夹持充电枪用机械臂夹具的制作方法

1.本实用新型属于机械臂夹具技术领域，尤其涉及夹持充电枪用机械臂夹具。


背景技术：

2.目前电动汽车的充电方式主要还是以人工操作充电枪为主，充电模式分为交流慢充和直流快充。慢充操作虽然不费劲，但存在到家后偶尔忘记充电的风险；直流快充操作还是蛮费劲的，充电线缆不仅重，还拖泥带水的容易弄脏衣服，体验较差。
3.电动汽车受限于停车精度、安全和外观完整性等诸多因素制约，自身尚不具备主动自动充电的能力，必须借助外部装置如机械臂、无线充电等实现自动充电功能。
4.一套完整的自动充电机器人主要由机械臂、视觉系统、充电枪、车辆感知模块等构成。当车辆泊车到位以后，机器人自动感知车辆已停好，会自动与车辆建立连接，并自动打开充电小门。充电机器人通过视觉系统自动定位充电口的空间位姿，得到充电口的空间位姿后，机械臂根据充电口的空间位姿坐标(x、y、z、rx、ry、rz)自动将充电枪头对准充电口并实施插入动作，直至充电枪插接到位为止。在充电过程中，机械臂一直保持充电枪的可靠连接状态，直至充满电以后，机械臂自动进行拔枪操作，完成整个充电过程。
5.机器人代替人为电动汽车充电是已经可以看得到摸得着的趋势。虽然目前还没有普及，但自动充电的需求随着电动汽车的普及及消费者对充电体验的提升正在慢慢发酵。现阶段，电动汽车车身充电口的设计方案还没有摆脱加油口的思维逻辑，仍然通过机械操作打开。未来的充电口也将实现智能化，可以实现与充电机器人的信息交互，自动将充电口的坐标信息发送给充电机器人。通过合作特征的加入，可以大幅度降低充电口及充电座的识别定位门槛，提升识别速度和准确度，为自动充电机器人的普及铺平道路。
6.但上述充电方式也存在一定缺陷，机器人在被充电车辆完成充电之前会一直被占用，直到充电结束。提高了充电桩的成本，因此一台机器人服务多台充电桩为车辆进行无人充电成为了必然的发展趋势。那么充电枪的夹持与放置成为其发展过程中无法绕开的一个问题。如今市面上的充电枪基本都是以人作为使用对象设计的，如果需要适配机器人则需要重新设计充电枪，和相应的机械臂夹具。因此为更好的将充电枪和机械臂搭配起来，本文提出来了一种简单可靠，加持充电枪用的机器人夹具。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的夹持充电枪用机械臂夹具。
8.本实用新型是这样实现的，夹持充电枪用机械臂夹具，包括机械臂安装底座所述机械臂安装底座上安装有旋转装置，所述旋转装置上安装有一号机械臂，所述一号机械臂上安装有二号机械臂，所述二号机械臂上端通过夹紧固定组件安装有视觉相机和充电头，所述夹紧固定组件包括相机支架，所述相机支架上端设置有安装孔和调整孔位。
9.作为本实用新型优选的，所述相机支架一侧固定连接有波纹管支架，所述相机支
架前方表面设置有螺纹孔和安装孔，所述螺纹孔内通过螺栓安装有磁铁支架，所述相机支架通过安装孔活动安装于定位销上。
10.作为本实用新型优选的，所述定位销固定连接于相机支架前方表面，所述相机支架前方表面通过定位孔安装有电磁铁。
11.作为本实用新型优选的，所述相机支架上表面一侧固定连接有传感器支架，所述传感器支架内安装有接触传感器，所述相机支架后方表面通过电推杆支架转动安装有电推杆。
12.作为本实用新型优选的，所述电推杆下端固定连接有铰链，所述铰链下端转动安装于压板后端，所述压板转动安装于相机支架上表面。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
14.1、本实用新型通过电推杆和铰链这两个装置的主要作用是在充电完成拔枪的时候打开充电枪上的机械臂锁，整体采用连杆设计空间的运用相对灵活，通过控制电推杆的伸缩即可实现模拟手指按压充电枪上的机械开锁按钮，打开充电枪上的机械锁，通过相机支架主要用来安装相机直接连接在机械臂末端上，从而有效的保证相机与机械臂末端的相对关系稳定，不会因为其他零部件的拆卸造成相机与机械臂重新标定，通过测试发现当充电枪插入充电口之后，枪会在重力的作用下下坠3-4mm，机械臂抓取的时候容易发生吸合面错位、机械臂夹持不牢固。本装置采用了锥度较高锥面较长的一种定位销，再插入充电枪夹具转接板的过程中，可以起到良好的导向作用，使转接板与机械臂末端工装精准吸合。
15.2、本实用新型工装拥有两种品牌的相机安装孔位，兼容性更好，非常适合无人充电装的开发设计，工装的整体结构简单，容易实现，要靠电磁铁和定位销实现工装的夹持功能，制作简单，可扩展性高，机械臂和充电枪可以分离，避免充电时，充电枪对机械臂的占用，工装的电控系统简单。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例提供的整体结构示意立体图；
17.图2是本实用新型实施例提供的夹紧固定组件一侧结构示意立体图；
18.图3是本实用新型实施例提供的夹紧固定组件另一侧结构示意立体图。
19.图中：1、机械臂安装底座；2、旋转装置；3、一号机械臂；4、二号机械臂；5、夹紧固定组件；6、视觉相机；7、充电头；501、相机支架；502、磁铁支架；503、定位销；504、电磁铁；505、接触传感器；506、传感器支架；507、压板；508、安装孔；509、调整孔位；510、螺栓；511、电推杆；512、电推杆支架；513、铰链；514、波纹管支架；515、定位孔；516、螺纹孔。
具体实施方式
20.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
21.下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
22.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的夹持充电枪用机械臂夹具，包括机械臂安装底座1机械臂安装底座1上安装有旋转装置2，旋转装置2上安装有一号机械臂3，一号机械臂3上安装有二号机械臂4，二号机械臂4上端通过夹紧固定组件5安装有视觉相机6和
充电头7，夹紧固定组件5包括相机支架501，相机支架501上端设置有安装孔508和调整孔位509。
23.相机支架501一侧固定连接有波纹管支架514，相机支架501前方表面设置有螺纹孔516和安装孔508，螺纹孔516内通过螺栓510安装有磁铁支架502，相机支架501通过安装孔508活动安装于定位销503上；
24.通过相机支架主要用来安装相机直接连接在机械臂末端上，从而有效的保证相机与机械臂末端的相对关系稳定，不会因为其他零部件的拆卸造成相机与机械臂重新标定，通过测试发现当充电枪插入充电口之后，枪会在重力的作用下下坠3-4mm，机械臂抓取的时候容易发生吸合面错位、机械臂夹持不牢固。本装置采用了锥度较高锥面较长的一种定位销，再插入充电枪夹具转接板的过程中，可以起到良好的导向作用，使转接板与机械臂末端工装精准吸合。
25.定位销503固定连接于相机支架501前方表面，相机支架501前方表面通过定位孔515安装有电磁铁504；
26.主要作用是将充电枪吸合在机械臂夹具上，当电磁铁断电时，电磁铁表现磁力吸合充电枪，此时即可将充电枪夹持在机械臂上；当电磁铁通电时，电磁铁将不表现磁力，这时候就可以将充电枪从机械臂上脱离
27.相机支架501上表面一侧固定连接有传感器支架506，传感器支架506内安装有接触传感器505，相机支架501后方表面通过电推杆支架512转动安装有电推杆511，电推杆511下端固定连接有铰链513，铰链513下端转动安装于压板507后端，压板507转动安装于相机支架501上表面；
28.通过电推杆511和铰链513这两个装置的主要作用是在充电完成拔枪的时候打开充电枪上的机械臂锁，整体采用连杆设计空间的运用相对灵活，通过控制电推杆的伸缩即可实现模拟手指按压充电枪上的机械开锁按钮，打开充电枪上的机械锁。
29.本实用新型的工作原理：
30.在使用时，当机械臂末端的相机识别到充电枪之后引导机械臂抵近充电枪的夹持面。随着机械臂的运动，定位销缓缓将充电枪向上抬起，当接触传感器检测到充电枪到位之后，电磁铁吸合，电推杆缓缓推出带动开锁压杆将充电枪上的机械开锁按钮压下，然后机械臂言充电口轴线方向，将充电枪从充电口拔出；机械臂末端的相机识别到充电口之后将充电枪插入充电口，然后电推杆收缩，开锁压杆抬起，充电枪上的机械锁自动合上，电磁铁通电消磁，机械臂沿充电枪轴线方向后退，从充电枪上脱离。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.夹持充电枪用机械臂夹具，包括机械臂安装底座(1)，其特征在于：所述机械臂安装底座(1)上安装有旋转装置(2)，所述旋转装置(2)上安装有一号机械臂(3)，所述一号机械臂(3)上安装有二号机械臂(4)，所述二号机械臂(4)上端通过夹紧固定组件(5)安装有视觉相机(6)和充电头(7)，所述夹紧固定组件(5)包括相机支架(501)，所述相机支架(501)上端设置有安装孔(508)和调整孔位(509)。2.如权利要求1所述的夹持充电枪用机械臂夹具，其特征在于：所述相机支架(501)一侧固定连接有波纹管支架(514)，所述相机支架(501)前方表面设置有螺纹孔(516)和安装孔(508)，所述螺纹孔(516)内通过螺栓(510)安装有磁铁支架(502)，所述相机支架(501)通过安装孔(508)活动安装于定位销(503)上。3.如权利要求2所述的夹持充电枪用机械臂夹具，其特征在于：所述定位销(503)固定连接于相机支架(501)前方表面，所述相机支架(501)前方表面通过定位孔(515)安装有电磁铁(504)。4.如权利要求1所述的夹持充电枪用机械臂夹具，其特征在于：所述相机支架(501)上表面一侧固定连接有传感器支架(506)，所述传感器支架(506)内安装有接触传感器(505)，所述相机支架(501)后方表面通过电推杆支架(512)转动安装有电推杆(511)。5.如权利要求4所述的夹持充电枪用机械臂夹具，其特征在于：所述电推杆(511)下端固定连接有铰链(513)，所述铰链(513)下端转动安装于压板(507)后端，所述压板(507)转动安装于相机支架(501)上表面。

技术总结
本实用新型公开了夹持充电枪用机械臂夹具，包括机械臂安装底座所述机械臂安装底座上安装有旋转装置，所述旋转装置上安装有一号机械臂，所述一号机械臂上安装有二号机械臂，所述二号机械臂上端通过夹紧固定组件安装有视觉相机和充电头，所述夹紧固定组件包括相机支架，所述相机支架上端设置有安装孔和调整孔位，本实用新型工装拥有两种品牌的相机安装孔位，兼容性更好，非常适合无人充电装的开发设计，工装的整体结构简单，容易实现，要靠电磁铁和定位销实现工装的夹持功能，制作简单，可扩展性高，机械臂和充电枪可以分离，避免充电时，充电枪对机械臂的占用，工装的电控系统简单。工装的电控系统简单。工装的电控系统简单。


技术研发人员：李博 骆森林 张延林 曹正武
受保护的技术使用者：陕西坤小润智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/9/26