CN207811248U - 汽车能源自动补充装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种汽车能源自动补充装置，该补充装置包括：驶入检测系统，用于检测车辆的驶入，并在检测到车辆驶入后开启所述汽车能源自动补充装置；停车引导系统，用于在驶入检测系统检测到车辆驶入后引导所述车辆开入对应的能源补充位；能源补充系统，用于提供能源以及支付服务；机器人系统，用于检测所述能源补充口的位置，根据所述能源补充口的位置规划路径，按照规划的路径移动，以使用能源补充系统经由所述能源补充口为所述车辆补充能源；以及驶出检测系统，用于检测车辆的驶出，并在检测到车辆驶出后关闭所述汽车能源自动补充装置。本申请的汽车能源自动补充装置能实现能源自动补充，降低安全隐患，减少污染，适用于多种场合。

Description

汽车能源自动补充装置

技术领域

本实用新型涉及汽车能源技术领域，具体涉及一种汽车能源自动补充装置。

背景技术

我国目前处在车辆的能源转换时期，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分，而汽车需要定期补充能源，例如汽油，传统的自助加油方式，需要工作人员进行人工操作，同时收费时也需要工作人员操作，费时费力同时也增加了人力投入。而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向着以机器人为主导的智能化生产模式转换。我国人口老龄化越发严重、制造业面临向高附加值、创新型企业转型，重复性、劳动条件恶劣的工作将面临被机器人取代，对于加油站使用机器人代替人工加油的需求也越发凸显。

在实际的生活当中，加油站也提供自助加油以方便车主，但也不排除有一部分车主并不了解加油的操作过程而需要等待工作人员来加油；有时也会出现加油后车主手上沾到的加油枪上的油污弄脏车内饰等情况，增加了车主的车辆保养成本；并且有些车主在加完油后没有将油枪放正确的回到油枪槽内，增加对人员、车辆的安全风险以及加油站内的环境污染。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型主要提供一种用于加油站、充电站以及加气站等站场或汽车制造厂的自动为汽车加油、充电以及加气的无人化汽车能源自动补充的装置。

根据本实用新型提供一种汽车能源自动补充装置，包括：驶入检测系统，用于检测车辆的驶入，并在检测到车辆驶入后开启所述汽车能源自动补充装置；停车引导系统，用于在驶入检测系统检测到车辆驶入后引导所述车辆开入对应的能源补充位；能源补充系统，用于提供能源以及支付服务；机器人系统，用于检测所述能源补充口的位置，根据所述能源补充口的位置规划路径，按照规划的路径移动，以使用能源补充系统经由所述能源补充口为所述车辆补充能源；以及驶出检测系统，用于检测车辆的驶出，并在检测到车辆驶出后关闭所述汽车能源自动补充装置。

优选地，所述汽车能源自动补充装置还包括：演示系统，位于所述驶出检测系统与所述能源补充系统之间，用于显示所述车辆的动态停车过程以及演示能源补充操作方法。

优选地，所述汽车能源自动补充装置还包括：安全防护系统，包括位于所述能源补充系统以及所述机器人系统外侧的两个光栅幕，所述光栅幕与所述车辆、所述能源补充系统以及所述机器人系统围接成安全区域。

优选地，所述驶入检测系统包括激光传感器和光电传感器中的至少一种；所述驶出检测系统包括激光传感器和光电传感器中的至少一种以及停车杆，所述驶出检测系统设置成在能源补充完成后将停车杆抬起，再利用所述激光传感器和光电传感器中的至少一种检测到车辆驶出后使停车杆落下。

优选地，所述机器人系统包括：智能视觉系统，用于确定所述能源补充口的三维位置坐标；机器人，根据指令完成自动加油操作；抓手，位于所述机器人末端，用于开启和关闭所述能源补充口以及抓取和放下储能枪；控制系统，与所述智能视觉系统以及所述机器人经由隔爆接头连接，用于根据智能视觉系统检测到的所述能源补充口的三维位置坐标来规划路径，控制机器人沿规划的路径移动，并控制抓手工作。

优选地，所述机器人系统还包括：柜体，所述柜体包括至少两层，其中一层安放机器人和智能视觉系统，其中另一层安放控制系统，所述两层之间设有防爆和隔爆机构，安放控制系统与机器人和智能视觉系统之间的连接线缆穿过所述防爆和隔爆机构并且穿过所述隔爆接头。

优选地，所述停车引导系统包括：提示牌，位于所述驶入检测系统及所述能源补充系统之间，根据所述能源补充口位置引导所述车辆驶入不同的能源补充道；至少两个限位条，设置于相对于智能视觉系统的视觉中心线对称的位置，所述两个限位条的间距为智能视觉系统的视野范围，每个限位条下安装压力传感装置，使得当靠近机器人的压力传感器有一次信号传输，靠近能源补充系统侧压力传感器有两次信号传输时，演示系统发出停车到位信号。

优选地，所述汽车能源自动补充装置还包括：第一急停开关，位于能源补充系统附近，所述第一急停开关设置成在开启时使能源补充系统和机器人系统停止运行，在断开时使机器人系统回到初始状态；第二急停开关，位于机器人系统上，所述第二急停开关设置成在开启时使机器人系统断电，在断开时使机器人系统上电。

优选地，所述能源补充口包括加油口，充气口以及充电口；所述能源补充系统包括加油机，售气机以及充电桩。

本实用新型提供的汽车能源自动补充装置，主要使用驶入检测系统、停车引导系统和演示系统使车辆停入合适的能源补充区，由机器人柜检测加油口位置并配合安全防护系统和能源补充系统完成自动加油，驶出检测系统确认车辆安全离开。通过各部分之间的相互配合，使加油过程实现自动化，机器人在安全区域自动为车辆补充能源，无需司机手持油枪，降低安全隐患，减少车辆以及能源补充站点的污染，适用于多种场合。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本实用新型的汽车能源自动补充装置的主体结构示意图。

图2示出根据本实用新型具体实施例的汽车能源自动补充装置的汽车自动加油装置的结构示意图。

图3示出根据本实用新型具体实施例的汽车自动加油装置的自动加油机和机器人柜的具体结构示意图。

图4示出本实用新型具体实施例的汽车能源自动补充方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。

应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1示出根据本实用新型的汽车能源自动补充装置的主体结构示意图。

如图1所示，本实用新型的汽车能源自动补充装置包括：驶入检测系统11，位于能源补充区10的车辆驶入口处，用于检测车辆20的驶入情况，当检测到车辆20驶入后，开启汽车能源自动补充装置；停车引导系统，位于驶入检测系统11远离驶入口的一侧，用于在驶入检测系统 11检测到车辆驶入后，根据不同车辆20的能源补充口位置不同，引导车辆20开入相对应的能源补充位；

能源补充系统16，位于驶入检测系统11远离驶入口的一侧，靠近能源补充区10的中心位置，用于提供能源以及支付服务，当驶入监测系统11检测到车辆驶入时，准备开始工作；还包括机器人系统17，与能源补充系统16连接，位于能源补充系统16远离驶入口的一侧，用于检测能源补充口的位置，根据能源补充口的位置规划路径，按照规划的路径移动，以使用能源补充系统16经由能源补充口为车辆20补充能源；

以及驶出检测系统19，与驶入监测系统11对应，位于能源补充区 10的车辆驶出口处，用于检测车辆20的驶出情况，检测到车辆20驶出后，关闭汽车能源自动补充装置。

本实用新型的汽车能源自动补充装置还包括：演示系统14，位于能源补充系统16和驶出检测系统19之间，显示车辆20的动态停车过程以及演示能源补充操作方法。优选地，本实施例的演示系统14还可以提供画面和/或语音提示，辅助司机选择需要的油品等，以及在能源补充结束后播放广告。车辆20停放入能源补充位之后，显示系统14大致位于车头前侧方。

优选地，演示系统14采用广告机或电视机，在能源补充系统16开启时，通过摄像头播放车辆20停车位置情况并给出语音提示，辅助车辆停入正确的停车位置；当车辆20停放好后，开始演示操作过程并提醒司机当前及之后需要完成的步骤，协助司机完成选择油品以及支付的操作；能源补充开始时，可以实时播放能源自动补充的过程；所有提示及能源补充过程均完成后，可在演示屏上插播广告。

优选地，本实施例的汽车能源自动补充装置还包括：安全防护系统，包括位于能源补充系统16以及机器人系统17外侧的两个光栅幕18，两个光栅幕18与车辆20、能源补充系统16以及机器人系统17围接成安全区域。该安全区域为自动补充能源工作区域，光栅幕开启时，当有人员进入工作区域内，停止动作，在人员离开工作区域后继续完成未完成动作，以此保证人员的安全，防止误伤以及污染。

驶入检测系统11包括激光传感器和光电传感器中的至少一种；输出检测系统19包括激光传感器和光电传感器中的至少一种以及停车杆13，分别放置在车辆驶入口及驶出口，形式为对射式或漫反射式，由传感器做为感应元件，检测车辆20驶入或驶出状况。车辆20驶入或驶出能源补充站并经过传感器时，发出信号，开启或关闭汽车能源自动补充装置。优选地，当驶入检测系统11的传感器检测到车辆20驶入时，停车杆13 放下，系统工作；驶出检测系统19设置成在能源补充完成后将停车杆 13抬起，再利用激光传感器和光电传感器中的至少一种检测到车辆20 驶出后使停车杆13落下。

能源补充系统16包括：储能系统，提供车辆20所需的多种能源，包括储能枪；以及支付系统，包括基于互联网与用户互动的智能终端，支持多种支付方式，优选地，支持现金、银行卡、加油卡、微信以及支付宝等多种主流支付方式。司机按照面板提示在支付系统中完成支付，可以在能源补充操作之前或之后，但只有支付完成后，才开启停车杆13，否则，提示支付。当支付完成后，车辆20准备驶离，驶出检测系统19 检测到车辆20时，停车杆13抬起，直至车辆20完全驶出传感器检测范围，传感器再发信号，停车杆13才落下。

具体地，机器人系统17包括：智能视觉系统171，用于确定能源补充口的三维位置坐标以及分辨能源补充口的形状；机器人172，根据指令完成自动加油操作；抓手173，位于机器人172末端，用于开启和关闭能源补充口对应的车辆20的储能结构的外盖和内盖，以及抓取和放下储能枪；控制系统，与智能视觉系统171以及机器人172经由隔爆接头连接，用于根据智能视觉系统171检测到的能源补充口的三维位置坐标来规划路径，控制机器人172沿规划的路径移动，并控制抓手173工作。

优选地，机器人系统17还包括柜体，包括至少两层，其中一层安放机器人172以及智能视觉系统171，其中另一层安放控制系统，两层之间设有防爆及隔爆机构，安放控制系统与机器人172和智能视觉系统171 之间的连接线缆穿过防爆和隔爆机构并且穿过隔爆接头。例如，柜体包括上下两层，下层安放机器人和智能视觉系统，上层安放控制系统，上下层之间设有防爆和隔爆机构。优选地，柜体还可以包括更多层，按照需要放置其他部件或改变现有部件的安装位置，柜体还可以包括左右至少两层，具体可以按照实际需要设置。机器人系统17靠近能源补充系统 16一侧的中间部位与能源补充系统16相连接，机器人系统17前后两侧，即停车侧分别设置两个机器人柜门，前后两侧的柜门通过控制系统可以上下开启，柜门在停车侧成直角上下开启，通过卷扬机提升或下降柜门。

优选地，机器人系统17的机器人172至少有两台，优选地，可以采用两台六轴防爆机器人，机器人172末端装有抓手173，抓手173可分别抓取能源补充系统16两侧的储能枪，机器人172可吊装在机器人系统 17上部或安装在下层的支架上。

抓手173具有开启和关闭车辆20储能结构的外盖以及内盖的功能。包括：吸盘，开启及关闭储能结构的外盖；旋转抓夹，开启及关闭储能结构的内盖；气缸，控制抓取储能枪；以及法兰件，连接抓手173与机器人172。

具体地，停车引导系统包括：提示牌12，位于驶入检测系统11及能源补充系统16之间，根据能源补充口位置引导车辆20驶入不同的能源补充道；至少两个限位条15，在能源补充道内，设置于相对于智能视觉系统171的视觉中心线对称的位置，两个限位条15的间距为智能视觉系统171的视野范围，每个限位条15下安装压力传感装置，本实施例选用两条限位条为例说明，两条限位条15下安装两个压力传感器，使得当靠近机器人172的压力传感器有一次信号传输，靠近能源补充系统16 侧压力传感器有两次信号传输时，演示系统14发出停车到位信号，引导车辆20停至能源补充口与机器人系统17相对应的位置。

优选地，停车引导系统的提示牌12设置在能源补充区域10的前端，提示牌12上标示左右箭头，左向箭头表示能源补充口在右侧的车辆20 应该停在能源补充区域10左侧的区域进行能源补充，右向箭头表示能源补充口在左侧的车辆20停在能源补充区域10右侧的区域进行能源补充。

本实施例的两条限位条15位置与机器人系统17和车辆20的能源补充口位置相对应，车辆20停放时，应该保证能源补充口位置处于限位条 15所限定的区域内。两条限位条15下安装的两个压力传感器，在车辆 20进入到能源补充位后，使能源补充口的位置在两条限位条15之间。在车辆20刚驶入能源补充位时，车辆20前轮压过第一条限位条，使靠近驶入口处的限位条底部的压力传感器有一次压力信号输出；当车辆20 停入能源补充位时，前轮压过第二条限位条，后轮压过第一条限位条，使远离驶入口处的限位条底部的压力传感器有一次压力信号输出，但不能有间断的第二次压力信号输出；使靠近能源补充系统16一侧的压力传感器有第二次压力信号传输，此时，机器人系统17发出停止前进信号。优选地，还可以在两条限位条15上方安装摄像头，停止前进信号发出后，摄像头开始工作，将照摄到的车辆20的能源补充口位置以及两条限位条 15通过演示系统14播放给司机看，辅助司机将车辆20的位置准确停在指定区域内。

优选地，智能视觉系统171包括：智能相机，在视野范围内自动确定能源补充口中心点的二维位置坐标以及分辨能源补充口的形状；限位条15的设置使车辆20的能源补充口位置对准智能视觉系统171，在实际设计时，以智能相机镜头中心点为起点，沿垂直智能相机镜头平面所做的一条法线为中心线，对称中心线安装至少两条限位条15，至少两条限位条15的间距为智能相机的视野范围。以及包括测距传感器，确定能源补充口中心点的纵向高度坐标，测距传感器有两个。

例如，智能视觉系统171将智能相机与两个测距传感器安装在同一基准面内，且测距传感器的出光面与智能相机的镜头面也在同一平面内，测距传感器可以包括激光测距传感器。自动能源补充的主要问题就是如何确定能源补充口的位置，智能相机系统可以很好的解决能源补充口的定位问题。当能源补充口在智能相机的视野范围内时，智能相机可以很快的找到能源补充口的中心位置的X和Y坐标，能源补充口的纵向坐标 Z则通过测距传感器经过系统运算而得出；智能视觉系统171通过两部分的配合，可以很方便地检测出能源补充口中心距智能相机镜头面的X、 Y及Z向坐标值。

当车辆20停入能源补充位时，当机器人系统17接收到开始工作的指令时，控制系统控制各部分工作，使机器人172到能源补充系统16 处抓取所需的储能枪，提起储能枪后，根据智能视觉系统172测量的能源补充口位置(X、Y和Z)将储能枪放入能源补充口，开始自动储能；控制系统通过能源补充系统16给出的信号，按选定量值或相应金额的能源量给车辆补充需要的能源；机器人172完成能源补充操作后，将储能枪退出能源补充口并将储能枪挂在能源补充系统172上。

本实施例的汽车能源自动补充装置还包括：第一急停开关，位于能源补充系统16附近，将其作为总急停开关，控制整个能源补充系统16 以及机器人系统17；第一急停开关设置成在开启时使能源补充系统16 和机器人系统17停止运行，在断开时使机器人系统17回到初始状态。以及第二急停开关，位于机器人系统17上，第二急停开关仅控制机器人系统17的工作状态；第二急停开关设置成在开启时使机器人系统17断电，在断开时使机器人系统17上电。结合上述两个急停开关的设置，可以更加保证人员的安全。

优选地，上述能源补充口包括加油口，充气口以及充电口；能源补充系统包括加油机，售气机以及充电桩。本实用新型描述的汽车能源自动补充装置可以用在加油站，充电站以及充气站等多场合，对车辆进行能源补充。

图2示出根据本实用新型具体实施例的汽车能源自动补充装置的汽车自动加油装置的结构示意图。

汽车能源自动补充装置可以用在加油站，充电站以及充气站等多场合，本实施例用在加油站为例描述。与图1描述的结构相对应，本实施例的汽车能源自动补充装置为汽车自动加油装置，本实施例的汽车自动加油装置包括的驶入检测系统101，提示牌102，演示系统104，机器人系统107以及驶出检测系统109均与图1描述相同，这里不再赘述。本实施例的停车引导系统仍然起到引导车辆正确停放的作用，本实施例的加油岛100以两个加油区为例说明，所以限位条与停车杆均为两侧分别设置。

当驶入监测系统101检测到有车辆驶入加油岛时，提示牌102根据车辆加油口位置不同，提示车辆进入左侧停车区或右侧停车区，即图中 A停车区1011或B停车区1012。提示牌102上标示左右箭头，左向箭头表示加油口在右侧的车辆201停在加油岛100左侧的加油区1011加油，右向箭头表示加油口在左侧的车辆202停在加油岛100右侧的加油区 1012加油。例如，汽油汽车的加油口位于汽车右侧，汽车停在A加油区加油，柴油汽车的加油口位于汽车左侧，汽车停在B加油区加油。

当车辆201或202驶入对应的加油区1011或1012时，分别位于两个加油区1011和1012的两组限位条1051和1052分别配合机器人系统 107的智能视觉系统1072以及演示系统104引导车辆进入合适的加油位，使两个加油区1011和1012的车辆201和202的加油口位置分别与两组限位条1051和1052对应。

车辆201或202驶入对应的加油区1011或1012时，对应的停车杆 1031或1032落下，当加油完毕，司机支付完成后，车辆所在停车区对应的停车杆1031或1032抬起，直至车辆完全驶出传感器检测范围，传感器发出驶离信号，停车杆1031或1032才落下。限位条1051和1052 以及停车杆1031和1032均与图1描述相同，不再赘述。本实施例的每组限位条以两条为例说明。

机器人系统107包括智能视觉系统1071，机器人1072和1073以及抓手1074和1075，它们之间的连接关系同图1描述相同，机器人系统 107与加油机106连接，加油机106即为图1描述的能源补充系统16。当车辆201或202停放到合适的位置后，开始加油时，机器人1072或1073从柜中伸出，抓手1074或1075抓取加油机106上的加油枪1077 或1078，并根据智能视觉系统1071定位到车辆的加油口，并经过控制系统规划合理地路线，将加油枪1077或1078送入加油口，为车辆加油。

本实施例汽车自动加油装置的工作流程(以A加油区为例说明)大致为：车辆201驶入加油站时，驶入检测器101检测到车辆201后，提示牌102引导车辆201进入加油区1011，停车杆1031放下并开启加油机106和机器人系统107，车辆201的油箱口位置在两条限位条1051之间，机器人系统107开启柜门，由智能视觉系统1071检测加油口位置，机器人1072伸出打开车辆201的油箱盖，并通过机器人1072末端的抓手1074抓取加油枪1077，根据智能视觉系统1071检测到的油箱口位置坐标规划合理路径，将加油枪1077放入加油口并加油，加油完成后机器人1072将加油枪1077放置到加油机106油枪槽内，机器人1072将汽车油箱盖关闭后返回机器人系统107，同时停车杆103抬起，汽车驶离加油岛100并由位置驶入检测系统109检测汽车驶离情况。

本实施例中，司机只进行支付操作和启动“开始加油”按键，在其他实施例中，较笨重的油箱盖不容易自动打开的，司机也可以自己将汽车油箱盖打开，并将内部加油口的油盖拧开，露出加油口。可以实现手动方式和自动方式的自由选择。

图3示出根据本实用新型具体实施例的汽车自动加油装置的自动加油机和机器人柜的具体结构示意图。本图是图2中，加油机106和机器人系统107的放大图。

加油机16包括：油箱1061即储能系统，提供车辆20所需的多种能源，包括加油槽1063，放置加油枪，对应图1的储能枪；支付系统1062，包括基于互联网与用户互动的智能终端，支持多种支付方式。司机按照支付系统1062上的面板提示完成支付，可以在能源补充操作之前或之后，并点击“开始加油”，使机器人系统107和加油机106开始工作。

机器人系统107同图2结构相同，包括：智能视觉系统1071，机器人1072和1073，抓手1074和1075以及控制系统(图中未示出)，这里不再赘述；而且，机器人系统107还包括隔板1076。机器人系统107 还包括柜体，本实施例以柜体分为上下两层为例说明，下层安放机器人 1072和1073以及智能视觉系统1071，上层安放控制系统，上下两层之间通过隔爆接头相连接，且上下两层通过隔板1076隔开，上下两层的线缆连接通过上下层的隔板。

机器人系统107的前后两侧为两个机器人柜门，柜门为90°拐角，拐角末端位置与加油机106平面平行，前后两侧的柜门通过控制系统可以上下开启，柜门在停车侧及加油机106侧成直角上下开启，通过卷扬机提升或下降柜门。加油时，需要先开启柜门，然后机器人1072或1073 末端抓手1074或1075从加油槽1063抓取加油枪1077或1078，加油完成后，机器人1072或1073将加油枪1077或1078放回油箱1061的加油槽1063内。图1描述的安全防护装置，包括两条光栅幕，第一条安装在加油机106的油箱1061与支付系统1062的操作台之间，第二条安装在机器人系统107的外侧，使两光栅幕、加油机106、机器人系统107与汽车形成一个封闭区域，该区域为机器人活动空间，光栅幕开启时，当有人员进入机器人活动区域内，机器人停止动作，在人员离开机器人活动区域后继续完成未完成动作。其余部分同图1，图2描述相同，不再赘述。

本实用新型提供的汽车能源自动补充装置，主要使用驶入检测系统、停车引导系统和演示系统使车辆快速停入合适的能源补充区，节省时间；由机器人柜检测加油口位置并配合安全防护系统和能源补充系统完成自动加油，保护人员安全；完成支付后，停车杆打开，驶出检测系统确认车辆安全离开，快速高效。通过各部分之间的相互配合，使加油过程实现自动化，机器人在安全区域自动为车辆补充能源，无需司机手持油枪，降低安全隐患，为司机提供方便，而且减少车辆以及能源补充站点的污染，还能适用于多种场合。

图4示出本实用新型具体实施例的汽车能源自动补充方法的流程图。

在本实施例中，汽车能源自动补充方法以汽车自动加油方法为例说明。本方法包括步骤S01-S27。

在步骤S01中，汽车驶入。汽车从加油岛驶入口驶入加油站，准备加油。

在步骤S02中，驶入传感器检测。在加油岛的进口设置车辆驶入检测系统，使用激光传感器或光电传感器作驶入传感器，检测车辆驶入加油站的情况，当检测到车辆时，整个智能加油系统开启并准备工作。

在步骤S03中，加油口位置提示。加油岛入口处设置加油位置提示牌，司机根据自身车辆加油口所在位置的不同，将车辆停在加油岛的左侧或右侧。

在步骤S04中，车辆进入加油区。车辆根据提示牌提示，进入到正确的加油区域，对应加油区域的停车杆落下，车辆减速，准备停车；车辆行驶到油箱附近时，会经过限位条，安装在至少两条限位条上方的摄像头开始工作，将照摄到的车辆油箱口以及限位条的位置通过演示系统播放给司机看，辅助司机将车辆的位置停在指定区域内。

在步骤S05中，判断油口是否在限位条内。判断汽车的加油口位置是否在限位条之间，如果加油口在限位条内，说明汽车停车到位，可以执行下一步；否则，返回上一步，使汽车油口的位置在限位条之间。

在步骤S06中，演示加油过程。司机停好车后，演示系统开始播放智能加油的操作过程，协助司机完成选择油品以及支付的操作；优选地，可以在能源补充过程中提供画面和/或语音提示，以及在操作演示完成后，插播一定时间的广告。

在步骤S07中，司机开启油箱盖。司机下车将汽车油箱盖打开，并将内部加油口的油盖拧开，露出加油口，准备加油；这里也可以是机器人自动打开汽车油箱盖和加油口的油盖，司机根据不同情况自己选择合适的方式。

在步骤S08中，司机选择油品。司机在加油机的操作面板上选择需要的油品以及用量，数据传输给加油机和机器人柜系统。

在步骤S09中，准备开始加油。当司机完成以上操作后，点击“开始加油”，机器人柜准备进行自动加油操作。

在步骤S10中，光栅幕开启。在加油机操作面板与加油枪之间的光栅幕、机器人柜(远离加油枪)侧的光栅幕开启，两条光栅幕、机器人柜和加油机、汽车围成的一个区域，此区域为机器人工作区，在加油工作过程中有人员进入机器人工作区，机器人将停止工作直至进入机器人工作区的人员离开，机器人才可继续完成加油工作。光栅幕的设置可以保证人员的人身安全。

在步骤S11中，机器人柜开启柜门。光栅幕开启时，机器人柜接收到指令，机器人安装柜开启柜门，智能视觉系统开始工作。

在步骤S12中，智能相机寻找加油口中心位置坐标。智能视觉系统对汽车的加油口位置进行拍照和分析，判断加油口的位置和形状。当加油口在智能相机的视野范围内时，智能相机可以很快的找到汽车油口的中心位置的X和Y坐标，汽车油口的纵向坐标Z则通过测距传感器经过系统运算而得出。

在步骤S13中，将坐标值传送机器人控制系统。智能视觉系统计算出加油口的位置坐标后，将其传送给机器人柜的控制系统，控制机器人加油。

在步骤S14中，机器人到加油处拿选定油品枪。机器人柜控制系统给出指令，使机器人到加油机处抓取所需油品的加油枪。

在步骤S15中，控制系统根据加油孔中心坐标计算最佳路径。控制系统根据智能系统给出的坐标以及机器人本身的情况，进行最佳路径的规划，是机器人能快速准确地将油枪放入加油口。

在步骤S16中，机器人持枪按最佳路径将加油枪放入加油口。机器人末端的抓手提起油枪后，根据智能视觉系统测量的加油口位置(X、Y 和Z)，根据最佳路径将加油枪放入加油口，并开启油枪扳机加油。

在步骤S17中，机器人根据司机需求开始加油。机器人柜控制系统通过S08步骤中加油机给出的数据，按需求加油量或相应金额的油量给汽车加入司机所需的油量。

在步骤S18中，完成加油操作。机器人按照对应油量给汽车加油，完成加油操作。

步骤S19中，机器人将加油枪放入加油机上。加油过程完毕，机器人将油枪退出加油口并将油枪挂在加油机上。

在步骤S20中，机器人返回机器人柜中。

在步骤S21中，机器人柜门关闭。

在步骤S22中，光栅幕关闭。加油操作结束，机器人返回柜中，光栅幕关闭，人员可以继续活动在之前的光栅幕形成的区域内。

在步骤S23中，司机关闭油箱盖。司机将加油口的油盖拧上，并关闭加油箱盖；也可以在机器人返回机器人柜中之前，使用机器人关闭油箱盖。

在步骤S24中，司机完成支付。司机可通过现金、银行卡以及线上支付等形式完成交易；司机也可以在挑选油品之时完成支付操作，只有完成支付，汽车才能正常驶离。

在步骤S25中，停车杆抬起。司机返回车内，停车杆抬起，汽车准备离开加油岛。

在步骤S26中，位置传感器检测是否有驶离信号。驶出检测系统检测汽车是否行使到加油岛出口处，如果检测有驶离信号，汽车驶离，停车杆维持抬起状态。

在步骤S27中，汽车驶离，停车杆落下。车辆驶离系统检测汽车是否完全驶离加油岛，检测到车辆完全驶离后停车杆落下，如此完成一次加油过程。

将机器人柜等系统对应安装在充电站，充气站，并将加油机等对应更换为充电桩，售气机等，也可以实现汽车自动充电和自动加气。

本实用新型提供的汽车能源自动补充装置，主要使用驶入检测系统、停车引导系统和演示系统使车辆快速停入合适的能源补充区，节省时间；由机器人柜检测加油口位置并配合安全防护系统和能源补充系统完成自动加油，保护人员安全；完成支付后，停车杆打开，驶出检测系统确认车辆安全离开，快速高效。通过各部分之间的相互配合，使加油过程实现自动化，机器人在安全区域自动为车辆补充能源，无需司机手持油枪，降低安全隐患，为司机提供方便，而且减少车辆以及能源补充站点的污染，还能适用于多种场合，具有很好的实施性。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本说明书选取并具体描述本实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种汽车能源自动补充装置，其特征在于，包括：

驶入检测系统，用于检测车辆的驶入，并在检测到车辆驶入后开启所述汽车能源自动补充装置；

停车引导系统，用于在驶入检测系统检测到车辆驶入后引导所述车辆开入对应的能源补充位；

能源补充系统，用于提供能源以及支付服务；

机器人系统，用于检测所述能源补充口的位置，根据所述能源补充口的位置规划路径，按照规划的路径移动，以使用能源补充系统经由所述能源补充口为所述车辆补充能源；以及

驶出检测系统，用于检测车辆的驶出，并在检测到车辆驶出后关闭所述汽车能源自动补充装置。

2.根据权利要求1所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，还包括：演示系统，位于所述驶出检测系统与所述能源补充系统之间，用于显示所述车辆的动态停车过程以及演示能源补充操作方法。

3.根据权利要求1所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，还包括：安全防护系统，包括位于所述能源补充系统以及所述机器人系统外侧的两个光栅幕，所述光栅幕与所述车辆、所述能源补充系统以及所述机器人系统围接成安全区域。

4.根据权利要求1所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，

所述驶入检测系统包括激光传感器和光电传感器中的至少一种；

所述驶出检测系统包括激光传感器和光电传感器中的至少一种以及停车杆，所述驶出检测系统设置成在能源补充完成后将停车杆抬起，再利用所述激光传感器和光电传感器中的至少一种检测到车辆驶出后使停车杆落下。

5.根据权利要求1所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，所述机器人系统包括：

智能视觉系统，用于确定所述能源补充口的三维位置坐标；

机器人，根据指令完成自动加油操作；

抓手，位于所述机器人末端，用于开启和关闭所述能源补充口以及抓取和放下储能枪；

控制系统，与所述智能视觉系统以及所述机器人经由隔爆接头连接，用于根据智能视觉系统检测到的所述能源补充口的三维位置坐标来规划路径，控制机器人沿规划的路径移动，并控制抓手工作。

6.根据权利要求5所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，所述机器人系统还包括：

柜体，所述柜体包括至少两层，其中一层安放机器人和智能视觉系统，其中另一层安放控制系统，所述两层之间设有防爆和隔爆机构，安放控制系统与机器人和智能视觉系统之间的连接线缆穿过所述防爆和隔爆机构并且穿过所述隔爆接头。

7.根据权利要求5所述的能源自动补充装置，其特征在于，所述停车引导系统包括：

提示牌，位于所述驶入检测系统及所述能源补充系统之间，根据所述能源补充口位置引导所述车辆驶入不同的能源补充道；

至少两个限位条，设置于相对于智能视觉系统的视觉中心线对称的位置，所述两个限位条的间距为智能视觉系统的视野范围，每个限位条下安装压力传感装置，使得当靠近机器人的压力传感器有一次信号传输，靠近能源补充系统侧压力传感器有两次信号传输时，演示系统发出停车到位信号。

8.根据权利要求1所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，还包括：

第一急停开关，位于能源补充系统附近，所述第一急停开关设置成在开启时使能源补充系统和机器人系统停止运行，在断开时使机器人系统回到初始状态；

第二急停开关，位于机器人系统上，所述第二急停开关设置成在开启时使机器人系统断电，在断开时使机器人系统上电。

9.根据权利要求1-8任一项所述的汽车能源自动补充装置，其特征在于，所述能源补充口包括加油口，充气口以及充电口；所述能源补充系统包括加油机，售气机以及充电桩。