蛇形臂加油机器人装置及系统的制作方法

本发明涉及加油机器人技术领域，尤其涉及一种蛇形臂加油机器人装置及系统。

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。然而随着城市的建设与发展，城市中土地稀少，无法建设更多的加油站来满足越来越多的汽车数量，而加油站主要依靠加油员去人工加油，由于受到人工成本和招工越来越难等问题的影响，加油站并没有办法配备充足的人员来满足相应的加油速率需求，从而造成加油站排队时间长，顾客体验差等一些列问题。

为了解决这一问题，一些地区的加油站采取了自助加油的形式，然而顾客由于没穿相应的静电防护服，且操作不熟练、专业性不强，不仅不能提高加油速度，还容易引发相应的安全问题。同时，现有的智能汽车发展也越来越迅速，自助加油也不能配合智能汽车的一些智能功能，造成很多新功能的浪费。

同时，如果加油机器人的主体采用传统的工业六轴机器人，就会防爆和ip防护等级等现有技术的约束，不能很好的适应现有的加油站场景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种蛇形臂加油机器人装置及系统，该装置既能实现自动加油，提高加油速度，还能满足防爆和ip防护等级的要求，能很好提升了顾客体验。

其技术方案如下：

蛇形臂加油机器人装置，包括加油岛、控制驱动器、加油视觉装置、蛇形机器臂、一体化油枪、加油盖开合装置，加油岛内包括第一埋置内腔，控制驱动器安装在所述第一埋置内腔内，加油视觉装置、蛇形机器臂分别安装在所述加油岛的上方，所述一体化油枪、加油盖开合装置分别安装在所述蛇形机器臂的末端，所述加油视觉装置、蛇形机器臂、一体化油枪、加油盖开合装置分别与所述控制驱动器电性连接。

所述蛇形机器臂包括蛇形臂、多个牵拉绳束、加油管、驱动装置，所述蛇形臂的下端与所述驱动装置活动连接，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，各所述虎克节分别通过各所述牵拉绳束与所述驱动装置连接，所述蛇形臂具有中空内腔，所述加油管穿过所述中空内腔与所述一体化油枪连通。

所述一体化油枪包括法兰、加油枪，所述加油枪通过所述法兰安装在所述蛇形机器臂的末端上。

所述加油盖开合装置包括真空吸盘、伸缩气缸，所述真空吸盘通过所述伸缩气缸安装在所述一体化油枪的侧面上，所述伸缩气缸与所述控制驱动器电性连接。

所述加油视觉装置包括第一摄像头、第一摄像支架，第二摄像头、第二摄像头支架，所述第一摄像头通过所述第一摄像支架安装在所述加油岛上蛇形臂一侧，所述第二摄像头通过所述第二摄像支架安装在加油岛的上方，所述摄像头与所述控制驱动器电性连接。

蛇形臂加油机器人系统，包括加油机以及前述蛇形臂加油机器人装置；所述加油岛还包括第二埋置内腔，所述加油机安装在所述第二埋置内腔内，所述加油机通过所述蛇形机器臂与所述一体化油枪连通。

还包括油站控制系统，所述油站控制系统分别与所述加油机、蛇形臂加油机器人装置电性连接。

还包括二个停车区，二个所述停车区分别位于所述加油岛的两侧。

还包括智能终端机，所述智能终端机安装在所述加油岛的上方，所述智能终端机与所述油站控制系统电性连接。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

下面对本发明的优点或原理进行说明：

1、本蛇形臂加油机器人装置包括加油岛、控制驱动器、加油视觉装置、蛇形机器臂、一体化油枪、加油盖开合装置，加油岛为高出地面的构筑物，采用埋地方式，把控制驱动器安装在加油岛内的第一埋置内腔内，将控制驱动器的电气控制元件与主要防爆区域隔离，解决了现有加油机器人防爆和ip防护的相关问题；使用时，车辆驶入加油站后，停在指定的加油位置，控制驱动器接收到加油指令后，向加油视觉装置发送车辆油箱加油口的定位指令；加油视觉装置通过对车辆轮廓位置及车辆油箱的加油口进行拍照定位，获得车辆油箱加油口的位置信息，并将位置信息反馈回控制驱动器，控制驱动器根据位置信息控制蛇形机器臂动作，蛇形机器臂控制加油盖开合装置开启车辆油箱的加油盖，接着，蛇形机器臂控制一体化油枪插入车辆油箱的内油口，确认插入到位后，一体化油枪再将插入到位信息反馈到控制驱动器，执行加油作业；

该装置既能实现自动加油，提高加油速度，还能满足防爆和ip防护等级的要求，能很好提升了顾客体验。

2、蛇形机器臂包括蛇形臂、多个牵拉绳束、加油管、驱动装置，蛇形机器臂采用纯机械结构，把控制蛇形机器臂的电气结构设在控制驱动器内，可以实现加油现场对设备防爆的要求；加油管内置在蛇形臂内，提升蛇形臂内部空间的利用率，并有效的保护加油管与地面摩擦造成的磨损，提高设备寿命，节约设备成本。

3、一体化油枪包括法兰、加油枪，一体化油枪保留现有油枪的前段结构，将后端结构整合到蛇形机器臂的末端内，减少抓取枪所产生的误差，同时减少抓取加油枪所需的复杂末端夹持结构。

4、加油盖开合装置包括真空吸盘、伸缩气缸，加油盖开合装置用于车辆油箱加油口外盖和内盖的开合，使用时，伸缩气缸驱动真空吸盘吸取车辆油箱加油口的外盖或内盖，然后转动蛇形机器臂，可开合车辆油箱加油口的外盖或内盖。

5、加油视觉装置包括第一摄像头、第一摄像支架，第二摄像头、第二摄像支架，使用时，通过第二摄像头拍摄获取车辆的轮廓位置信息，第一摄像头拍摄获取油箱加油口的位置信息，并将相应位置信息反馈回控制驱动器，通过计算得到油口的坐标位置。

6、蛇形臂加油机器人系统包括加油机、以及前述蛇形臂加油机器人装置，采用埋地方式，把加油机埋置安装在加油岛内的第二埋置内腔内，将加油机与主要防爆区域隔离，解决现有加油机防爆问题，使用时，当蛇形臂加油机器人装置的控制驱动器接收到一体化油枪发送来的插入到位信息后，加油机通过一体化油枪对车辆油箱进行加油作业。

7、本蛇形臂加油机器人系统还包括油站控制系统，油站控制系统用于接收加油信息，并根据加油信息向蛇形臂加油机器人装置的控制驱动器发送加油指令，当蛇形臂加油机器人装置的控制驱动器接收到一体化油枪发送来的插入到位信息后，控制驱动器通过油站控制系统启动加油机进行加油作业；整个加油过程可以自动完成对车辆的加油工作，司机全程无须下车，提升了顾客体验，同时也减轻了加油站的人工成本负担，提高了工作效率。

8、本蛇形臂加油机器人系统还包括二个停车区，二个停车区分别位于加油岛的两侧，可以使车辆在加油岛的两侧实现加油。

9、本蛇形臂加油机器人系统还包括智能终端机，智能终端机内设有人机交互系统，人机交互系统包括油品类输入模式和非油品类输入模式，油品类输入模式用于油品类信息采集，并将油品类信息传送至油站控制系统，油品类信息包括加油数量信息及油品类别信息；非油品类输入模式是为司机提供非油商品的选取，并在加油完成后到指定地点进行领取；通过油站控制系统采集人机交互系统加油信息，传输给蛇形臂加油机器人装置进行加油操作，整套系统可实现对车辆的全自动加油程序，大大减少了油站的人员投入，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例蛇形臂加油机器人装置的剖视图。

图2是本发明实施例蛇形臂加油机器人装置蛇形机器臂的立体示意图。

图3是本发明实施例蛇形臂加油机器人装置蛇形机器臂的侧视图。

图4是图3的a-a剖面图。

图5是图4-b的局部放大图。

图6是本发明实施例蛇形臂加油机器人系统的立体示意图。

图7是本发明实施例蛇形臂加油机器人系统的俯视图。

图8是本发明实施例蛇形臂加油机器人系统的剖视图。

附图标记说明：

10、加油岛，11、停车区，20、控制驱动器，31、加油视觉装置，311、第一摄像头，312、第一摄像支架，313、第二摄像头，314、第二摄像支架，40、蛇形机器臂，41、蛇形臂，411、虎克节，42、驱动装置，50、一体化油枪，51、法兰，52、加油枪，60、加油盖开合装置，61、真空吸盘，62、伸缩气缸，70、加油机，80、智能终端机，90、车辆。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

如图1至图5所示，蛇形臂加油机器人装置，包括加油岛10、控制驱动器20、加油视觉装置31、蛇形机器臂40、一体化油枪50、加油盖开合装置60，加油岛10内包括第一埋置内腔，控制驱动器20安装在第一埋置内腔内，加油视觉装置31、蛇形机器臂40分别安装在加油岛10的上方，一体化油枪50、加油盖开合装置60分别安装在蛇形机器臂40的末端，加油视觉装置31、蛇形机器臂40、一体化油枪50、加油盖开合装置60分别与控制驱动器20电性连接。

加油岛10为高出地面的构筑物，采用埋地方式，把控制驱动器20安装在加油岛10内的第一埋置内腔内，将控制驱动器20的电气控制元件与主要防爆区域隔离，解决了现有加油机器人防爆和ip防护的相关问题；使用时，车辆90驶入加油站后，停在指定的加油位置，控制驱动器20接收到加油指令后，向加油视觉装置31发送车辆90油箱加油口的定位指令；加油视觉装置31对车辆90的轮廓位置及油箱的加油口进行拍照定位，获得车辆90油箱加油口的位置信息，并将位置信息反馈回控制驱动器20，控制驱动器20根据位置信息控制蛇形机器臂40动作，蛇形机器臂40控制加油盖开合装置60开启车辆90油箱的加油盖，接着，蛇形机器臂40控制一体化油枪50插入车辆90油箱的内油口，确认插入到位后，一体化油枪50再将插入到位信息反馈到控制驱动器20，执行加油作业；该装置既能实现自动加油，提高加油速度，还能满足防爆和ip防护等级的要求，能很好提升了顾客体验。

其中，蛇形机器臂40包括蛇形臂41、多个牵拉绳束、加油管、驱动装置42，蛇形臂41的下端与驱动装置42活动连接，蛇形臂41包括多个虎克节411，多个虎克节411依次首尾活动连接，各虎克节411分别通过各牵拉绳束与驱动装置42连接，蛇形臂41具有中空内腔，加油管穿过中空内腔与一体化油枪50连通。蛇形机器臂40采用纯机械结构，把控制蛇形机器臂40的电气结构设在控制驱动器20内，可以实现加油现场对设备防爆的要求；加油管内置在蛇形臂41内，提升蛇形臂41内部空间的利用率，并有效的保护加油管与地面摩擦造成的磨损，提高设备寿命，节约设备成本。

一体化油枪50包括法兰51、加油枪52，加油枪52通过法兰51安装在蛇形机器臂40的末端上。一体化油枪50保留现有油枪的前段结构，将后端结构整合到蛇形机器臂40的末端内，减少抓取枪所产生的误差，同时减少抓取加油枪52所需的复杂末端夹持结构。

加油盖开合装置60包括真空吸盘61、伸缩气缸62，真空吸盘61通过伸缩气缸62安装在一体化油枪50的侧面上，伸缩气缸62与控制驱动器20电性连接。加油盖开合装置60用于车辆90油箱加油口外盖和内盖的开合，使用时，伸缩气缸62驱动真空吸盘61吸取车辆90油箱加油口的外盖或内盖，然后转动蛇形机器臂40，可开合车辆90油箱加油口的外盖或内盖。

加油视觉装置31包括第一摄像头311、第一摄像支架312，第二摄像头313、第二摄像头支架314，第一摄像头311通过第一摄像支架312安装在加油岛10上蛇形臂一侧，第二摄像头313通过第二摄像头支架314安装在加油岛10的上方，摄像头与控制驱动器20电性连接。使用时，利用第二摄像头313获取车辆的轮廓位置信息，利用第一摄像头311拍摄获取车辆90油箱加油口的位置信息，并将位置信息反馈回控制驱动器20，通过计算得到油口的坐标位置。

蛇形臂加油机器人系统，包括加油机70以及前述蛇形臂加油机器人装置；加油岛10还包括第二埋置内腔，加油机70安装在第二埋置内腔内，加油机70通过蛇形机器臂40与一体化油枪50连通。

采用埋地方式，把加油机70埋置安装在加油岛10内的第二埋置内腔内，将加油机70与主要防爆区域隔离，解决现有加油机70防爆问题，使用时，当蛇形臂加油机器人装置的控制驱动器20接收到一体化油枪50发送来的插入到位信息后，加油机70通过一体化油枪50对车辆90油箱进行加油作业。

其中，本蛇形臂加油机器人系统还包括油站控制系统、二个停车区11、智能终端机80、油站控制系统分别与加油机70、蛇形臂加油机器人装置电性连接。油站控制系统用于接收加油信息，并根据加油信息向蛇形臂加油机器人装置的控制驱动器20发送加油指令，当蛇形臂加油机器人装置的控制驱动器20接收到一体化油枪50发送来的插入到位信息后，控制驱动器20通过油站控制系统启动加油机70进行加油作业；整个加油过程可以自动完成对车辆90的加油工作，司机全程无须下车，提升了顾客体验，同时也减轻了加油站的人工成本负担，提高了工作效率。

二个停车区11分别位于加油岛10的两侧。可以使车辆90在加油岛10的两侧实现加油。

智能终端机80安装在加油岛10的上方，智能终端机80与油站控制系统电性连接。智能终端机80内设有人机交互系统，人机交互系统包括油品类输入模式和非油品类输入模式，油品类输入模式用于油品类信息采集，并将油品类信息传送至油站控制系统，油品类信息包括加油数量信息及油品类别信息；非油品类输入模式是为司机提供非油商品的选取，并在加油完成后到指定地点进行领取；通过油站控制系统采集人机交互系统加油信息，传输给蛇形臂加油机器人装置进行加油操作，整套系统可实现对车辆90的全自动加油程序，大大减少了油站的人员投入，提高了工作效率；

优选的，智能终端机80包括第一触摸显示屏、第二触摸显示屏，第一触摸显示屏、第二触摸显示屏分别位于智能终端机80的两相反侧，第一触摸显示屏、第二触摸显示屏分别朝向加油岛10的两侧的停车区11，方便司机的输入操作。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。