CN114735641B - 用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置及方法，旨在解决现有末端加注装置无法进行两侧加注从而导致加注效率低的技术问题。所述装置包括安装架，所述安装架上安装有用于安装加注枪的枪架、用于打开内盖的内盖启闭机构、设置在所述内盖启闭机构上的用于打开外盖的外盖启闭机构；所述外盖启闭机构和内盖启闭机构上下设置、互不干扰，整体呈中心对称，以使加注装置满足加注车辆在其任意一侧加注的需求。本发明通过将外盖启闭机构和内盖启闭机构上下设置，互不影响，且整体呈中心对称，从而满足在装置任意一侧都可进行燃料加注的需求；并通过在外盖启闭机构的底座内设置立柱和扭簧，从而达到减少机械臂的姿态变化，简化加注过程。

Description

用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置及方法

技术领域

本发明涉车用燃料智能加注设备技术领域，具体涉及一种用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置及方法。

背景技术

加油装置是为车辆加注燃油的一种专用设备，尿素加注机则主要用于柴油车辆尿素液的加注，实现车辆尾气排放净化处理，以满足环保国四及以上柴油车辆尾气排放的要求。目前，随着国家经济的高速发展、人民生活水平的不断提高，汽车保有量也在连年增加，与之配套的加油站的建设也逐年增多；同时，出于降低成本的考量，如今的加油站都在大力推广自助加油方式；并随着科学技术的进步，尤其是自动化、信息化技术的迅猛发展，以人为主导的传统生产模式正朝向以机器人为主导的智能化生产模式转换。机器人技术的发展为加油站提供了新的服务方式--加油机器人：利用传感器定位汽车及其油箱门和油箱口，控制系统指挥机器人自动完成加油。

其中末端加注装置是用于机器人加油机的核心技术，由机械臂进行控制末端加注装置进行加油。但是现有的末端加注装置大都集成度不高，无法将开盖、加注集成到一起，少数集成到一起的装置，只能在装置的一侧进行加注，无法实现在装置的任一侧进行加注，从而导致加油站加注效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置及方法，以解决现有末端加注装置无法进行两侧加注从而导致加注效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置，主要包括安装架，所述安装架上安装有用于安装加注枪的枪架、用于打开内盖的内盖启闭机构、设置在所述内盖启闭机构上的用于打开外盖的外盖启闭机构；

所述内盖启闭机构包括与机械臂末端连接的离合器；

所述外盖启闭机构、内盖启闭机构及枪架上下设置、互不干扰，整体呈中心对称，以使加注装置满足加注车辆在其任意一侧加注的需求。

优选的，所述内盖启闭机构包括通过所述第一连接板与机械臂末端连接的离合器、通过第一缓冲组件与所述离合器连接的夹爪气缸以及由所述夹爪气缸控制且设置在其上的内盖夹爪。

优选的，所述第一缓冲组件包括与所述离合器连接的第二安装板、与所述第二安装板连接的第一缓冲柱以及套设在所述第一缓冲柱上的第一缓冲弹簧。

优选的，所述外盖启闭机构包括设置在所述第二安装板上的底座、安装在所述底座上的吸盘移动气缸、以及安装在所述吸盘移动气缸上的外盖吸盘。

优选的，所述底座包括壳体、设置在所述壳体内的多个立柱以及设置在立柱中间的支挡柱、设置在所述壳体上用于安装所述吸盘移动气缸的盖体，且所述立柱上套设有扭簧，以使所述吸盘移动气缸在所述底座上进行一定范围内的以所述底座为定点的扫移，以便于减小机械臂动作幅度，缩短机械臂动作节拍。

优选的，所述安装架包括通过连接组件相连接的移动气缸组件和用于安装位置捕捉器的第一安装板；且所述第一安装板上设置有多组用于调节所述位置捕捉器高度的安装孔。

优选的，所述移动气缸组件包括通过连接架相连接的第一移动气缸和第二移动气缸；所述连接组件包括与所述第一安装板连接的第一连接板、设置在所述第一连接板两侧与所述第一移动气缸两侧连接的Z型连接板，所述第一连接板通过定位块与所述第一移动气缸的上表面接触，且所述第一移动气缸的上表面设置有与所述定位块相配合的定位气缸。

优选的，所述枪架包括通过第二缓冲组件与所述第二移动气缸连接的扣枪气缸，所述扣枪气缸上安装有加注枪，使所述扣枪气缸的端盖支挡所述加注枪的扳机，以使所述扣枪气缸控制所述加注枪的开闭；所述扣枪气缸上还设置有用于限制所述枪架上下浮动的夹紧气缸。

优选的，所述第二缓冲组件包括设置在所述第二移动气缸端盖上的第二缓冲柱、套设在所述第二缓冲柱上的第二缓冲弹簧、设置在所述第二缓冲柱另一端的第二连接板，所述扣枪气缸连接所述第二连接板。

设计一种使用上述末端加注装置的加注方法，主要包括如下步骤：

（1）车辆开至加注装置的任意一侧；

（2）机械臂带动所述加注装置移至加注口附近，以使位置捕捉器收集加注口的位置信息；

（3）外盖启闭机构打开外盖，内盖启闭机构打开内盖；

（4）保持夹紧气缸夹紧枪架，使加注枪进入加注口，此时松开夹紧气缸，以使所述枪架在一定范围浮动，进而保证所述加注枪通过加注口中的肋道进入加注口进行加油。

与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：

1.本发明通过将外盖启闭机构和内盖启闭机构上下设置，互不影响，且使整体呈中心对称，从而满足在装置任意一侧都可进行燃料加注的需求。

2.本发明由机械臂的末端第六轴为内盖启闭机构提供所需动力，无需再另外设置动力源，既节约了成本，又使得机械臂集成度高，简化控制系统。

3.本发明通过使用气缸作为各个零部件的动力输出，从而满足实际生产中的防爆要求；且可加注汽油，也可用于加注尿素和柴油，只需更换加油枪即可。

4.本发明通过设置夹紧气缸对加注枪的浮动进行限制，并可以随时解除限制，从而既能保证加注枪的刚性连接，易于控制，又能保证加注枪准确地通过加注口内部的肋道进入加注口，进行加注；并降低了由于机械臂执行误差和位置捕捉器识别误差给加油动作造成的影响，消除了以上因素产生的误差，使加注成功率大大提高，多车型适配率难度大大降低，浮动控制还可以有效解决由于人员上下车和车辆加满油造成车辆上下浮动问题，提高适配性和安全性。

5.本发明通过在外盖启闭机构的底座内设置立柱和扭簧，保证所述外盖启闭机构可以进行一定范围内的扫移，从而达到减少机械臂的体态变化，简化加注过程。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

图2为本发明一种实施例的侧视图。

图3为本发明一种实施例安装架的结构示意图。

图4为本发明一种实施例外盖启闭机构的结构示意图。

图5为本发明一种实施例内盖启闭机构的爆炸结构示意图。

图6为本发明一种实施例枪架及加注枪的结构示意图。

以上各图中，1为机械臂，2为安装架，21为第一安装板，22为第一连接板，23为第一移动气缸，24为第二移动气缸，25为定位块，26为定位气缸，27为Z型连接板，3为位置捕捉器，4为外盖启闭机构，41为底座，42为吸盘移动气缸，43为外盖吸盘，5为内盖启闭机构，51为内盖夹爪，52为夹爪气缸，53为第一缓冲组件，54为第二安装板，55为气动离合器，6为枪架，61为加注枪，611为扳机，62为扣枪气缸，63为夹紧气缸，64为第二缓冲组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在本发明技术方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。本申请如涉及“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而非是限定特定的顺序或先后次序。

以下实施例中所涉及的单元模块（零部件、结构、机构）或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。

实施例1：一种用于自动机器人加注设备的复合末端加注装置，参见图1至图6，包括安装架2，所述安装架2包括通过第一连接板22连接的第一安装板21和气缸组件，所述第一安装板21上设置有八组用于安装位置捕捉器3的安装孔，通过所述安装孔可以调节所述位置捕捉器3的高度；所述安装孔的下方设置有通孔。

内盖启闭机构5通过所述第一连接板22连接机械臂1末端，使所述机械臂1的第六轴为所述内盖启闭机构5提供动力，无需另外设置动力源，使整个智能加注机集成度更高，更易实现智能控制，且保证所述机械臂1可以带动所述内盖启闭机构5的全方位旋转，所述内盖启闭机构5包括与所述机械臂1第六轴连接的气动离合、通过第一缓冲组件53与所述气动离合连接的夹爪气缸52、由所述夹爪气缸52控制的与所述夹爪气缸52机械连接的内盖夹爪51，所述第一缓冲组件53包括第二安装板54、与所述第二安装板54连接的两个第一缓冲柱和套设在所述第一缓冲柱上的第一缓冲弹簧，当所述内盖夹爪51受力时，会压缩所述第一缓冲弹簧，使所述内盖启闭机构5具有一定的柔性，从而延长其寿命；所述内盖夹爪51内部安装有用于增大摩擦力的橡胶垫且在所述橡胶垫上设置有凹槽或/和凸起，以使所述内盖夹爪51更牢固的夹紧内盖。

所述第二安装板54的上部设置有外盖启闭机构4，所述外盖启闭机构4包括安装在所述第二安装板54上的底座41、设置在所述底座41上的吸盘移动气缸42、由所述吸盘移动气缸42控制的外盖吸盘43，所述底座41包括壳体、设置在所述壳体内的两个立柱、设置在所述立柱之间的支挡柱、以及设置在所述壳体上用于安装所述吸盘移动气缸42的盖体，所述立柱上套设有扭簧，使所述吸盘移动气缸42可以在一定范围内以所述底座41为定点进行左右扫移，以便于减小机械臂动作幅度，缩短机械臂动作节拍，且所述吸盘移动气缸42通过所述通孔，使其移动范围在所述通孔之内。

所述气缸组件包括通过连接架相连接的第一移动气缸23和第二移动气缸24，所述第一移动气缸23通过设置在其两侧的Z型连接板27与所述第一连接板22的两侧相连，且所述第一连接板22通过与其固定连接的定位块25和所述第一移动气缸23的上表面接触，所述第一移动气缸23的上表面设置有与所述定位块25配合的定位气缸26，通过所述定位气缸26与所述定位块25的配合对加注装置进行定位；所述第二移动气缸24通过第二缓冲组件64连接安装有加注枪61的枪架6，所述枪架6包括与所述第二缓冲组件64连接的扣枪气缸62，所述扣枪气缸62上安装有加注枪61，且使所述扣枪气缸62的端盖接触所述加注枪61的扳机611，以使所述扣枪气缸62控制所述加注枪61的开闭，所述第二缓冲件包括设置在所述第二移动气缸24端盖上的第二缓冲柱、套设在所述第二缓冲柱上的第二缓冲弹簧以及设置在所述第二缓冲柱另一端的第二连接板，所述枪架6与所述第二连接板固定连接，以使所述第二移动气缸24控制所述加注枪61的前后移动；所述扣枪气缸62上还设置有用于控制所述加注枪61上下浮动的夹紧气缸63，整个末端加注装置进行移动时，所述夹紧气缸63夹紧加注枪61，配合所述机械臂1控制末端加注装置准确定位加注口，加注口定位完成后，需将所述加注枪61放进加注口，在所述加注枪61进入加注口的过程中，由于大多数车辆加注口内设置有肋道，若所述加注枪61不能上下浮动则容易对车辆以及加注枪61有所损害，且不能准确进入加注口，因此需要放松所述夹紧气缸63以使所述加注枪61在小范围内实现浮动，进而可以保证所述加注枪61准确的进入加注口，进行加注工作；值得注意的是，本装置的所述内盖启闭机构5、外盖启闭机构4、加油枪呈上下布置，不会相互影响，因此可以在加注机的任意一侧进行加注。

实施例2：一种使用上述末端加注装置的加注方法，以汽车加油为例；主要包括如下步骤：

（1）车辆开至加注装置的右侧，位置捕捉器3捕捉车辆油箱口的位置信息，并传输到加油机主控中心，所述加油机主控中心控制机械臂1带动所述末端加注装置移动至所述油箱口附近。

（2）第一移动气缸23带动所述内盖启闭机构5和外盖启闭机构4移动至油箱盖附近，此时，所述外盖吸盘43外部连接的空气机使其具有一定的吸力，并在所述吸盘气缸的带动下吸住并打开油箱外盖。

（3）油箱外盖打开后，机械臂1稍稍向上移动，使所述内盖启闭机构5靠近油箱内盖，此时，所述内盖夹爪51在所述夹爪气缸52的带动下夹紧油箱内盖，所述气动离合器55闭合使所述机械臂1的第六轴带动所述内盖夹爪51旋转，拧开油箱内盖后，所述第一移动气缸23带动所述内盖启闭机构5离开油箱口。

（4）加注枪61在第二移动气缸24的带动下进入油箱口，在此过程中，由于油箱口内设置有肋道，因此需要松开夹紧气缸63，使所述加注枪61可以在一定范围内上下浮动，进而更容易进入油箱口进行加油。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种末端加注装置，其特征在于，包括安装架，所述安装架上安装有用于安装加注枪的枪架、用于打开内盖的内盖启闭机构、设置在所述内盖启闭机构上的用于打开外盖的外盖启闭机构；

所述内盖启闭机构包括与机械臂末端连接的离合器；

所述外盖启闭机构、内盖启闭机构及枪架上下设置、互不干扰，整体呈中心对称，以使加注装置满足加注车辆在其任意一侧加注的需求。

2.根据权利要求1所述的末端加注装置，其特征在于，所述离合器通过第一连接板与机械臂末端连接，所述内盖启闭机构还包括通过第一缓冲组件与所述离合器连接的夹爪气缸以及由所述夹爪气缸控制且设置在其上的内盖夹爪。

3.根据权利要求2所述的末端加注装置，其特征在于，所述第一缓冲组件包括与所述离合器连接的第二安装板、与所述第二安装板连接的第一缓冲柱以及套设在所述第一缓冲柱上的第一缓冲弹簧。

4.根据权利要求3所述的末端加注装置，其特征在于，所述外盖启闭机构包括设置在所述第二安装板上的底座、安装在所述底座上的吸盘移动气缸、以及安装在所述吸盘移动气缸上的外盖吸盘。

5.根据权利要求4所述的末端加注装置，其特征在于，所述底座包括壳体、设置在所述壳体内的多个立柱以及设置在立柱中间的支挡柱、设置在所述壳体上用于安装所述吸盘移动气缸的盖体，且所述立柱上套设有扭簧，以使所述吸盘移动气缸在所述底座上进行一定范围内的以所述底座为定点的扫移，以便于减小机械臂动作幅度，缩短机械臂动作节拍。

6.根据权利要求1所述的末端加注装置，其特征在于，所述安装架包括通过连接组件相连接的移动气缸组件和用于安装位置捕捉器的第一安装板；且所述第一安装板上设置有多组用于调节所述位置捕捉器高度的安装孔。

7.根据权利要求6所述的末端加注装置，其特征在于，所述移动气缸组件包括通过连接架相连接的第一移动气缸和第二移动气缸；所述连接组件包括与所述第一安装板连接的第一连接板、设置在所述第一连接板两侧与所述第一移动气缸两侧连接的Z型连接板，所述第一连接板通过定位块与所述第一移动气缸的上表面接触，且所述第一移动气缸的上表面设置有与所述定位块相配合的定位气缸。

8.根据权利要求7所述的末端加注装置，其特征在于，所述枪架包括通过第二缓冲组件与所述第二移动气缸连接的扣枪气缸，所述扣枪气缸上安装有加注枪，使所述扣枪气缸的端盖支挡所述加注枪的扳机，以使所述扣枪气缸控制所述加注枪的开闭；所述扣枪气缸上还设置有用于限制所述枪架上下浮动的夹紧气缸。

9.根据权利要求8所述的末端加注装置，其特征在于，所述第二缓冲组件包括设置在所述第二移动气缸端盖上的第二缓冲柱、套设在所述第二缓冲柱上的第二缓冲弹簧、设置在所述第二缓冲柱另一端的第二连接板，所述扣枪气缸连接所述第二连接板。

10.一种使用如权利要求8所述末端加注装置的加注方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）车辆开至加注装置的任意一侧；

（2）机械臂带动所述加注装置移至加注口附近，以使位置捕捉器收集加注口的位置信息；

（3）外盖启闭机构打开外盖，内盖启闭机构打开内盖；

（4）保持夹紧气缸夹紧枪架，使加注枪进入加注口，此时松开夹紧气缸，以使所述枪架在一定范围浮动，进而保证所述加注枪通过加注口中的肋道进入加注口进行加油。