第一电机6安装于第一电机座8上。
进一步地，第一电机座8上设有第二凹槽，第二凹槽朝向调节座2，第一电机6安装于第一电机座8的顶面上，第一电机6的输出轴贯穿第一电机座8直至第二凹槽中；齿轮副包括主动轮901和从动轮902，主动轮901安装于第一电机6的输出轴上，且主动轮901位于第二凹槽中；主动轮901和从动轮902相互啮合；从动轮902安装于活动杆403上。上述结构紧凑，其中齿轮副可以起到减速和增加扭矩的作用，第二凹槽也便于安装主动轮901。
具体地，轴向进给装置还包括减震器10，减震器10的底座安装于调节座2远离平行四边形机构的一面上，操作工具7安装于减震器10的减震台面上。减震器10可以一定范围内柔性自适应地实现电动车俯仰角与翻滚角的变化。其中，电动车俯仰角与翻滚角可能由载重和地形坡度导致。其中，俯仰角、翻滚角和偏航角常用于描述飞机或者导弹等飞行器的姿态，此处引申至电动车的姿态描述。
作为优选，减震器10为橡胶减震器，结构更简单，方便安装和采购。
进一步地，调节座2上设有第三电机11，减震器10的底座安装于第三电机11的输出轴上。本实施例可通过第三电机11实现充电枪转动，即跟随电动车俯仰角实现同步转动微调，可进一步实现充电枪和充电口精准对接。
实施例二：
如图16-图17所示的本发明的一种轴向进给装置的实施例二，本实施例与实施例一不同之处在于，直线驱动装置3为齿轮齿条传动装置，其中，当直线运动组件为齿条304时，基座1侧面设有第一凹槽12和第二电机13，齿轮302设于第一凹槽12中，第二电机13的输出轴贯穿第一凹槽12的一侧槽壁并内伸至槽内，齿轮302安装于第二电机13的输出轴上，齿轮302与齿条304相互啮合，齿条304两侧均沿长度方向依次设有多个凸起303，第一凹槽12的两侧槽壁沿槽体方向均设有条形槽1201，各凸起303均滑动连接于条形槽1201中。限位杆401和两个用于连接连杆5的万向球节均可一一对应地安装于各齿条304上。其中，凸起303可为垂直固定于齿条304侧面的杆体。
或者，凸起303可为一螺栓，该螺栓从齿条304一侧穿入，并从另一侧穿出，且螺纹连接于齿条304中；条形槽1201在第一凹槽12的槽壁上贯穿设置，螺栓的螺帽位于第一凹槽12的槽体之外，起到了限位的作用，且方便拆装。安装时，可将齿条304和齿轮302设于第一凹槽12内并啮合；接着将螺栓从一侧的条形槽1201中穿入，并螺纹连接于齿条304中，再从另一侧的条形槽1201中穿出。
实施例三：
如图18-图19所示的本发明的一种轴向进给装置的实施例三，本实施例与实施例一不同之处在于，直线驱动装置3为另一种齿轮齿条传动装置，其中，直线运动组件包括齿轮302、滑块307和第二电机13，齿条304安装于基座1侧面上，且齿条304两端设有端板305，两个端板305垂直固定于基座1侧面上，两个端板305之间垂直固定连接有若干个导杆306，滑块307滑动连接于各导杆306上，滑块307上安装第二电机13，齿轮302安装于第二电机13的输出轴上，齿轮302与齿条304相互啮合。第二电机13驱动齿轮302在齿条304上滚动，进而驱动滑块307在各导杆306构成的轨道上滑动。限位杆401和两个用于连接连杆5的万向球节均可一一对应地安装于各滑块307上。
作为优选，直线驱动装置3也可为电动推杆，电动推杆包括套壳和在套壳中伸缩的杆体，其中，直线运动组件即为杆体，套壳固定于基座1侧面上；在三根杆体中，限位杆401同轴设置且转动连接于位于中间的杆体的伸出端上，两根连杆5一一对应地铰接于位于两侧的杆体的伸出端上；结构更为简单，安装方便快捷。
同理地，电动推杆可替换为液压缸，液压缸的安装设置同上。
实施例四：
如图20-图23所示的本发明的一种轴向进给装置的实施例四，其包括基座1和调节座2，基座1的一侧设有三个直线驱动装置3，各直线驱动装置3均包括直线运动组件，三个直线运动组件的移动轨迹线平行设置且构成品字形；在三个直线运动组件中，中间的直线运动组件上转动连接有限位杆401，限位杆401的两端均铰接有摆杆402，一根摆杆402远离限位杆401的一端铰接有第二电机座4031，第二电机座4031上安装有第一电机6，第一电机6的输出轴与调节座2固定连接；另一根摆杆402远离限位杆401的一端铰接有接头4032，第一电机6的输出轴转动连接于接头4032中；第二电机座4031、第一电机6的输出轴和接头4032构成活动杆403，限位杆401、两根摆杆402和活动杆403构成平行四边形机构；中间的直线运动组件的运动轨迹线与平行四边形机构的运动轨迹曲线均位于同一平面上；两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有连杆5，两根连杆5均通过万向球节连接至调节座2上；调节座2用于安装操作工具7，操作工具7的操作方向为轴向进给装置的进给方向。
其中，本实施例与实施例一的不同之处在于第一电机6的安装位置和方式不同，并且齿轮副可集成于第一电机6中，即第一电机6为减速电机，结构更为紧凑。本实施例原理相同，同样能够实现实施例一的功能，同样能带来相同的技术效果。
同理地，本实施例也可应用为一种充电对接装置，该装置包括轴向进给装置，三个直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，操作工具7为充电枪，充电枪的充电方向为轴向进给装置的进给方向。使用时，首先将操作工具7安装于调节座2上，第一电机6带动活动杆403转动；又由于活动杆403和调节座2固定连接，因此活动杆403带动调节座2左右转动调整至所需的操作方向，从而实现了操作工具7操作方向的调整。接着，进给过程的三个阶段中，在三个直线驱动装置3中，三个直线运动组件在运动轨迹线上各自移动不同位移，从而驱动平行四边形机构和两根连杆5一起带动实现操作工具7沿轴向进给直至操作完成并达到进给极限状态为止。本实施例结构简单，进行上述简单机械机构运动即可实现操作工具7的轴向进给运动，造价成本低。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种轴向进给装置，其特征在于：包括基座和调节座，所述基座的一侧设有三个直线驱动装置，各直线驱动装置均包括直线运动组件，三个直线运动组件的移动轨迹线平行设置且构成品字形；在三个直线运动组件中，中间的直线运动组件上转动连接有平行四边形机构，平行四边形机构由限位杆、两根摆杆和活动杆构成，中间的直线运动组件上转动连接有限位杆，限位杆的两端均铰接有摆杆，两根摆杆之间铰接有活动杆，所述限位杆与所述直线运动组件的移动轨迹线平行设置，所述平行四边形机构远离基座的活动杆安装于调节座上，两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有一根连杆，两根连杆均通过万向球节连接至调节座上；所述调节座上安装有第一电机，所述调节座上固定有第一电机座，所述第一电机安装于第一电机座上，所述第一电机的输出轴通过齿轮副传动连接至所述活动杆上，所述齿轮副包括主动轮和从动轮，所述主动轮安装于第一电机的输出轴上，所述从动轮安装于活动杆上，所述主动轮和从动轮相互啮合，活动杆带动调节座左右转动调整至所需的操作方向；所述调节座用于安装操作工具。
2.根据权利要求1所述的一种轴向进给装置，其特征在于：所述直线驱动装置为直线电机、齿轮齿条传动装置、电动推杆或液压缸。
3.根据权利要求1所述的一种轴向进给装置，其特征在于：所述第一电机座上设有第二凹槽，所述第二凹槽朝向调节座，所述第一电机安装于第一电机座的顶面上，所述第一电机的输出轴贯穿第一电机座直至第二凹槽中；且所述主动轮位于第二凹槽中。
4.根据权利要求1所述的一种轴向进给装置，其特征在于：所述轴向进给装置还包括减震器，所述减震器的底座安装于调节座远离平行四边形机构的一面上，所述操作工具安装于减震器的减震台面上。
5.根据权利要求4所述的一种轴向进给装置，其特征在于：所述减震器为橡胶减震器。
6.根据权利要求4所述的一种轴向进给装置，其特征在于：所述调节座上设有第三电机，所述减震器的底座安装于第三电机的输出轴上。
7.一种轴向进给装置，其特征在于：包括基座和调节座，所述基座的一侧设有三个直线驱动装置，各直线驱动装置均包括直线运动组件，三个直线运动组件的移动轨迹线平行设置且构成品字形；在三个直线运动组件中，中间的直线运动组件上转动连接有限位杆，所述限位杆与所述直线运动组件的移动轨迹线平行设置，所述限位杆的两端均铰接有摆杆，一根摆杆远离限位杆的一端铰接有第二电机座，所述第二电机座上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴与调节座固定连接；另一根摆杆远离限位杆的一端铰接有接头，所述第一电机的输出轴转动连接于接头中；所述第二电机座、第一电机的输出轴和接头构成活动杆，所述限位杆、两根摆杆和活动杆构成平行四边形机构，第一电机带动活动杆转动，活动杆带动调节座左右转动调整至所需的操作方向；所述中间的直线运动组件的运动轨迹线与平行四边形机构的运动轨迹曲线均位于同一平面上；两侧的直线运动组件均通过万向球节连接有一根连杆，两根连杆均通过万向球节连接至调节座上；所述调节座用于安装操作工具。
8.一种充电对接装置，其特征在于：包括如权利要求1-7中任一项所述的轴向进给装置，所述三个直线运动组件的移动轨迹线垂直于地面，所述操作工具为充电枪，所述充电枪的充电方向为轴向进给装置的进给方向。
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