一种一体化蛇形臂加氢机器人装置及系统的制作方法

本发明涉及加氢机器人技术领域，特别涉及一种一体化蛇形臂加氢机器人装置及系统。

背景技术：

随着我国经济的发展和社会的不断进步，汽车已经成为现代人不可获缺的代步工具。氢燃料电池汽车具有环保性能好、转化效率高、加注速度快、续航里程长等优点，是未来汽车发展的新方向，然而城市中土地稀少，无法再另寻土地建设更多的加氢站来满足相应的加氢需求，现有的解决方案是采用加油加氢合建站或者加气加氢合建站等方式来解决相关问题，由于站内地方狭小，站内人员配备不足等原因，很容易造成拥堵等现象，影响加氢效率。同时，目前现有的自动化研发方向都还固定在“车找设备”的模式，需要司机将车辆开到指定位置处。然而，受到视野范围和机器人工作半径的影响，对司机停靠准确度有很大要求，使用户不能得到最好的使用体验。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的站内地方狭小，站内人员配备不足，加氢效率低下，且要求司机能够定点停车的问题，本发明提供了一种一体化蛇形臂加氢机器人装置及系统。

具体技术方案如下：

一种一体化蛇形臂加氢机器人装置，包括加氢岛、控制驱动器、机器人移动装置、蛇形机器臂、一体化加氢枪、加氢盖开合装置和加氢视觉装置，所述机器人移动装置设置在加氢岛上，所述控制驱动器安装在机器人移动装置上，所述蛇形机器臂固定设置在控制驱动器上，所述一体化加氢枪设置在所述蛇形机器臂的前端端部，所述加氢盖开合装置设置在蛇形机器臂的前端，且与一体化加氢枪上表面固定连接，所述加氢视觉装置设置在加氢岛上方，所述机器人移动装置、加氢视觉装置、蛇形机器臂、一体化加氢枪和加氢盖开合装置均与所述控制驱动器电性连接。

优选的，所述机器人移动装置包括导轨、伺服驱动电机和移动装置导轨架，所述导轨设置在加氢岛上，所述移动装置导轨架设置在导轨上且与导轨滑动连接，所述伺服驱动电机与移动装置导轨架电连接。

优选的，所述蛇形机器臂包括蛇形臂、加氢管线、驱动装置和多个牵拉绳束，所述蛇形臂的底端与驱动装置活动连接，所述蛇形臂包括多个虎克节，多个所述虎克节依次首尾活动连接，各个所述虎克节分别通过对应的牵拉绳束与驱动装置相连，所述蛇形臂具有中空内腔，所述加氢管线穿过中空内腔与一体加氢枪相连。

优选的，所述一体化加氢枪包括法兰和加氢枪，所述加氢枪通过所述法兰安装在所述蛇形机器臂的前端端部。

优选的，所述加氢盖开合装置包括真空吸盘和伸缩气缸，所述真空吸盘通过伸缩气缸安装在一体化加氢枪的侧面，所述伸缩气缸与控制驱动器电性连接。

优选的，所述加氢视觉装置包括第一摄像头、第一摄像头支架、第二摄像头和第二摄像头支架，所述第一摄像头通过第一摄像支架安装在蛇形机器臂的一侧，所述第二摄像头通过第二摄像之间安装在加氢岛的上方，所述第一摄像头和第二摄像头与控制驱动器电线连接。

本发明还提供了一种一体化蛇形臂加氢机器人系统，包括若干一体化蛇形臂加氢机器人装置和若干智能加氢装置，所述一体化蛇形臂加氢机器人装置为1～5任一项所述的一种蛇形臂加氢机器人装置，若干所述智能加氢装置与一体化蛇形臂加氢机器人装置一一对应，且所述智能加氢装置安装在加氢岛上，所述智能加氢装置通过加氢管线与所述一体化加氢枪相连。

优选的，所述智能加氢装置内设有人机交互系统。

优选的，还包括加氢站控制系统，所述加氢站控制系统与若干一体化蛇形臂加氢机器人装置和若干智能加氢装置均电性连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明提供了一体化蛇形臂加氢机器人装置及系统，减少了人工对加氢过程的干预，提高了加氢效率，且提升了用户体验。

(2)本发明采用加氢视觉装置检测对车辆进行定位，通过控制驱动器发送指令给蛇形机器臂带动一体化加氢枪进入到车辆加氢口加氢，这样可以实现自动加氢，不需人工进行手动加氢，节省了加氢时间，提高了加氢效率，可以避免加氢站出现车辆堵塞的情况。

附图说明

图1是本发明一种体化蛇形臂加氢机器人装置的剖视图；

图2是本发明一种体化蛇形臂加氢机器人装置中蛇形机器臂的立体示意图；

图3是本发明一种体化蛇形臂加氢机器人装置中蛇形机器臂的剖面图；

图4是本发明一种体化蛇形臂加氢机器人系统的立体示意图。

图中，10-加氢岛，20-机器人移动装置，21-导轨，22-伺服驱动电机，23-移动装置导轨架，30-控制驱动器，41-加氢视觉装置，411-第一摄像头，412-第一摄像支架，413-第二摄像头，414-第二摄像头支架，50-蛇形机器臂，51-蛇形臂，52-驱动装置，511-虎克节，60-一体化加氢枪，61-法兰，62-加氢枪，70-加氢盖开合装置，71-真空吸盘，72-伸缩气缸，80-车辆，90-智能加氢装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明公开了一种一体化蛇形臂加氢机器人装置，如图1和4所示，包括加氢岛10、控制驱动器30、机器人移动装置20、蛇形机器臂50、一体化加氢枪60、加氢盖开合装置70和加氢视觉装置41，机器人移动装置20设置在加氢岛10上，控制驱动器30安装在机器人移动装置20上，蛇形机器臂50固定设置在控制驱动器30上，一体化加氢枪60设置在蛇形机器臂50的前端端部，加氢盖开合装置70设置在蛇形机器臂50的前端，且与一体化加氢枪60上表面固定连接，加氢视觉装置41设置在加氢岛10上方，机器人移动装置20、加氢视觉装置41、蛇形机器臂50、一体化加氢枪60和加氢盖开合装置70均与控制驱动器30电性连接。

本技术方案的加氢岛10为高出地面的构筑物，优选的，本申请中加氢岛10设置有两个停车区，两个停车区分别位于加氢岛10的两侧。使用时，车辆80驶入加氢站后，按照车身加氢口位置分别停靠在加氢岛10两侧相应的加氢位置，加氢视觉装置41检测到有车辆80到达加氢位置后，通过视觉扫描确认车辆80加氢口位置，将加氢口坐标一传输给控制驱动器30，控制驱动器30接收到加氢口坐标后，向机器人移动装置20发出移动指令，将蛇形机器臂50移动到相应的加氢口位置，蛇形机器臂50一侧的加氢视觉装置41再对车辆80的外氢口进行复核定位，并将氢口坐标二传输给控制驱动器30，控制驱动器30根据位置信息控制蛇形机器臂50动作，蛇形机器臂50控制加氢盖开合装置70开启车辆80的加氢盖，接着，蛇形机器臂50控制一体化加氢枪60插入车辆80的加氢口，智能加氢装置90收到插入到位信号后进行加氢作业；该装置既能实现自动加氢，使得无需进行手动加氢，还能满足防爆和ip防护等级的要求，同时减少了司机停车误差对设备的影响，很好提升了顾客体验。

如图4所示，机器人移动装置20包括导轨21、伺服驱动电机22和移动装置导轨架23，导轨21设置在加氢岛10上，移动装置导轨架23设置在导轨21上且与导轨21滑动连接，伺服驱动电机22与移动装置导轨架23电连接。移动装置导轨架23利用伺服电机进行电气驱动，驱动移动装置导轨架23在导轨21上运动。

如图2和3所示，蛇形机器臂50包括蛇形臂51、加氢管线、驱动装置52和多个牵拉绳束，蛇形臂51的底端与驱动装置52活动连接，蛇形臂51包括多个虎克节511，多个虎克节511依次首尾活动连接，各个虎克节511分别通过对应的牵拉绳束与驱动装置52相连，蛇形臂51具有中空内腔，加氢管线穿过中空内腔与一体加氢枪62相连。蛇形机器臂50为机械结构，把控制蛇形机器臂50的电气结构设在控制驱动器30内，可以实现加氢现场对防爆和ip防护等级的要求；加氢管线内置在蛇形臂51内，提升蛇形臂51内部空间的利用率，并有效的保护加氢管线与地面摩擦造成的磨损，提高设备寿命，节约设备成本。

如图2和3所示，一体化加氢枪60包括法兰61和加氢枪62，加氢枪62通过法兰61安装在蛇形机器臂50的前端端部。一体化加氢枪60保留现有的加氢枪62结构，将后端固定到蛇形机器臂50的末端内，减少抓取枪所产生的误差，同时减少抓取加氢枪62所需的复杂末端夹持结构。

如图3所示，加氢盖开合装置70包括真空吸盘71和伸缩气缸72，真空吸盘71通过伸缩气缸72安装在一体化加氢枪60的侧面，伸缩气缸72与控制驱动器30电性连接。加氢盖开合装置70用于车辆80加氢口外盖和内盖的开合，使用时，伸缩气缸72驱动真空吸盘71吸取车辆80加氢口的外盖或内盖，然后转动蛇形机器臂50，可开合车辆80加氢口的外盖或内盖。

如图1和4所示，加氢视觉装置41包括第一摄像头411、第一摄像头411支架、第二摄像头413和第二摄像头支架414，第一摄像头411通过第一摄像支架412安装在蛇形机器臂50的一侧，第二摄像头413通过第二摄像之间安装在加氢岛10的上方，第一摄像头411和第二摄像头413与控制驱动器30电线连接。使用时，利用第二摄像头413获取车辆80的轮廓位置信息及加氢口坐标一，通过加氢口坐标一驱动加氢机器人移动装置20到指定位置，利用第一摄像头411拍摄获取车辆80的加氢口坐标二，并将位置信息反馈回控制驱动器30，控制蛇形臂51进行加氢操作。

本发明还提供了一种一体化蛇形臂加氢机器人系统，包括若干一体化蛇形臂51加氢机器人装置和若干智能加氢装置90，一体化蛇形臂加氢机器人装置为上述一种一体化蛇形臂51加氢机器人装置，若干智能加氢装置90与一体化蛇形臂51加氢机器人装置一一对应，且智能加氢装置90安装在加氢岛10上，智能加氢装置90通过加氢管线与一体化加氢枪60相连。智能加氢装置90内设有人机交互系统。人机交互系统包括加氢量及时长显示等加氢信息。优选的，一种一体化蛇形臂51加氢机器人系统还包括加氢站控制系统，加氢站控制系统与若干一体化蛇形臂51加氢机器人装置和若干智能加氢装置90均电性连接。

一种蛇形臂加氢机器人系统还包括加氢站控制系统，加氢站控制系统分别与智能加氢装置90、一体化蛇形臂51加氢机器人装置电性连接。加氢站控制系统用于接收加氢信息，并根据现场车位情况指挥车辆80到达指定加氢位；整个加氢过程可以自动完成对车辆80的加氢工作，提升了顾客体验，提高了工作效率。

综上，本发明通过采用加氢视觉装置41检测对车辆80进行定位，通过控制驱动器30发送指令给蛇形机器臂50带动一体化加氢枪60进入到车辆80加氢口加氢，这样可以实现自动加氢，不需人工手动加氢，这样能够节省加氢时间，提高加氢效率，避免出现加氢站车辆80堵塞。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。