自动加氢设备

技术领域

本申请实施例涉及自动设备技术领域，尤其涉及一种自动加氢设备。

背景技术

氢燃料汽车由于环保、续航里程长、转化效率高等原因，成为汽车发展的新方向。加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站，随着氢燃料汽车的推广，加氢站的建设也越来越多。

相关技术中，汽车在加氢站加氢时，一般是通过人工进行加氢。由于汽车加氢的流程比燃油车加油的流程更加繁琐，人工加氢作业增加了工人的劳动强度。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的主要目的是提供一种自动加氢设备，以解决加氢站的自动化程度低的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供了一种自动加氢设备，包括：加氢机和加氢机器人，所述加氢机器人包括底座、位置调节组件、执行组件和主控制器，所述位置调节组件与所述底座活动连接，所述执行组件与所述位置调节组件活动连接，所述位置调节组件和所述执行组件均与所述主控制器电连接；所述执行组件包括支架、图像采集单元、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构，所述支架与所述位置调节组件连接，所述图像采集单元、所述外防护罩开合机构、所述静电接地机构、所述防尘盖扣合机构和所述加氢机构均设置于所述支架；所述外防护罩开合机构包括可移动的吸盘，所述吸盘被构造为和车辆加氢口的外防护罩吸合，并带动所述外防护罩打开；所述静电接地机构包括静电夹，所述静电夹接地连接，且所述静电夹被构造为夹持在车辆的接地位置；所述防尘盖扣合机构包括第一夹具，所述第一夹具被构造为相对车辆加氢口的防尘盖进行扩张或收缩，并带动所述防尘盖打开；所述加氢机构包括相连接的加氢枪和柔性管，所述柔性管还与所述加氢机连通。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述外防护罩开合机构还包括固定件和连接杆，所述固定件可转动的连接于所述支架，所述连接杆的一端固定连接于所述固定件，所述吸盘设置于所述连接杆的另一端。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述静电接地机构包括固定件、第一驱动装置、第二夹具和静电夹，所述第二夹具夹持所述静电夹，所述固定件可转动的连接于所述支架，所述第一驱动装置连接在所述固定件上，所述第一驱动装置与所述第二夹具传动连接，以驱动所述第二夹具夹紧或释放所述静电夹。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述防尘盖扣合机构还包括第二驱动装置、第一连接件和第三驱动装置，所述第二驱动装置具有第一伸缩杆，所述第一连接件连接于所述第一伸缩杆的末端，所述第三驱动机构连接于所述第一连接件，所述第三驱动机构与所述第一夹具传动连接，以驱动所述第一夹具扩张或收缩。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述加氢枪上设置有控制阀，所述控制阀具有阀杆；所述加氢机构还包括固定架、第四驱动装置和第二连接件，所述固定架固定连接于所述支架，所述加氢枪和所述第四驱动装置均固定连接于所述固定架，所述第二连接件上具有夹持部，所述夹持部夹持所述阀杆，所述第四驱动装置与所述第二连接件传动连接，以驱动所述第二连接件和所述阀杆转动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述执行组件还包括泄漏检测机构，所述泄漏检测机构设置于所述支架，所述泄漏检测机构被配置为检测汽车加氢口的氢气浓度。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述泄漏检测机构包括氢气检测仪、检测软管和第五驱动装置，所述氢气检测仪和所述第五驱动装置均设置于所述支架，所述检测软管的一端与所述氢气检测仪连接；所述第五驱动装置具有第二伸缩杆，所述检测软管的末端与所述第二伸缩杆连接。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述支架上设置有防护罩，所述防护罩围设于所述氢气检测仪的外部。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述位置调节组件包括旋转台、第六驱动装置、位置调节臂、机械臂和第七驱动装置，所述旋转台可转动地设置于所述底座上，所述第六驱动装置固定于所述底座，所述第六驱动装置与所述旋转台传动连接，以驱动所述旋转台相对于所述底座转动；所述位置调节臂的一端与所述旋转台活动连接，所述第七驱动装置固定于所述旋转台，所述第七驱动装置与所述位置调节臂的一端传动连接，以驱动所述位置调节臂相对于所述旋转台转动；所述机械臂的一端与所述执行组件活动连接，所述机械臂的另一端与所述位置调节臂的远离所述旋转台的一端活动连。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述自动加氢设备还包括恒温房，所述恒温房包括房体和门体，所述加氢机器人设置于所述恒温房内。

本申请实施例提供的自动加氢设备，包括加氢机和加氢机器人，加氢机器人包括底座、位置调节组件、执行组件和主控制器，位置调节组件与底座活动连接，执行组件与位置调节组件活动连接，位置调节组件和执行组件均与主控制器电连接；执行组件包括支架、图像采集单元、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构，支架与位置调节组件连接，图像采集单元、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构均设置于支架；加氢机构包括相连接的加氢枪和柔性管，柔性管还与加氢机连通。通过图像采集单元和外防护罩开合机构自动完成外防护罩的打开和闭合；通过图像采集单元和静电接地机构自动将静电夹夹持在车辆上、并自动从车辆上移除静电夹；通过防尘盖扣合机构自动完成防尘盖的拆卸和安装；通过加氢机构自动将加氢机中的氢气加注到车辆的气瓶内，提高了自动加氢设备的自动化程度，降低了工作人员的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的自动加氢设备的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的自动加氢设备中执行组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的自动加氢设备中外防护罩开合机构和静电接地机构的爆炸图；

图4为本申请实施例提供的自动加氢设备中防尘盖扣合机构和加氢机构的爆炸图；

图5为本申请实施例提供的自动加氢设备中的泄漏检测机构的结构示意图。

附图标记说明：

100、加氢机；

200、底座；

300、执行组件；

310、支架；

320、图像采集单元；

331、固定件；332、连接杆；333、吸盘；334、旋转滑环；

341、第一驱动装置；342、第二夹具；343、静电夹；344、第一角度补偿器；

351、第二驱动装置；352、第一伸缩杆；353、第一连接件；354、第三驱动装置；355、第一夹具；

361、加氢枪；362、阀杆；363、固定架；364、第四驱动装置；365、第二连接件；366、夹持部；367、第二角度补偿器；

371、氢气检测仪；372、检测软管；373、第五驱动装置；374、第二伸缩杆；375、防护罩；

401、旋转台；402、第六驱动装置；403、位置调节臂；404、机械臂；405、第七驱动装置；

500、恒温房；501、房体；502、门体。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本申请实施例的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，加氢站的自动化程度低，汽车在加氢站加氢时，一般通过工作人员进行人工加氢，汽车在驶入加氢站的加氢区后，工作人员先打开汽车加氢口外的外防护罩，然后检测车辆是否有氢气泄漏问题，在确保没有氢气泄漏后，将静电夹插入车辆指定接地位置，再打开加氢口防尘盖，将加氢枪严格对准加氢口进行加氢，加氢完成后，再依次安装加氢口防尘盖、关闭外防护罩，拆除静电夹，整个过程十分繁琐，由于加氢站的自动化程度低，导致工作人员的劳动强度增加。

本实施例提供一种自动加氢设备，通过图像采集单元和外防护罩开合机构自动完成外防护罩的打开和闭合；通过图像采集单元和静电接地机构自动将静电夹夹持在车辆上、并自动从车辆上移除静电夹；通过防尘盖扣合机构自动完成防尘盖的拆卸和安装；通过加氢机构自动将加氢机中的氢气加注到车辆的气瓶内，提高了自动加氢设备的自动化程度，降低了工作人员的劳动强度。

本实施例提供一种自动加氢设备，加氢站具有储气罐和加氢区，储气罐用于储存氢气，储气罐中的氢气压强较大。自动加氢设备可以设置在加氢区，通过自动加氢设备对驶入加氢区的车辆进行自动加氢。

参考图1，自动加氢设备包括加氢机100和加氢机器人，加氢机100与储气罐连通，加氢机100内氢气的气压比储气罐中氢气的气压低，以便于将加氢机100中的氢气加注到车辆的气瓶内。

加氢机器人包括底座200、位置调节组件和执行组件300，位置调节组件与底座200活动连接，底座200用于支撑位置调节组件，执行组件300与位置调节组件活动连接，位置调节组件和执行组件300均与主控制器电连接。

参考图1和图2，执行组件300包括支架310、图像采集单元320、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构，支架310与位置调节组件活动连接，图像采集单元320、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构均设置于支架310，支架310对图像采集单元320、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构进行支撑。

图像采集单元320被配置为采集车辆的图像数据，图像采集单元320具体可以被配置为在车辆停止后对车身加氢口区域的图像进行采集、以及加氢口区域外防护罩开启后对加氢口周围的图像采集。

其中，车辆的加氢口外套设有防尘盖，防尘盖用于阻挡空气中的灰尘等杂志从加氢口进入气瓶内。外防护罩罩设于车辆的加氢口外，以遮挡防尘盖和加氢口。

外防护罩开合机构包括可移动的吸盘333，吸盘333被构造为和车辆加氢口的外防护罩吸合，并带动外防护罩打开。外防护罩开合机构被配置为自动打开或关闭车辆的外防护罩。

静电接地机构被配置为自动将静电夹343夹持在车辆上、并自动从车辆上移除静电夹343。示例性的，静电接地机构包括静电夹343，静电夹343接地连接，且静电夹343被构造为夹持在车辆的接地位置。

防尘盖扣合机构包括第一夹具355，第一夹具355被构造为相对车辆加氢口的防尘盖进行扩张或收缩，并带动防尘盖打开。

加氢机构包括相连接的加氢枪361和柔性管，柔性管还与加氢机100连通，加氢机构被配置为自动将加氢机100中的氢气加注到车辆的气瓶内。

位置调节组件、图像采集单元320、外防护罩开合机构、静电接地机构、防尘盖扣合机构和加氢机构均与主控制器电连接。

车辆停在加氢站的加氢区后，图像采集单元320采集车身的外防护罩的图像，主控制器根据图像采集单元320采集的外防护罩的图像确定车辆的外防护罩的位置，并控制位置调节组件来调节外防护罩开合机构的位置，并控制外防护罩开合机构打开车辆的外防护罩。

外防护罩打开后，图像采集单元320采集加氢口处的图像信息，主控制器根据图像采集单元320采集的加氢口处的图像信息确定车辆的接地位置，并控制位置调节组件来调节静电接地机构的位置，并控制静电接地机构将静电夹343夹持在车辆的接地位置。

静电夹343夹持在车辆的接地位置后，图像采集单元320采集加氢口外的防尘盖的图像信息，主控制器根据防尘盖的图像信息确定防尘盖的位置，并控制位置调节组件调节防尘盖扣合机构的位置，并控制防尘盖扣合机构打开防尘盖。

防尘盖打开后，图像采集单元320采集加氢口处的图像信息，主控制器根据加氢口的图像信息确定加氢口的位置，并控制位置调节组件调节加氢机构的位置，使加氢枪361对准加氢口，控制加氢机构向气瓶内加注氢气。

氢气加注完成后，主控制器控制位置调节组件调节防尘盖扣合机构的位置，并控制防尘盖扣合机构将防尘盖套设于加氢口外；防尘盖扣合完成后，主控制器控制静电接地机构移除静电夹343；静电夹343移除后，主控制器控制外防护罩开合机构关闭外防护罩。

外防护罩关闭完成后，执行组件300和位置调节组件恢复至初始位置，从而完成整个加氢过程。

本实施例中的自动加氢设备，通过加氢机器人自动将加氢机100中的氢气加注到车辆的气瓶内，提高了自动加氢设备的自动化程度，降低了工作人员的劳动强度。

参考图3，在一些实施例中，外防护罩开合机构可以包括固定件331、连接杆332和吸盘333，固定件331可转动的连接于支架310，具体的，固定件331可以通过旋转滑环334与支架310可转动的连接，以使固定件331可相对于支架310转动，从而改变连接杆332的位置和朝向。连接杆332的一端固定连接于固定件331，吸盘333设置于连接杆332的另一端。

吸盘333具有吸附作用，通过吸盘333吸附在外防护罩上，以打开或关闭外防护罩。

继续参考图3，在一些实施例中，静电接地机构可以包括固定件331、第一驱动装置341、第二夹具342和静电夹343，第二夹具342夹持静电夹343，固定件331可转动的连接于支架310，第一驱动装置341连接在固定件331上，第一驱动装置341可以包括气缸，第一驱动装置341与第二夹具342传动连接，并驱动第二夹具342夹紧或释放静电夹343。

静电接地机构控制静电夹343夹持到车辆的接地位置后，第一驱动装置341驱动第二夹具342释放静电夹343，从而将静电夹343保留在车辆上，静电夹343可以与加氢站的接地柱通过导线等连接，以释放车辆的静电，提高了加氢过程中的安全性。

在需要从车辆上移除静电夹343时，第一驱动机构驱动第二夹具342张开并夹紧静电夹343，通过位置调节组件拉动静电夹343，使静电夹343从车辆的接地位置移除。

第一驱动装置341与固定件331之间还可以设置有第一角度补偿器344，第一角度补偿器344可以对第一驱动装置341和第二夹具342的位置进行微调，以便于调节第二夹具342和静电夹343的位置，使第二夹具342更容易夹紧静电夹343、静电夹343更容易夹持在车辆的接地位置。

静电接地机构中的固定件331和外防护罩开合机构中的固定件331可以为同一个件，以简化自动加氢设备的结构，使自动加氢设备的结构更加紧凑。

参考图4，在一些实施例中，防尘盖扣合机构可以包括第二驱动装置351、第一连接件353、第三驱动装置354和第一夹具355，第二驱动装置351可以为伸缩气缸，第二驱动装置351具有第一伸缩杆352，第一连接件353连接于第一伸缩杆352的末端，第二驱动装置351驱动第一伸缩杆352和第一连接件353沿第一伸缩杆352的轴向移动。

第三驱动机构连接于第一连接件353，第三驱动机构可以为气缸，第三驱动机构与第一夹具355传动连接，并驱动第一夹具355扩张或收缩。

在需要拆卸防尘盖时，第二驱动装置351驱动第一伸缩杆352朝向第一连接件353移动，以使第一连接件353、第三驱动装置354和第一夹具355朝向防尘盖移动，之后第三驱动装置354驱动第一夹具355先扩张后收缩以夹紧防尘盖，防尘盖夹紧后，第二驱动装置351驱动第一伸缩杆352远离第一连接件353移动，以拔出防尘盖。

防尘盖被拔出后仍然被夹持在第一夹具355上，在需要将防尘盖套设到加氢口外时，第二驱动装置351驱动第一伸缩杆352朝向第一连接件353移动，以使第一连接件353、第三驱动装置354和第一夹具355朝向防尘盖移动，并使防尘盖套设到加氢口外，之后第三驱动装置354驱动第一夹具355扩张以释放防尘盖，以将防尘盖扣合在加氢口。

继续参考图4，在一些实施例中，加氢枪361上可以设置有控制阀，控制阀具有阀杆362。

加氢机构还可以包括固定架363、第四驱动装置364和第二连接件365，固定架363固定连接于支架310，加氢枪361和第四驱动装置364均固定连接于固定架363，第二连接件365上具有夹持部366，夹持部366夹持阀杆362，第四驱动装置364可以为电机，第四驱动装置364与第二连接件365传动连接，并驱动第二连接件365和阀杆362转动。

在需要向车辆的气瓶内加氢时，位置调节组件调节支架310的位置，以使加氢枪361对准加氢口，第四驱动装置364驱动第二连接件365和阀杆362转动，以打开控制阀，使加氢机100内的氢气通过柔性管和加氢枪361注入到车辆的气瓶内。

进一步地，固定架363与支架310之间还可以设置有第二角度补偿器367，第二角度补偿器367可以对固定架363和支架310之间的位置进行微调，以使加氢枪361更容易与加氢口对准。

在防尘盖扣合机构包括第二驱动装置351、第一连接件353、第三驱动装置354和第一夹具355，且加氢机构包括固定架363、第四驱动装置364和第二连接件365的实现方式中，第二驱动装置351也可以设置于固定架363上，以避免支架310上连接的部件过多而不易安装。

在一些实施例中，上述执行组件300还可以包括泄漏检测机构，泄漏检测机构设置于支架310，泄漏检测机构被配置为检测汽车加氢口的氢气浓度。

泄露检测机构也与主控制器电连接，泄漏检测机构检测到加氢口周围的氢气浓度超过预设浓度时，表示加氢口有氢气泄漏，此时主控制器控制执行组件300和位置调节组件恢复至初始位置，停止加氢过程，以提高加氢站的安全性。

具体的，泄漏检测机构可以包括氢气检测仪371、检测软管372和第五驱动装置373，氢气检测仪371被构造为检测氢气的浓度，氢气检测仪371和第五驱动装置373均设置于支架310，检测软管372的一端与氢气检测仪371连接，检测软管372的另一端被构造为靠近加氢口周围设置；第五驱动装置373可以为伸缩气缸，第五驱动装置373具有第二伸缩杆374，检测软管372的末端与第二伸缩杆374连接，第五驱动装置373驱动第二伸缩杆374沿第二伸缩管的轴向移动，第二伸缩管带动检测软管372朝向加氢口移动，检测软管372收集加氢口周围的空气，并将空气通过检测软管372输送至氢气检测仪371，氢气检测仪371对空气中的氢气浓度进行检测，主控制器根据氢气检测仪371所检测的氢气的浓度确定车辆的加氢口是否有氢气泄漏。

进一步地，支架310上还可以设置有防护罩375，防护罩375围设于氢气检测仪371的外部，以对氢气检测仪371进行保护，避免氢气检测仪371发生碰撞而损坏。

继续参考图1，在一些实施例中，位置调节组件可以包括旋转台401、第六驱动装置402、位置调节臂403和第七驱动装置405，旋转台401可转动地设置于底座200上，第六驱动装置402固定于底座200，第六驱动装置402与旋转台401传动连接，并驱动旋转台401相对于底座200转动，以改变执行组件300的朝向。

位置调节臂403的一端与旋转台401活动连接，第七驱动装置405固定于旋转台401，第七驱动装置405与位置调节臂403的一端传动连接，并驱动位置调节臂403相对于旋转台401转动，以改变位置调节臂403的倾斜角度。

机械臂404的一端与执行组件300活动连接，机械臂404的另一端与位置调节臂403的远离旋转台401的一端活动连接，以使机械臂404的远离位置调节臂403的一端可相对于位置调节臂403转动，且执行组件300可相对于机械臂404转动，使得加氢机器人对执行组件300的位置调节更加灵活。

位置调节臂403的靠近机械臂404的一端可以设置有第八驱动装置，第八驱动装置可以为电机，第八驱动装置具有电机轴，机械臂404的靠近位置调节臂403的一端与电机轴连接，且可随电机轴转动。第八驱动装置驱动机械臂404转动，以调节机械臂404相对于竖直方向的倾斜角度。

继续参考图1，在一些实施例中，自动加氢设备还可以包括恒温房500，恒温房500包括房体501和门体502，门体502可打开或关闭房体501。加氢机器人设置于恒温房500内，加氢机100可以设置于恒温房500外部，在不需要进行加氢作业时，加氢机器人完全处于恒温房500内，以使加氢机器人的各部件处在适宜的温度下，从而保证了加氢机器人各部件的灵敏度。

在需要进行加氢作业时，门体502打开，加氢机器人的位置调节组件(机械臂404)和执行组件300伸出门体502外以对车辆进行加氢。

进一步地，门体502的材质可以包括防火门、隔热门、防火隔热门、防火隔热卷帘门等，以提高恒温房500的防火性和/或保温性。

上述恒温房500还可以包括温度调节装置和温度检测装置，温度调节装置和温度检测装置均设置于房体501内，温度检测装置可以包括温度计或者温度传感器，温度检测装置被构造为检测房体501内的温度。温度调节装置可以包括空调器或者电加热器，温度调节装置用于调节房体501内的温度。温度调节装置和温度检测装置均与主控制器电连接，主控制器被配置为根据温度检测装置检测到的温度和设定温度来调节温度调节装置，以使温度调节装置将房体501内的温度调节至设定温度。

加氢机器人的底座200可以固定于房体501的底部，示例性的，底座200可以通过紧固螺栓固定连接于房体501的底部，以使底座200与房体501之间固定得更加牢固。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。