[发明专利]一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器

说明书

本发明涉及一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台(10)，与静平台(10)通过弹性组件活动连接的动平台(5)，以及固定在动平台(5)上的插头(2)，所述动平台(5)上还连接有导向插头(2)插入插座的导向组件。与现有技术相比，本发明利用被动柔顺结构来实现末端较小的姿态和位置误差修正，避免了充电插头与充电插座之间的碰撞，结构简单，适应各种电动汽车自动充电机器人的末端。

技术领域

本发明涉及一种执行器，尤其是涉及一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器。

背景技术

随着电动汽车的普及，电动汽车自动充电机器人也逐渐出现在人们的视野之中。此类机器人的关键技术在于如何实现自动实现充电所需的插拔动作。目前较为典型的解决方案是特斯拉公司的蛇形自动电动汽车自动充电机器人和德国大众公司的E-SmartConnect充电系统。在利用机械臂实现电动汽车自动充电时，主要有两个步骤，一是确定充电插座的位置并驱动充电插头靠近插入，二是需要修正充电插头可能出现的较小的姿态和位置误差，以避免和充电插座发生碰撞。

因此，这要求电动汽车自动充电机器人有一种可以修正姿态的末端执行器。姿态修正的实现包含被动修正和主动修正两种方法，前者由被动柔顺机构来实现，后者则由力反馈传感器和主动伺服控制等来实现。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台，与静平台通过弹性组件活动连接的动平台，以及固定在动平台上的插头，所述动平台上还连接有导向插头插入插座的导向组件。

进一步的，所述导向组件包括导向面，以及连接导向面与动平台的压簧，所述压簧内布置有压簧导向杆，使压簧只能单轴形变，所述导向面端面的形状与插座形状相匹配，内部具有供插头穿过的孔。

更进一步的，所述压簧沿圆周均匀分布，相邻两个压簧与轴心连线的夹角为60°。

更进一步的，所述压簧导向杆一端与导向面相固定，另一端穿过动平台上预留的孔，提供缓冲阻尼。

进一步的，初始状态时，导向面、动平台和静平台保持同轴心，具有一定的初始刚度。

进一步的，所述弹性组件包括沿圆周均匀分布的拉簧和气弹簧，所述拉簧和气弹簧两端分别连接动平台和静平台，所述拉簧提供初始拉力并与气弹簧搭配形成变刚度效果。

更进一步的，相邻两个拉簧与轴心连线的夹角为60°，相邻两个气弹簧与轴心连线的夹角为60°，提供六自由度的变形能力。

更进一步的，所述气弹簧两端分别通过静平台球铰和动平台球铰与静平台和动平台相连接。

更进一步的，所述动平台和静平台的边缘均匀开设有用于安装动平台球铰和静平台球铰的缺口。

进一步的，所述插头设有轴肩，从而限制最大插入深度。

驱动机构驱动电动汽车自动充电机器人的机械臂并带动静平台移动时，插头与插座对接，通过导向面的导向后，使插头进入插口，随后导向面利用压缩压簧，压簧导向杆限制压簧单轴移动，从而使插头始终沿导向面插入，而动平台和静平台之间的组件能够提供一定的初始刚度，以保持末端执行器的稳定性，此外，拉簧和气弹簧能够提供六自由度的变刚度柔顺形变，修正动平台的姿态和位置误差，从而顺利执行插拔的充电动作。

与现有技术相比，本发明利用被动柔顺结构来实现末端较小的姿态和位置误差修正，避免了充电插头与充电插座之间的碰撞，结构简单，适应各种电动汽车自动充电机器人的末端。

附图说明