智能全自动加油机器人及智能全自动加油系统的制作方法

本申请涉及汽车加油技术领域，尤其涉及智能全自动加油机器人及智能全自动加油系统。

背景技术：

汽车已经逐渐普及到每家每户，到加油站为汽车加油已经成为日常操作，而现在的加油站一般由工作人员值守，当车主进站加油时需进行手动操作。

当工作人员不足或不在时会耽误加油时间，严重时会造成很长的排队队伍，另外，虽然加油站24小时营业，但深夜时段加油车辆极少，这样会造成人员浪费。因此，随着技术的发展，加油机器人已经提上进程，但由于油枪形状的不规则、加油口的内盖深浅不一等原因，大大增加了加油机器人打开内盖和夹持油枪进行加油的难度。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供智能全自动加油机器人及智能全自动加油系统，所述智能全自动加油系统无需专人值守，节省了人员成本，且所述智能全自动加油机器人能够快速夹持和更换油枪，且能够更加容易地打开加油口内盖。

本申请是通过以下技术方案实现的：

智能全自动加油机器人，包括安装柜体、机械手、自动开外盖机构、自动旋内盖机构、快换公接头和多个快换母接头；

所述自动开外盖机构用于对汽车加油口的外盖进行开合，所述自动旋内盖机构用于对汽车加油口的内盖进行开合，所述快换母接头用于分别连接所述自动旋内盖机构和对应不同油品的油枪；

所述快换公接头设于所述机械手上以与所述快换母接头连接或分离的，进而使所述机械手可选择地连接所述自动旋内盖机构或对应不同油品的油枪；

所述自动旋内盖机构包括夹爪支架、设于所述夹爪支架上的转动装置、设于所述转动装置上的夹爪驱动装置，所述夹爪驱动装置上设有可相对夹持或松开的夹爪，所述夹爪与所述夹爪驱动装置之间设有可沿所述转动装置的转轴方向伸缩的弹性伸缩机构。

如上所述的智能全自动加油机器人，所述弹性伸缩机构包括与所述夹爪驱动装置连接的驱动连接部、设于所述夹爪后端的伸缩轴以及设于所述驱动连接部和所述夹爪之间的弹性件，所述伸缩轴可伸缩地套设于所述驱动连接部上。

如上所述的智能全自动加油机器人，所述驱动连接部上开设有活动长孔，所述伸缩轴在与所述驱动连接部相套设的部分设有沿所述活动长孔活动的凸销。

如上所述的智能全自动加油机器人，所述快换公接头上设有连接套筒，所述连接套筒周设有可凸出于外周壁的弹珠，所述快换母接头上设有连接导孔，所述连接导孔内周侧设有锁珠槽；

所述连接套筒连接有弹珠驱动机构，以当所述连接套筒伸进所述连接导孔时，所述弹珠驱动机构驱动所述弹珠卡入所述锁珠槽内，以使所述快换公接头和所述快换母接头相锁紧。

如上所述的智能全自动加油机器人，还包括放置座，所述放置座上设有多个安放位，所述安放位包括导向定位座，所述导向定位座上设有导向限位槽以及位于所述导向限位槽上方的第一弹簧销和第二弹簧销，所述第一弹簧销和第二弹簧销顶压头用于从两侧卡紧油枪。

如上所述的智能全自动加油机器人，还包括用于与油枪固定连接的油枪固定架，所述油枪固定架上两侧分别设有凹孔，所述第一弹簧销和所述第二弹簧销相对伸出时分别卡进对应的凹孔内。

如上所述的智能全自动加油机器人，所述导向定位座上设有导向限位槽，所述油枪固定架两侧还设有可滚动进入所述导向限位槽内的滑轮；

所述导向限位槽的进入口处设于向上翻折的导入部；

所述导向限位槽末端设有用于止挡所述滑轮前进的挡位部。

如上所述的智能全自动加油机器人，所述自动开外盖机构包括设于所述机械手上的弹性杆以及设于所述弹性杆末端的真空吸盘。

本申请实施例还提供智能全自动加油系统，包括加油机、油枪、视觉识别装置、控制器以及如上所述的智能全自动加油机器人，所述油枪通过油管与所述加油机连接，所述控制器与所述加油机、所述视觉识别装置和所述智能全自动加油机器人电性连接。

如上所述的智能全自动加油系统，所述安装柜体在进行加油操作的一侧设有门口，所述门口两侧设有光电检测装置，用于当检测到有物体从两侧进入时发出急停信号以停止加油操作。

与现有技术相比，本申请有如下优点：

1、所述智能全自动加油系统无需专人值守，节省了人员成本，且所述智能全自动加油机器人能够快速夹持和更换油枪，且能够更加容易地打开加油口内盖。

2、由于所述自动旋内盖机构或对应不同油品的油枪都分别连接有快换母接头，所述机械手通过快换公接头和快换母接头可以快速、准确地换用自动旋内盖机构或对应不同油品的油枪，从而进行打开加油口内盖和加油操作，避免了人为拿错油枪导致加错油品的可能。

3、所述弹性伸缩机构可以使得夹持加油口内盖的夹爪在一定范围内弹性伸缩，保证所述自动旋内盖机构不会因为伸入的深度不足而造成对加油口内盖的夹持不牢固，或因为过度伸入而损坏自动旋内盖机构或加油口内盖。

4、油枪定位结构通过导向限位槽初步限定油枪的位置，然后通过可从两侧卡紧的顶压头进一步顶压油枪，能够有效地防止油枪向前后倾倒，使得油枪的定位更加可靠准确，有利于机械手抓取油枪进行加油操作。

5、所述自动开外盖机构通过弹性杆适应外盖打开时变化的夹角，且可在打开外盖后复位，另外在关闭外盖时，所述弹性杆可以使用推按的方式关闭外盖，机械手的动作设计更加简单有效。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的立体结构示意图；

图2为本申请实施例使用场景示意图；

图3为本申请实施例已夹持油枪的所述机械手的结构示意图；

图4为图3的a部放大图；

图5为本申请实施例已夹持所述自动旋内盖机构的所述机械手的结构示意图；

图6为图5的b部放大图；

图7为本申请实施例所述机械手的结构示意图；

图8为图7的c部放大图；

图9为本申请实施例所述放置座的结构示意图，其中所述放置座上放置有所述自动旋内盖机构和对应不同油品的油枪；

图10为图9的d部放大图；

图11为本申请实施例所述放置座与所述油枪固定架的分离结构示意图，其中所述油枪固定架装有油枪；

图12为本申请实施例装有油枪的所述油枪固定架结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1至图12所示，本申请实施例提出智能全自动加油机器人，包括安装柜体1、机械手2、自动开外盖机构3、自动旋内盖机构4、快换公接头5和多个快换母接头6。

所述自动开外盖机构3用于对汽车加油口的外盖进行开合，所述自动开外盖机构3包括设于所述机械手上的弹性杆31以及设于所述弹性杆31末端的真空吸盘32。所述弹性杆31可以是一段拉伸弹簧，所述真空吸盘32与真空发生器连接，操作时所述真空吸盘32将加油口的外盖吸住并拉开，由于外盖一般是铰接在汽车的一侧，当外盖转动打开过程中会与真空吸盘32拉开方向形成变化的夹角，所述弹性杆31由于是具有弹力的柔性杆，因此可以适应该变化的夹角，且在打开外盖后复位；另外在关闭外盖时，所述弹性杆31可以使用推按的方式关闭外盖，机械手的动作设计更加简单有效。

所述自动旋内盖机构4用于对汽车加油口的内盖进行开合，所述快换母接头6用于分别连接所述自动旋内盖机构4和对应不同油品的油枪10，如92号、95号或98号的汽油，所述机械手2可采用四轴机械手。

所述快换公接头5设于所述机械手2上以与所述快换母接头6连接或分离的，进而使所述机械手2可选择地连接所述自动旋内盖机构4或对应不同油品的油枪10。

所述自动旋内盖机构4包括夹爪支架41、设于所述夹爪支架41上的转动装置42、设于所述转动装置42上的夹爪驱动装置43，所述夹爪驱动装置43上设有可相对夹持或松开的夹爪431，所述夹爪431与所述夹爪驱动装置43之间设有可沿所述转动装置42的转轴方向伸缩的弹性伸缩机构44。具体地，所述转动装置42包括转座和驱动所述转座转动的转动电机，所述转座和所述转动电机之间为带传动。

由于所述自动旋内盖机构4或对应不同油品的油枪10都分别连接有快换母接头，所述机械手2通过快换公接头5和快换母接头6可以快速、准确地换用自动旋内盖机构4或对应不同油品的油枪10，从而进行打开加油口内盖20和加油操作，避免了人为拿错油枪导致加错油品的可能。

所述自动旋内盖机构4在夹持加油口内盖20时需先往加油口方向伸进以夹持加油口内盖20的凸起旋把再进行转动打开加油口内盖20，而不同车型的加油口内盖的设置深度会有较小的差别，通过所述弹性伸缩机构44可以使得夹持加油口内盖20的夹爪431在一定范围内弹性伸缩，保证所述自动旋内盖机构4不会因为伸入的深度不足而造成对加油口内盖的夹持不牢固，或因为过度伸入而损坏自动旋内盖机构4或加油口内盖。

进一步地，所述弹性伸缩机构44包括与所述夹爪驱动装置43连接的驱动连接部441、设于所述夹爪431后端的伸缩轴442以及设于所述驱动连接部441和所述夹爪431之间的弹性件443，所述伸缩轴442可伸缩地套设于所述驱动连接部441上。具体地，所述弹性件443为套设于所述伸缩轴442上的压缩弹簧。所述弹性伸缩机构44结构简单，为自动旋内盖机构4提供合适的弹性活动距离。所述夹爪431为两个可相对靠近或远离的夹指。

更进一步地，所述驱动连接部441上开设有活动长孔4411，所述伸缩轴442在与所述驱动连接部441相套设的部分设有沿所述活动长孔4411活动的凸销4421。所述夹爪431通过所述弹性伸缩机构44伸缩运动时，凸销4421在所述活动长孔4411内活动，使得夹爪431的运动更加稳定。

更佳地，所述转动装置42的转动中心开设有布线孔421，所述夹爪支架41设有连通所述布线孔421的布线通道411。转动装置42及其前端的通电导线、气路和信号线等都可以通过布线孔421进入所述布线通道411然后沿机械手连接至电源、气源和控制器上，使得布线更加简洁，同时便于后期维护。

本实施例中，所述快换公接头5上设有连接套筒52，所述连接套筒52周设有可凸出于外周壁的弹珠53，所述快换母接头6上设有连接导孔62，所述连接导孔62内周侧设有锁珠槽621。

所述连接套筒52连接有弹珠驱动机构，以当所述连接套筒52伸进所述连接导孔62时，所述弹珠驱动机构驱动所述弹珠53卡入所述锁珠槽621内，以使所述快换公接头5和所述快换母接头6相锁紧。

所述弹珠驱动机构采用现有的气动快速接头结构，具体为：所述弹珠驱动机构包括顶压锥轴和套轴气缸，所述顶压锥轴套设于所述连接套筒52内侧且与所述连接套筒52之间设有气室，所述套轴气缸驱动所述顶压锥轴沿轴向运功时迫压所述弹珠53凸出于所述连接套筒52的外周壁。

机械手2、快换公接头5和多个快换母接头6共同构成快换结构，机械手2上的快换公接头5通过分别与快换母接头6快速结合与分离，可以实现机械手2与外部设备如自动旋内盖机构或对应不同油品的油枪的更换操作，动作过程快速准确，保证加油操作的流畅。

进一步地，所述快换公接头5具有连接公表面51，所述连接套筒52位于所述连接公表面51中心，所述快换母接头6具有与所述连接公表面51相对应的连接母表面61，所述连接导孔62位于所述连接母表面61中心，所述快换公接头5和所述快换母接头6相锁紧时，所述连接公表面51与所述连接母表面61相贴合。尤其是，所述连接公表面51与所述连接母表面61均为平面，以使加工更加容易。

所述连接公表面51与所述连接母表面61相贴合后，所述快换公接头5和所述快换母接头6的配合更加紧密，结合精度更高。

更进一步，所述连接公表面51上凸设有对称设于所述连接套筒52两侧的导向销55，所述连接母表面61凹设有与所述导向销55相对应的导向孔63。所述连接公表面51上设有多个对称设于所述连接套筒52两侧的校正凹孔56，所述连接母表面61上设有与所述校正凹孔56相对应的校正凸起64。具体地，所述导向销55为圆台状且设有2个。所述校正凸起64为圆台状且设有6个。

所述连接公表面51与所述连接母表面61相贴合时，所述导向销55伸进所述导向孔63内，所述校正凸起64伸进所述校正凹孔56内，可以大大地增强快换公接头5和快换母接头6的连接准确度。

本实施例中，所述的智能全自动加油机器人还包括放置座7，所述放置座7上设有多个安放位71，所述安放位71包括导向定位座711，所述导向定位座711上设有导向限位槽7111以及位于所述导向限位槽7111上方的顶压头712，所述顶压头712用于从两侧卡紧油枪10。

油枪定位结构至少包括所述放置座7上的导向定位座711、导向限位槽7111和顶压头712，所述油枪定位结构通过导向限位槽7111初步限定油枪的位置，然后通过可从两侧卡紧的顶压头712进一步顶压油枪，能够有效地防止油枪向前后倾倒，使得油枪的定位更加可靠准确，有利于机械手抓取油枪进行加油操作。

具体地，所述顶压头712为可相对弹性伸出的第一弹簧销和第二弹簧销。所述的智能全自动加油机器人还包括用于与油枪10固定连接的油枪固定架8，所述油枪固定架8上两侧分别设有凹孔81，所述第一弹簧销和所述第二弹簧销相对伸出时分别卡进对应的凹孔81内。通过第一弹簧销和第二弹簧销从两侧分别卡进对应的凹孔81内进行顶压，所述第一弹簧销和所述第二弹簧销的顶压端为圆头结构，达到禁止油枪自由活动而允许其强制活动的效果，能够有效地防止油枪向前后倾倒，需要时机械手只要拉力足够即可将油枪从放置座上分离。

为保证油枪固定架8进入放置座的过程更加顺畅，所述油枪固定架8两侧还设有可滚动进入所述导向限位槽7111内的滑轮82。而且，所述导向限位槽7111的进入口处设于向上翻折的导入部7112，可以将所述滑轮82引导进入所述导向限位槽7111，进一步保证油枪固定架8进入放置座的过程的顺畅性。

为使得所述油枪的放置位置更加准确，所述导向限位槽7111末端设有用于止挡所述滑轮82前进的挡位部7113。

相应地，所述油枪固定架8上设有用于扣动油枪扳机的扣拉机构83，所述扣拉机构83包括分别位于所述油枪固定架8两侧的第一扣拉气缸831和第二扣拉气缸832，所述第一扣拉气缸831和所述第二扣拉气缸832的输出端之间连接有用于伸进油枪10扳机处的扣拉杆833。该技术方案通过气缸驱动来开关油枪，操作简单，结构可靠。

更佳地，所述安放位71还包括用于限位油枪10的油枪定位缺口710。且所述安放位71呈梯度设置在所述放置座7上。梯度设置的安放位71可以有效降低对应不同油品油枪之间的干涉情况。

本实施例还提供一种智能全自动加油系统，包括加油机、油枪10、视觉识别装置40、控制器以及上述智能全自动加油机器人，所述油枪10通过油管与所述加油机连接，所述控制器与所述加油机、所述视觉识别装置40和所述智能全自动加油机器人电性连接。所述视觉识别装置40包括双目立体摄像机和红外线激光定位器，用于对汽车加油口位置进行扫描定位，当汽车驶入扫描区后，视觉识别装置40通过扫描获取汽车加油口的位置信息并将所述位置信息发送至控制器，控制器控制智能全自动加油机器人进行加油操作。

所述视觉识别装置采用智能学习算法，根据加油车辆的油箱盖不同，自动扫描建立模型，便于下次相同油箱盖模型车辆加油时能快速匹配，不断学习优化提高识别速度。

需要说明的是，所述安装柜体1两侧设有两个相对的门口，可以分别为两边的汽车进行加油，放置座设有两个分别位于安装柜体1内的两侧，机械手也设有两个，视觉识别装置40设有一个可转动以轮流地为两边的车辆进行扫描识别。

所述智能全自动加油系统无需专人值守，节省了人员成本，且所述智能全自动加油机器人能够快速夹持和更换油枪，且能够更加容易地打开加油口内盖。

所述智能全自动加油系统还包括信息交互系统，所述信息交互系统包括信息输入模块、支付模块及票据打印模块，通过信息输入模块选择油品型号和输入加油量等信息，支付模块具有二维扫描支付、银联刷卡支付、无感支付及纸币支付等功能，以实现无人工支付费油功能。

所述安装柜体1在进行加油操作的一侧设有门口30，所述门口30两侧设有光电检测装置301，用于当检测到有物体从两侧进入时发出急停信号以停止加油操作，增强加油系统的安全性能。

更佳地，所述门口设有可遥控上下悬停的电动卷帘防水布。在智能全自动加油系统不使用时可以控制电动卷帘防水布关闭门口，起到防护的作用，所述智能全自动加油系统采用全封闭的结构满足了防爆的要求。

采用该智能全自动加油系统的过程包括以下步骤：

s1，汽车驶入柜体1前方的扫描区，视觉识别装置40通过扫描获取汽车加油口的位置信息并将所述位置信息发送至控制器；

s2，驾驶者通过信息交互系统完成费用支付；

s3，控制器控制机械手2移动至放置座7处，并使机械手2的快换公接头5和自动旋内盖机构4的快换母接头6连接自动旋内盖机构4，然后控制自动开外盖机构3打开加油口外盖后，控制自动旋内盖机构4旋出内盖，并将自动旋内盖机构4放置在放置座7后分离快换公接头5和自动旋内盖机构4的快换母接头6；

s4,机械手2通过快换公接头5和快换母接头6连接放置座7上对应的油枪，并移送至加油口进行加油，加油完毕后将油枪复位；

s5，机械手通过快换公接头5和快换母接头6连接放置座7上的自动旋内盖机构4以依次关闭加油口的内盖和外盖；

s6，机械手将所述自动旋内盖机构4复位；

s7，机械手复位。

综上所述，本申请具有但不限于以下有益效果：

1、所述智能全自动加油系统无需专人值守，节省了人员成本，且所述智能全自动加油机器人能够快速夹持和更换油枪，且能够更加容易地打开加油口内盖。

2、由于所述自动旋内盖机构4或对应不同油品的油枪10都分别连接有快换母接头，所述机械手2通过快换公接头5和快换母接头6可以快速、准确地换用自动旋内盖机构4或对应不同油品的油枪10，从而进行打开加油口内盖20和加油操作，避免了人为拿错油枪导致加错油品的可能。

3、所述弹性伸缩机构44可以使得夹持加油口内盖20的夹爪431在一定范围内弹性伸缩，保证所述自动旋内盖机构4不会因为伸入的深度不足而造成对加油口内盖的夹持不牢固，或因为过度伸入而损坏自动旋内盖机构4或加油口内盖。

4、油枪定位结构通过导向限位槽7111初步限定油枪的位置，然后通过可从两侧卡紧的顶压头712进一步顶压油枪，能够有效地防止油枪向前后倾倒，使得油枪的定位更加可靠准确，有利于机械手抓取油枪进行加油操作。

5、所述自动开外盖机构3通过弹性杆31适应外盖打开时变化的夹角，且可在打开外盖后复位，另外在关闭外盖时，所述弹性杆31可以使用推按的方式关闭外盖，机械手的动作设计更加简单有效。

应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法、结构等近似、雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本申请的保护范围。