CN217996783U - 一种抓枪机构及一体化单臂加注机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抓枪机构及一体化单臂加注机器人，固定支架固定安装在第一夹爪板的顶面，第一气缸固定安装在第一夹爪板的底面，第一夹爪板的夹爪端通过销轴与第二夹爪板转动连接，第一气缸的伸缩端通过第一连接件带动第二夹爪板绕销轴转动，第二气缸通过若干限位支架固定在安装在第一夹爪板的侧边,第二气缸的伸缩端通过第二连接件与拨杆连杆连接，拨杆连杆的一端与拨杆垂直连接，拨杆连杆的另一端设置在第一夹爪板的限位滑槽内。本实用新型将多种机构集成在一条机械臂上，简化了机器人结构，同时利用抓枪机构与现有加注枪配合，无需另外设计枪体，实现加注枪的自动抓枪与开启，有利于实现自动化加注技术的推广与应用。

Description

一种抓枪机构及一体化单臂加注机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人加注领域，具体为一种抓枪机构及一体化单臂加注机器人。

背景技术

目前，常规的加注枪在加注时需要通过人工握持油枪开关，从而开启枪体实现加注。但是这种加注枪不可避免地需要通过工作人员操作才能实现加注，并不利于自动化加注机的推广与应用。

此外，现有的一些自动化加注机的加注枪都是根据本身的机构定制的油枪，无法与现有加注枪配合工作，使得自动化加注技术的应用成本较大，也造成了资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种抓枪机构及一体化单臂加注机器人，将多种机构集成在一条机械臂上，采用一条机械臂即可实现内外盖的开启、加注以及视觉监控等作用，大大简化了加注机器人结构，同时利用抓枪机构可以与现有加注枪配合，无需另外设计枪体，实现加注枪的自动抓枪与开启，有利于实现自动化加注技术的推广与应用，降低了技术设备更新成本。

本实用新型中主要采用的技术方案为：

一种抓枪机构，包括固定支架、第一夹爪板、第二夹爪板、第一气缸、第二气缸、拨杆连杆和拨杆，所述固定支架固定安装在所述第一夹爪板的顶面，所述第一气缸固定安装在第一夹爪板的底面，所述第一夹爪板的夹爪端通过销轴与所述第二夹爪板转动连接，所述第一气缸的伸缩端通过第一连接件带动第二夹爪板绕销轴转动，所述第二气缸通过若干限位支架固定在安装在所述第一夹爪板的侧边,所述第二气缸的伸缩端通过第二连接件与所述拨杆连杆连接，所述拨杆连杆的一端与所述拨杆垂直连接，所述拨杆连杆的另一端设置在第一夹爪板的限位滑槽内。

优选地，所述第一连接件包括第一气缸连接块和第一连杆，所述第一气缸连接块固定安装在所述第一气缸的伸缩端，所述第一连杆一端固定安装在所述第一气缸连接块上，另一端穿接在所述第二夹爪板的弧形槽内，所述第一连杆在第一气缸的带动下沿第二夹爪板的弧形槽运动。

优选地，所述第一夹爪板上设有限位滑槽，所述限位滑槽与所述第二气缸的伸缩方向平行，所述拨杆连杆限位安装在所述限位滑槽内，沿限位滑槽运动。

优选地，所述第一夹爪板和第二夹爪板的夹爪端的内侧面均设有向外侧凹陷的导向弧面，两者配合夹持枪体。

一种一体化单臂加注机器人，包括机械臂、外盖开启执行机构、内盖开启执行机构、加注执行机构和直角传动机构，所述机械臂末端的旋转输出端与直角传动机构的输入端连接，所述外盖开启执行机构固定安装与所述直角传动机构的顶端面；所述直角传动机构的旋转输出端与所述内盖开启执行机构的旋转输入端配合安装，所述内盖开启执行机构的安装端面与机械臂末端的安装端面相互垂直；所述加注执行机构包括伸缩组件和抓枪机构，所述伸缩组件固定安装在直角传动机构的底端面，所述抓枪机构通过固定支架固定安装在所述伸缩组件的伸缩端，所述抓枪机构的伸缩运动方向与内盖开启执行机构的轴线相互平行。

优选地，还包括视觉机构，所述视觉机构通过摄像头安装架安装在直角传动机构的一侧端面，且所述视觉机构的安装端面与内盖开启执行机构的安装端面相互垂直。

有益效果：本实用新型提供一种抓枪机构及一体化单臂加注机器人，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本实用新型适用于各类型加注枪，也可与现有加注枪配合，无需另外设计枪体，实现加注枪的自动抓枪与开启，有利于自动化加注技术的推广与应用，降低技术设备更新成本；

(2)本实用新型将多种机构集成在一条机械臂上，采用一条机械臂即可实现内外盖的开启、加注以及视觉监控等作用，大大简化了加注机器人结构，提高了空间利用率，同时无需进行多条机械臂的重新定位，进一步提高了加注效率。

附图说明

图1为实施例1中抓枪机构的整体结构示意图1；

图2为实施例1中抓枪机构的整体结构示意图1；

图3为实施例1中抓枪机构的整体结构示意图1；

图4为实施例1中一体化单臂加注机器人的整体结构示意图1；

图5为实施例1中一体化单臂加注机器人的整体结构示意图2(省略视觉机构)；

图6为实施例1的直角传动机构的结构示意图；

图7为实施例1的直角传动机构的内部结构示意图(省略齿轮箱)；

图中：机械臂1、外盖开启执行机构2、内盖开启执行机构3、加注执行机构4、直角传动机构5、齿轮箱5-1、第一齿轮5-2、第一连接中枢5-3、第一齿轮传动轴5-4、第一轴承5-5、第二轴承5-6、第二齿轮5-7、第二连接中枢5-8、第二齿轮传动轴5-9、第三轴承5-10、第四轴承5-11、摄像头安装架6、视觉机构7、伸缩组件8、滑块8-1、丝杠导轨8-2、抓枪机构9、固定支架9-1、第一夹爪板9-2、限位滑槽9-21、导向弧面9-22、第二夹爪板9-3、弧形槽9-31、第一气缸9-4、第二气缸9-5、限位支架9-51、拨杆连杆9-6、拨杆9-7、销轴9-8、第一连接件9-9、第一气缸连接块9-91、第一连杆9-92、第二连接件9-10、枪体10。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。下面对具体实施方式的描述仅仅是示范性的，应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本实用新型，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

实施例1

如图4-5所示，一种一体化单臂加注机器人，包括机械臂1、外盖开启执行机构2、内盖开启执行机构3、加注执行机构4、直角传动机构5和视觉机构7，所述机械臂1末端的旋转输出端与直角传动机构5的输入端连接，所述外盖开启执行机构2固定安装与所述直角传动机构5的顶端面；所述直角传动机构5的旋转输出端与所述内盖开启执行机构3的旋转输入端配合安装，所述内盖开启执行机构3的安装端面与机械臂1末端的安装端面相互垂直，所述视觉机构7通过摄像头安装架6安装在直角传动机构5的一侧端面，且所述视觉机构7的安装端面与内盖开启执行机构3的安装端面相互垂直，所述加注执行机构4包括伸缩组件8和抓枪机构9，所述伸缩组件8固定安装在直角传动机构5的底端面，所述抓枪机构9通过固定支架9-1固定安装在所述伸缩组件8的伸缩端，所述抓枪机构1-4的伸缩运动方向与内盖开启执行机构3的轴线相互平行；

如图1-3所示，所述抓枪机构9包括固定支架9-1、第一夹爪板9-2、第二夹爪板9-3、第一气缸9-4、第二气缸9-5、拨杆连杆9-6和拨杆9-7，所述固定支架9-1固定安装在所述第一夹爪板9-2的顶面，所述第一气缸9-4固定安装在第一夹爪板9-2的底面，所述第一夹爪板9-2的夹爪端通过销轴9-8与所述第二夹爪板9-3转动连接，所述第一气缸9-4的伸缩端通过第一连接件9-9带动第二夹爪板9-3绕销轴9-8转动，所述第二气缸9-5通过若干限位支架9-51固定在安装在所述第一夹爪板9-2的侧边,所述第二气缸9-5的伸缩端通过第二连接件9-10与所述拨杆连杆9-6连接，所述拨杆连杆9-6的一端与所述拨杆9-7垂直连接，所述拨杆连杆9-6的另一端设置在第一夹爪板9-2的限位滑槽9-21内。

所述第一连接件9-9包括第一气缸连接块9-91和第一连杆9-92，所述第一气缸连接块9-91固定安装在所述第一气缸9-4的伸缩端，所述第一连杆9-92一端固定安装在所述第一气缸连接块9-91上，另一端穿接在所述第二夹爪板9-3的弧形槽9-31内，所述第一连杆9-92在第一气缸9-4的带动下沿第二夹爪板9-3的弧形槽9-31运动。

所述第一夹爪板9-2上设有限位滑槽9-21，所述限位滑槽9-21与所述第二气缸9-5的伸缩方向平行，所述拨杆连杆9-6限位安装在所述限位滑槽9-21内，沿限位滑槽9-21运动。

所述第一夹爪板9-2和第二夹爪板9-3的夹爪端的内侧面均设有向外侧凹陷的导向弧面9-22，两者配合夹持枪体。

本实施例1中，伸缩组件8可以但不仅局限于丝杠导轨滑块机构，抓枪机构9通过固定支架9-1固定安装在抓枪机构9的滑块8-1上，随着滑块8-1沿丝杠导轨8-2作直线往复运动。

本实施例1中的直角传动机构5为现有结构，可以但不局限与以下结构：如图6-7所示，包括齿轮箱5-1、第一齿轮5-2、第一连接中枢5-3、第一齿轮传动轴5-4、第一轴承5-5、第二轴承5-6、第二齿轮5-7、第二连接中枢5-8、第二齿轮传动轴5-9、第三轴承5-10和第四轴承5-11，所述第一轴承5-5和第二轴承5-6分别安装在齿轮箱5-1相对设置的两侧端面上，所述第三轴承5-10和第四轴承5-11安装在齿轮箱5-2另一组相对设置在两侧端面上，且第四轴承5-11与内盖开启执行机构3安装在齿轮箱5-1的同一端面上，所述第一齿轮转动轴5-4两端分别配合安装在第一轴承5-5和第二轴承5-6上，且所述第一齿轮传动轴5-4的一端穿过第一轴承5-5通过第一连接中枢5-3与机械臂1末端的旋转输出端连接，所述第一齿轮5-2安装在第一齿轮传动轴5-4上，且位于齿轮箱5-1内，所述第二齿轮传动轴5-9两端分别配合安装在第三轴承5-10和第四轴承5-11上，且所述第二齿轮传动轴5-9与第一齿轮传动轴5-4相互垂直，所述第二齿轮传动轴5-9的一端穿过第四轴承5-11通过第二连接中枢5-8与内盖开启执行机构3的旋转输入端配合安装，所述第二齿轮5-7安装在第二齿轮传动轴5-9上，且位于齿轮箱5-1内，所述第一齿轮5-2和第二齿轮5-7均为斜齿轮，且所述第一齿轮5-2与第二齿轮5-7相互啮合安装。

本实用新型中，机械臂1、内盖开启执行机构3、外盖开启执行机构2、加注执行机构4以及视觉机构7的具体控制连接由本领域的技术人员根据实际情况进行设计，属于常规技术，故而未加详述。

本实用新型中的视觉机构7可以但不仅局限于摄像头，现有可用于图像采集的装置均可适用。

本实用新型中，机械臂1由多个关节组成，可通过机械臂的关节实现内盖开启执行机构、外盖开启执行机构、加注执行机构的位置转换。

本实用新型中，视觉机构、加注执行机构属于现有技术，故而对其具体结构未加详述。

实施例1的工作过程如下：

当车辆驶入加注区后，由***控制机械臂1调整位置，并带动外盖开启执行机构2转动至油箱外盖处开启油箱外盖。随后控制机械臂调整内盖开启执行机构3的位置，使得内盖开启执行机构3到达相应的油箱内盖位置。然后控制内盖开启执行机构3夹取油箱内盖。随后同时由机械臂末端通过直角传动机构5带动内盖开启执行机构3转动，从而将油箱内盖拧开，即完成油箱内盖的开启。

随即控制机械臂1调整加注执行机构4(由于加注执行机构4与内盖开启执行机构3的轴线平行，只需要控制机械臂1上移一定距离即可，减少了机械臂重新定位的时间)控制伸缩组件4-1带动抓枪机构4-2前移至加注口，并控制抓枪机构4-2开启枪体进行加注。

在上述加注过程中，抓枪机构4-2的工作原理如下：先控制第一气缸9-4带动第一连杆9-92沿第二夹爪板9-3上的弧形槽9-31向前运动，从而带动第二夹爪板9-3绕销轴9-8转动，使其与第一夹爪板9-2配合夹紧，从而实现枪体10夹紧。当需要加注时，只要控制第二气缸9-5的伸缩端向后收缩运动，从而带动拨杆连杆9-6沿着限位滑槽9-21向后运动，由拨杆连杆9-6带动拨杆9-7向后收缩运动，由拨杆9-7扳动枪体10的扳机，从而开启加注枪进行加注。

在上述加注过程中，直角传动机构的工作原理如下：机械臂1末端的旋转输出端通过第一连接中枢5-3带动第一齿轮传动轴5-4转动，使得第一齿轮传动轴5-4上的第一齿轮5-2随之转动，并带动与之啮合连接的第二齿轮5-7随之转动，第二齿轮5-7带动第二齿轮传动轴5-9转动，第二齿轮传动轴5-9通过第二连接中枢5-8带动内盖开启执行机构3旋转，实现拧盖动作。

在上述加注过程中，视觉机构10用于采集油箱盖的位置，并将采集到的信息反馈至控制***，便于控制机械臂带动内盖开启执行机构3和加注执行机构4实现快速精确定位，提高加注效率。

本实用新型的加注机器人采用的抓夹机构各种加注枪类型，用于加注燃油、尿素液、CNG、LNG、氢能源、充电等加注(充电)场景。

本实用新型的单臂式直角传动加油机器人可以采用吊装、座装、侧装或者其他安装方式，对安装方式限制小，适用于各种加注场景，可由本领域技术人员根据实际情况进行选择性安装。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种抓枪机构，其特征在于，包括固定支架、第一夹爪板、第二夹爪板、第一气缸、第二气缸、拨杆连杆和拨杆，所述固定支架固定安装在所述第一夹爪板的顶面，所述第一气缸固定安装在第一夹爪板的底面，所述第一夹爪板的夹爪端通过销轴与所述第二夹爪板转动连接，所述第一气缸的伸缩端通过第一连接件带动第二夹爪板绕销轴转动，所述第二气缸通过若干限位支架固定在安装在所述第一夹爪板的侧边,所述第二气缸的伸缩端通过第二连接件与所述拨杆连杆连接，所述拨杆连杆的一端与所述拨杆垂直连接，所述拨杆连杆的另一端设置在第一夹爪板的限位滑槽内。

2.根据权利要求1所述的一种抓枪机构，其特征在于，所述第一连接件包括第一气缸连接块和第一连杆，所述第一气缸连接块固定安装在所述第一气缸的伸缩端，所述第一连杆一端固定安装在所述第一气缸连接块上，另一端穿接在所述第二夹爪板的弧形槽内，所述第一连杆在第一气缸的带动下沿第二夹爪板的弧形槽运动。

3.根据权利要求1所述的一种抓枪机构，其特征在于，所述第一夹爪板上设有限位滑槽，所述限位滑槽与所述第二气缸的伸缩方向平行，所述拨杆连杆限位安装在所述限位滑槽内，沿限位滑槽运动。

4.根据权利要求1所述的一种抓枪机构，其特征在于，所述第一夹爪板和第二夹爪板的夹爪端的内侧面均设有向外侧凹陷的导向弧面，两者配合夹持枪体。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述的抓枪机构的一体化单臂加注机器人，其特征在于：包括机械臂、外盖开启执行机构、内盖开启执行机构、加注执行机构和直角传动机构，所述机械臂末端的旋转输出端与直角传动机构的输入端连接，所述外盖开启执行机构固定安装与所述直角传动机构的顶端面；所述直角传动机构的旋转输出端与所述内盖开启执行机构的旋转输入端配合安装，所述内盖开启执行机构的安装端面与机械臂末端的安装端面相互垂直；所述加注执行机构包括伸缩组件和抓枪机构，所述伸缩组件固定安装在直角传动机构的底端面，所述抓枪机构通过固定支架固定安装在所述伸缩组件的伸缩端，所述抓枪机构的伸缩运动方向与内盖开启执行机构的轴线相互平行。

6.根据权利要求5所述的一体化单臂加注机器人，其特征在于：还包括视觉机构，所述视觉机构通过摄像头安装架安装在直角传动机构的一侧端面，且所述视觉机构的安装端面与内盖开启执行机构的安装端面相互垂直。

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