一种具有双臂结构的全自动加油机器人的制作方法

1.本实用新型涉及车辆加油技术领域，具体涉及一种具有双臂结构的全自动加油机器人。


背景技术：

2.传统的加油方式主要以人工服务为主，其人力成本较高、智能化水平较低。随着技术的进步，现有技术也开发出了一些半自助加油的加油系统和加油方法，但是采用半自助的加油方式需要客户下车后自己操作，一方面导致其客户的加油体验较差，另一方面加油效率也较低下。
3.为此，有必要对现有的加油系统和加油方法进行技术改进，以实现车辆加油的全自动化。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提出一种具有双臂结构的全自动加油机器人，旨在实现车辆加油的全自动化。具体的技术方案如下：
5.一种具有双臂结构的全自动加油机器人，包括内置有控制系统的控制箱、分别连接所述控制系统的三轴移动装置、第一视觉识别装置、油箱盖启闭装置和加油装置，所述三轴移动装置包括固定设置的底座、设置在所述底座上通过横向移动电机实现横向移动的行走架、设置在所述行走架上通过升降电机实现上下移动的升降座、设置在所述升降座上通过前后移动电机实现前后移动的前后移动台，所述油箱盖启闭装置包括安装在所述前后移动台上的第一机械臂、连接在所述第一机械臂前端的油箱盖启闭机构，所述加油装置包括安装在所述前后移动台上的第二机械臂、连接在所述第二机械臂前端的加油枪。
6.优选的，所述第一视觉识别装置设置在所述行走架的顶部，所述第一机械臂、第二机械臂布置在所述的前后移动台的左右两侧部位。
7.本实用新型中，所述第一机械臂为带有多个转动关节的多轴机械臂，所述多轴机械臂的前端设置有前端旋转轴，所述油箱盖启闭机构包括油箱外盖操纵器和油箱内盖操纵器，所述油箱外盖操纵器包括设置在所述多轴机械臂前端的支架、安装在所述支架上的电动推杆、设置在所述电动推杆的伸缩杆前端的吸盘，所述油箱内盖操纵器包括设置在所述多轴机械臂的前端旋转轴上的气动夹头。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述前后移动台上还设置有用于精确判断所述油箱内盖相对于所述油箱外盖位置的第二视觉识别装置，所述第二视觉识别装置连接所述控制系统。
9.本实用新型中，在位于车辆加油停车区域的前方还设置有用于识别车辆牌号的第三觉识别装置，所述第三觉识别装置连接所述控制系统，所述控制系统连接车辆信息系统，所述控制系统通过所述第三觉识别装置设别出车辆牌号并通过所述车辆信息系统获取对应车辆牌号的车型和加油的种类。
10.优选的，所述吸盘为真空吸盘，所述真空吸盘的吸口四周设置有一圈外环面，所述外环面上设置有可用于吸住绳状体的真空吸槽以用于在油箱内盖上的拉绳位置异常时将所述拉绳吸住并将所述拉绳移位至正常位置，所述真空吸槽上设置有连通真空管路的吸附孔。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述拉绳挂接在所述油箱外盖上，所述油箱外盖操纵器上设置有拉绳异常缠绕侦测装置，所述拉绳异常缠绕侦测装置包括黏贴在所述电动推杆的伸缩杆前端外圆上的用于侦测所述伸缩杆受力弯曲的电阻应变片传感器，所述电阻应变片传感器连接所述控制系统；所述油箱外盖打开后，由所述油箱内盖操纵器上的气动夹头夹住所述油箱内盖，同时所述油箱外盖操纵器上的吸盘通过所述电动推杆调整至位于所述已经打开的油箱外盖的内侧位置以用于拉绳异常缠绕情况的侦测；所述拉绳异常缠绕情况的侦测是在油箱内盖转动打开过程中，通过在拉绳异常缠绕后由拉绳牵引所述油箱外盖，使得所述油箱外盖的内侧压住所述电动推杆前端吸盘一侧，进而使得电动推杆的伸缩杆侧向受力，从而由黏贴在所述伸缩杆前端外圆上的电阻应变片传感器感知到所述伸缩杆的弯曲应力并由所述控制系统获知。
12.本实用新型中，所述全自动加油机器人的加油步骤为：
13.(1)车型和加油种类的获取：车辆驶入加油停车区域就位后，由控制系统通过第三视觉识别装置识别出车辆的牌号、通过车辆信息系统获取对应车辆牌号的车型和需要加油的油的种类；
14.(2)油箱外盖打开：控制系统通过第一视觉识别装置识别出车辆的油箱外盖位置，驱动三轴移动装置和第一机械臂将油箱盖启闭机构调整至适当位置，然后开启油箱盖启闭机构上的油箱外盖操纵器，利用油箱外盖操纵器上电动推杆的伸缩杆前端的吸盘将油箱外盖打开；
15.(3)油箱内盖打开：控制系统通过第二视觉识别装置精确判断所述油箱内盖相对于所述油箱外盖的位置，然后开启油箱盖启闭机构上的油箱内盖操纵器，所述多轴机械臂的前端旋转轴上的气动夹头夹住油箱内盖，将油箱内盖转动拧出；
16.(4)加油枪加油：控制系统通过三轴移动装置和第二机械臂将加油枪调整至适当位置，并通过第二机械臂将加油枪插入油箱的加油口内进行加油，加油完毕加油枪自动关闭退出；
17.(5)关闭油箱盖：控制系统通过第一机械臂和所述第一机械臂上的油箱内盖操纵器将油箱内盖关闭，通过第一机械臂和所述第一机械臂上的油箱外盖操纵器将油箱外盖关闭。
18.优选的，所述步骤(3)的油箱内盖打开之前，所述控制系统通过第二视觉识别装置识别出油箱内盖上的拉绳位置是否有异常，当拉绳位置异常时，驱动油箱外盖操纵器上的吸盘并利用吸盘上的真空吸槽吸取所述拉绳并将所述拉绳调整至正常位置。
19.同样的，所述步骤的(5)关闭油箱盖中，在油箱内盖关闭之前，也同样可进行上述拉绳位置的异常侦测和拉绳位置的调整。
20.优选的，所述步骤(2)油箱外盖打开后，且在所述步骤(3)的油箱内盖打开之前，由所述油箱内盖操纵器上的气动夹头夹住所述油箱内盖，同时所述油箱外盖操纵器上的吸盘通过所述电动推杆调整至位于所述已经打开的油箱外盖的内侧位置以用于拉绳异常缠绕
情况的侦测；所述拉绳异常缠绕情况的侦测是在步骤(3)的油箱内盖转动打开过程中，通过在拉绳异常缠绕后由拉绳牵引所述油箱外盖，使得所述油箱外盖的内侧压住所述电动推杆前端吸盘一侧，进而使得电动推杆的伸缩杆侧向受力，从而由黏贴在所述伸缩杆前端外圆上的电阻应变片传感器感知到所述伸缩杆的弯曲应力并由所述控制系统获知；所述控制系统获知拉绳异常缠绕后立即停止油箱内盖的转动打开，并将所述多轴机械臂的前端旋转轴上的气动夹头与油箱内盖脱开，再通过第二视觉识别装置识别出油箱内盖上的拉绳位置，通过所述油箱外盖操纵器的吸盘上的真空吸槽吸住所述拉绳并将拉绳调整至正常位置后，再重新实施油箱内盖的打开操作。
21.同样的，所述步骤的(5)关闭油箱盖中，在油箱内盖关闭之前，也同样可进行上述拉绳异常缠绕情况的侦测和拉绳位置的调整。
22.本实用新型中，所述横向移动电机、升降电机、前后移动电机和电动推杆中所使用的电机均为伺服电机，所述伺服电机连接控制系统。
23.本实用新型的有益效果是：
24.第一，本实用新型的一种具有双臂结构的全自动加油机器人，在三轴移动装置的前后移动台上设置了两个机械臂，其中一个机械臂用于油箱盖的打开，另一个机械臂用于加油。由于前后移动台能够前后移动，由此增加了两个机械臂的灵活性，其适应性好。
25.第二，本实用新型的一种具有双臂结构的全自动加油机器人，设置有三个视觉识别装置，分别用于车辆识别、油箱外盖位置识别和油箱内盖位置识别，其中的第二视觉识别装置距离油箱盖最近且能够通过三轴移动装置移动到最佳摄像位置，因此能够对油箱内盖精确定位，由此提高了全自动加油机器人的可靠性。
26.第三，本实用新型的一种具有双臂结构的全自动加油机器人，真空吸盘的吸口四周的外环面上设置有真空吸槽，配合第二视觉识别装置能够在油箱内盖的拉绳位置异常时，将拉绳吸住并将拉绳移位至正常位置，由此保护了油箱内盖的拉绳，避免了拉绳被误夹住或异常缠绕时的拉绳断裂。
27.第四，本实用新型的一种具有双臂结构的全自动加油机器人，设置有拉绳异常缠绕侦测装置，进一步保护了油箱内盖的拉绳，提高了全自动加油机器人的可靠性。
附图说明
28.图1是本实用新型的一种具有双臂结构的全自动加油机器人的结构示意图；
29.图2是图1中的全自动加油机器人主机部分的结构示意图；
30.图3是第一机械臂上设置油箱盖启闭装置(包括油箱外盖操纵器和油箱内盖操纵器)的示意图；
31.图4是在图1的全自动加油机器人的基础上，进一步在前后移动台上设置第二视觉识别装置的结构示意图；
32.图5是在真空吸盘上设置真空吸槽的结构示意图。
33.图中：1、三轴移动装置，2、第一视觉识别装置，3、油箱盖启闭装置，4、加油装置，5、底座，6、行走架，7、升降座，8、前后移动台，9、第一机械臂，10、油箱盖启闭机构，11、第二机械臂，12、加油枪，13、前端旋转轴，14、油箱外盖操纵器，15、油箱内盖操纵器，16、支架，17、电动推杆，18、吸盘，19、气动夹头，20、真空吸槽，21、电阻应变片传感器，22、控制箱，23、车
辆加油停车区域，24、电动推杆的伸缩杆，25、第二视觉识别装置，26、真空吸盘的吸口，27、外环面，28、吸附孔。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
35.如图1至5所示为本实用新型的一种具有双臂结构的全自动加油机器人的实施例，包括内置有控制系统的控制箱22、分别连接所述控制系统的三轴移动装置1、第一视觉识别装置2、油箱盖启闭装置3和加油装置4，所述三轴移动装置1包括固定设置的底座5、设置在所述底座5上通过横向移动电机实现横向移动的行走架6、设置在所述行走架6上通过升降电机实现上下移动的升降座7、设置在所述升降座7上通过前后移动电机实现前后移动的前后移动台8，所述油箱盖启闭装置3包括安装在所述前后移动台8上的第一机械臂9、连接在所述第一机械臂9前端的油箱盖启闭机构10，所述加油装置4包括安装在所述前后移动台8上的第二机械臂11、连接在所述第二机械臂11前端的加油枪12。
36.本实施例中，所述控制箱设置在所述三轴移动装置1的一侧。
37.优选的，所述第一视觉识别装置2设置在所述行走架6的顶部，所述第一机械臂9、第二机械臂11布置在所述的前后移动台8的左右两侧部位。
38.本实施例中，所述第一机械臂9为带有多个转动关节的多轴机械臂，所述多轴机械臂的前端设置有前端旋转轴13，所述油箱盖启闭机构10包括油箱外盖操纵器14和油箱内盖操纵器15，所述油箱外盖操纵器14包括设置在所述多轴机械臂前端的支架16、安装在所述支架16上的电动推杆17、设置在所述电动推杆17的伸缩杆24前端的吸盘18，所述油箱内盖操纵器15包括设置在所述多轴机械臂的前端旋转轴13上的气动夹头19。
39.作为本实施例的进一步改进，所述前后移动台8上还设置有用于精确判断所述油箱内盖相对于所述油箱外盖位置的第二视觉识别装置25，所述第二视觉识别装置25连接所述控制系统。
40.本实施例中，在位于车辆加油停车区域23的前方还设置有用于识别车辆牌号的第三觉识别装置，所述第三觉识别装置连接所述控制系统，所述控制系统连接车辆信息系统，所述控制系统通过所述第三觉识别装置设别出车辆牌号并通过所述车辆信息系统获取对应车辆牌号的车型和加油的种类。
41.优选的，所述吸盘18为真空吸盘，所述真空吸盘18的吸口26四周设置有一圈外环面27，所述外环面27上设置有可用于吸住绳状体的真空吸槽20以用于在油箱内盖上的拉绳位置异常时将所述拉绳吸住并将所述拉绳移位至正常位置，所述真空吸槽20上设置有连通真空管路的吸附孔28。
42.作为本实施例的进一步改进，所述拉绳挂接在所述油箱外盖上，所述油箱外盖操纵器14上设置有拉绳异常缠绕侦测装置，所述拉绳异常缠绕侦测装置包括黏贴在所述电动推杆的伸缩杆24前端外圆上的用于侦测所述伸缩杆24受力弯曲的电阻应变片传感器21，所述电阻应变片传感器21连接所述控制系统；所述油箱外盖打开后，由所述油箱内盖操纵器15上的气动夹头19夹住所述油箱内盖，同时所述油箱外盖操纵器14上的吸盘18通过所述电
动推杆17调整至位于所述已经打开的油箱外盖的内侧位置以用于拉绳异常缠绕情况的侦测；所述拉绳异常缠绕情况的侦测是在油箱内盖转动打开过程中，通过在拉绳异常缠绕后由拉绳牵引所述油箱外盖，使得所述油箱外盖的内侧压住所述电动推杆17前端吸盘18一侧，进而使得电动推杆17的伸缩杆24侧向受力，从而由黏贴在所述伸缩杆24前端外圆上的电阻应变片传感器21感知到所述伸缩杆24的弯曲应力并由所述控制系统获知。
43.本实施例中，所述全自动加油机器人的加油步骤为：
44.(1)车型和加油种类的获取：车辆驶入加油停车区域23就位后，由控制系统通过第三视觉识别装置识别出车辆的牌号、通过车辆信息系统获取对应车辆牌号的车型和需要加油的油的种类；
45.(2)油箱外盖打开：控制系统通过第一视觉识别装置2识别出车辆的油箱外盖位置，驱动三轴移动装置1和第一机械臂9将油箱盖启闭机构10调整至适当位置，然后开启油箱盖启闭机构10上的油箱外盖操纵器14，利用油箱外盖操纵器14上电动推杆17的伸缩杆24前端的吸盘18将油箱外盖打开；
46.(3)油箱内盖打开：控制系统通过第二视觉识别装置25精确判断所述油箱内盖相对于所述油箱外盖的位置，然后开启油箱盖启闭机构10上的油箱内盖操纵器15，所述多轴机械臂的前端旋转轴13上的气动夹头19夹住油箱内盖，将油箱内盖转动拧出；
47.(4)加油枪加油：控制系统通过三轴移动装置1和第二机械臂11将加油枪调整至适当位置，并通过第二机械臂11将加油枪12插入油箱的加油口内进行加油，加油完毕加油枪自动关闭退出；
48.(5)关闭油箱盖：控制系统通过第一机械臂9和所述第一机械臂9上的油箱内盖操纵器15将油箱内盖关闭，通过第一机械臂9和所述第一机械臂9上的油箱外盖操纵器14将油箱外盖关闭。
49.优选的，所述步骤(3)的油箱内盖打开之前，所述控制系统通过第二视觉识别装置25识别出油箱内盖上的拉绳位置是否有异常，当拉绳位置异常时，驱动油箱外盖操纵器14上的吸盘18并利用吸盘18上的真空吸槽20吸取所述拉绳并将所述拉绳调整至正常位置。
50.同样的，所述步骤的(5)关闭油箱盖中，在油箱内盖关闭之前，也同样可进行上述拉绳位置的异常侦测和拉绳位置的调整。
51.优选的，所述步骤(2)油箱外盖打开后，且在所述步骤(3)的油箱内盖打开之前，由所述油箱内盖操纵器15上的气动夹头19夹住所述油箱内盖，同时所述油箱外盖操纵器14上的吸盘18通过所述电动推杆17调整至位于所述已经打开的油箱外盖的内侧位置以用于拉绳异常缠绕情况的侦测；所述拉绳异常缠绕情况的侦测是在步骤(3)的油箱内盖转动打开过程中，通过在拉绳异常缠绕后由拉绳牵引所述油箱外盖，使得所述油箱外盖的内侧压住所述电动推杆17前端吸盘18一侧，进而使得电动推杆17的伸缩杆24侧向受力，从而由黏贴在所述伸缩杆24前端外圆上的电阻应变片传感器21感知到所述伸缩杆24的弯曲应力并由所述控制系统获知；所述控制系统获知拉绳异常缠绕后立即停止油箱内盖的转动打开，并将所述多轴机械臂的前端旋转轴13上的气动夹头19与油箱内盖脱开，再通过第二视觉识别装置25识别出油箱内盖上的拉绳位置，通过所述油箱外盖操纵器14的吸盘18上的真空吸槽20吸住所述拉绳并将拉绳调整至正常位置后，再重新实施油箱内盖的打开操作。
52.同样的，所述步骤的(5)关闭油箱盖中，在油箱内盖关闭之前，也同样可进行上述
拉绳异常缠绕情况的侦测和拉绳位置的调整。
53.本实施例中，所述横向移动电机、升降电机、前后移动电机和电动推杆17中所使用的电机均为伺服电机，所述伺服电机连接控制系统。
54.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。