CN217730225U - 一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，特别涉及一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，包括解锁组件、3D视觉相机、充电枪夹持组件和充电枪后限位组件，所述解锁组件包括解锁电机、推块、顶杆，所述解锁电机的驱动端与推块相连，所述推块下端设置有凸块，所述顶杆安装于推块的前端；所述3D视觉相机安装于解锁组件上方；所述充电枪夹持组件包括夹紧电缸和两个夹板，所述夹紧电缸驱动两个夹板夹紧充电枪；所述充电枪后限位组件位于解锁组件与充电枪夹持组件之间。本实用新型通过充电枪夹持组件和充电枪后限位组件能够夹紧充电枪并防止其晃动，通过3D视觉相机来识别充电口位置和充电口内部的深度以及充电口开盖按钮位置。

Description

一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，特别涉及一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器。

背景技术

在利用自动充电机器人对电动汽车充电时，机器人需要使用末端执行器从充电桩上抓取充电枪、打开充电枪锁止、移动充电枪、打开充电口盖，将充电枪对准电动汽车充电接口插入充电枪，充电完成时，需使用末端执行器打开充电枪锁止、拔出充电枪、将充电枪插回充电桩，因此，末端执行器是自动充电机器人的关键部件之一。

因为停车角度和充电口的位置问题，现有的结构很难确定充电口的位置，将充电枪集成到末端执行器上或者使用抓取方式的末端执行器，不能保证夹紧充电枪，因此，不能满足充电桩的标准要求，在实际使用过程中有非常大的局限性。

实用新型内容

本实用新型解决了相关技术中的末端执行器难以确定充电口以及充电枪难以夹紧的位置的问题，提出一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，通过夹紧电缸驱动两个夹板将充电枪夹紧，充电枪后限位组件防止充电枪在移动和插入的过程中晃动，通过解锁电机施加力到推块上，推块下方的凸块推动充电枪的锁止按钮来达到解锁的目的，通过电机推进行程的控制，防止推力过大损坏充电枪锁止，且电机推力更均匀，通过3D视觉相机来识别充电口位置和充电口内部的深度，识别充电口开盖按钮位置，并且可以通过深度距离测算控制机器人的行程。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，包括：

解锁组件，所述解锁组件包括解锁电机、推块、顶杆，所述解锁电机的驱动端与推块相连，所述推块下端设置有凸块，所述顶杆安装于推块的前端；

3D视觉相机，所述3D视觉相机安装于解锁组件上方；

充电枪夹持组件，所述充电枪夹持组件包括夹紧电缸和两个夹板，所述夹紧电缸驱动两个夹板夹紧充电枪；

充电枪后限位组件，所述充电枪后限位组件位于解锁组件与充电枪夹持组件之间。

作为优选方案，还包括末端执行器外罩、末端执行器连接座和机器人法兰，所述机器人法兰安装于末端执行器连接座上方。

作为优选方案，所述3D视觉相机通过相机连接板安装于末端执行器连接座上。

作为优选方案，还包括超声波传感器，所述超声波传感器通过传感器支架安装于相机连接板的下方。

作为优选方案，所述顶杆的前端设置有橡胶垫。

作为优选方案，所述夹板包括铝合金安装座和与充电枪相匹配的塑料块。

作为优选方案，所述充电枪后限位组件通过连接板安装于末端执行器连接座上，所述充电枪后限位组件包括支撑臂和限位块，所述限位块安装于支撑臂的前侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过夹紧电缸驱动两个夹板将充电枪夹紧，充电枪后限位组件防止充电枪在移动和插入的过程中晃动；

(2)通过解锁电机施加力到推块上，推块下方的凸块推动充电枪的锁止按钮来达到解锁的目的，通过电机推进行程的控制，防止推力过大损坏充电枪锁止，且电机推力更均匀；

(3)通过3D视觉相机来识别充电口位置和充电口内部的深度，识别充电口开盖按钮位置，并且可以通过深度距离测算控制机器人的行程；

(4)通过顶杆开关电动汽车充电口盖，顶杆前端装有柔性的橡胶垫，对汽车外表面有保护作用；

(5)通过超声波传感器检测机器人移动过程中末端执行器和电动车之间的距离，保证车辆和人的安全，当出现人或车辆离末端执行器距离过近时，会停止机器人移动。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型去掉末端执行器外罩的结构图；

图3是本实用新型图2的爆炸图；

图4是本实用新型解锁组件的结构示意图；

图5是本实用新型充电枪夹持组件的结构示意图；

图6是本实用新型充电枪后限位组件的结构示意图；

图7是本实用新型用于充电枪解锁时的工作状态图。

图中：

1、解锁组件，101、解锁电机，102、推块，103、顶杆，104、凸块，105、橡胶垫2、3D视觉相机，201、相机连接板，3、充电枪夹持组件，301、夹紧电缸，302、夹板，4、超声波传感器，5、末端执行器外罩，6、充电枪后限位组件，601、支撑臂，602、限位块，7、末端执行器连接座，8、机器人法兰，9、充电枪。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1至7所示，一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，包括解锁组件1、3D视觉相机2、充电枪夹持组件3和充电枪后限位组件6，解锁组件1包括解锁电机101、推块102、顶杆103，解锁电机101的驱动端与推块102相连，推块102下端设置有凸块104，顶杆103安装于推块102的前端，则解锁电机101驱动推块102前端的顶杆103打开电动汽车充电口盖，推块102下端的凸块104与充电枪9的按钮接触，从而进行进行解锁；3D视觉相机2安装于解锁组件1上方，用来识别充电口位置和充电口内部的深度，识别充电口开盖按钮位置，并且可以通过深度距离测算控制机器人的行程；充电枪夹持组件3包括夹紧电缸301和两个夹板302，夹紧电缸301驱动两个夹板302夹紧充电枪9；充电枪后限位组件6位于解锁组件1与充电枪夹持组件3之间，当进行插枪动作时，充电枪后限位组件6直接顶在充电枪9的把手上，起到限位和支撑的作用。

在一个实施例中，还包括末端执行器外罩5、末端执行器连接座7和机器人法兰8，机器人法兰8安装于末端执行器连接座7上方且由铝合金制成，此外，末端执行器外罩5主要由两个尼龙材质塑件组成，起到遮挡和美观的作用，且塑件不会影响超声波传感器的信号检测；末端执行器连接座7采用金属板材制成，起到主要连接作用，将其他组件集成安装到一起。

在一个实施例中，3D视觉相机2通过相机连接板201安装于末端执行器连接座7上。

在一个实施例中，还包括超声波传感器4，超声波传感器4通过传感器支架安装于相机连接板201的下方并与解锁组件1并排设置，主要是检测机器人移动过程中末端执行器和电动车之间的距离，保证车辆和人的安全，当出现人或车辆离末端执行器距离过近时，机器人会停止移动。

在一个实施例中，顶杆103的前端设置有橡胶垫105，由于橡胶垫105比较柔软，可保护充电口开盖按钮。

在一个实施例中，如图5所示，夹板302包括铝合金安装座和与充电枪9相匹配的塑料块，铝合金安装座与夹紧电缸301上的滑块相连，塑料块位于铝合金安装座的内侧，可防止夹板损坏。

在一个实施例中，如图6所示，充电枪后限位组件6通过连接板安装于末端执行器连接座7上，充电枪后限位组件6包括支撑臂601和限位块602，限位块602安装于支撑臂601的前侧，其中，支撑臂601为钝角形，限位块602与充电枪9接触的一面为V字形，以便于与充电枪9相接触位置的形状相匹配。

具体的工作流程如下：

当车辆驶入充电车位时，机器人收到指令移动到电动车附近，移动充电枪9至汽车充电口附近，移动过程中，超声波传感器4会检测末端执行器和车辆间的间距，保证车辆安全，等移动充电口附近位置时，3D视觉相机2开始定位充电口和充电口开盖按钮位置，解锁组件1的解锁电机101推动推块102前端的顶杆103到电动车开盖按钮上，打开充电口盖，打开充电口盖后机器人去充电桩上抓取充电9，先通过充电枪夹持组件3夹住充电枪9，控制充电枪夹持组件3中的夹紧电缸301来保证夹紧，然后通过解锁组件1中的凸块104打开充电枪9上的锁止按钮，移动充电枪9至汽车充电口附近，移动过程中，超声波传感器4会检测末端执行器与车辆间的间距，保证车辆安全，等移动充电口附近位置时，3D视觉相机2开始定位充电口位置和充电口深度，计算充电枪插入行程；然后机器人将充电枪9插入电动车充电口，通过充电枪后限位组件6保证插入的稳定。

电动车充完电后，机器人收到指令去电动车收回充电枪9，先通过充电枪夹持组件3夹住充电枪9，控制充电枪夹持组件中的夹紧电缸3来保证夹紧，然后通过解锁组件1打开充电枪锁止拔出充电枪9，放回充电桩上，动车汽车自动关闭充电口盖。

以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于，包括：

解锁组件(1)，所述解锁组件(1)包括解锁电机(101)、推块(102)、顶杆(103)，所述解锁电机(101)的驱动端与推块(102)相连，所述推块(102)下端设置有凸块(104)，所述顶杆(103)安装于推块(102)的前端；

3D视觉相机(2)，所述3D视觉相机(2)安装于解锁组件(1)上方；

充电枪夹持组件(3)，所述充电枪夹持组件(3)包括夹紧电缸(301)和两个夹板(302)，所述夹紧电缸(301)驱动两个夹板(302)夹紧充电枪(9)；

充电枪后限位组件(6)，所述充电枪后限位组件(6)位于解锁组件(1)与充电枪夹持组件(3)之间。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于：还包括末端执行器外罩(5)、末端执行器连接座(7)和机器人法兰(8)，所述机器人法兰(8)安装于末端执行器连接座(7)上方。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于：所述3D视觉相机(2)通过相机连接板(201)安装于末端执行器连接座(7)上。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于：还包括超声波传感器(4)，所述超声波传感器(4)通过传感器支架安装于相机连接板(201)的下方。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于：所述顶杆(103)的前端设置有橡胶垫(105)。

6.根据权利要求1所述的用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于：所述夹板(302)包括铝合金安装座和与充电枪(9)相匹配的塑料块。

7.根据权利要求1所述的用于电动汽车自动充电机器人的末端执行器，其特征在于：所述充电枪后限位组件(6)通过连接板安装于末端执行器连接座(7)上，所述充电枪后限位组件(6)包括支撑臂(601)和限位块(602)，所述限位块(602)安装于支撑臂(601)的前侧。

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