一种充电枪抓取机器人专用末端执行器的制作方法

1.本发明涉及新能源车辆充电技术领域，具体涉及一种充电枪抓取机器人专用末端执行器。


背景技术：

2.随着科学技术的发展及环境保护意识的加强，新能源车辆发展迅速，人工智能的普及以及充电枪、充电插座、充电桩的标准化，使得机器人在新能源车辆自动充电领域有了应用的可能。
3.目前，公知的新能源车辆的充电往往是人工进行充电枪解锁，再将充电枪从充电桩取出再插入车辆充电口。由于枪体本身有一定的重量，同时加上枪线缆的重量，人员拿取时需要耗费力气，操作不当容易刮伤车辆或者损坏充电枪，从而加大了充电站的运营成本。
4.因此，本技术有必要提供一种充电枪抓取机器人专用末端执行器，用以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.针对以上问题，本发明提供了一种充电枪抓取机器人专用末端执行器，能够用来实现对充电枪的自动解锁抓取操作，从而能够与充电机器人配合实现对新能源车辆的自动充电。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种充电枪抓取机器人专用末端执行器，包括主框架，还包括安装在主框架上的充电枪夹持机构、推杆机构和视觉系统；
8.所述充电枪夹持机构能够实现对充电枪的夹持；
9.所述推杆机构能够实现对充电枪的解锁及汽车充电口盖的开关；
10.所述视觉系统能够实现识别汽车充电口具体位置和充电枪位置；
11.所述主框架包括钣金外壳，所述钣金外壳内部安装有l板和连接座，所述钣金外壳上设有机器人法兰，所述机器人法兰的顶部与机器人连接，所述机器人法兰的底部穿过钣金外壳的第一安装孔与钣金外壳内部的连接座连接。
12.优选地，所述充电枪夹持机构包括与连接座底部安装的夹爪安装座，所述夹爪安装座的底部固定连接有夹爪电缸，所述夹爪电缸上固定安装有一组对称设置的夹爪手指组件，所述夹爪手指组件上固定安装有一组对称设置的夹持件组件，所述夹持件组件的内侧设有一组对称设置的夹持塑件组件；所述夹爪安装座的顶部固定安装有夹爪靠背，所述夹爪靠背上固定安装有靠块。
13.优选地，所述夹爪手指组件包括相对设置的左夹爪手指和右夹爪手指；所述夹持件组件包括相对设置的左夹持件和右夹持件；所述夹持塑件组件包括相对设置的左夹持塑件和右夹持塑件。
14.通过采用上述技术方案：由夹爪电缸驱动，从而可以通过夹爪手指组件、夹持件组
件和夹持塑件组件实现对充电枪的夹持。
15.优选地，所述视觉系统包括固定安装在连接座前端部的前伸座，所述前伸座的上表面上安装有3d相机和l板，所述3d相机通过l板与前伸座固定连接。
16.通过采用上述技术方案：采用3d相机可以识别充电桩上的充电枪位置及车辆充电口具体位置。
17.优选地，所述推杆机构包括与前伸座底部固定连接的推缸和超声波传感器支架，所述推缸的伸缩杆上固定连接有推块，所述推块上安装有顶杆，所述顶杆通过推块与推缸上的伸缩杆连接，所述顶杆的前部固定安装有顶头，所述超声波传感器支架上安装有超声波传感器。
18.优选地，所述推块包括一块体，所述块体的前侧面上设有一前杆，所述块体上分别设有第二安装孔和第三安装孔。
19.通过采用上述技术方案：采用超声波传感器可以识别车辆大概位置，再通过3d相机精定位车辆的充电盖位置及充电口位置，由推缸驱动，通过推块、顶杆和顶头可以实现解锁充电枪及汽车充电口盖的开关。
20.优选地，所述左夹爪手指和右夹爪手指的结构相同，所述右夹爪手指包括一固定板，所述固定板的前侧面上设有手指板，所述固定板上设有与夹爪电缸固定安装的第四安装孔，所述手指板上设有与右夹持件固定安装的第五安装孔。
21.优选地，所述左夹持件和右夹持件的结构相同，所述右夹持件包括臂体、以及与臂体连接的夹持部，所述臂体上设有第六安装孔，所述夹持部上设有第七安装孔。
22.通过采用上述技术方案：可以牢固的夹紧充电枪并可以拖拽充电枪及其线缆。
23.优选地，所述机器人法兰的底部与钣金外壳之间设有第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈上下依次设置。
24.通过采用上述技术方案：采用第一密封圈和第二密封圈可以实现末端执行器整体的防水防尘。
25.本发明有益效果：
26.1、本发明采用视觉系统能够识别汽车充电口的具体位置和充电枪位置；采用推杆机构能够实现对充电枪的解锁及汽车充电口盖的开关；采用充电枪夹持机构能够实现牢固的夹紧充电枪并可以拖拽充电枪及其线缆。
27.2、本发明能够用来实现对充电枪的自动解锁抓取操作，从而能够与充电机器人配合实现对新能源车辆的自动充电，减少人员操作过程，减少了人员的劳动强度，进而降低了充电站的运营成本。
附图说明
28.图1为本发明的分解结构示意图；
29.图2为本发明中右夹爪手指的结构示意图；
30.图3为本发明中右夹持件的结构示意图；
31.图4为本发明中右夹持塑件的结构示意图；
32.图5为本发明中推块的结构示意图；
33.图6为本发明安装后的整体结构示意图。
34.图中：1钣金外壳、1-1第一安装孔、2l板、3连接座、4机器人法兰、5夹爪安装座、6夹爪电缸、7夹爪靠背、8靠块、9左夹爪手指、10右夹爪手指、10-1固定板、10-11第四安装孔、10-2手指板、10-21第五安装孔、12-1臂体、12-11第六安装孔、12-2夹持部、12-21第七安装孔、11左夹持件、12右夹持件、13左夹持塑件、14右夹持塑件、15前伸座、163d相机、17推缸、18超声波传感器支架、19推块、19-1块体、19-2前杆、19-11第二安装孔、19-12第三安装孔、20顶杆、21顶头、22超声波传感器、23第一密封圈、24第二密封圈。
具体实施方式
35.下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.参照图1-6，一种充电枪抓取机器人专用末端执行器，包括主框架，还包括安装在主框架上的充电枪夹持机构、推杆机构和视觉系统；
37.所述充电枪夹持机构能够实现对充电枪的夹持；
38.所述推杆机构能够实现对充电枪的解锁及汽车充电口盖的开关；
39.所述视觉系统能够实现识别汽车充电口具体位置和充电枪位置；
40.所述主框架包括钣金外壳1，所述钣金外壳1内部安装有l板2和连接座3，所述钣金外壳1上设有机器人法兰4，所述机器人法兰4的顶部与机器人连接，所述机器人法兰4的底部穿过钣金外壳1的第一安装孔1-1与钣金外壳1内部的连接座3连接。
41.本实施例中，主框架采用轻量化的钣金外壳1加工而成，从而使得该末端执行器的整体质轻，且结构强度高，方便机器人移动拖拽；通过在钣金外壳1上安装机器人法兰4，用于将钣金外壳1通过机器人法兰4与机器人固定连接，从而使得该末端执行器能够与充电机器人配合实现对新能源车辆的自动充电，并在机器人法兰4的上表面或下表面上分别开设有多个圆孔，方便机器人法兰4分别与机器人或钣金外壳1连接，且安装、拆卸方便，操作简便。
42.其中，所述机器人法兰4的底部与钣金外壳1之间设有第一密封圈23和第二密封圈24，所述第一密封圈23和第二密封圈24上下依次设置。
43.本实施例中，在机器人法兰4与钣金外壳1安装时，采用第一密封圈23和第二密封圈24上下依次卡设在机器人法兰4与钣金外壳1之间，从而可以实现该末端执行器整体的防水防尘的效果，进一步提高了该末端执行器的使用寿命。
44.具体的，所述充电枪夹持机构包括与连接座3底部安装的夹爪安装座5，所述夹爪安装座5的底部固定连接有夹爪电缸6，所述夹爪电缸6上固定安装有一组对称设置的夹爪手指组件，所述夹爪手指组件上固定安装有一组对称设置的夹持件组件，所述夹持件组件的内侧设有一组对称设置的夹持塑件组件；所述夹爪安装座5的顶部固定安装有夹爪靠背7，所述夹爪靠背7上固定安装有靠块8。
45.具体的，参照图1，所述夹爪手指组件包括相对设置的左夹爪手指9和右夹爪手指10；所述夹持件组件包括相对设置的左夹持件11和右夹持件12；所述夹持塑件组件包括相
对设置的左夹持塑件13和右夹持塑件14。
46.其中，参照图2，所述左夹爪手指9和右夹爪手指10的结构相同，所述右夹爪手指10包括一固定板10-1，所述固定板10-1的前侧面上设有手指板10-2，所述固定板10-1上设有与夹爪电缸6固定安装的第四安装孔10-11，所述手指板10-2上设有与右夹持件12固定安装的第五安装孔10-21。这里采用第四安装孔10-11使得右夹爪手指10通过固定板10-1与夹爪电缸6可靠连接，采用第五安装孔10-21使得右夹爪手指10通过手指板10-2与右夹持件12可靠连接，进而使得夹爪手指组件能够分别与夹爪电缸6或夹持件组件可靠连接。同时，由于左夹爪手指9和右夹爪手指10的结构相同，因此左夹爪手指9的具体结构在这里不再详细阐述。
47.其中，参照图3，所述左夹持件11和右夹持件12的结构相同，所述右夹持件12包括臂体12-1、以及与臂体12-1连接的夹持部12-2，所述臂体12-1上设有第六安装孔12-11，所述夹持部12-2上设有第七安装孔12-21。这里采用第六安装孔12-11使得右夹持件12通过臂体12-1与右夹爪手指10可靠连接，采用第七安装孔12-21使得右夹持件12通过夹持部12-2与右夹持塑件14可靠连接。同时，由于左夹持件11和右夹持件12的结构相同，因此左夹持件11的具体结构在这里不再详细阐述。
48.其中，参照图1-4，上述左夹爪手指9和右夹爪手指10、左夹持件11和右夹持件12、左夹持塑件13和右夹持塑件14在安装时，两两之间均保持一定用以形成供充电枪手柄卡入的夹持空间；同时，上述的各个安装孔可采用多个，这样便于调节夹持塑件组件的安装角度，以满足实际使用需求。在实际加工时，左夹持塑件13和右夹持塑件14为塑料板状，以避免对充电枪手柄形成夹紧磨损，并在左夹持塑件13和右夹持塑件14的内侧表面可以增加凸起，增强夹持力。另外，左夹持塑件13和右夹持塑件14的形状结构可以根据不同款型的充电枪手柄结构进行适应性调整，以满足实际夹紧要求。
49.本实施例中，采用夹爪电缸6与夹爪安装座5固定安装，由夹爪电缸6驱动一组对称设置的夹爪手指组件，进而由夹爪手指组件带动夹持件组件动作，最终带动夹持塑件组件能够牢固的夹紧充电枪并可以拖拽充电枪及其线缆。
50.具体的，所述视觉系统包括固定安装在连接座3前端部的前伸座15，所述前伸座15的上表面上安装有3d相机16和l板2，所述3d相机通过l板2与前伸座15固定连接。
51.本实施例中，3d相机16为2目相机，采用该3d相机16能够识别车辆上的充电盖位置、充电盖按钮位置及充电口具体位置信息。
52.具体的，所述推杆机构包括与前伸座15底部固定连接的推缸17和超声波传感器支架18，所述推缸17的伸缩杆上固定连接有推块19，所述推块19上安装有顶杆20，所述顶杆20通过推块19与推缸17上的伸缩杆连接，所述顶杆20的前部固定安装有顶头21，所述超声波传感器支架18上安装有超声波传感器22。
53.其中，参照图5，所述推块19包括一块体19-1，所述块体19-1的前侧面上设有一前杆19-2，所述块体19-1上分别设有第二安装孔19-11和第三安装孔19-12。
54.本实施例中，采用第二安装孔19-11便于推块19与推缸17的伸缩杆固定连接，采用第三安装孔19-12，便于顶杆20穿过该第三安装孔19-12进而与推缸17的伸缩杆固定连接；这里由推缸17驱动伸缩杆动作，进而推动推块19动作，并由顶杆20、顶头21以及前杆19-2相互配合作用，从而可以实现解锁充电枪及汽车充电口盖的开关。同时，这里采用超声波传感
器22可以识别车辆大概位置。
55.本发明的工作原理：参照图6，首先通过超声波传感器22可以识别车辆大概位置，其次采用视觉系统的3d相机16能够识别车辆上的充电盖位置、充电盖按钮位置及车辆充电口具体位置，然后由推缸17驱动伸缩杆动作，进而推动推块19动作，并由顶杆20、顶头21以及前杆19-2相互配合作用，从而可以实现解锁充电枪及汽车充电口盖的开关，最后由夹爪电缸6驱动一组对称设置的夹爪手指组件，进而由夹爪手指组件带动夹持件组件动作，最终带动夹持塑件组件能够牢固的夹紧充电枪并可以拖拽充电枪及其线缆。
56.综上所述，本发明采用视觉系统能够识别汽车充电口的具体位置和充电枪位置；采用推杆机构能够实现对充电枪的解锁及汽车充电口盖的开关；采用充电枪夹持机构能够实现牢固的夹紧充电枪并可以拖拽充电枪及其线缆；本发明能够用来实现对充电枪的自动解锁抓取操作，从而能够与充电机器人配合实现对新能源车辆的自动充电，减少人员操作过程，减少了人员的劳动强度，进而降低了充电站的运营成本。
57.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。