本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人。

背景技術(shù)：

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2015年汽車產(chǎn)銷總體平穩(wěn)增長，超過2450萬輛，創(chuàng)全球歷史新高，連續(xù)七年蟬聯(lián)全球第一。而相應(yīng)的我國停車位缺口至少超5000萬個，停車難問題愈演愈烈，空間利用率高的立體車庫發(fā)展迫在眉睫。同時，隨著新能源汽車市場爆發(fā)式增長，中國已經(jīng)成為全球最大新能源汽車市場，根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心等單位聯(lián)合發(fā)布的《新能源汽車藍皮書：中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2016）》顯示，2015年新能源汽車產(chǎn)量達340471輛，銷量331092輛，同比分別增長3.3倍和3.4倍；截至2015年底，我國新能源汽車產(chǎn)銷累計49.7萬輛。根據(jù)電動汽車發(fā)展規(guī)劃及應(yīng)用推廣情況，發(fā)改委提出了“適度超前”原則及“一表一車位”模式推進充電設(shè)施建設(shè)。大力推進充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有利于解決電動汽車充電難題，是發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要保障。而立體車庫與智能充電樁相結(jié)合，為停放在立體車庫中的新能源汽車自動充電，可以有效緩解當(dāng)前停車難和充電難的社會難題，為未來提供一種創(chuàng)新發(fā)展模式。

智能充電樁機器人由機械手臂和傳統(tǒng)充電樁結(jié)合而成，對于作業(yè)空間狹小且存在眾多障礙物的立體車庫環(huán)境，無法通過人手動的方式為汽車插上充電頭，傳統(tǒng)的由剛性構(gòu)件組成的離散關(guān)節(jié)型機械手臂也難以完成此類任務(wù)，需要有新型運動機理和操作方式的機械手臂來解決這一問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種可適應(yīng)于狹小空間的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案在于，提供一種基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人，包括充電頭、柔性臂、驅(qū)動繩以及驅(qū)動裝置，所述柔性臂一端與所述充電頭轉(zhuǎn)動連接，所述柔性臂另一端與所述驅(qū)動裝置固定連接，所述驅(qū)動繩沿所述柔性臂周向排布，其一端與所述充電頭固定連接，另一端與所述驅(qū)動裝置固定連接，且所述驅(qū)動繩貫穿所述充電頭以及所述柔性臂設(shè)置，以使所述驅(qū)動裝置拉緊或松開所述驅(qū)動繩，進而帶動所述柔性臂運動。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，4個所述驅(qū)動繩沿所述柔性臂周向均勻排布，且相鄰的兩個所述驅(qū)動繩之間的夾角為90度。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述子柔性臂包括多段子柔性臂，每段所述子柔性臂均包括4個所述驅(qū)動繩，所述驅(qū)動繩沿對應(yīng)的所述子柔性臂周向均勻排布，與所述充電頭轉(zhuǎn)動連接的所述子柔性臂，4個所述驅(qū)動繩一端固設(shè)于所述充電頭上，另一端與所述驅(qū)動裝置固連，且其貫穿所述充電頭以及整個所述柔性臂設(shè)置，與所述充電頭不接觸的所述子柔性臂，其靠近所述充電頭一端與所述驅(qū)動繩固定連接，且所述驅(qū)動繩另一端與所述驅(qū)動裝置固連，以使所述驅(qū)動裝置可帶動每段所述子柔性臂均產(chǎn)生彎曲。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述子柔性臂包括至少2個關(guān)節(jié)，相鄰的2個關(guān)節(jié)之間設(shè)置有十字軸模塊，所述2個關(guān)節(jié)分別與所述十字軸模塊鉸接連接，以使所述2個關(guān)節(jié)可以可別繞所述十字軸模塊的相互垂直的兩個軸線轉(zhuǎn)動。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，相鄰的兩個所述關(guān)節(jié)之間還設(shè)置有第一彈簧，所述第一彈簧以壓縮狀態(tài)穿過所述十字軸模塊設(shè)置，且所述第一彈簧兩端分別與相鄰的兩個所述關(guān)節(jié)固定連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述柔性臂與所述充電頭之間也設(shè)置有所述十字軸模塊與第一彈簧。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述驅(qū)動裝置包括電機以及卷線輪，所述卷線輪連接于所述電機的輸出軸上，以使所述卷線輪隨所述電機的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，相隔180度的兩個所述驅(qū)動繩分別以相反的兩個方向纏繞固定于所述卷線輪上，以使所述電機轉(zhuǎn)動可帶動其中一個所述驅(qū)動繩拉緊，其中另一個所述驅(qū)動繩放松，通過一對所述電機以及一對所述卷線輪以驅(qū)動所述4個驅(qū)動繩的運動。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述驅(qū)動裝置還包括固定板、滑軌與第二彈簧，所述固定板與所述柔性臂固定連接，所述電機滑動設(shè)置于所述滑軌上，所述第二彈簧兩端分別與所述固定板以及所述電機固定連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述關(guān)節(jié)兩端、沿其周向固設(shè)有布線圓盤，所述布線圓盤上均勻分布有供所述驅(qū)動繩穿過的過孔，且多個所述布線圓盤上相對應(yīng)位置處的所述過孔的圓心處于同一直線上。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人，在柔性臂的一端固設(shè)充電頭，其另一端與驅(qū)動裝置固定連接，柔性臂上貫穿設(shè)有驅(qū)動繩，該驅(qū)動繩一端固設(shè)于柔性臂對應(yīng)于充電頭一端上，另一端與驅(qū)動裝置固定連接，從而使得驅(qū)動裝置可以驅(qū)動該驅(qū)動繩，進而通過該驅(qū)動繩帶動柔性臂于俯仰和偏航方向運動，使該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人可以適應(yīng)狹小空間環(huán)境下的工作，本發(fā)明的柔性臂組充電機器人具有更好的適應(yīng)性以及實用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的子柔性臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的柔性臂的兩個相鄰關(guān)節(jié)位置處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人柔性臂與驅(qū)動裝置連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人驅(qū)動裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

請一并參照圖1至圖5，本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人包括充電頭1、柔性臂2、驅(qū)動繩3與驅(qū)動裝置4，其中，充電頭1固設(shè)于柔性臂2的其中一端，該柔性臂2的另一端與驅(qū)動裝置4固定連接，驅(qū)動繩3貫穿該柔性臂2，并且驅(qū)動繩3的一端與柔性臂2對應(yīng)于充電頭1的該端固定連接，驅(qū)動繩3的另一端與驅(qū)動裝置4固定連接，從而驅(qū)動裝置4可以通過驅(qū)動驅(qū)動繩3來驅(qū)動柔性臂2的運動，進而使充電頭1可以到達指定位置，該種工作方式使該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人可以工作于狹小的環(huán)境之中。

為了使得該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人具有更好的適應(yīng)性，柔性臂2包括多段子柔性臂（圖中未示出），相鄰的子柔性臂之間轉(zhuǎn)動連接，以使相鄰的子柔性臂之間可以相對運動，以方便對該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的調(diào)節(jié)，其中，每個子柔性臂均包括有驅(qū)動繩3，與充電頭1轉(zhuǎn)動連接的該子柔性臂，驅(qū)動繩3一端固設(shè)于充電頭1上，另一端與驅(qū)動裝置4固連，以使該子柔性臂與充電頭1同時由該驅(qū)動繩3驅(qū)動運動，與充電頭1不接觸的子柔性臂，沿其周向均設(shè)置有驅(qū)動繩3，且驅(qū)動繩3一端與該子柔性臂靠近充電頭1一端固定連接，驅(qū)動繩3另一端與驅(qū)動裝置4固連，以使驅(qū)動裝置4可分別驅(qū)動每段子柔性臂發(fā)生相應(yīng)的運動，大大增加了該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的靈活性。

每段子柔性臂包括至少兩個關(guān)節(jié)20，相鄰的兩個關(guān)節(jié)20之間鉸接連接，以使兩個該關(guān)節(jié)之間可以發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，進而整個柔性臂2可以實現(xiàn)指定的運動。

其中，在相鄰的兩個關(guān)節(jié)20之間設(shè)置有十字軸模塊21，兩個該十字軸模塊21分別兩個該關(guān)節(jié)20鉸接連接，從而使兩個該關(guān)節(jié)20可分別繞十字軸模塊21的相互垂直的兩個軸線轉(zhuǎn)動，當(dāng)然，在不同的實施例中，也可以選擇其他的結(jié)構(gòu)，如萬向節(jié)、球面關(guān)節(jié)等都可以實現(xiàn)兩個相鄰的關(guān)節(jié)之間的轉(zhuǎn)動連接，其中，本發(fā)明中十字軸模塊21為優(yōu)選方案。

十字軸模塊21包括連接環(huán)210與連接銷211，其中，連接環(huán)210與相互垂直的兩個方向上設(shè)置有兩對第一圓孔2100，相鄰的兩個關(guān)節(jié)20上對應(yīng)于連接環(huán)210的第一圓孔2100位置處伸出有筋200，筋200與圓孔對應(yīng)位置處設(shè)置有第二圓孔2000，連接銷211插入第一圓孔2100與第二圓孔2000內(nèi)，從而將連接環(huán)210與其端的關(guān)節(jié)鉸接連接，進而相鄰的兩個關(guān)節(jié)20可分別繞相互垂直的兩對連接銷211的軸線轉(zhuǎn)動。

兩個相鄰的關(guān)節(jié)20之間還固設(shè)有第一彈簧201，第一彈簧201穿過連接環(huán)210內(nèi)圓環(huán)設(shè)置，其兩端分別與相鄰的兩個關(guān)節(jié)固定連接，且第一彈簧201在受到一定的壓縮的情況下固設(shè)于兩關(guān)節(jié)20之間，以在兩關(guān)節(jié)20靜止時保持兩關(guān)節(jié)20之間的相對位置，同時，在兩關(guān)節(jié)20發(fā)生相對轉(zhuǎn)動之后，第一彈簧201通過第一彈簧201的回復(fù)力可幫助兩關(guān)節(jié)20快速而精準(zhǔn)的回位，此外，在運動時，通過第一彈簧201可以使得該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的彎曲更加精確，易于受到準(zhǔn)確的控制。

為了方便驅(qū)動繩3對柔性臂2的驅(qū)動，在關(guān)節(jié)20的兩端均固設(shè)有布線圓盤202，布線圓盤202用于驅(qū)動繩3的定位，防止驅(qū)動繩3偏離固有位置，造成運動不準(zhǔn)確，其中布線圓盤202上沿其周向均勻設(shè)置有供驅(qū)動繩3穿過的過孔（圖中未示出），在豎直方向上，多個布線圓盤202上多個過孔的圓心處于同一直線上，以使驅(qū)動繩3能夠以拉直的狀態(tài)穿過每個圓孔120，進而更好的驅(qū)動該柔性臂關(guān)節(jié)組運動，通過布線圓盤202也起到限定驅(qū)動繩3位置的功能，同時，在驅(qū)動裝置4帶動驅(qū)動繩3運動時，由于布線圓盤202以及過孔的存在，拉緊狀態(tài)下的驅(qū)動繩3可以對沿布線圓盤202直徑方向上對其施力，從而使得每個關(guān)節(jié)20之間的彎曲更加圓滑，使得該柔性臂關(guān)節(jié)組的運動更加精確。

本發(fā)明中，每段子柔性臂上的驅(qū)動繩3的數(shù)量為4個，其沿柔性臂2周向設(shè)置，且相鄰的兩個驅(qū)動繩3之間的夾角為90度，特別的，充電頭1上、沿其周向固設(shè)有第一固定環(huán)（圖中未示出），于充電頭1位置處，4個驅(qū)動繩3分別緊固于對應(yīng)的第一固定環(huán)上，以實現(xiàn)該4個驅(qū)動繩3與充電頭1的固定，另與該充電頭1不接觸的每個子柔性臂上，其靠近于該充電頭1的一端沿周向固設(shè)有第二固定環(huán)（圖中未示出），每個子柔性臂對應(yīng)的4個驅(qū)動繩3一端分別與對應(yīng)的第二固定環(huán)緊固連接，如此，使驅(qū)動裝置4拉緊驅(qū)動繩3而帶動柔性臂運動時。

進一步的，驅(qū)動裝置4包括電機40以及緊套于電機40上的卷線輪41，其中一對間隔180度的一對驅(qū)動繩3均緊纏繞固定于卷線輪41上，進而通過卷線輪41的轉(zhuǎn)動帶動其中一個驅(qū)動繩3拉緊，另一個驅(qū)動繩3松開，其中另一對間隔180度的一對驅(qū)動繩3采用相同的方式設(shè)置于另一個卷線輪41上，每4個驅(qū)動繩3通過2個電機40以及2個卷線輪41驅(qū)動，大大增加了該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的運動能力，特別的，為了使驅(qū)動裝置4可以順暢的帶動該一對驅(qū)動繩3的拉緊和放松，該一對間隔180度的驅(qū)動繩3事先分別以兩個相反的方向于卷線輪41上纏繞數(shù)圈，以保證在驅(qū)動裝置4帶動驅(qū)動繩3運動時，該驅(qū)動繩3有足夠的余量對運動進行調(diào)整、控制。

驅(qū)動裝置4還包括固定板42、導(dǎo)軌（圖中未示出）與第二彈簧43，其中固定板42與柔性臂2固定連接，導(dǎo)軌與固定板42固定連接，電機40滑動設(shè)置于導(dǎo)軌上，以使電機40以及卷線輪41可沿該導(dǎo)軌滑動，第二彈簧43一端與固定板42固定連接，另一端與的電機40固定連接，通過第二彈簧43彈性回復(fù)力可以小幅度的補償驅(qū)動繩3變化的偏差，保證了該柔性臂機器人工作的穩(wěn)定性于準(zhǔn)確性。

為了保證驅(qū)動繩3拉緊松開的過程，驅(qū)動繩3運動順暢，在柔性臂2與固定板42之間還固設(shè)有軟管30，軟管30的數(shù)量與驅(qū)動繩3的數(shù)量一致，每個軟管30套設(shè)于一個驅(qū)動繩3外，以將驅(qū)動繩3導(dǎo)入驅(qū)動裝置4內(nèi)，由于多個驅(qū)動繩3均一端與驅(qū)動裝置4連接，在多個驅(qū)動繩3伸入驅(qū)動裝置4中時，不同的驅(qū)動繩3之間會發(fā)生位置的交叉，在驅(qū)動繩3長時間拉緊、放松運動時，極易造成驅(qū)動繩3的磨損，嚴(yán)重影響驅(qū)動繩3的使用壽命，軟管30的設(shè)置有效了保護了該驅(qū)動繩3，防止了驅(qū)動繩3之間的相互磨損，從而增加了驅(qū)動繩3的使用壽命，保證了該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人的正常運行。

本發(fā)明的基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人，每一對電機40、一對卷線輪41、一對第二彈簧43以及一對導(dǎo)軌用于控制一個子柔性臂上的4個驅(qū)動繩3，使得該基于閉環(huán)繩索驅(qū)動的柔性充電機器人具有更好的操作性，上述結(jié)構(gòu)均勻的排布于該驅(qū)動裝置4內(nèi)，大大節(jié)省了安裝空間。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。