一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器制造技术

本发明专利技术涉及一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台(10)，与静平台(10)通过弹性组件活动连接的动平台(5)，以及固定在动平台(5)上的插头(2)，所述动平台(5)上还连接有导向插头(2)插入插座的导向组件。与现有技术相比，本发明专利技术利用被动柔顺结构来实现末端较小的姿态和位置误差修正，避免了充电插头与充电插座之间的碰撞，结构简单，适应各种电动汽车自动充电机器人的末端。

A Flexible End Actuator for Automatic Charging Robot of Electric Vehicle

The invention relates to a flexible end effector of an electric vehicle automatic charging robot, including a stationary platform (10) fixed to the electric vehicle automatic charging robot, a movable platform (5) movably connected to the stationary platform (10) through an elastic component, and a plug (2) fixed to the movable platform (5), which is also connected with a guide plug (2) inserted into a socket. Compared with the prior art, the passive compliant structure is used to realize small attitude and position error correction at the end, avoiding collision between the charging plug and the charging socket, and has simple structure and is suitable for the end of various electric vehicle automatic charging robots.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器
本专利技术涉及一种执行器，尤其是涉及一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器。
技术介绍
随着电动汽车的普及，电动汽车自动充电机器人也逐渐出现在人们的视野之中。此类机器人的关键技术在于如何实现自动实现充电所需的插拔动作。目前较为典型的解决方案是特斯拉公司的蛇形自动电动汽车自动充电机器人和德国大众公司的E-SmartConnect充电系统。在利用机械臂实现电动汽车自动充电时，主要有两个步骤，一是确定充电插座的位置并驱动充电插头靠近插入，二是需要修正充电插头可能出现的较小的姿态和位置误差，以避免和充电插座发生碰撞。因此，这要求电动汽车自动充电机器人有一种可以修正姿态的末端执行器。姿态修正的实现包含被动修正和主动修正两种方法，前者由被动柔顺机构来实现，后者则由力反馈传感器和主动伺服控制等来实现。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台，与静平台通过弹性组件活动连接的动平台，以及固定在动平台上的插头，所述动平台上还连接有导向插头插入插座的导向组件。进一步的，所述导向组件包括导向面，以及连接导向面与动平台的压簧，所述压簧内布置有压簧导向杆，使压簧只能单轴形变，所述导向面端面的形状与插座形状相匹配，内部具有供插头穿过的孔。更进一步的，所述压簧沿圆周均匀分布，相邻两个压簧与轴心连线的夹角为60°。更进一步的，所述压簧导向杆一端与导向面相固定，另一端穿过动平台上预留的孔，提供缓冲阻尼。进一步的，初始状态时，导向面、动平台和静平台保持同轴心，具有一定的初始刚度。进一步的，所述弹性组件包括沿圆周均匀分布的拉簧和气弹簧，所述拉簧和气弹簧两端分别连接动平台和静平台，所述拉簧提供初始拉力并与气弹簧搭配形成变刚度效果。更进一步的，相邻两个拉簧与轴心连线的夹角为60°，相邻两个气弹簧与轴心连线的夹角为60°，提供六自由度的变形能力。更进一步的，所述气弹簧两端分别通过静平台球铰和动平台球铰与静平台和动平台相连接。更进一步的，所述动平台和静平台的边缘均匀开设有用于安装动平台球铰和静平台球铰的缺口。进一步的，所述插头设有轴肩，从而限制最大插入深度。驱动机构驱动电动汽车自动充电机器人的机械臂并带动静平台移动时，插头与插座对接，通过导向面的导向后，使插头进入插口，随后导向面利用压缩压簧，压簧导向杆限制压簧单轴移动，从而使插头始终沿导向面插入，而动平台和静平台之间的组件能够提供一定的初始刚度，以保持末端执行器的稳定性，此外，拉簧和气弹簧能够提供六自由度的变刚度柔顺形变，修正动平台的姿态和位置误差，从而顺利执行插拔的充电动作。与现有技术相比，本专利技术利用被动柔顺结构来实现末端较小的姿态和位置误差修正，避免了充电插头与充电插座之间的碰撞，结构简单，适应各种电动汽车自动充电机器人的末端。附图说明图1为本专利技术的整体示意图；图2为本专利技术插头的整体示意图；图3为本专利技术的左视图；图4为本专利技术对接插座的示意图。图中标号所示：1-导向面；2-插头；3-压簧；4-压簧导向杆；5-动平台；6-动平台球铰；7-气弹簧；8-拉簧；9-静平台球铰；10-静平台。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例为便于观察压簧导向杆4，图1中隐藏了一个压簧3。一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，如图1和图3所示，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台10，与静平台10通过弹性组件活动连接的动平台5，以及固定在动平台5上的插头2，动平台5上还连接有导向插头2插入插座的导向组件，导向组件包括导向面1，以及连接导向面1与动平台5的压簧3，压簧3内布置有压簧导向杆4，使压簧3只能单轴形变，导向面1端面的形状与插座形状相匹配，内部具有供插头2穿过的孔。压簧3沿圆周均匀分布，相邻两个压簧3与轴心连线的夹角为60°，压簧导向杆4一端与导向面1相固定，另一端穿过动平台5上预留的孔，提供缓冲阻尼。弹性组件包括沿圆周均匀分布的拉簧8和气弹簧7，拉簧8和气弹簧7两端分别连接动平台5和静平台10，拉簧8提供初始拉力并与气弹簧7搭配形成变刚度效果。相邻两个拉簧8与轴心连线的夹角为60°，相邻两个气弹簧7与轴心连线的夹角为60°，提供六自由度的变形能力。气弹簧7两端分别通过静平台球铰9和动平台球铰6与静平台10和动平台5相连接。动平台5和静平台10的边缘均匀开设有用于安装动平台球铰6和静平台球铰9的缺口。如图2所示，插头2设有轴肩，从而限制最大插入深度。如图4所示，驱动机构驱动电动汽车自动充电机器人的机械臂并带动静平台10移动时，插头2与插座对接，通过导向面1的导向后，使插头2进入插口，随后导向面1利用压缩压簧3，压簧导向杆4限制压簧3单轴移动，从而使插头2始终沿导向面1插入，而动平台5和静平台10之间的组件能够提供一定的初始刚度，以保持末端执行器的稳定性，此外，拉簧8和气弹簧7能够提供六自由度的变刚度柔顺形变，修正动平台5的姿态和位置误差，从而顺利执行插拔的充电动作。上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和使用专利技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本专利技术不限于上述实施例，本领域技术人员根据本专利技术的揭示，不脱离本专利技术范畴所做出的改进和修改都应该在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，其特征在于，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台(10)，与静平台(10)通过弹性组件活动连接的动平台(5)，以及固定在动平台(5)上的插头(2)，所述动平台(5)上还连接有导向插头(2)插入插座的导向组件。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，其特征在于，包括与电动汽车自动充电机器人相固定的静平台(10)，与静平台(10)通过弹性组件活动连接的动平台(5)，以及固定在动平台(5)上的插头(2)，所述动平台(5)上还连接有导向插头(2)插入插座的导向组件。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，其特征在于，所述导向组件包括导向面(1)，以及连接导向面(1)与动平台(5)的压簧(3)，所述压簧(3)内布置有压簧导向杆(4)，所述导向面(1)端面的形状与插座形状相匹配，内部具有供插头(2)穿过的孔。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，其特征在于，所述压簧(3)沿圆周均匀分布，相邻两个压簧(3)与轴心连线的夹角为60°。4.根据权利要求2所述的一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，其特征在于，所述压簧导向杆(4)一端与导向面(1)相固定，另一端穿过动平台(5)上预留的孔。5.根据权利要求1所述的一种电动汽车自动充电机器人的柔性末端执行器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡冰山，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31