[发明专利]一种用于汽车加油机器人的末端执行器

说明书

技术领域

本发明属于机器人制造技术领域，具体涉及一种用于汽车加油机器人的末端执行器。

背景技术

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向着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，即汽车加油机器人，而汽车加油机器人研究开发成为热点和难点。汽车加油过程涉及步骤很多，而且汽车油箱盖形状各异，油枪形状特殊，对末端执行器的适应性和多功能性提出了极高要求。在传感器定位技术与六自由度机器人技术比较成熟的情况下，现有的功能集成化末端执行器重量大不便于悬挂安装作业，如何集成化地实现汽车内、外油箱盖的自动化开闭、油枪的抓取与油枪开关把的自动化开闭功能成为难题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种用于汽车加油机器人的末端执行器，能够集成化地实现汽车内、外油箱盖的自动化开闭、油枪的抓取与油枪开关把的自动化开闭，降低系统的控制复杂程度，减小系统体积，能够实现全自动化汽车加油过程，有助于汽车加油机器人技术的进一步发展。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括与汽车加油机器人末端连接的安装架，安装架上固定设置有内盖开闭机构和传动系统，传动系统连接有油枪抓取机构和外盖开闭机构，所述油枪抓取机构和外盖开闭机构的相对位置固定，所述传动系统包括摆动气缸，摆动气缸连接油枪抓取机构和外盖开闭机构，摆动气缸用于驱动油枪抓取机构和外盖开闭机构轴向摆动；所述油枪抓取机构包括第一气爪和第二气爪，第一气爪上设置有用于抓取油枪的手爪，第二气爪上设置有用于控制油枪开关的拨指；所述外盖开闭机构包括用于吸取外油箱盖的伸缩吸盘；所述内盖开闭机构包括能够轴向转动的圆柱形气爪，圆柱形气爪上设置有用于抓取内油箱盖的卡指。

所述油枪抓取机构包括与摆动气缸连接的右安装臂，所述第一气爪和第二气爪设置在右安装臂，所述第一气爪上对称设置有两个手爪，两个手爪闭合时形成两个多边形孔，所述第二气爪上通过安装板设置有小型气缸，小型气缸的末端连接拨指。

所述右安装臂上设置有第一电磁阀，第一气爪和第二气爪均连接有第一电磁阀。

所述内盖开闭机构包括减速步进电机，减速步进电机连接有弹性伸缩杆，所述减速步进电机用于带动弹性伸缩杆轴向转动；弹性伸缩杆末端连接圆柱形气爪，圆柱形气爪上对称设置有两个卡指。

所述安装架上设置有轴承座，弹性伸缩杆与轴承座通过轴承连接。

所述弹性伸缩杆上固设有上卡扣和下卡扣，上卡扣和下卡扣上设置有用于测量弹性伸缩杆伸缩量的直线位移传感器。

所述外盖开闭机构包括与摆动气缸连接的左安装臂，伸缩吸盘通过套筒设置在左安装臂上。

所述左安装臂上设置有依次连接的真空发生器和第二电磁阀，伸缩吸盘连接至真空发生器。

所述左安装臂上设置有用于定位汽车位置和油箱盖位置的定位传感器。

所述摆动气缸通过轴承与安装架连接，摆动气缸的输出轴固定连接关节轴，关节轴端部固定设置有端盖，端盖固定连接法兰，法兰固定连接油枪抓取机构和外盖开闭机构。

与现有技术相比，本发明将油枪抓取机构、内盖开闭机构、外盖开闭机构集成于一体，在机器人的位姿调节和摆动气缸的摆动作用下，使外盖开闭机构对准油箱盖位置，使得伸缩吸盘贴合并吸取外油箱盖，打开外油箱盖，内盖开闭机构利用圆柱形气爪和卡指抓取内油箱盖并旋转，打开内油箱盖，利用油枪抓取机构上的第一气爪和手爪抓取油枪，机器人位姿调节，使油枪出油口插入油箱口，同时第二气爪带动拨指动作打开油枪加油，加油完毕后反向工作，完成内外油箱盖的开闭、油枪的抓取、油枪开关把的开闭动作，克服了当前汽车加油机器人末端执行器功能单一的缺点。之前需要多台机器人配合才能完成的汽车加油过程，现在只需要一台安装该末端执行器的六自由度机器人便可完成，降低系统控制复杂程度，节约成本，减少能耗，并减少整体系统的占地面积，有助于汽车加油机器人投入实用。本发明提高了汽车加油机器人末端执行器的功能集成化程度，有助于加油机器人技术的推广与发展。

进一步，油枪抓取机构、内盖开闭机构、外盖开闭机构均采用气动元件，采用气动驱动的方法，最大化的减轻了末端执行器的重量，克服了某些六自由度工业机器人因工作载荷不足而无法安装功能集成化末端执行器的难题，同时末端执行器工作环境为加油站，采用气动驱动的方法提高了末端执行器的安全性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为油枪抓取机构的结构示意图；