[發明專利]一種電動汽車自動充電機器人的柔性末端執行器

在審

• 申請號: 201811640129.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109774510A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 胡冰山
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B60L53/16
• 分類號: B60L53/16;B60L53/30;B25J11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

本發明涉及一種電動汽車自動充電機器人的柔性末端執行器，包括與電動汽車自動充電機器人相固定的靜平臺(10)，與靜平臺(10)通過彈性組件活動連接的動平臺(5)，以及固定在動平臺(5)上的插頭(2)，所述動平臺(5)上還連接有導向插頭(2)插入插座的導向組件。與現有技術相比，本發明利用被動柔順結構來實現末端較小的姿態和位置誤差修正，避免了充電插頭與充電插座之間的碰撞，結構簡單，適應各種電動汽車自動充電機器人的末端。

技術領域

本發明涉及一種執行器，尤其是涉及一種電動汽車自動充電機器人的柔性末端執行器。

背景技術

隨著電動汽車的普及，電動汽車自動充電機器人也逐漸出現在人們的視野之中。此類機器人的關鍵技術在于如何實現自動實現充電所需的插拔動作。目前較為典型的解決方案是特斯拉公司的蛇形自動電動汽車自動充電機器人和德國大眾公司的E-SmartConnect充電系統。在利用機械臂實現電動汽車自動充電時，主要有兩個步驟，一是確定充電插座的位置并驅動充電插頭靠近插入，二是需要修正充電插頭可能出現的較小的姿態和位置誤差，以避免和充電插座發生碰撞。

因此，這要求電動汽車自動充電機器人有一種可以修正姿態的末端執行器。姿態修正的實現包含被動修正和主動修正兩種方法，前者由被動柔順機構來實現，后者則由力反饋傳感器和主動伺服控制等來實現。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種電動汽車自動充電機器人的柔性末端執行器。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種電動汽車自動充電機器人的柔性末端執行器，包括與電動汽車自動充電機器人相固定的靜平臺，與靜平臺通過彈性組件活動連接的動平臺，以及固定在動平臺上的插頭，所述動平臺上還連接有導向插頭插入插座的導向組件。

進一步的，所述導向組件包括導向面，以及連接導向面與動平臺的壓簧，所述壓簧內布置有壓簧導向桿，使壓簧只能單軸形變，所述導向面端面的形狀與插座形狀相匹配，內部具有供插頭穿過的孔。

更進一步的，所述壓簧沿圓周均勻分布，相鄰兩個壓簧與軸心連線的夾角為60°。

更進一步的，所述壓簧導向桿一端與導向面相固定，另一端穿過動平臺上預留的孔，提供緩沖阻尼。

進一步的，初始狀態時，導向面、動平臺和靜平臺保持同軸心，具有一定的初始剛度。

進一步的，所述彈性組件包括沿圓周均勻分布的拉簧和氣彈簧，所述拉簧和氣彈簧兩端分別連接動平臺和靜平臺，所述拉簧提供初始拉力并與氣彈簧搭配形成變剛度效果。

更進一步的，相鄰兩個拉簧與軸心連線的夾角為60°，相鄰兩個氣彈簧與軸心連線的夾角為60°，提供六自由度的變形能力。

更進一步的，所述氣彈簧兩端分別通過靜平臺球鉸和動平臺球鉸與靜平臺和動平臺相連接。

更進一步的，所述動平臺和靜平臺的邊緣均勻開設有用于安裝動平臺球鉸和靜平臺球鉸的缺口。

進一步的，所述插頭設有軸肩，從而限制最大插入深度。

驅動機構驅動電動汽車自動充電機器人的機械臂并帶動靜平臺移動時，插頭與插座對接，通過導向面的導向后，使插頭進入插口，隨后導向面利用壓縮壓簧，壓簧導向桿限制壓簧單軸移動，從而使插頭始終沿導向面插入，而動平臺和靜平臺之間的組件能夠提供一定的初始剛度，以保持末端執行器的穩定性，此外，拉簧和氣彈簧能夠提供六自由度的變剛度柔順形變，修正動平臺的姿態和位置誤差，從而順利執行插拔的充電動作。

與現有技術相比，本發明利用被動柔順結構來實現末端較小的姿態和位置誤差修正，避免了充電插頭與充電插座之間的碰撞，結構簡單，適應各種電動汽車自動充電機器人的末端。

附圖說明