CN112777556A - 一种加油末端执行器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及加油机器人技术领域，尤其涉及一种加油末端执行器。通过一体化集成设计外盖开闭机构、内盖开闭机构、油枪进给机构和油枪扳机开闭机构，可以使该加油末端执行器自动完成打开油箱外盖、打开油箱内盖以及插拔油枪等动作，可以提高加油效率。且通过使用弹性单元，并使夹持件(13)的夹爪(14)表面包覆柔性材料，可以在使用该加油末端执行器的过程中，防止划伤汽车。

Description

一种加油末端执行器

技术领域

本公开涉及加油机器人技术领域，尤其涉及一种加油末端执行器。

背景技术

自动加油工作站是一种可替代加油工人进行加油工作的装备，其末端执行器具备完成开关车辆油仓外盖、开关车辆油仓内盖、插拔油枪等动作的功能。现有技术中的加油末端执行器往往无法一次性完成上述三个动作，而且在应用时还需要对车辆进行改动，例如，需要剪掉车辆的油仓内盖和外盖之间的连接线等。这就导致在使用现有技术中的加油末端执行器时存在效率低下等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种加油末端执行器，所述加油末端执行器包括：外盖开闭机构、内盖开闭机构、油枪进给机构和油枪扳机开闭机构；

所述外盖开闭机构包括第一弹性单元，所述第一弹性单元被配置为提供打开油箱外盖的压缩力；

所述内盖开闭机构包括夹持件，所述夹持件包括夹爪，所述夹爪被配置为夹持油箱内盖；其中，所述夹爪表面包覆有柔性材料；

所述油枪进给机构包括油枪进给气缸，所述油枪进给气缸被配置为提供加油枪进给所需的行程；

所述油枪扳机开闭机构包括推缸和油枪开合机构；当所述推缸伸出时，关闭油枪扳机，当所述推缸收缩时，所述油枪开合机构带动油枪捏合完成加油动作。

可选地，所述加油末端执行器还包括：第一油枪进给气缸安装法兰、第二油枪进给气缸安装法兰和第三油枪进给气缸安装法兰，所述第一油枪进给气缸安装法兰和所述第二油枪进给气缸安装法兰将加油机器人的机械臂与所述第三油枪进给气缸安装法兰固定。

可选地，所述第一弹性单元通过安装法兰与所述第一油枪进给气缸安装法兰连接。

可选地，所述外盖开闭机构还包括勾爪，所述勾爪与所述第三油枪进给气缸安装法兰连接，当所述第一弹性单元将油箱外盖弹开后，所述机械臂运动以使所述勾爪彻底打开油箱外盖。

可选地，所述勾爪为高弹性耐磨耐油材质。

可选地，所述夹持件为恒力装置。

可选地，所述夹持件为二指夹爪，所述夹持件的两个夹爪所成的距离范围为7～40mm。

可选地，所述油枪进给机构还包括第二弹性单元和第三弹性单元，所述第三弹性单元和所述第二弹性单元依次与所述油枪进给气缸连接，且所述油枪进给气缸与所述第三油枪进给气缸安装法兰连接。

可选地，所述第二弹性单元被配置为在加油枪进入油箱的过程中根据不同车型的油口深度来调整加油枪的进给行程，所述第三弹性单元被配置为根据不同车型的油口角度来调整加油枪的进给角度。

可选地，所述第二弹性单元包括光轴和压缩弹簧，所述第三弹性单元由若干橡胶弹性体构成。

本公开实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果：

通过一体化集成设计外盖开闭机构、内盖夹持机构、油枪进给机构和油枪扳机开闭机构，可以使该加油末端执行器自动完成打开油箱外盖、打开油箱内盖以及插拔油枪等动作，可以提高加油效率。且通过使用弹性单元，并使夹持件的夹爪表面包覆柔性材料，可以在使用该加油末端执行器的过程中，防止划伤汽车，解决了自动化加油过程中油箱内盖与汽车油箱外盖连接绳的干扰问题。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了本公开实施例提供的加油末端执行器与加油机器人的连接关系；

图2是图1中本公开实施例提供的加油末端执行器的细节示意图；

图3示出了本公开实施例提供的加油末端执行器的外盖开闭机构的部分机构和内盖开闭机构；

图4示出了本公开实施例提供的加油末端执行器的外盖开闭机构的一种工作状态；

图5和图6是本公开实施例提供的加油末端执行器的内盖开闭机构的示意图；

图7和图8是本公开实施例提供的加油末端执行器的第二弹性单元的工作状态示意图；

图9是本公开实施例提供的加油末端执行器的各油枪固定法兰的结构示意图；

图10示出了本公开实施例提供的加油末端执行器的推缸和油枪固定法兰的连接关系。

附图标记：1-加油末端执行器；2-加油机器人；11-安装法兰；110-勾爪；111-油枪进给气缸；12-第一弹性单元；13-夹持件；14-夹爪；151-第一油枪进给气缸安装法兰；152-第二油枪进给气缸安装法兰；153-第三油枪进给气缸安装法兰；16-第二弹性单元；17-第三弹性单元；18-推缸；181-油枪开合机构；191-第一油枪固定法兰；192-第二油枪固定法兰；193-第三油枪固定法兰。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

本公开实施例提供了一种加油末端执行器，该加油末端执行器包括外盖开闭机构、内盖开闭机构、油枪进给机构和油枪扳机开闭机构；

外盖开闭机构包括第一弹性单元12，第一弹性单元12被配置为提供打开油箱外盖的压缩力；

内盖开闭机构包括夹持件13，夹持件13包括夹爪14，夹爪14被配置为夹持油箱内盖；其中，夹爪14表面包覆有柔性材料；

油枪进给机构包括油枪进给气缸111，油枪进给气缸111被配置为提供加油枪进给所需的行程；

油枪扳机开闭机构包括推缸18和油枪开合机构181，当推缸18伸出时，关闭油枪扳机，当推缸18收缩时，油枪开合机构181带动油枪捏合完成加油动作。

在一种可能的实现方式中，该加油末端执行器还包括第一油枪进给气缸安装法兰151、第二油枪进给气缸安装法兰152和第三油枪进给气缸安装法兰153，外盖开闭机构还包括勾爪110。如图1和图2所示，第一弹性单元12可以通过安装法兰11与第一油枪进给气缸安装法兰151连接，从而加油机器人2的机械臂可以通过第一油枪进给气缸安装法兰151带动第一弹性单元12运动。第一油枪进给气缸安装法兰151和第二油枪进给气缸安装法兰152可以将加油机器人2的机械臂与第三油枪进给气缸安装法兰153固定，从而使本实施例提供的加油末端执行器1与加油机器人2连接。勾爪110可以通过螺纹与第三油枪进给气缸安装法兰153连接，从而加油机器人2的机械臂运动时可以带动勾爪110运动。

图3示出了该加油末端执行器的外盖开闭机构的部分机构和内盖开闭机构，图4示出了该加油末端执行器的外盖开闭机构的一种工作状态图。在实际应用中，第一弹性单元12作用于推开汽车油箱外盖的过程中。其中，第一弹性单元12可以是弹簧，从而当机械臂运动时，机械臂可以挤压弹簧从而使第一弹性单元12提供打开外盖的弹力。如图4所示，当夹持件13的夹爪14接触到油箱外盖时，第一弹性单元12产生压缩以提供打开油箱外盖所需的压力，以方便打开汽车油箱外盖。当第一弹性单元12产生压缩力将汽车油箱外盖弹开后，机械臂运动可以使勾爪110对准油箱外盖弹开的缝隙，然后通过机械臂运动可以将外盖彻底打开。勾爪110可以为高弹性耐磨耐油材质(如橡胶等材质)，可以在开启油箱外盖的过程中防止划伤车辆。夹爪14表面可以包覆有柔性材料(如橡胶等)，可以防止夹爪14在和油箱外盖接触时划伤油箱外盖。

当汽车油箱外盖被打开后，夹持件13伸入汽车油箱，夹持件13上的夹爪14可以夹持油箱内盖并由机械臂旋转带动夹爪14打开内盖。其中，该夹持件13为恒力装置，可以在作用行程不同的情况下提供同等大小的夹持力。加油机器人2可以是六轴机器人，从而可以使机械臂在多种角度下移动或转动。在一种可能的实现方式中，如图5和6所示，该夹持件13可以为二指夹爪，该二指夹爪的两个夹爪14之间的距离可调，从而可以使该二指夹爪适用于不同车型所具有的不同宽度的油箱内盖。其中，两个夹爪14可以是气爪，以提供固定的夹持力，且两个夹爪14所成距离的范围可以是7～40mm，以适用于不同车型所具有的不同宽度的油盖。通过使夹爪14的表面包覆柔性材料(如橡胶等)，也可以增加夹爪14与油箱内盖之间的摩擦力，保证夹爪14与油箱内盖的相对固定，也可以避免夹爪14对油箱或油箱内盖造成破坏(如产生划痕等)。

在油箱内盖被打开之后，机械臂向外运动取出油箱内盖(此时由夹持件13夹持油箱内盖)。之后，机械臂向上移动，且油枪进给气缸111运动使得加油枪对准油箱洞口。在一种可能的实现方式中，油枪进给机构还包括第二弹性单元16和第三弹性单元17。如图2、图7和8所示，第三弹性单元17和第二弹性单元16依次与油枪进给气缸111连接，且油枪进给气缸111与第三油枪进给气缸安装法兰153连接，从而可以使机械臂带动油枪进给气缸111运动，从而可以带动加油枪运动。第二弹性单元16被配置为在加油枪进入油箱的过程中根据不同车型的油口深度来调整加油枪的进给行程。第三弹性单元17被配置为根据不同车型的油口角度来调整加油枪的进给角度。

在一种可能的实现方式中，第二弹性单元16可以由光轴与压缩弹簧构成。当油枪接触到外部车体时，该压缩弹簧可以压缩以适应不同的车型油口深度，同时避免油枪对车体造成损坏。例如，如图7和8所示，当油枪在油箱外接触到车体后，如果油枪插入的深度浅，气缸继续向前推进油枪时，第二弹性单元16的压缩弹簧可以沿受力方向沿光轴发生压缩，以防止太大的应力挤压汽车。在一种可能的实现方式中，第三弹性单元17可以由若干橡胶弹性体构成，例如可以由四个橡胶弹性体构成。当油枪进入油洞后，由于油洞是弯曲向下的，所以油枪在与油洞接触后会产生应力，该橡胶弹性体在接触力作用下会沿受力方向产生变形，以保证油枪与油洞的安全。

油枪进入油箱后，推缸18动作，开始加油。例如，当推缸18伸出时，关闭油枪扳机，当推缸18收缩时，油枪开合机构181带动油枪捏合完成加油动作。完成加油动作后，机械臂带动油枪进给气缸111收缩，油枪离开，同时机械臂运动可以带动夹持件13将油箱内盖旋转装回，夹持件13或者第一弹性单元12将油箱外盖关上。在加油过程中，当加油预设时间或者加油量达到预设数值时，可以确定加油完成。此处的预设时间和预设数值均可以由工作人员在使用该加油末端执行器前预先设定。

在一种可能的实现方式中，如图2、图9和图10所示，本实施例所提供的加油末端执行器还可以包括第一油枪固定法兰191、第二油枪固定法兰192和第三油枪固定法兰193。其中，第一油枪固定法兰191安装在第三弹性单元17上，第二油枪固定法兰192与第三油枪固定法兰193安装在第一油枪固定法兰191上，第二油枪固定法兰192与第三油枪固定法兰193通过挤压将油枪夹住，从而可以固定油枪。如图10所示，推缸18可以安装在第二油枪固定法兰192上，从而当通过油枪固定法兰固定加油枪之后，可以通过油枪开合机构181带动油枪捏合以完成加油动作。

在一种可能的实现方式中，本实施例所提供的加油末端执行器的动力源为气动执行器，可以使该加油末端执行器适用于油气等易爆环境中。

在一种可能的实现方式中，本实施例所提供的加油末端执行器还包括控制单元，该控制单元中存储有计算机指令，当该计算机指令被执行时，控制单元控制加油机器人2或者配合加油机器人2带动上述各部件完成加油动作。

本实施例提供的加油末端执行器通过一体化集成设计，可以实现开关车辆油箱外盖、开关车辆油箱内盖、插拔油枪等动作，且通过使夹持件的两个夹爪所成的距离范围为7～40mm，使油枪进给机构包括第二弹性单元和第三弹性单元，可以使该加油末端执行器适应不同的内盖宽度、油枪进给距离和油口角度，使该加油末端执行的应用范围更加广泛。通过使用多个弹性单元，并使夹持件的夹爪包覆柔性材料，可以防止加油末端执行器在使用过程中划伤汽车。

另外，通过本实施例提供的加油末端执行器，可以自动完成打开油箱外盖、打开油箱内盖以及插拔油枪等动作，且无需断开内盖与外盖之间的连接，可以提高加油效率且保证内盖与外盖之间的连接绳的安全。通过末端执行器的复合设计，使得本公开实施例提供的末端执行器上有开油箱内盖的工具也有插拔油枪的工具。在通过机械臂打开油箱内盖后，不需要把内盖拿走，就可以把油枪插进油洞，从而可以避免常见油箱中外盖和内盖之间连接绳的干扰。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种加油末端执行器，其特征在于，所述加油末端执行器包括：外盖开闭机构、内盖开闭机构、油枪进给机构和油枪扳机开闭机构；

所述外盖开闭机构包括第一弹性单元(12)，所述第一弹性单元(12)被配置为提供打开油箱外盖的压缩力；

所述内盖开闭机构包括夹持件(13)，所述夹持件(13)包括夹爪(14)，所述夹爪(14)被配置为夹持油箱内盖；其中，所述夹爪(14)表面包覆有柔性材料；

所述油枪进给机构包括油枪进给气缸(111)，所述油枪进给气缸(111)被配置为提供加油枪进给所需的行程；

所述油枪扳机开闭机构包括推缸(18)和油枪开合机构(181)；当所述推缸(18)伸出时，关闭油枪扳机，当所述推缸(18)收缩时，所述油枪开合机构(181)带动油枪捏合完成加油动作。

2.根据权利要求1所述的加油末端执行器，其特征在于，所述加油末端执行器还包括：第一油枪进给气缸安装法兰(151)、第二油枪进给气缸安装法兰(152)和第三油枪进给气缸安装法兰(153)，所述第一油枪进给气缸安装法兰(151)和所述第二油枪进给气缸安装法兰(152)将加油机器人的机械臂与所述第三油枪进给气缸安装法兰(153)固定。

3.根据权利要求2所述的加油末端执行器，其特征在于，所述第一弹性单元(12)通过安装法兰(11)与所述第一油枪进给气缸安装法兰(151)连接。

4.根据权利要求2所述的加油末端执行器，其特征在于，所述外盖开闭机构还包括勾爪(110)，所述勾爪(110)与所述第三油枪进给气缸安装法兰(153)连接，当所述第一弹性单元(12)将油箱外盖弹开后，所述机械臂运动以使所述勾爪(110)彻底打开油箱外盖。

5.根据权利要求4所述的加油末端执行器，其特征在于，所述勾爪(110)为高弹性耐磨耐油材质。

6.根据权利要求1所述的加油末端执行器，其特征在于，所述夹持件(13)为恒力装置。

7.根据权利要求6所述的加油末端执行器，其特征在于，所述夹持件(13)为二指夹爪，所述夹持件(13)的两个夹爪(14)所成的距离范围为7～40mm。

8.根据权利要求2所述的加油末端执行器，其特征在于，所述油枪进给机构还包括第二弹性单元(16)和第三弹性单元(17)，所述第三弹性单元(17)和所述第二弹性单元(16)依次与所述油枪进给气缸(111)连接，且所述油枪进给气缸(111)与所述第三油枪进给气缸安装法兰(153)连接。

9.根据权利要求8所述的加油末端执行器，其特征在于，所述第二弹性单元(16)被配置为在加油枪进入油箱的过程中根据不同车型的油口深度来调整加油枪的进给行程，所述第三弹性单元(17)被配置为根据不同车型的油口角度来调整加油枪的进给角度。

10.根据权利要求9所述的加油末端执行器，其特征在于，所述第二弹性单元(16)包括光轴和压缩弹簧，所述第三弹性单元(17)由若干橡胶弹性体构成。

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