CN113979400A - 自动加油机械手末端装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种自动加油机械手末端装置，包括机架、进给驱动机构、油箱盖开闭机构和油枪机构，所述进给驱动机构和油枪机构设于所述机架上，所述油箱盖开闭机构活动设于所述机架上，所述进给驱动机构驱动所述油箱盖开闭机构相对所述机架往复移动，所述油箱盖开闭机构包括安装架、扭力输出装置和夹持装置，所述安装架与所述进给驱动机构相连接，所述扭力输出装置和夹持装置设于所述安装架上，且所述扭力输出装置的扭力输出端朝向所述夹持装置设置。本申请自动加油机械手末端装置通过将进给驱动机构、油箱盖开闭机构和油枪机构一体化集成设计，可以实现自动完成开关油箱盖、插拔油枪等动作对农业机械实现自动加油，提高加油效率。
Description
技术领域
本申请涉及加油机器人领域，尤其涉及一种自动加油机械手末端装置。
背景技术
机油是发动机的润滑油，能对发动机起到润滑、清洁、冷却、密封、减磨等作用，对于降低发动机零件的磨损，延长使用生命有着重要的意义。机油使用过一段时间后会变脏，黏度和耐热性会变差，一定程度后无法起到对发动机的保护作用。因此，拖拉机需要定期更换新的机油。传统拖拉机更换机油的时候，由于拖拉机体积比较大型、高度比较高，大部分机型需要登高作业，通常需要人员借助工具爬上爬下攀登到发动机顶部，由人工进行更换，费时、费力，不符合经济效益。随着无人驾驶技术和现代农业的发展，如何将无人驾驶拖拉机与自动加油机械手末端装置相结合，使得无人驾驶拖拉机需要更换机油时，为其自动进行更换新的机油，提高无人驾驶拖拉机的智能化水平和无人运维是目前急需解决的问题。
发明内容
为了实现对农业机械进行机油自动更换作业，本申请公开了一种自动加油机械手末端装置。
本申请由以下技术方案实现：
一种自动加油机械手末端装置，包括机架、进给驱动机构、油箱盖开闭机构和油枪机构，所述进给驱动机构和油枪机构设于所述机架上，所述油箱盖开闭机构活动设于所述机架上，所述进给驱动机构用于驱动所述油箱盖开闭机构相对所述机架往复移动，所述油箱盖开闭机构包括安装架、扭力输出装置和夹持装置，所述安装架与所述进给驱动机构相连接，所述扭力输出装置和夹持装置设于所述安装架上，且所述扭力输出装置的扭力输出端朝向所述夹持装置设置。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述扭力输出装置包括扭力输出电机、扭力传动组件和旋转夹持件，所述旋转夹持件朝向所述夹持装置设置，所述扭力输出电机通过扭力传动组件驱动所述旋转夹持件转动。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述旋转夹持件包括转动轴和作为扭力输出端的多个弹性手指，所述扭力传动组件用于带动所述转动轴转动，所述多个弹性手指在所述转动轴靠近所述夹持装置的端面上环形分布并弹性伸缩设置，且所述弹性手指朝向所述夹持装置设置。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述夹持装置包括手指气缸、第一夹爪件和第二夹爪件，所述手指气缸设于所述安装架上，所述第一夹爪件和第二夹爪件相对设置在所述手指气缸上，且所述手指气缸驱动第一夹爪件和第二夹爪件相向靠近或相对远离。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述第一夹爪件和第二夹爪件外侧包覆柔性材料。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述进给驱动机构包括进给气缸和滑块滑轨组件，所述进给气缸和滑块滑轨组件设于所述机架上且分别与所述安装架相连，所述进给气缸用于驱动所述安装架，使所述安装架通过滑块滑轨组件相对所述机架往复移动。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述油枪机构包括油枪和油路电磁阀，所述油枪设于所述机架上，所述油路电磁阀用于控制所述油枪通断。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述扭力传动组件包括减速机和联轴器，所述减速机与所述扭力输出电机传动连接，所述联轴器连接所述减速机和所述转动轴。
如上所述的自动加油机械手末端装置，所述安装架包括安装基板、减速机安装法兰和带座轴承，所述减速机安装法兰设于所述安装基板上并支撑所述减速机，所述带座轴承设于所述安装基板上并支撑所述转动轴。
如上所述的自动加油机械手末端装置，还包括设于所述机架上的自动清洁机构，所述自动清洁机构包括油箱盖吹气装置和气路电磁阀，所述油箱盖吹气装置用于吹出清洁气体清洁油箱盖，所述气路电磁阀用于控制油箱盖吹气装置的气路通断。
与现有技术相比，本申请有如下优点：
本申请自动加油机械手末端装置中，进给驱动机构、油箱盖开闭机构和油枪机构一体化集成设计，通过进给驱动机构驱动油箱盖开闭机构靠近或远离油箱盖，以及通过油箱盖开闭机构中的扭力输出装置和夹持装置相配合打开或关闭油箱盖，还有通过油枪机构向油箱进行加油作业，可以实现自动完成开关油箱盖、插拔油枪等动作对农业机械实现自动加油，提高加油效率，且该自动加油机械手末端装置能适应一定范围内不同的油盖宽度、油枪进给距离和油口角度，使该自动加油机械手末端装置执行的应用范围更加广泛。在通过自动加油机械手末端装置打开油箱盖后，不需要把盖放下，就可以把油枪插进油口，完成加油，操作步骤简洁，方便使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是实施例公开的油箱盖的立体结构示意图。
图2是实施例公开的油箱盖的正向示意图。
图3是实施例公开的自动加油机械手末端装置的正向示意图。
图4是实施例公开的自动加油机械手末端装置的左向示意图。
图5是实施例公开的自动加油机械手末端装置的右向示意图。
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作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。
实施例：本实施例公开了一种自动加油机械手末端装置，其用于在农业机械的油箱上开启或关闭如图1和图2所示的油箱盖6，以实现对农业机械进行自动加油作业。油箱盖6包括油箱盖本体61和把手螺丝62，把手螺丝62贯穿设置在油箱盖本体61上，且把手螺丝62在油箱盖本体61上转动设置，油箱盖本体61用于盖设在油箱的油口处，把手螺丝62用于与其他配件螺纹配合以将油箱盖本体61固定在油箱的油口处。如图3至图5所示，本实施例的一种自动加油机械手末端装置包括机架1、进给驱动机构2、油箱盖开闭机构3和油枪机构4，所述进给驱动机构2和油枪机构4设于所述机架1上，所述油箱盖开闭机构3活动设于所述机架1上，所述进给驱动机构2用于驱动所述油箱盖开闭机构3相对所述机架1往复移动，所述油箱盖开闭机构3包括安装架31、扭力输出装置32和夹持装置33，所述安装架31与所述进给驱动机构2相连接，所述扭力输出装置32和夹持装置33设于所述安装架31上，且所述扭力输出装置32的扭力输出端朝向所述夹持装置33设置。当进给驱动机构2驱动油箱盖开闭机构3移动到指定位置后，所述夹持装置33用于夹持油箱盖本体61，所述扭力输出装置32用于带动把手螺丝62转动以在油箱盖本体61上松开或拧紧把手螺丝62，以便将油箱盖本体61固定在油箱上或在油箱上松开油箱盖本体61。本实施例自动加油机械手末端装置中，进给驱动机构2、油箱盖开闭机构3和油枪机构4一体化集成设计，通过进给驱动机构2驱动油箱盖开闭机构3靠近或远离油箱盖6，以及通过油箱盖开闭机构3中的扭力输出装置32和夹持装置33相配合打开或关闭油箱盖6，还有通过油枪机构4向油箱进行加油作业，可以实现自动完成开关油箱盖、插拔油枪等动作对农业机械实现自动加油，提高加油效率，且该自动加油机械手末端装置能适应一定范围内不同的油盖宽度、油枪进给距离和油口角度，使该自动加油机械手末端装置执行的应用范围更加广泛。在通过自动加油机械手末端装置打开油箱盖6后，不需要把盖放下，就可以把油枪插进油口，完成加油，操作步骤简洁，方便使用。
进一步地，为了在油箱盖本体61上有效转动把手螺丝62，所述扭力输出装置32包括扭力输出电机321、扭力传动组件322和旋转夹持件323，所述扭力输出电机321通过扭力传动组件322驱动所述旋转夹持件323转动，所述旋转夹持件323包括转动轴3231和作为扭力输出端的多个弹性手指3232，所述多个弹性手指3232在所述转动轴3231靠近所述夹持装置33的端面上环形分布并弹性伸缩设置，且所述弹性手指3232朝向所述夹持装置33设置。当进给驱动机构2驱动油箱盖开闭机构3向油箱盖6方向靠近时，若把手螺丝62刚好位于弹性手指3232下方，通过设置弹性手指3232，弹性手指3232在碰到把手螺丝62时会弹性收缩，这样不会压坏把手螺丝62和弹性手指3232，当转动轴3231动弹性手指3232转动脱离把手螺丝62后，弹性手指3232就会在转动轴3231上弹出，使把手螺丝62卡入到两弹性手指3232的缝隙中，以便弹性手指3232带动把手螺丝62转动。
进一步地，为了方便夹持油箱盖本体61，所述夹持装置33包括手指气缸331、第一夹爪件332和第二夹爪件333，所述手指气缸331设于所述安装架31上，第一夹爪件332和第二夹爪件333相对设置在所述手指气缸331上，且所述手指气缸331驱动第一夹爪件332和第二夹爪件333相向靠近或相对远离。
进一步地，为了防止第一夹爪件332和第二夹爪件333划伤油箱盖6，所述第一夹爪件332和第二夹爪件333外侧包覆柔性材料，柔性材料选取高弹性耐磨耐油材质。优选地，所述柔性材料包括聚氨酯、硅胶、橡胶中任一种。
进一步地，所述进给驱动机构2包括进给气缸21和滑块滑轨组件22，所述进给气缸21和滑块滑轨组件22设于所述机架1上且分别与所述安装架31相连，所述进给气缸21驱动所述安装架31，使所述安装架31通过滑块滑轨组件22相对所述机架1往复移动。
进一步地，为了有效实现转动传动，所述扭力传动组件322包括减速机3221和联轴器3222，所述减速机3221与所述扭力输出电机321传动连接，所述联轴器3222连接所述减速机3221和所述转动轴3231。
进一步地，为了在安装架31上稳定固定油箱盖开闭机构3，所述安装架31包括安装基板311、减速机安装法兰312和带座轴承313，所述减速机安装法兰312设于所述安装基板311上并支撑所述减速机3221，所述带座轴承313设于所述安装基板311上并支撑所述转动轴3231。
进一步地，为了有效控制油枪机构4的加油状态，所述油枪机构4包括油枪41和油路电磁阀42，所述油枪41设于所述机架1上，所述油路电磁阀42用于控制所述油枪41通断。
进一步地，为了在加油前有效清洁油箱盖，以防止灰尘污物进入到油箱内，所述自动加油机械手末端装置还包括设于所述机架1上的自动清洁机构5，所述自动清洁机构5包括油箱盖吹气装置51和气路电磁阀52，所述油箱盖吹气装置51用于吹出清洁气体清洁油箱盖，所述气路电磁阀52用于控制油箱盖吹气装置51的气路通断。
本实施例工作原理如下：
当接收到开始加油信号，自动加油机械手末端装置被移动到油箱盖6上方，然后自动清洁机构5对油箱盖6进行吹气清洁；调整自动加油机械手末端装置的姿态，将油箱盖开闭机构3对准油箱盖6；进给气缸21将油箱盖开闭机构3推出，当油箱盖开闭机构3推出到位，第一夹爪件332和第二夹爪件333夹紧油箱盖本体61，并使把手螺丝62卡入两相邻弹性手指3232的指缝中，扭力输出电机321通过减速机3221、联轴器3222和转动轴3231带动弹性手指3232转动，以使弹性手指3232带动一字形把手螺丝62在油箱盖本体61上转动，以便把手螺丝62将油箱盖本体61锁紧在油箱上或在油箱上解锁油箱盖本体61，在解锁油箱盖本体61后，通过调整自动加油机械手末端装置的姿态，使第一夹爪件332和第二夹爪件333将油箱盖本体61搬离，同时使油枪机构4插进油箱的油口内进行加油。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动加油机械手末端装置，其特征在于，包括机架(1)、进给驱动机构(2)、油箱盖开闭机构(3)和油枪机构(4)，所述进给驱动机构(2)和油枪机构(4)设于所述机架(1)上，所述油箱盖开闭机构(3)活动设于所述机架(1)上，所述进给驱动机构(2)用于驱动所述油箱盖开闭机构(3)相对所述机架(1)往复移动，所述油箱盖开闭机构(3)包括安装架(31)、扭力输出装置(32)和夹持装置(33)，所述安装架(31)与所述进给驱动机构(2)相连接，所述扭力输出装置(32)和夹持装置(33)设于所述安装架(31)上，且所述扭力输出装置(32)的扭力输出端朝向所述夹持装置(33)设置。
2.按照权利要求1所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述扭力输出装置(32)包括扭力输出电机(321)、扭力传动组件(322)和旋转夹持件(323)，所述旋转夹持件(323)朝向所述夹持装置(33)设置，所述扭力输出电机(321)通过扭力传动组件(322)驱动所述旋转夹持件(323)转动。
3.按照权利要求2所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述旋转夹持件(323)包括转动轴(3231)和作为扭力输出端的多个弹性手指(3232)，所述扭力传动组件(322)用于带动所述转动轴(3231)转动，所述多个弹性手指(3232)在所述转动轴(3231)靠近所述夹持装置(33)的端面上环形分布并弹性伸缩设置，且所述弹性手指(3232)朝向所述夹持装置(33)设置。
4.按照权利要求1所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述夹持装置(33)包括手指气缸(331)、第一夹爪件(332)和第二夹爪件(333)，所述手指气缸(331)设于所述安装架(31)上，所述第一夹爪件(332)和第二夹爪件(333)相对设置在所述手指气缸(331)上，且所述手指气缸(331)驱动第一夹爪件(332)和第二夹爪件(333)相向靠近或相对远离。
5.按照权利要求4所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述第一夹爪件(332)和第二夹爪件(333)外侧包覆柔性材料。
6.按照权利要求1所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述进给驱动机构(2)包括进给气缸(21)和滑块滑轨组件(22)，所述进给气缸(21)和滑块滑轨组件(22)设于所述机架(1)上且分别与所述安装架(31)相连，所述进给气缸(21)用于驱动所述安装架(31)，使所述安装架(31)通过滑块滑轨组件(22)相对所述机架(1)往复移动。
7.按照权利要求1所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述油枪机构(4)包括油枪(41)和油路电磁阀(42)，所述油枪(41)设于所述机架(1)上，所述油路电磁阀(42)用于控制所述油枪(41)通断。
8.按照权利要求3所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述扭力传动组件(322)包括减速机(3221)和联轴器(3222)，所述减速机(3221)与所述扭力输出电机(321)传动连接，所述联轴器(3222)连接所述减速机(3221)和所述转动轴(3231)。
9.按照权利要求8所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，所述安装架(31)包括安装基板(311)、减速机安装法兰(312)和带座轴承(313)，所述减速机安装法兰(312)设于所述安装基板(311)上并支撑所述减速机(3221)，所述带座轴承(313)设于所述安装基板(311)上并支撑所述转动轴(3231)。
10.按照权利要求1所述的自动加油机械手末端装置，其特征在于，还包括设于所述机架(1)上的自动清洁机构(5)，所述自动清洁机构(5)包括油箱盖吹气装置(51)和气路电磁阀(52)，所述油箱盖吹气装置(51)用于吹出清洁气体清洁油箱盖，所述气路电磁阀(52)用于控制油箱盖吹气装置(51)的气路通断。
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