一种自动化加氢机

技术领域

本发明涉及加氢站设备技术领域，尤其涉及一种自动化加氢机。

背景技术

加氢站是氢燃料电池产业化、商业化的重要基础设施，主要通过将不同来源的氢气通过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过加氢机为氢燃料电池汽车加注氢气的加氢站。随着氢燃料电池汽车的快速发展，作为给氢燃料电池汽车提供氢气的基础设施，加氢站的数量也在不断增长。目前加氢站的加氢机主要采用人工操作，加氢方式为手动加氢，存在着劳动强度大、环境恶劣、工作环境危险等问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决目前加氢站的加氢机主要采用人工操，存在的劳动强度大、环境恶劣、工作环境危险等问题，本发明的实施例提供了一种自动化加氢机。

本发明的实施例提供一种自动化加氢机，包括具有窗口的机箱、设置于所述机箱外的加氢枪、设置于所述机箱内的机械臂、以及安装于所述机械臂末端的末端执行机构，所述末端执行机构包括：

视觉检测模块，用于获取加氢口、加氢枪的位置信息；

加氢口夹持件，用以夹持、打开所述加氢口的封盖；

加氢枪夹持件，用以夹持所述加氢枪使所述加氢枪与所述加氢口对接；

阀门开启部件，用以开启和关闭所述加氢枪的阀门；

以及控制系统，用于由所述视觉检测模块获取所述加氢口和所述加氢枪的位置信息，并根据位置信息控制所述机械臂驱动所述末端执行机构由所述窗口穿出，以及控制所述加氢口夹持件、加氢枪夹持件和阀门开启部件执行相应动作。

进一步地，还包括氢气检测仪，其设置于所述加氢口夹持件一侧，用以检测所述加氢口处的氢气浓度，所述控制系统在氢气浓度低于设定浓度时控制加氢口夹持件夹持、打开所述加氢口的封盖。

进一步地，还包括安装板，其安装于所述机械臂的末端，所述氢气检测仪、所述加氢口夹持件、加氢枪夹持件和阀门开启部件均设置于所述安装板上。

进一步地，所述安装板的一侧设有侧板，所述氢气检测仪和所述加氢口夹持件并排设置于所述侧板上，所述加氢枪夹持件和所述阀门开启部件设置于所述安装板的底部。

进一步地，所述加氢口夹持件包括加氢口电动夹爪，所述加氢口电动夹爪设有可相对移动的两加氢口夹头。

进一步地，所述窗口的外侧设有支撑板，所述支撑板上设有支座，所述加氢枪放置于所述支座上。

进一步地，所述加氢枪夹持件包括加氢枪电动夹爪，所述加氢枪电动夹爪设有可相对移动的两加氢枪夹头。

进一步地，所述加氢枪夹头设有弯折的夹持面。

进一步地，所述阀门开启部件包括旋转台、以及设置于所述旋转台上的阀门开启电动夹爪，所述阀门开启电动夹爪设有可相对移动的两阀门开启夹头。

进一步地，所述机箱为防爆机箱。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种自动化加氢机，应用于加氢站，可以实现加氢枪、加氢口的位置检测，加氢口打开，加氢枪夹取、加氢枪阀门开闭，实现了加氢机加氢动作执行的全自动化工序，大大提高了加氢操作的安全性和加氢效率，且降低了氢燃料电池汽车加氢的劳动强度，解决了人工加氢环境恶劣、工作环境危险等问题。

附图说明

图1是本发明一种自动化加氢机的立体图；

图2是本发明一种自动化加氢机的主视图；

图3是图1中加氢枪的示意图；

图4是图1中机械臂和末端执行机构的示意图；

图5是图4中末端执行机构的第一示意图；

图6是图4中末端执行机构的第二示意图；

图7是末端执行机构与加氢枪的工作示意图。

图中：1-机箱、101-窗口、2-加氢枪、201-阀门、202-支座、203-支撑板、3-机械臂、4-末端执行机构、41-安装板、411-侧板、42-视觉检测模块、43-氢气检测仪、44-加氢口夹持件、441-加氢口电动夹爪、442-加氢口夹头、45-加氢枪夹持件、451-加氢枪电动夹爪、452-加氢枪夹头、453-夹持面、46-阀门开启部件、461-旋转台、462-阀门开启电动夹爪、463-阀门开启夹头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1和2，本发明的实施例提供了一种自动化加氢机，主要应用于加氢站，包括具有窗口101的机箱1、设置于所述机箱1外的加氢枪2、设置于所述机箱1内的机械臂3、以及安装于所述机械臂3末端的末端执行机构4。

如图1所示，所述机箱1为矩形箱体，一侧面设有矩形的窗口101。所述窗口101的形状和大小依据所述末端执行机构4而设计，以使所述末端执行机构4可以进出所述窗口101。再如图3所示，所述窗口101的外侧设有支撑板203，所述支撑板203固定于所述机箱1的外表面。所述支撑板203上设有支座202，所述加氢枪2放置于所述支座203上。优选的，所述机箱1为防爆机箱，由防爆材料制成，提高整个加氢机的安全性能。

如图4所示，所述机械臂3为多轴机械臂，设置于所述机箱1内。所述末端执行机构4安装于所述机械臂3的末端，受所述机械臂3的驱动而运动，可以自由进出所述窗口101。在需要对氢燃料电池汽车加氢时，所述机械臂3驱动所述末端执行机构4由所述窗口101伸出；在对氢燃料电池汽车加氢完毕后，所述机械臂3驱动所述末端执行机构4由所述窗口101缩回。

如图5所示，所述末端执行机构主要包括安装板41、视觉检测模块42、氢气检测仪43、加氢口夹持件44、加氢枪夹持件45、阀门开启部件46、以及控制系统。

如图5所示，所述视觉检测模块42、所述氢气检测仪43、所述加氢口夹持件44、所述加氢枪夹持件45、以及所述阀门开启部件46分别集成安装于所述安装板41上。所述安装板41上部设有安装孔以与机械臂3末端连接，进而可以通过所述机械臂3驱动所述视觉检测模块42、所述氢气检测仪43、所述加氢口夹持件44、所述加氢枪夹持件45、以及所述阀门开启部件46运动。

所述视觉检测模块42，用于获取加氢口、加氢枪2的位置信息。如图5所示，所述视觉检测模块42具体为视觉检测相机，与所述控制系统通讯连接。通过视觉检测可以获得加氢口、加氢枪2的位置信息，所述控制系统可以根据所述加氢口的位置信息确定所述机械臂3驱动所述加氢口夹持件44的运动路径，还可以根据所述加氢枪2的位置信息确定所述机械臂3驱动所述加氢枪夹持件45的运动路径。

所述加氢口夹持件44，用以夹持、打开所述加氢口的封盖。如图7所示，所述加氢口夹持件44包括加氢口电动夹爪441，所述加氢口电动夹爪441设有可相对移动的两加氢口夹头442，所述加氢口电动夹爪441可以驱动两所述加氢口夹头442相对靠近或远离，这样实现对氢燃料电池汽车的加氢口的封盖进行夹持或释放。在所述加氢口的封盖被夹持住后，所述机械臂3驱动所述加氢口夹持件44运动即可将所述加氢口的封盖打开。优选的，所述加氢口夹头442的内侧面设有防滑纹，所述防滑纹使所述加氢口夹头442可稳定夹持所述加氢口的封盖。

所述氢气检测仪43用以检测所述加氢口处的氢气浓度。所述氢气检测仪43与所述控制系统通讯连接，所述控制系统根据氢气浓度低于设定浓度时控制加氢口夹持件44夹持、打开所述加氢口的封盖。这里设定浓度一般选择氢气的安全浓度，在检测到所述加氢口处的氢气浓度低于安全浓度，说明加氢环境安全，进而进行所述加氢口的封盖的夹持和打开。

优选的，所述视觉检测模块42、所述氢气检测仪43和所述加氢口夹持件44安装于所述安装板41的一侧。如图1所示，所述安装板41的一侧设有侧板411，所述视觉检测模块42、所述氢气检测仪43和所述加氢口夹持件44并排安装于侧板411上，所述加氢口夹持件44位于所述氢气检测仪43邻侧，这样所述加氢口夹持件44和所述氢气检测仪43可以同时运动至所述加氢口，便于在所述加氢口被开口之前对所述加氢口处的氢气浓度进行检测。

所述加氢枪夹持件45用以夹持所述加氢枪2使所述加氢枪2与所述加氢口对接。如图6所示，所述加氢枪夹持件45包括加氢枪电动夹爪451，所述加氢枪电动夹爪451设有可相对移动的两加氢枪夹头452。所述加氢枪电动夹爪451可以驱动两所述加氢枪夹头452相对靠近或远离，这样实现对加氢枪2进行夹持或释放。

具体的，所述加氢枪夹头452设有弯折的夹持面453。所述夹持面453由相对折弯的两平面组成，两所述加氢枪夹头452相对靠近时，两所述加氢枪夹头452的夹持面453可以稳定夹紧所述加氢枪2外壁。优选的，所述加氢枪夹头453为柔性夹头，所述夹持面453设有橡胶等柔性材料，这样既可以保证对所述加氢枪2的稳定夹持，又避免对所述加氢枪2外壁造成磨损破坏。

所述阀门开启部件46用以开启和关闭所述加氢枪2的阀门201。如图3所示，所述阀门201设置于加氢枪2的后端，可以控制所述加氢枪2的开闭。所述阀门开启部件46具体包括旋转台461、以及设置于所述旋转台461上的阀门开启电动夹爪462，所述阀门开启电动夹爪462设有可相对移动的两阀门开启夹头463。所述阀门开启电动夹爪462可以驱动两所述阀门开启夹头463相对靠近或远离，这样实现对阀门201进行夹持或释放。

所述加氢枪夹持件45和所述阀门开启部件46安装于所述安装板41的底部。所述阀门开启部件46设置于两所述加氢枪夹头452运动轨迹的垂线上，这样在两所述加氢枪夹头502夹持住所述加氢枪2后，所述旋转台461驱动所述阀门开启电动夹爪462旋转，进而可以带动所述阀门201转动，实现所述阀门201的开启和闭合。

所述控制系统具体为控制程序，集成于所述机械臂的控制器中，其由所述视觉检测模块42获取所述加氢口和所述加氢枪的位置信息，以及由所述氢气检测仪43获取所述加氢口的氢气浓度。所述控制系统进而根据加氢口的位置信息，确定所述加氢口夹持件44的运动路径，并控制所述机械臂驱动加氢口夹持件44按照运动路径运动、以及控制所述加氢口夹持件44执行夹持、打开所述加氢口的封盖的相应动作。所述控制系统还根据所述加氢枪2的位置信息，确定所述加氢枪夹持件45的运动路径，并控制所述机械臂驱动所述加氢枪夹持件45按照运动路径运动、以及控制所述加氢枪夹持件45执行夹持加氢枪2、所述加氢枪2与所述加氢口对接的相应动作。所述控制系统还控制所述阀门开启部件46执行开闭阀门201的相应动作。

上述加氢自动化末端执行机构的工作过程为：如图1和7所示，控制所述机械臂3驱动所述末端执行机构4由所述窗口101伸出所述机箱1，然后由所述视觉检测模块42获取所述加氢口和所述加氢枪2的位置信息，进而确定所述加氢口夹持件44和所述加氢枪夹持件45的运动路径。控制所述机械臂3驱动所述安装板1运动，带动所述加氢口夹持件44运动至氢燃料电池汽车的加氢口，通过所述氢气检测仪43所述加氢口的氢气浓度，在所述加氢口的氢气浓度低于设定浓度后控制所述加氢口夹持件44夹持、打开所述加氢口的封盖；而后驱动所述加氢枪夹持件45运动至所述加氢枪2，控制所述加氢枪夹持件45夹持所述加氢枪2，并将所述加氢枪2与所述加氢口对接；最后控制所述阀门开启部件46夹持所述阀门201，并打开所述阀门201，使所述加氢枪2输出的氢气进入所述加氢口内，完成自动化加氢过程。最后控制所述机械臂3驱动所述末端执行机构4由所述窗口101缩回所述机箱1。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。