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一种自动加油控制系统
申请号	CN202410338869.0	申请日	2024-03-25	公开(公告)号	CN117923408A	公开(公告)日	2024-04-26
申请人	福州市规划设计研究院集团有限公司;			发明人	林功波; 高小平;
摘要	本发明属于汽车自动加油技术领域，具体涉及一种自动加油控制系统，包括球形壳和机械臂，所述机械臂端面装配有旋转轴，所述旋转轴端面固定连接有弧形板，所述弧形板与球形壳之间滑动连接，所述弧形板与球形壳之间设置有移动组件；所述球形壳侧壁上活动连接有圆杆，所述圆杆贯穿球形壳，所述圆杆端面开设有气孔，所述圆杆远离球形壳一端装配有波纹管，所述波纹管端部固定连接有橡胶垫，所述圆杆另一端设置有负压组件；所述球形壳内壁固定连接有支架，所述支架侧壁上设置有开盖组件，所述开盖组件延伸至球形壳外部。本发明能够在加油时快速调整各个机构位置，使每个机构保持在最前端位置，既降低了加油时所需的时间，又避免其它部件划伤车漆。
权利要求	1.一种自动加油控制系统，其特征在于：包括球形壳（1）和机械臂（2），所述机械臂（2）端面装配有旋转轴（3），所述旋转轴（3）端面固定连接有弧形板（4），所述弧形板（4）与球形壳（1）之间滑动连接，所述弧形板（4）与球形壳（1）之间设置有移动组件；所述球形壳（1）侧壁上活动连接有圆杆（10），所述圆杆（10）贯穿球形壳（1），所述圆杆（10）端面开设有气孔（11），所述圆杆（10）远离球形壳（1）一端装配有波纹管（20），所述波纹管（20）端部固定连接有橡胶垫（21），所述圆杆（10）另一端设置有负压组件；所述球形壳（1）内壁固定连接有支架（27），所述支架（27）侧壁上设置有开盖组件，所述开盖组件延伸至球形壳（1）外部；所述开盖组件包括装配在支架（27）上的支撑板（28），所述支撑板（28）侧壁固定安装有第三电动推杆（29），所述第三电动推杆（29）输出端贯穿支撑板（28）并装配有马达（30），所述马达（30）输出端固定连接有转轴（31），所述转轴（31）另一端贯穿球形壳（1）并固定连接有电动夹爪（32），所述转轴（31）与球形壳（1）转动连接；所述圆杆（10）远离球形壳（1）一端端面开设有球形槽（23），所述球形槽（23）内活动连接有球形杆（22），所述球形杆（22）侧壁开设有若干个通孔，所述通孔与波纹管（20）连通，所述波纹管（20）与球形杆（22）端面固定连接，所述球形槽（23）内设置有复位组件；所述复位组件包括两个第一环形磁片（24）和两个第二环形磁片（25），所述第一环形磁片（24）均固定连接在球形槽（23）侧壁上，所述第二环形磁片（25）均固定连接有球形杆（22）侧壁上，所述第一环形磁片（24）与第二环形磁片（25）相互对应，所述第一环形磁片（24）与第二环形磁片（25）磁极相反。 2.根据权利要求1所述的一种自动加油控制系统，其特征在于：所述移动组件包括开设在弧形板（4）侧壁上的凹槽（5），所述凹槽（5）侧壁固定连接有电机（6），所述电机（6）输出轴上固定连接有主动齿轮（7），所述主动齿轮（7）上侧啮合有从动齿轮（8），所述从动齿轮（8）与凹槽（5）侧壁转动连接，所述球形壳（1）侧壁靠近弧形板（4）处固定连接有若干个齿块（9），所述齿块（9）呈弧形分布，所述从动齿轮（8）与齿块（9）啮合。 3.根据权利要求1所述的一种自动加油控制系统，其特征在于：所述弧形板（4）靠近球形壳（1）一侧侧壁位于边角处固定连接有T形块（33），所述球形壳（1）侧壁对称开设有两个T形槽（34），所述T形槽（34）为弧形设置，所述T形块（33）与T形槽（34）滑动连接。 4.根据权利要求1所述的一种自动加油控制系统，其特征在于：所述负压组件包括开设在气孔（11）侧壁上的圆槽（12），所述圆槽（12）内滑动连接有活塞（13），所述圆杆（10）侧壁靠近端面处固定连接有连接板（17），所述连接板（17）左侧壁装配有安装板（16），所述安装板（16）侧壁上固定装配有第一电动推杆（15），所述第一电动推杆（15）输出端固定连接有延长轴（14），所述延长轴（14）另一端延伸至圆槽（12）内并与活塞（13）固定连接。 5.根据权利要求4所述的一种自动加油控制系统，其特征在于：所述球形壳（1）内壁固定连接有支撑座（18），所述支撑座（18）侧壁对称固定安装有两个第二电动推杆（19），所述第二电动推杆（19）输出端与连接板（17）固定连接。 6.根据权利要求1所述的一种自动加油控制系统，其特征在于：所述球形槽（23）侧壁靠近端面处固定连接有密封圈（26），所述密封圈（26）与球形杆（22）侧壁相抵。 7.根据权利要求1所述的一种自动加油控制系统，其特征在于：所述球形壳（1）侧壁靠近下侧开设有预留孔（35）。
说明书全文	一种自动加油控制系统技术领域 [0001] 本发明属于汽车自动加油技术领域，具体涉及一种自动加油控制系统。背景技术 [0002] 随着现代科技的发展，自动化机械、电力电子、集成控制系统等影响到多个领域中。其中，汽车自动加油机器人是目前正在发展和研究的一项技术，设计理念主要使汽车能够自动识别和连接到加油站的加油设备，实现无需人工操作的加油过程，在部分加油站也以有所应用；自动加油机器人通常由机器人本体、视觉系统、感应器、控制系统和加油设备等组成。机器人本体通过视觉系统和感应器来感知和识别车辆，并确定加油口的位置。然后，机器人使用控制系统来操作加油设备，完成汽车的加油过程。这些机器人系统通常能够通过无线通信与加油站的管理系统进行连接，实现远程监控和控制。 [0003] 目前，自动加油机器人分为多种运行形式，常见的有集成式控制系统和分离式控制系统；集成式控制系统主要是将加油时所需要的开油箱盖机构、拧盖机构、加油机构集成在同一个控制箱体中，机械手臂配合视觉系统控制各个结构的运行；而分离式控制系统主要是控制机械手臂前端的夹具，根据加工步骤更换不同的机构来实现不同的功能。 [0004] 而上述加油机器人的控制方式若采用集成式控制系统，则现有中很多都是采用矩形箱或不规格箱体的形式容纳各个机构，虽能实现加油的目的，但是箱体内部装配部件较多，体积较大，在加油过程中只能适应部分车型的油箱盖或者结构相似的油箱盖，加油过程中还存在划伤车漆的概率；而分离式控制系统每操作完一个步骤后，就需要更换工具，其过程所需要时间甚至比人工加油所需时间还长很多，不利于实际推广使用。发明内容 [0005] 本发明的目的是提供一种自动加油控制系统，能够在加油时快速调整各个机构位置，使每个机构保持在最前端位置，既降低了加油时所需的时间，又避免其它部件划伤车漆。 [0006] 本发明采取的技术方案具体如下：一种自动加油控制系统，包括球形壳和机械臂，所述机械臂端面装配有旋转轴，所述旋转轴端面固定连接有弧形板，所述弧形板与球形壳之间滑动连接，所述弧形板与球形壳之间设置有移动组件；所述球形壳侧壁上活动连接有圆杆，所述圆杆贯穿球形壳，所述圆杆端面开设有气孔，所述圆杆远离球形壳一端装配有波纹管，所述波纹管端部固定连接有橡胶垫，所述圆杆另一端设置有负压组件；所述球形壳内壁固定连接有支架，所述支架侧壁上设置有开盖组件，所述开盖组件延伸至球形壳外部。 [0007] 所述移动组件包括开设在弧形板侧壁上的凹槽，所述凹槽侧壁固定连接有电机，所述电机输出轴上固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮上侧啮合有从动齿轮，所述从动齿轮与凹槽侧壁转动连接，所述球形壳侧壁靠近弧形板处固定连接有若干个齿块，所述齿块呈弧形分布，所述从动齿轮与齿块啮合。 [0008] 所述弧形板靠近球形壳一侧侧壁位于边角处固定连接有T形块，所述球形壳侧壁对称开设有两个T形槽，所述T形槽为弧形设置，所述T形块与T形槽滑动连接。 [0009] 所述圆杆远离球形壳一端端面开设有球形槽，所述球形槽内活动连接有球形杆，所述球形杆侧壁开设有若干个通孔，所述通孔与波纹管连通，所述波纹管与球形杆端面固定连接，所述球形槽内设置有复位组件。 [0010] 所述复位组件包括两个第一环形磁片和两个第二环形磁片，所述第一环形磁片均固定连接在球形槽侧壁上，所述第二环形磁片均固定连接有球形杆侧壁上，所述第一环形磁片与第二环形磁片相互对应，所述第一环形磁片与第二环形磁片磁极相反。 [0011] 所述负压组件包括开设在气孔侧壁上的圆槽，所述圆槽内滑动连接有活塞，所述圆杆侧壁靠近端面处固定连接有连接板，所述连接板左侧壁装配有安装板，所述安装板侧壁上固定装配有第一电动推杆，所述第一电动推杆输出端固定连接有延长轴，所述延长轴另一端延伸至圆槽内并与活塞固定连接。 [0012] 所述球形壳内壁固定连接有支撑座，所述支撑座侧壁对称固定安装有两个第二电动推杆，所述第二电动推杆输出端与连接板固定连接。 [0013] 所述开盖组件包括装配在支架上的支撑板，所述支撑板侧壁固定安装有第三电动推杆，所述第三电动推杆输出端贯穿支撑板并装配有马达，所述马达输出端固定连接有转轴，所述转轴另一端贯穿球形壳并固定连接有电动夹爪，所述转轴与球形壳转动连接。 [0014] 所述球形槽侧壁靠近端面处固定连接有密封圈，所述密封圈与球形杆侧壁相抵。 [0015] 所述球形壳侧壁靠近下侧开设有预留孔。 [0016] 本发明取得的技术效果为：本发明的一种自动加油控制系统通过球形壳、弧形板、移动组件和负压组件等之间的相互配合，将多个机构集成在球形壳内部，且操作端裸露在外部，根据加油步骤将不同机构移动至球形壳最前端，扩大球形壳及其它部件与汽车之间的距离，避免对车辆造成划伤，同时利用移动组件可快速旋转球形壳，用于调整机构位置，缩短加油时间。 [0017] 本发明的一种自动加油控制系统通过球形壳、圆杆、波纹管、球形槽、球形杆和负压组件等之间的相互配合，当波纹管与油箱盖相抵后，可通过负压组件产生吸力，增加波纹管与油箱盖的牢固性，便于抵紧油箱盖后将其拉开，同时为了便于在不同位置下打开或关闭油箱盖，波纹管采用万向连接设计，有利于多个角度与油箱盖吸合。附图说明 [0018] 图1是本发明实施例的立体图；图2是本发明实施例的结构示意图；图3是本发明实施例弧形板的结构示意图；图4是本发明实施例开盖组件的结构示意图；图5是本发明实施例负压组件的结构示意图；图6是本发明实施例图2中的A处放大图；图7是本发明实施例图5中的B处放大图。 [0019] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、球形壳；2、机械臂；3、旋转轴；4、弧形板；5、凹槽；6、电机；7、主动齿轮；8、从动齿轮；9、齿块；10、圆杆；11、气孔；12、圆槽；13、活塞；14、延长轴；15、第一电动推杆；16、安装板；17、连接板；18、支撑座；19、第二电动推杆；20、波纹管；21、橡胶垫；22、球形杆；23、球形槽；24、第一环形磁片；25、第二环形磁片；26、密封圈；27、支架；28、支撑板；29、第三电动推杆；30、马达；31、转轴；32、电动夹爪；33、T形块；34、T形槽；35、预留孔。具体实施方式 [0020] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。 [0021] 如图1‑7所示，一种自动加油控制系统，包括球形壳1和机械臂2，机械臂2端面装配有旋转轴3，旋转轴3端面固定连接有弧形板4，弧形板4与球形壳1之间滑动连接，弧形板4与球形壳1之间设置有移动组件；球形壳1侧壁上活动连接有圆杆10，圆杆10贯穿球形壳1，圆杆10端面开设有气孔 11，圆杆10远离球形壳1一端装配有波纹管20，波纹管20端部固定连接有橡胶垫21，圆杆10另一端设置有负压组件；本实施例中，通过球形壳1、弧形板4、移动组件和负压组件等之间的相互配合，将多个机构集成在球形壳1内部，且操作端裸露在外部，根据加油步骤将不同机构移动至球形壳1最前端，扩大球形壳1及其它部件与汽车之间的距离，避免对车辆造成划伤，同时利用移动组件可快速旋转球形壳1，用于调整机构位置，缩短加油时间。 [0022] 球形壳1内壁固定连接有支架27，支架27侧壁上设置有开盖组件，开盖组件延伸至球形壳1外部。 [0023] 如图2和图6所示，移动组件包括开设在弧形板4侧壁上的凹槽5，凹槽5侧壁固定连接有电机6，电机6输出轴上固定连接有主动齿轮7，主动齿轮7上侧啮合有从动齿轮8，从动齿轮8与凹槽5侧壁转动连接，球形壳1侧壁靠近弧形板4处固定连接有若干个齿块9，齿块9呈弧形分布，从动齿轮8与齿块9啮合。 [0024] 其中，采用齿轮传动的方式可以对球形壳1起到承载作用，当电机6不运行时，电机6 转子处于锁定状态，球形壳1不会出现掉落的现象，另外采用齿轮传动方式还具有高效传动、传递大扭矩、寿命长、可靠性高等特点。 [0025] 如图1和图3所示，弧形板4靠近球形壳1一侧侧壁位于边角处固定连接有T形块33，球形壳1侧壁对称开设有两个T形槽34，T形槽34为弧形设置，T形块33与T形槽34滑动连接；当移动组件进行驱动时，T形块33与T形槽34可对球形壳1起到限位作用，保障球形壳1移动时的稳定性。 [0026] 如图5和图7所示，圆杆10远离球形壳1一端端面开设有球形槽23，球形槽23内活动连接有球形杆22，球形杆22侧壁开设有若干个通孔，通孔与波纹管20连通，波纹管20与球形杆22端面固定连接，球形槽23内设置有复位组件。 [0027] 具体的，利用球形连接具有以下好处：大范围的运动自由度：机械球形连接具有较大的运动自由度，能够在各个方向上进行旋转和倾斜。这种连接方式可以使得连接部件在多个轴向上灵活运动，适应不同的工作场景和要求；良好的承载能力：机械球形连接通过球和球座的接触曲面来传递力和承受负荷。球和球座之间的大接触面积可以承受较大的力矩和压力，提供良好的承载能力；良好的防松性能：机械球形连接具有较好的防松性能，不易因振动等外部力矩而松动。 [0028] 球和球座之间的密封结构可以有效地防止连接部件的松动，提高整个连接系统的可靠性和稳定性。 [0029] 如图7所示，复位组件包括两个第一环形磁片24和两个第二环形磁片25，第一环形磁片24均固定连接在球形槽23侧壁上，第二环形磁片25均固定连接有球形杆22侧壁上，第一环形磁片24与第二环形磁片25相互对应，第一环形磁片24与第二环形磁片25磁极相反。 [0030] 具体的，当球形杆22发生角度变化时，第一环形磁片24与第二环形磁片25之间处于交错状态，同时因第一环形磁片24与第二环形磁片25交错后同磁极处于相对状态，因此，会产生同性相斥的排斥力，当波纹管20脱离油箱盖后，利用第一环形磁片24与第二环形磁片25之间的排斥力，使得球形杆22复位与圆杆10处于同轴线状态。 [0031] 如图2和图5所示，负压组件包括开设在气孔11侧壁上的圆槽12，且圆槽12左侧壁上开设有若干个圆孔，当活塞13向左侧运动时，活塞13压缩其左侧空气，空气可通过圆孔排出，圆槽12内滑动连接有活塞13，圆杆10侧壁靠近端面处固定连接有连接板17，连接板17左侧壁装配有安装板16，安装板16侧壁上固定装配有第一电动推杆15，第一电动推杆15输出端固定连接有延长轴14，延长轴14另一端延伸至圆槽12内并与活塞13固定连接。 [0032] 本实施例中，通过球形壳1、圆杆10、波纹管20、球形槽23、球形杆22和负压组件等之间的相互配合，当波纹管20与油箱盖相抵后，可通过负压组件产生吸力，增加波纹管20与油箱盖的牢固性，便于抵紧油箱盖后将其拉开，同时为了便于在不同位置下打开或关闭油箱盖，波纹管20采用万向连接设计，有利于多个角度与油箱盖吸合。 [0033] 如图2所示，球形壳1内壁固定连接有支撑座18，支撑座18侧壁对称固定安装有两个第二电动推杆19，第二电动推杆19输出端与连接板17固定连接。 [0034] 此时，当需要打开汽车油箱盖时，需要先启动第二电动推杆19，第二电动推杆19伸出到位后，使得波纹管20与球形壳1之间的间距变大，在进行开盖操作时，不会受到其它部件的影响，对汽车表面造成刮擦等问题。 [0035] 如图2和图4所示，开盖组件包括装配在支架27上的支撑板28，支撑板28侧壁固定安装有第三电动推杆29，第三电动推杆29输出端贯穿支撑板28并装配有马达30，马达30输出端固定连接有转轴31，转轴31另一端贯穿球形壳1并固定连接有电动夹爪32，转轴31与球形壳1转动连接。 [0036] 其中，马达30底部装配有转接板，且马达30与第三电动推杆29的端部可通过螺栓与转接板进行装配；由于油箱密封盖通常采用螺纹连接，且马达30在旋转时的圈数可通过以下方式进行控制：编码器反馈，可以配备编码器等位置传感器，用于提供马达30旋转角度的反馈信号。通过读取编码器的信号，控制系统可以实时获取马达30的角度信息，从而实现控制马达 30旋转到目标角度。 [0037] 如图6所示，球形槽23侧壁靠近端面处固定连接有密封圈26，密封圈26与球形杆22侧壁相抵；当球形杆22在球形槽23内运动时，通孔位置始终处于球形槽23内部，利用密封圈26可保障球形槽23内的密封性，使得气孔11与通孔处于连通状态。 [0038] 如图2所示，球形壳1侧壁靠近下侧开设有预留孔35；具体的，预留孔35可根据研发需求在后期加装夹具，用于夹持加油枪向汽车油箱内注油；另外，用于夹持加油枪的夹具，在现有中自动加油设备上的使用方式较多，可选取任意一种使用。 [0039] 本发明的工作原理为：在初始状态下，波纹管20处于最前端位置，当需要对汽车进行加油时，先通过机械臂2上的视觉系统检测油箱盖位置，接着机械臂2带动球形壳1移动至合适的位置后，再启动电机6，电机6输出轴带动主动齿轮7旋转，主动齿轮7啮合从动齿轮8旋转，使得从动齿轮8啮合齿块9带动球形壳1旋转至合适的位置后，再启动第二电动推杆19，将波纹管20推出，增大球形壳1与汽车之间的间距，降低汽车被剐蹭的概率，配合机械臂 2移动将波纹管20抵在油箱盖上并施加压力，之后启动第一电动推杆15，第一电动推杆15通过延长轴14带动活塞13抽取气孔11内的空气，使得波纹管20内产生负压吸附油箱盖；当波纹管20吸附在油箱盖上后，将其拉开或关闭时，利用球形杆22在球形槽23内运动，促使波纹管20与油箱盖之间处于垂直状态，防止波纹管20与油箱盖之间处于倾斜状态，造成失压，影响其之间的稳固性，当油箱盖打开后，第一电动推杆15复位，机械臂2回拉，将波纹管20脱离油箱盖；再次运行移动组件将球形壳1向下翻转，使得电动夹爪32处于最前端位置，接着启动第三电动推杆29，将电动夹爪32伸出，并配合机械臂2使电动夹爪32夹在油箱密封盖上，启动马达30带动电动夹爪32旋转后松开，以此完成汽车加油时的前部分步骤操作，利用移动组件可快速旋转球形壳1，用于调整机构位置，缩短加油时间。 [0040] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

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