一种氢能汽车加氢充装用机械手臂制造技术

本发明专利技术公开了一种氢能汽车加氢充装用机械手臂，涉及机械夹持领域，包括机架、挡板，在机架上水平设置有初级气缸，初级气缸的输出端上设有次级气缸，次级气缸的输出端活动贯穿随动杆端面中部后向空腔内延伸，在初级气缸输出端的延伸段外壁上设有卡环，顶杆背对卡环的一端外壁上设有多个L型的连杆，加氢管与加气腔连通，顶杆、弹簧以及多个通孔位于隔板的同一侧，连杆的竖直段贯穿通孔，且在连杆的水平段设有用于夹持进气管的接头的紧固组件。本发明专利技术通过紧固头对氢能交通设备的加氢管定位、夹持，替换人工进行自动对接、检测以及加氢工序，进而减少前端工作人员的工作量。进而减少前端工作人员的工作量。进而减少前端工作人员的工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种氢能汽车加氢充装用机械手臂


[0001]本专利技术涉及加氢
领域，尤其涉及一种氢能汽车加氢充装用机械手臂。

技术介绍

[0002]氢燃料电池汽车具有环保性能好、转化效率高、加注速度快、续航里程长等优点，是未来汽车发展的新方向，而加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站。加氢站最常见的形式是地面固定式制氢加氢站，这样的加氢站的氢气源通常是依靠电解水或天然气重整制成氢气而后纯化后，外运至加氢站或直接储存在加氢站的装置中保存，当需要给汽车注氢时，则通过压缩机抽取氢气增压后打入到车载储氢设备中。
[0003]现有技术存在以下不足：现有的加氢站在进行加氢时，首先需要前端工作人员对氢能汽车的进气管进行检测，确定进气管的管口是否存在泄露；然后再将检测结果传送至后台终端，得到授权后前端工作人员手动转移加氢管至进气管，手动对接紧固后，台终端启动开关阀门，即开始进行加氢工序；该类操作不仅提高了劳动成本与劳动强度，前端工作人员始终处于加氢环境中保持实时监测，自动化程度偏低，增大了操作难度，降低了加氢工序中的安全可靠度。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种氢能汽车加氢充装用机械手臂，以解决上述问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种氢能汽车加氢充装用机械手臂，包括机架、挡板，在所述机架上水平设置有初级气缸，在初级气缸上设有导向杆，在挡板一侧壁上设有用于与进气管对接的紧固头，初级气缸的输出端活动贯穿挡板后置于紧固头内，在挡板另一侧壁上水平设置有导向筒，导向杆的端部置于导向筒内；在所述紧固头内部开有腔体，与初级气缸输出端同轴的随动杆端部贯穿紧固头后置于腔体内，沿随动杆的轴线在其内部开有空腔，空腔正对初级气缸的一端封闭且其另一端开放，顶杆置于空腔内，且初级气缸的输出端上设有次级气缸，次级气缸的输出端活动贯穿随动杆端面中部后向空腔内延伸，且在初级气缸输出端的延伸段外壁上设有卡环，顶杆背对卡环的一端外壁上设有多个L型的连杆，在空腔内设有隔板，在隔板与顶杆端部之间连接有弹簧，隔板将空腔分隔呈相互独立的加气腔、联动腔，加氢管与加气腔连通，沿随动杆周向在其外圆周壁上开有多个通孔，顶杆、弹簧以及多个通孔位于隔板的同一侧，连杆的竖直段贯穿通孔，且在连杆的水平段设有用于夹持进气管的接头的紧固组件。现有技术中，氢能交通设备的加氢工序，通常由人工操作，即前端工作人员与后端控制人员配合操作，不仅工序繁琐，无法实现自动化操作，还需后端控制人员实时监测加氢进度与现况，以便及时做出应急措施，该类操作方式使得氢能交通设备的加氢时长增加，且前端工作人员始终处于高强度的工作状态下；对此，申请人研发一种加氢机械手臂，通过紧固头对氢能交通设备的加氢管定位、夹持，替换人工进行自动对接、检测以及加氢工序，进而减少前端工作人员的
工作量。
[0006]具体实现时，打开进气管的密封盖，初级气缸带动次级气缸水平移动，而次级气缸与紧固头一并朝进气管移动，直至随动杆的开放端将进气管端部完全覆盖后，次级气缸的输出端继续移动至与顶杆端部接触，并同时带动多个L型连杆朝靠近进气管的方向移动，位于顶杆与隔板之间的弹簧被压缩，而位于随动杆开放端的紧固组件则对进气管进行夹持固定，同时紧固组件还能对进气管与随动杆开放端之间间隙进行封堵，且在初级气缸达到最大行程后，由加氢管向加氢腔内注入氢，氢气沿加氢腔进入至进气管内，以开始氢能交通工具的加氢工序；加氢工序完成后，次级气缸与初级气缸依次回退，弹簧在解除压力后回复形变，进而带动顶杆回复至其初始状态，紧固组件解除对接头的夹持，同时随动杆以及紧固头复位。其中，在导向杆与导向筒的配合，能够保证初级气缸与次级气缸的移动轨迹为直线，防止紧固头在移动过程中出现偏移，加氢管的主体部分固定在机架上，而加氢管前端与导向筒绑定且其输出端与加氢腔连通，以保证加氢管的有序摆放。
[0007]所述紧固组件包括封堵环、楔形块、随动块以及紧固夹，所述接头的外径沿其轴线朝靠近隔板的方向递减，且接头的大直径端外径大于进气管的外径，在随动杆的开放端外壁上开有滑槽，随动块与所述连杆的水平段连接后滑动设置在滑槽内，在随动块背对连杆水平段的一侧壁上开有盲孔，紧固夹通过销柱转动设置在盲孔内壁上，在加气腔内设有接头外壁匹配的楔形块，在滑槽底部开有导向孔，楔形块的上端依次活动贯穿导向孔、随动块的底部后进入至盲孔内，且楔形块的上端与紧固夹的端部铰接；初始状态下，紧固夹呈水平状态，当连杆的水平段驱动随动块沿滑槽朝远离隔板的方向移动后，接头活动贯穿封堵环且两者之间实现活动密封，楔形块与接头的外壁接触，紧固夹由水平状态转变为倾斜状态，且紧固夹的自由端对接头的大直径端端部进行夹持固定。进一步地，当紧固头移动至指定位置后，进气管的接头进入至随动杆的开放端内部，即接头进入至加氢腔内，接头的外圆周壁首先穿过封堵环，封堵环内圆周壁上设有柔性的密封件，能确保接头与加氢腔对接时的密闭性，然后楔形块的端部与接头外壁接触，随着接头不断深入，楔形块在接头渐变的外壁上产生位移，使得楔形块的外侧端端部在盲孔内沿随动杆的径向移动，以实现对紧固夹端部的顶升，此时，紧固夹由初始的水平状态转变成倾斜状态，且自由端则对接头的大直径端进行夹持固定，封端环的内圆周壁产生形变后与接头的外壁紧贴，即完成接头与加氢腔对接紧固的同时，实现密封，以避免加氢过程中出现泄露现象。需要指出的是，楔形块顶升紧固夹时，其主要目的是实现对紧固夹摆放状态的调整，即触发紧固夹由水平状态转变为倾斜状态，而紧固夹的主要施力部件仍旧依靠L型连杆水平段的持续推动，即次级气缸为紧固夹实现夹紧功能的主要动力输出来源，如此才能保证紧固夹在高压环境下的稳定性；而当次级气缸的输出端回缩后，顶杆不再对L型连杆施加作用力，而弹簧在回复时会带动随动块沿滑槽朝远离接头的方向移动，楔形块的内侧端开始沿接头的外壁朝远离接头的方向移动，同样地，紧固夹的自由端不再对接头的大直径端端部施加作用力，即紧固夹由倾斜状态转变为水平状态。
[0008]所述封堵环包括相互连接且同心的环体与密封圈，在密封圈内圆周壁上设有多个缓冲块，且每一个缓冲块的中部朝密封圈中心凸出，在缓冲块的内部开有形变腔，且在相邻的两个缓冲块之间还设有橡胶材质的连接块，且连接块的内壁呈与接头匹配的圆弧形。进一步地，当接头穿过环体中部时，接头的外壁与多个缓冲块的凸起部分接触，且随接头的继
续深入，缓冲块持续产生形变，缓冲块与接头外壁的接触面积持续增加，同时连接块也与接头外壁接触，直至接头达到指定位置后，多个缓冲块、多个连接块与接头完全贴合，进而实现加氢腔的密闭；其中，在缓冲块内部开有形变腔，使得缓冲块的形变能力增加，并且在缓冲块受到接头外壁以及环体的同步挤压时具备足够的形变空间以及形变回复能力，进一步提高封堵环的密封效果与使用寿命。
[0009]所述环体通过加强环与密封圈连接，沿所述加强环的周向在其外圆周壁上等距间隔设置有多个弧形孔。作为优选，在环体与密封圈之间设置加强环，能在确保密封圈、缓冲块以及连接块在密封过程中具备足够的弹性量的前提下，还能提高封堵环的整体强度，并且加强环上设有多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢能汽车加氢充装用机械手臂，包括机架（1）、挡板（17），其特征在于：在所述机架（1）上水平设置有初级气缸（12），在初级气缸（12）上设有导向杆（13），在挡板（17）一侧壁上设有用于与进气管（41）对接的紧固头（18），初级气缸（12）的输出端上设有次级气缸，次级气缸的输出端活动贯穿挡板（17）后置于紧固头（18）内，在挡板（17）另一侧壁上水平设置有导向筒（14），导向杆（13）的端部置于导向筒（14）内；在所述紧固头（18）内部开有腔体，与初级气缸（12）输出端同轴的随动杆（22）端部贯穿紧固头（18）后置于腔体内，沿随动杆（22）的轴线在其内部开有空腔（23），空腔（23）正对初级气缸（12）的一端封闭且其另一端开放，顶杆（19）置于空腔（23）内，且初级气缸（12）的输出端活动贯穿随动杆（22）端面中部后向空腔（23）内延伸，且在初级气缸（12）输出端的延伸段外壁上设有卡环（21），顶杆（19）背对卡环（21）的一端外壁上设有多个L型的连杆，在空腔（23）内设有隔板（31），在隔板（31）与顶杆（19）端部之间连接有弹簧（24），隔板（31）将空腔（23）分隔呈相互独立的加气腔、联动腔，加氢管（15）与加气腔连通，沿随动杆（22）周向在其外圆周壁上开有多个通孔（30），顶杆（19）、弹簧（24）以及多个通孔（30）位于隔板（31）的同一侧，连杆的竖直段贯穿通孔（30），且在连杆的水平段设有用于夹持进气管（41）的接头（40）的紧固组件。2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车加氢充装用机械手臂，其特征在于：所述紧固组件包括封堵环（34）、楔形块（38）、随动块（37）以及紧固夹（39），所述接头（40）的外径沿其轴线朝靠近隔板（31）的方向递减，且接头（40）的大直径端外径大于进气管（41）的外径，在随动杆（22）的开放端外壁上开有滑槽（35），随动块（37）与所述连杆的水平段连接后滑动设置在滑槽（35）内，在随动块（37）背对连杆水平段的一侧壁上开有盲孔（36），紧固夹（39）通过销柱转动设置在盲孔（36）内壁上，在加气腔内设有接头（40）外壁匹配的楔形块（38），在滑槽（35）底部开有导向孔，楔形块（38）的上端依次活动贯穿导向孔、随动块（37）的底部后进入至盲孔（36）内，且楔形块（38）的上端与紧固夹（39）的端部铰接；初始状态下，紧固夹（39）呈水平状态，当连杆的水平段驱动随动块（37）沿滑槽（35）朝远离隔板（31）的方向移动后，接头（40）活动贯穿封堵环（34）且两者之间实现活动密封，楔形块（38）与接头（40）的外壁接触，紧固夹（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑛，王常青，高宇轩，刘建苹，吴绍静，张红梅，
申请(专利权)人：四川凯德源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：