本发明专利技术公开了一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，包括机器人平台和智能充电终端，机器人平台包括三轴机械臂和对接机构，对接机构安装在机械臂末端并包括有对接组件，对接组件包括误差消除机构和充电插头，误差消除机构包括对接安装结构、柔性关节、定位末端和定位针，定位针固定在定位末端，定位末端通过柔性关节安装到对接机构的末端，智能充电终端设有与汽车上充电口电性连接的标准插口和定位槽面，定位槽面包括引导定位针移动的锥状凹槽和设于锥状凹槽中心与定位针插接配合的定位孔。本发明专利技术进行识别定位的过程简单并能在产生较大累积误差的情况下自动导向充电插头连接，同时采集累积误差进行校正。同时采集累积误差进行校正。同时采集累积误差进行校正。
【技术实现步骤摘要】
一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人
[0001]本专利技术涉及一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人。
技术介绍
[0002]现有的自动化充电桩通过机械臂自动将充电插头与电动汽车的充电接口进行插接，但是目前的充电桩自动化过程多采用充电插头部分主动采集充电接口的位置信息，采用视觉识别、主动激光定位等方式，但由于不同型号的电动汽车充电插口的位置和结构有所不同，且多位于车体侧面，因此在采集位置时都需要采集大量信息，如视觉识别需要对图像作复杂的识别计算，而激光定位往往需要多个激光发射和接收装置同时采集多组定位信息并通过复杂计算，因此上述现有技术存在计算过程复杂，出错几率高。此外现有充电设施在自动连接的过程中只能每次都通过识别装置定位，利用复杂计算尽量保证插接的准确性，如果采用较简单的计算方式，现有技术常常出现多次使用中误差累积的现象，如此导致累积后的误差大到无法被忽略，从而影响连接可行性的结果。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，以解决现有技术中无法兼顾定位过程的计算简单化和避免多次使用后误差累积影响连接可行性的技术问题。
[0004]所述的一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，包括机器人平台和设于汽车充电接口处的智能充电终端，所述机器人平台包括三轴机械臂和对接机构，所述对接机构安装在所述三轴机械臂的机械臂末端并包括有用于连接所述智能充电终端充电的对接组件，所述对接组件包括误差消除机构和充电插头，所述误差消除机构包括对接安装结构、柔性关节、定位末端和定位针，所述定位针固定在所述定位末端，所述定位末端通过柔性关节安装到所述对接机构的末端，所述智能充电终端设有与汽车上充电口电性连接的标准插口和定位槽面，所述定位槽面包括引导所述定位针移动的锥状凹槽和设于所述锥状凹槽中心与所述定位针插接配合的定位孔，所述充电插头通过对接安装结构与所述定位末端连接并随其移动。
[0005]优选的，所述柔性关节包括关节外壳、径向弹性连接套和轴向弹性元件，所述关节外壳设有前部为开口的关节腔，所述定位末端插接在所述关节腔中，所述定位末端外侧与所述关节腔侧壁之间通过所述径向弹性连接套连接，所述定位末端与所述关节腔的底部之间通过所述轴向弹性元件连接。
[0006]优选的，所述对接安装结构包括与所述定位末端固定并向外径向伸出的连接板，所述连接板设有与所述充电插头滑动套接的连接孔，所述关节外壳外侧固定有顶出板，所述顶出板的前面与所述充电插头相对并固定有限位壳，所述限位壳的前面开口小于所述充电插头后端径向凸出形成的限位盘，所述限位盘设于所述限位壳内并小于所述限位壳的内腔使所述限位盘能在所述限位壳中随所述定位末端移动，所述限位壳的内腔抵接所述限位
盘时，所述充电插头朝向与所述定位针相同。
[0007]优选的，所述关节腔的侧壁还设有绕周向布置的径向误差感应器，所述径向误差感应器用于检测所述定位针插入定位孔后，所述定位末端相对所述关节腔移动的距离和方向并发送到相应的控制模块，控制模块计算出对应的累计误差从而将其消除。
[0008]优选的，所述智能充电终端靠外侧的端面上还设有超声波距离感应器，所述智能充电终端内设有单片机和无线收发模块，所述超声波距离感应器用于向地面方向发射和接收超声波测定所述智能充电终端的高度数据，所述单片机连接所述超声波距离感应器、所述激光发射模块和所述无线收发模块，所述单片机将高度数据经所述无线收发模块发送到所述机器人平台。
[0009]优选的，所述智能充电终端设有与所述单片机相连的激光发射模块，所述机器人平台设有无线收发模块、激光接收模块和控制模块，所述激光发射模块用于发射垂直于所述标准插口的端面的定向激光，所述激光接收模块设于所述定位末端用于接收所述定向激光，所述控制模块连接所述激光接收模块用于通过接收到激光时所述定位末端的位置计算所述定位激光的发射方向以控制所述转动结构偏转，所述控制模块还用于控制所述三轴机械臂在测定所述定向激光的方向后沿该方向朝智能充电终端移动所述定位末端。
[0010]优选的，所述定位末端上还设有连接所述控制模块的激光测距模块，所述激光测距模块用于在所述转动结构将所述定位末端转至正对所述智能充电终端后检测所述定位末端到所述智能充电终端的距离。
[0011]本专利技术的技术效果：本方案只需要将智能充电终端与汽车的充电接口连接，即能与机器人平台配合将充电插头连接到标准插口实现对汽车充电的效果。本方案中机器人的空间架构简单清晰，利用定向激光分步测量能准确测定标准插口的位置和朝向，因此本方案能以较简单的定位过程准确实现标准插口和充电插头的对准插接。该方案考虑到多次使用后机器人平台对机械臂的控制会导致误差累积，因此通过误差消除机构和定位槽面配合，既保证发生误差累积后仍能保证充电插头插接成功，也能测定实际产生的累积误差的大小和方向，从而让控制模块能以此对机械臂进行校正。
附图说明
[0012]图1为本专利技术中机器人平台的结构示意图。
[0013]图2为图1所示结构中区域A的结构放大图。
[0014]图3为本专利技术中智能充电终端的结构示意图。
[0015]图4为本专利技术在充电插头插接过程中连接部分局部结构示意图。
[0016]图5为图2所示结构中定位末端与柔性关节连接结构的结构示意图。
[0017]图6为本专利技术中功能模块的原理框图。
[0018]其中附图标记为：1、误差消除机构，11、定位针，12、定位末端，13、关节外壳，131、径向弹性连接套，132、轴向弹性元件，14、顶出板，15、限位壳，16、连接板，17、充电插头，18、限位盘，2、X轴移动平台，3、Y轴移动平台，4、Z轴移动平台，5、转向结构，6、对接移动机构，7、智能充电终端，71、标准插口，72、充电盖，73、锥状凹槽，74、超声波模块，75、激光发射模块，76、压力传感器，77、定位孔。
具体实施方式
[0019]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0020]如图1
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6所示，本专利技术提供了一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，包括机器人平台和设于汽车充电接口处的智能充电终端7，所述机器人平台包括三轴机械臂和对接机构，所述对接机构安装在所述三轴机械臂的机械臂末端并包括有用于连接所述智能充电终端7充电的对接组件，所述对接组件包括误差消除机构1和充电插头17，所述误差消除机构1包括对接安装结构、柔性关节、定位末端12和定位针11，所述定位针11固定在所述定位末端12上，所述定位末端12通过柔性关节安装到所述对接机构的末端，所述智能充电终端7设有与汽车上充电口电性连接的标准插口71和定位槽面，所述定位槽面包括引导所述定位针11移动的锥状凹槽73和设于所述锥状凹槽73中心与所述定位针11插接配合的定位孔77，所述充电插头17通过对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，其特征在于：包括机器人平台和设于汽车充电接口处的智能充电终端(7)，所述机器人平台包括三轴机械臂和对接机构，所述对接机构安装在所述三轴机械臂的机械臂末端并包括有用于连接所述智能充电终端(7)充电的对接组件，所述对接组件包括误差消除机构(1)和充电插头(17)，所述误差消除机构(1)包括对接安装结构、柔性关节、定位末端(12)和定位针(11)，所述定位针(11)固定在所述定位末端(12)上，所述定位末端(12)通过柔性关节安装到所述对接机构的末端，所述智能充电终端(7)设有与汽车上充电口电性连接的标准插口(71)和定位槽面，所述定位槽面包括引导所述定位针(11)移动的锥状凹槽(73)和设于所述锥状凹槽(73)中心与所述定位针(11)插接配合的定位孔(77)，所述充电插头(17)通过对接安装结构与所述定位末端(12)连接并随其移动。2.根据权利要求1所述的一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，其特征在于：所述柔性关节包括关节外壳(13)、径向弹性连接套(131)和轴向弹性元件(132)，所述关节外壳(13)设有前部为开口的关节腔，所述定位末端(12)插接在所述关节腔中，所述定位末端(12)外侧与所述关节腔侧壁之间通过所述径向弹性连接套(131)连接，所述定位末端(12)与所述关节腔的底部之间通过所述轴向弹性元件(132)连接。3.根据权利要求2所述的一种高兼容的五自由度新能源汽车充电服务机器人，其特征在于：所述对接安装结构包括与所述定位末端(12)固定并向外径向伸出的连接板(16)，所述连接板(16)设有与所述充电插头(17)滑动套接的连接孔，所述关节外壳(13)外侧固定有顶出板(14)，所述顶出板(14)的前面与所述充电插头(17)相对并固定有限位壳(15)，所述限位壳(15)的前面开口小于所述充电插头(17)后端径向凸出形成的限位盘(18)，所述限位盘(18)设于所述限位壳(15)内并小于所述限位壳(15)的内腔使所述限位盘(18)能在所述限位壳(15)中随所述定位末端(12)移动，所述限位...
【专利技术属性】
技术研发人员：方愿捷，刘婷婷，孙晓宝，郑国锐，王骏杰，
申请(专利权)人：巢湖学院，
类型：发明
国别省市：
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