一种油箱门开启机构及加油机器人的制作方法

1.本技术涉及自动加油领域，尤其是涉及一种油箱门开启机构及加油机器人。


背景技术：

2.加油站是指为汽车或其它机动车辆服务的、汽油或机油或润滑油的补充站；机器人技术的发展为加油站提供了新的服务方式，即汽车加油机器人。
3.相关技术中记载的一种加油机器人，包括机械臂以及设置在机械臂上的自动加油机构，自动加油机构配合机械臂将油枪插入至油箱的油口内部并自动扣下扳机以实现自动加油操作；但发明人发现，在上述过程中仍需要专门的工作人员将汽车油箱的油箱门打开以供油枪后续插入，一定程度上增加了工作人员的投入。


技术实现要素：

4.为了减少加油站的工作人员投入，本技术提供一种油箱门开启机构及加油机器人。
5.本技术提供的一种油箱门开启机构采用如下的技术方案：
6.一种油箱门开启机构，包括关节杆以及依次连通的真空吸盘、抽气筒和真空设备，还包括用于驱动关节杆沿自身轴线方向往复移动的直线驱动件，关节杆固定在抽气筒上。
7.通过采用上述技术方案，油箱门开启机构安装在机械臂末端并配合机械臂一同使用；机械臂动作并使油箱门开启机构运动至油箱门位置处，直线驱动件驱动关节杆以及真空吸盘向靠近油箱门的方向不断移动直至真空吸盘贴合在油箱门的表面上，启动真空设备以使真空吸盘牢固地吸附在油箱门上，接着通过机械臂与直线驱动件使关节杆以及真空吸盘向远离油箱的方向移动并拉动掀开油箱门；整个过程不需要专门的工作人在在车辆行驶至加油机器人附近后为自动加油操作打开油箱门，减少了加油站的工作人员投入。
8.可选的，抽气筒采用三通接头，真空设备与抽气筒的支管连通，真空吸盘与抽气筒主管的一端连通，关节杆固定在抽气筒主管的另一端且抽气筒的该端封闭，关节杆的延伸方向与真空吸盘的轴线共线或平行。
9.通过采用上述技术方案，使抽气筒与真空吸盘之间的气体流通不影响直线驱动件对关节杆的驱动。
10.可选的，贯穿关节杆的周面固定有铰接轴，铰接轴向关节杆的两侧延伸并转动连接有关节筒，关节杆插入至关节筒内部并能够在关节筒内部围绕铰接轴的轴线转动，关节筒固定在直线驱动件上；关节筒的一侧设置有用于使关节杆自动复位至与关节筒处于同轴状态的回弹组件。
11.油箱门与车身之间做相对的定轴转动，在此过程中关节杆同样做相应的平面运动，即关节杆与车身表面之间的夹角时刻发生变化，对此可通过机械臂配合完成关节杆的运动，但此种方法导致机械臂的行程较大；通过采用上述技术方案，在不需要机械臂配合的情况下，通过关节杆与关节筒之间的铰接即可实现关节杆的平面运动，缩短了机械臂的行
程，并使关节杆与直线驱动件之间形成柔性连接，防止了关节杆与直线驱动件之间由于受到径向负载或转矩而发生关节杆或直线驱动件的折断损坏。
12.可选的，关节筒的一侧开设有供关节杆的周面通过的让位孔，让位孔贯穿关节筒靠近关节杆的端面开设。
13.若关节杆能够在关节筒内围绕铰接轴转动，可通过扩大关节筒的内径并使关节筒的内径大于关节杆的直径，进而为关节杆在关节筒内部的转动提供空间，但一定程度上扩大了关节筒的直径；通过采用上述技术方案，关节杆的周面能够通过关节筒的筒壁，在关节杆转动角度范围一定的前提下，减小了所需关节筒的直径。
14.可选的，关节筒背离让位孔的一侧筒壁上开设有与让位孔相对开设的限位过孔，限位过孔未贯穿关节筒靠近关节杆的一端端面。
15.通过采用上述技术方案，关节杆的端面能够通过关节筒的筒壁，在关节杆转动角度范围一定的前提下，进一步减小了所需关节筒的直径；由于限位过孔未贯穿关节筒的端面，进而防止关节杆围绕铰接轴轴线转动过度。
16.可选的，回弹组件包括u形的且开口朝向关节筒的复位弹片，复位弹片设置在关节筒开设有让位孔的一侧，复位弹片的一端与关节杆固连且另一端与关节筒连接。
17.通过采用上述技术方案，关节杆围绕铰接轴定轴转动的过程中，复位弹片的u形开口宽度扩大并存在恢复常态的趋势；当油箱门打开后，关闭真空设备以使真空吸盘松开油箱门，并反向启动直线驱动件以使真空吸盘远离油箱门，在此过程中复位弹片恢复至常态并将关节杆推至与关节筒同轴的状态，实现了关节杆的自动复位。
18.可选的，关节筒与直线驱动件之间固定有连接杆，连接杆上螺纹连接有两个第一夹紧螺母，关节杆上螺纹连接有两个第二夹紧螺母，复位弹片靠近直线驱动件的一端夹紧在两个第一夹紧螺母之间，复位弹片的另一端夹紧在两个第二夹紧螺母之间。
19.通过采用上述技术方案，实现了复位弹片的固定，并方便对复位弹片的更换。
20.本技术提供的一种加油机器人采用如下的技术方案：
21.一种加油机器人，包括机械臂以及油箱门开启机构，直线驱动件固定在机械臂末端。
22.通过采用上述技术方案，机械臂动作并使油箱门开启机构运动至油箱门位置处，直线驱动件驱动关节杆以及真空吸盘向靠近油箱门的方向不断移动直至真空吸盘贴合在油箱门的表面上，启动真空设备以使真空吸盘牢固地吸附在油箱门上，接着通过机械臂与直线驱动件使关节杆以及真空吸盘向远离油箱的方向移动并拉动掀开油箱门；整个过程不需要专门的工作人在在车辆行驶至加油机器人附近后为自动加油操作打开油箱门，减少了加油站的工作人员投入。
23.综上所述，本技术具有以下技术效果：
24.1.通过设置了真空吸盘、抽气筒、真空设备以及直线驱动件，使加油过程不需要专门的工作人在在车辆行驶至加油机器人附近后为自动加油操作打开油箱门，减少了加油站的工作人员投入；
25.2.通过设置了铰接轴以及关节筒，在不需要机械臂配合的情况下，通过关节杆与关节筒之间的铰接即可实现关节杆的平面运动，缩短了机械臂的行程，并使关节杆与直线驱动件之间形成柔性连接，防止了关节杆与直线驱动件之间由于受到径向负载或转矩而发
生关节杆或直线驱动件的折断损坏；
26.3.通过设置了复位弹片，实现了关节杆的自动复位。
附图说明
27.图1是实施例一中的加油机器人的整体结构示意图；
28.图2是图1中a处的局部放大图；
29.图3是实施例一中的油箱门开启机构的整体结构示意图；
30.图4是实施例一中的油箱门开启机构在另一视角的整体结构示意图；
31.图5是实施例二中的油箱门开启机构的整体结构示意图。
32.图中，1、机械臂；2、机架块；3、真空吸盘；4、抽气筒；5、关节杆；6、气动伸缩缸；7、铰接轴；8、关节筒；81、让位孔；82、限位过孔；9、回弹组件；91、复位弹片；92、第一夹紧螺母；93、第二夹紧螺母；94、复位弹簧；95、支架板；10、连接杆。
具体实施方式
33.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
34.实施例一：
35.参照图1和图2，本技术提供了一种加油机器人，包括机械臂1以及设置在机械臂1上的油箱门开启机构；机械臂1末端固接有一个机架块2，油箱门开启机构设置在机架块2的表面上；其中，机械臂1可采用四轴、五轴或六轴式的机械臂1，当然也可采用具有更多或更少关节的机械臂1，以能够实现机械臂1末端在空间上任意一点的精准定位为准，在本实施例中采用六轴式的机械臂1。
36.具体的，参照图2和图3，油箱门开启机构包括相互连通的真空吸盘3和抽气筒4，其中抽气筒4选用三通接头，真空吸盘3与抽气筒4主管道的一端连接，抽气筒4主管道的另一端密封设置，抽气筒4的支管连通有真空设备，真空设备可采用真空发生器或真空泵；抽气筒4远离真空吸盘3的一端固定连接有关节杆5，关节杆5的延伸方向与真空吸盘3的轴线共线或平行，关节杆5与抽气筒4之间的固接方式可采用螺纹连接或焊接等方式，以能够实现二者的固定连接为准；机架块2上设置有用于驱动关节杆5沿自身轴线方向往复移动的直线驱动件，直线驱动件设置在关节杆5远离抽气筒4的一端；其中，直线驱动件可采用气动伸缩缸6、液压缸或直线电机，以能够实现直线驱动为准，在本实施例中，直线驱动件采用气动伸缩缸6，气动伸缩缸6的缸体固定在机架块2上；在本实施例中，气动伸缩缸6的伸缩杆、关节杆5、抽气筒4的主管以及真空吸盘3均同轴设置。
37.当机械臂1带动油箱门开启机构移动至油箱门所在位置处后，应使关节杆5的轴线垂直于油箱门，接着启动气动伸缩缸6以使关节杆5带动真空吸盘3向靠近油箱门的方向不断移动，直至真空吸盘3贴合在油箱门上，接着启动真空设备并同时通过气动伸缩缸6使真空吸盘3贴紧并吸附在油箱门上；然后反向启动气动伸缩缸6并配合机械臂1的动作使关节杆5带动吸盘将油箱门拉动掀开，进而实现了油箱门的自动掀开操作；三通接头的设置，使抽气筒4与真空吸盘3之间的气体流通不影响直线驱动件对关节杆5的驱动，在真空吸盘3初始定位的过程中，气动伸缩缸6的伸缩杆运动轨迹与真空吸盘3的运动轨迹共线，进而更易通过气动伸缩缸6的运动轨迹运算出真空吸盘3的运动轨迹，方便了真空吸盘3的精准定位。
38.在此过程中，油箱门与车身之间做相对的定轴转动，关节杆5也随之同样做相应的平面运动，即关节杆5与车身表面之间的夹角时刻发生变化，对此若直接通过机械臂1的配合完成关节杆5相应的运动，会存在机械臂1的行程较大的问题，且关节杆5由于受到径向负载或转矩而易折断损坏；为此，贯穿关节杆5周面穿设固定有铰接轴7，铰接轴7的轴线与关节杆5的轴线垂直；在关节杆5与气动伸缩缸6之间设置有内部中空的关节筒8，关节筒8与气动伸缩缸6的伸缩杆同轴固接，关节杆5贯穿关节筒8远离气动伸缩缸6的端面并穿设至关节筒8内部，铰接轴7位于关节筒8内部并沿关节筒8的径向插入关节筒8的筒壁，铰接轴7与关节筒8的筒壁转动连接，进而实现关节杆5与关节筒8之间的铰接，即关节杆5与气动伸缩缸6之间形成柔性连接。
39.此外，参照图3和图4，关节筒8的一侧开设有让位孔81，让位孔81贯穿关节筒8靠近关节杆5的一端端面开设并可供关节杆5的周面通过；关节筒8的另一侧开设有与让位孔81相对的限位过孔82，限位过孔82未贯穿关节筒8靠近关节杆5的一端端面，让位孔81以及限位过孔82的开设可供关节杆5在关节筒8内部围绕铰接轴7轴线定轴转动，同时限位过孔82未贯穿关节筒8的端面进而防止关节杆5的反向转动。
40.进一步的，为了实现关节杆5的自动复位，参照图3和图4，关节筒8与关节杆5上设置有回弹组件9，回弹组件9同时能够防止关节杆5围绕铰接轴7的轴线通过让位孔81转动过度；具体的，关节筒8与气动伸缩缸6之间设置有连接杆10，连接杆10与关节筒8同轴一体成型，连接杆10与气动伸缩缸6的伸缩杆螺纹连接或焊接固连；回弹组件9包括u形的且设置在关节筒8开设有让位孔81的一侧的复位弹片91，复位弹片91的u形开口朝向关节筒8的周面，复位弹片91的一端固定在连接杆10上而另一端固定在关节杆5上；当复位弹片91处于常态即未发生弹性形变时，关节筒8与关节杆5之间处于同轴状态。
41.具体的，复位弹片91的固定方式可采用焊接、胶粘或螺母连接的方式，在本实施例中采用螺母固定的方式，进一步解释为，复位弹片91的两端分别开设有与连接杆10或关节杆5相适配的通孔；连接杆10上螺纹连接有两个第一夹紧螺母92，两个第一夹紧螺母92之间存在空隙，关节杆5上螺纹连接有两个第二夹紧螺母93，两个第二夹紧螺母93之间存在空隙；复位弹片91靠近直线驱动件的一端夹紧在两个第一夹紧螺母92之间，复位弹片91的另一端夹紧在两个第二夹紧螺母93之间。
42.当真空吸盘3拉动油箱门时，关节杆5围绕铰接轴7定轴转动，与此同时复位弹片91的u形开口宽度扩大并存在恢复常态的趋势；当油箱门打开后，关闭真空设备以使真空吸盘3松开油箱门，并反向启动气动伸缩缸6以使真空吸盘3远离油箱门，在此过程中复位弹片91恢复至常态并将关节杆5推至与关节筒8同轴的状态，实现了关节杆5的自动复位。
43.实施例二：
44.参照图5，本实施例与实施例一的区别在于回弹组件9的不同，进一步解释为，回弹组件9包括设置在关节筒8开设有限位过孔82一侧的复位弹簧94以及固定在连接杆10上的支架板95，支架板95与连接杆10的轴线垂直，复位弹簧94的常态为原长或拉伸状态并倾斜设置，且复位弹簧94的一端固定在支架板95上而另一端固定在关节杆5上。
45.当真空吸盘3拉动油箱门时，关节杆5围绕铰接轴7定轴转动，与此同时复位弹簧94被拉伸或被进一步拉伸并存在恢复常态的趋势；当油箱门打开后，关闭真空设备以使真空吸盘3松开油箱门，并反向启动气动伸缩缸6以使真空吸盘3远离油箱门，在此过程中复位弹
簧94恢复至常态并拉动关节杆5使关节杆5推至与关节筒8恢复至同轴的状态，实现了关节杆5的自动复位。
46.具体的，复位弹簧94采用拉簧，复位弹簧94的一端挂钩挂接在支架板95上且另一端挂钩挂接在连接杆10上；此外，连接杆10上螺纹连接有两个第一夹紧螺母92，两个第一夹紧螺母92之间存在空隙，关节杆5上螺纹连接有两个第二夹紧螺母93，两个第二夹紧螺母93之间存在空隙；支架板95夹紧在两个第一夹紧螺母92之间，复位弹簧94靠近关节杆5一端的挂钩夹紧在两个第二夹紧螺母93之间，进而实现复位弹簧94与支架板95的固定。
47.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。