一种设置在无人直升机下的自动加油枪的制作方法

本发明涉及汽车自动加油设备技术领域，具体涉及一种设置在无人直升机下的自动加油枪。

背景技术：

随着机动车数量的增加，机动车用油量也在不断增加。对于许多车流量大的加油站，排队加油现象十分常见，尤其是高速等主干道路，排队加油现象严重影响人们的出行，客运货运受到极大影响。面对人工加油，需要排队等待加油，同时现金结算面临找零、现金安全、排队付款等现象，提高加油站工作效率，加快加油速度，势在必行。

为了解决这一问题，一些加油站采样了自助加油系统。现有的自助加油系统虽然一定程度上解决了排队等待加油的问题，但是，仍然存在付款效率低，加油速度无法根本上提高的问题。现有的自助加油系统有两种：一种是使用现金进行交易的自助加油系统，此类系统对于多数旧损现金无法识别，且现金识别系统识别过程需要一定时间。另一种是使用预先储值的加油卡的自助加油系统，此类系统中，加油卡一次性定额不记名占多数，无法充值，储值的加油卡需要定点购买存储现金。综上所述，现有的自助加油系统效率低。

现有加油方式是通过中控解锁油箱盖，然后手动按压，打开油箱盖，再手动拧开油箱塞进行加油，用人工进行确定加油量后加油，之后收费，再手动拧紧油箱塞，盖上油箱盖，完成加油。该方式通用,普通，市场占有率高，但是依靠人工操作，效率低，流量大时容易产生堵塞，随着互联网及自动化的快速发展，容易被淘汰。综上，需要一种自助加油、支付方便、提高加油效率的车辆自动加油系统。

申请号为：cn201610645550.8的中国专利公开了一种车辆自动加油系统，电子控制单元通过网络与加油服务器和第三方平台连接；液晶显示器用于选择油品信息和在线支付；油箱盖开关装置，包括驱动电机和转动副，用于带动油箱盖开启关闭，油箱盖的内侧设有油箱塞，用于压紧车辆油箱的油箱口，油箱口旁设有测距接收发射器；加油机器人，为在空间内进行伸展的机械臂，所述机械臂的底部在平面上运动；加油枪，位于加油机器人机械臂上端，加油枪上设有液位报警器，加油机器人上靠近加油枪设有测距发射器和测距接收器；控制器，用于接收测距接收发射器、测距接收器和液位报警器的信号，控制测距发射器和加油枪，测距接收发射器接收测距发射器的信号。但在该专利公开的技术文件中并没有提供加油机器人的具体技术方案，然而加油机器人是一种非常复杂机械控制系统，且成本会很高，并且存在有安全隐患。

申请号为：cn201910490133.4的中国专利公开了一种与加油机连接的自动加油枪，包括设置在加油站上方的顶棚，顶棚下吊装有油枪行走架，监控摄像头，油枪行走架下面吊装有油枪、语音提示器、加油口识别摄像头和加油枪横向驱动器；加油站的地面设置有压力传感器，加油枪与加油机连接，加油机与控制器连接，控制器的存储器内存储模块内有各类车型油箱加油口位置信息。将加油枪吊装在油枪行走架上，开启与加油机连接的控制器，监控摄像头发来的图像信息，以及安装在加油站地面上压力传感器采集到的车轮位置信息后，控制器依据存储器存储的车型信息发出驱动指令，控制油枪行走架运动，将加油枪移动到车辆油箱口部位，加油完成后加油枪回复到原位。该加油机的加油管被吊装在顶喷上，是的加油管的管路较长，加油枪的驱动结构比较复杂，且加油枪对准车辆的油箱口的准确性性交底，因此有必要对其结构进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种车辆加油自动化程度高、加油操作准确度高、灵活度高，自动加油设备小巧、安全性能好、结构简单的一种设置在无人直升机下的自动加油枪。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种设置在无人直升机下的自动加油枪，所述无人直升机包括直升机机翼组件，机翼组件下设有直升机起落架，直升机起落架内设有加油枪驱动框架，加油枪驱动框架的下面设有底板，在底板的上部设有升降驱动机构，升降驱动机构中的升降部件与升降台连接，升降台上设有旋转驱动机构，旋转驱动机构上设有转盘，转盘上设有横向驱动机构，横向驱动机构中设有横向移动部件，横向移动部件上设有加油枪摆动驱动部件和油箱盖开关驱动部件，加油枪摆动驱动部件上连接有加油枪卡装部件，底板上设有分别与控制器连接的电池和油箱位置探测器件，控制器还分别与直升机驱动伺服电机及各驱动机构中的驱动部件电连接。

为了便于无人直升机的平稳、安全、灵活的起降，优选的技术方案是，所述直升机驱动伺服电机设有4部分别设置在4个机翼上，4个机翼通过机翼连接框架与直升机起落架连接，直升机起落架呈到u形框架结构，在框架的底部设有脚轮。

为了便于加油枪能够为不同车辆加油，使其适应于不同车辆的不同油箱高度，优选的技术方案还有，所述升降驱动机构为丝杠螺母升降机构，丝杠螺母升降机构包括与底板上面连接的升降驱动伺服电机，升降驱动伺服电机与升降驱动丝杠的一端连接，升降驱动丝杠与升降驱动螺母螺纹配合，升降驱动螺母的一侧设有升降滑块，升降滑块与设置在底板上面的升降导向部件的导向槽滑动配合，升降驱动螺母的另一侧设有悬臂式升降台，升降驱动丝杠的另一端通过支撑部件与升降导向部件连接。

为了便于控制加油枪在需要对车辆进行加油时将油枪伸出至加油枪驱动框架的外部，当不需要对车辆进行加油时将油枪回收到加油枪驱动框架的内部，使其不会对其他车辆及加油枪因碰撞造成损坏，优选的技术方案还有，所述旋转驱动机构包括连接在升降台上的旋转驱动伺服电机，旋转驱动伺服电机的输出轴通过法兰与转盘连接。

为了便于当加油枪驱动框架靠近被加油的车辆后，再将加油枪插入到被加油车辆的油箱内，优选的技术方案还有，所述横向驱动机构为横向丝杠螺母驱动机构，横向丝杠螺母驱动机构包括安装在转盘上的横向驱动伺服电机，横向驱动伺服电机的输出轴与横向驱动丝杆的一端连接，横向驱动丝杆的另一端通过支架连接在转盘上，横向驱动丝杆与横向驱动螺母螺纹配合，横向驱动螺母的下面设有横向导向槽滑块，横向导向槽滑块与设置在转盘上的横向导向槽滑槽滑动配合，横向驱动螺母的上面设有横向移动部件，横向移动部件为托板。

为了便于当加油枪驱动框架靠近被加油的车辆后，再将加油枪插入到被加油车辆的油箱内，优选的技术方案还有，所述加油枪摆动驱动部件包括设置在横向移动部件上的驱动加油枪上下摆动的加油枪驱动伺服电机，加油枪驱动伺服电机的输出轴上连接有加油枪卡装部件，加油枪卡装部件用于将加油枪夹紧固定，加油枪卡装部件为三角形的支撑架结构，或为三角形卡套式的夹持结构。

为了便于当加油枪驱动框架靠近被加油的车辆后，将被加油车辆的油箱门打开加油，并且在加油后将油箱门关闭好，优选的技术方案还有，所述油箱盖开关驱动部件包括安装在转盘上驱动横向顶杆左右摆动的横向顶杆驱动伺服电机，横向顶杆驱动伺服电机的输出轴上连接有与输出轴垂直连接的横向顶杆，横向顶杆分为刚性段和具有弹性的柔性段两部分，刚性段的一端与横向顶杆驱动伺服电机的输出轴连接，刚性段的另一端与具有弹性的柔性段一端连接，具有弹性的柔性段另一端装有橡胶蘑菇头。

为了便于简化将加油枪插入油箱内的驱动机构，和将油箱门开启与关闭的驱动机构，将上述两个驱动机构安装在同一个横向移动部件上，优选的技术方案还有，所述加油枪摆动驱动部件与油箱盖开关驱动部件在横向移动部件分别安装在两个部位，且加油枪摆动驱动部件的摆动面方向与油箱盖开关驱动部件驱动油门开关方向成60°~180°的夹角。

为了便于监测被加油车辆的位置及油箱所在的位置，并且便于准确全面地监测被加油车辆及油箱所在的位置，进一步优选的技术方案还有，所述升降导向部件为导向板或为导向框架，在导向板或导向框架上安装有油箱位置探测器件，油箱位置探测器件包括有激光测距仪或雷达测速测距仪、光学摄像头、远红外探头，在导向板或导向框架上安装有语音提示器、报警器。

为了确保加油枪的使用安全，提高加油枪的加油效率，简化控制器，优选的技术方案还有，所述底板上面的加油枪驱动框架三个侧面分别安装有透明罩壳，加油枪的加油管由透明罩壳的侧面或底板下过与加油枪连接；电池与控制器安装在透明罩壳内部的底板上面，控制器选用plc控制器或工业计算机，控制器上还连接有显示器，显示器吊装在加油枪驱动框架顶部的下面；加油枪的加油管在加油机一侧设有张紧器或挂装有配重件。

本发明的优点和有益效果在于：该设置在无人直升机下的自动加油枪具有车辆加油自动化程度高、加油操作准确度高、灵活度高，自动加油设备小巧、安全性能好、结构简单等特点。

当被加油车辆驶入加油站后，无人直升机下的车辆油箱位置探测器件便可判断被加油车辆距无人直升机的距离以及被加油车辆的油箱门位置。此时携带有加油枪的无人直升机拖着加油管飞行到与被加油车辆平行且靠近的部位，并在位于被加油车辆的油箱一侧降落，然后通过升降驱动机构、升降台上设有旋转驱动机构、旋转驱动机构上的转盘、转盘上的横向驱动机构、横向驱动机构中的横向移动部件、横向移动部件上的加油枪摆动驱动部件和油箱盖开关驱动部件、加油枪摆动驱动部件上连接加油枪卡装部件，上述部件通过设有在底板上的控制器可控制加油枪为被加油车辆进行加油的全自动操作过程。

附图说明

图1是本发明自动加油枪的主体结构示意图；

图2是图1的侧视结构示意图；

图3是图2中的加油状态一图；

图4是图2中的加油状态二图；

图5是图2中的开启油门状态一图；

图6是图2中的开启油门状态二图。

图中：1、翼组件；1.1、直升机驱动伺服电机；1.2、机翼连接框架；2、起落架；2.1、脚轮；3、加油枪驱动框架；4、底板；5、升降驱动机构；5.1、升降驱动伺服电机；5.2、升降驱动丝杠；5.3、升降驱动螺母；5.4、升降滑块；6、升降台；7、旋转驱动机构；7.1、旋转驱动伺服电机；8、转盘；8.1、横向导向滑槽；9、横向驱动机构；9.1、横向驱动伺服电机；9.2、横向驱动丝杆；9.3、横向驱动螺母；9.4、横向导向槽滑块；10、横向移动部件；11、油枪摆动驱动部件；11.1、加油枪摆动驱动伺服电机；12、油箱盖开关驱动部件；12.1、横向顶杆；12.11、刚性段；12.12、柔性段；12.2、横向顶杆驱动伺服电机；12.3、橡胶蘑菇头；13、加油枪卡装部件；14、控制器；14.1、显示器；15、电池；16、油箱位置探测器件；17、升降导向部件；17.1、导向槽滑；18、透明罩壳；a、无人直升机；b、加油枪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1~6所示，本发明是一种设置在无人直升机下的自动加油枪，所述无人直升机a包括直升机机翼组件1，机翼组件1下设有直升机起落架2，直升机起落架2内设有加油枪驱动框架3，加油枪驱动框架3的下面设有底板4，在底板4的上部设有升降驱动机构5，升降驱动机构5中的升降部件与升降台6连接，升降台6上设有旋转驱动机构7，旋转驱动机构7上设有转盘8，转盘8上设有横向驱动机构9，横向驱动机构9中设有横向移动部件10，横向移动部件10上设有加油枪摆动驱动部件11和油箱盖开关驱动部件12，加油枪摆动驱动部件11上连接有加油枪卡装部件13，底板4上设有分别与控制器14连接的电池15和油箱位置探测器件16，控制器14还分别与直升机驱动伺服电机1.1及各驱动机构中的驱动部件电连接。

为了便于无人直升机的平稳、安全、灵活的运行，本发明优选的实施方案是，所述直升机驱动伺服电机1.1设有4部分别设置在4个机翼上，4个机翼通过机翼连接框架1.2与直升机起落架2连接，直升机起落架2呈到u形框架结构，在框架的底部设有脚轮2.1。

为了便于加油枪b能够为不同车辆加油，使其适应于不同车辆的不同油箱高度，本发明优选的实施方案还有，所述升降驱动机构5为丝杠螺母升降机构，丝杠螺母升降机构包括与底板1上面连接的升降驱动伺服电机5.1，升降驱动伺服电机5.1与升降驱动丝杠5.2的一端连接，升降驱动丝杠5.2与升降驱动螺母5.3螺纹配合，升降驱动螺母5.3的一侧设有升降滑块5.4，升降滑块5.4与设置在底板1上面的升降导向部件17的导向槽17.1滑动配合，升降驱动螺母5.3的另一侧设有悬臂式升降台6，升降驱动丝杠5.2的另一端通过支撑部件与升降导向部件17连接。

为了便于控制加油枪b在需要对车辆进行加油时将加油枪伸出至加油枪驱动框架3的外部，当不需要对车辆进行加油时将加油枪回收到加油枪驱动框架3的内部，使其不会对其他车辆及加油枪因碰撞造成损坏，本发明优选的实施方案还有，所述旋转驱动机构7包括连接在升降台6上的旋转驱动伺服电机7.1，旋转驱动伺服电机的输出轴通过法兰与转盘8连接。

为了便于当加油枪驱动框架3靠近被加油的车辆后，再将加油枪b插入到被加油车辆的油箱内，本发明优选的实施方案还有，所述横向驱动机构9为横向丝杠螺母驱动机构，横向丝杠螺母驱动机构包括安装在转盘8上的横向驱动伺服电机9.1，横向驱动伺服电机9.1的输出轴与横向驱动丝杆9.2的一端连接，横向驱动丝杆9.2的另一端通过支架连接在转盘8上，横向驱动丝杆9.2与横向驱动螺母9.3螺纹配合，横向驱动螺母9.3的下面设有横向导向槽滑块9.4，横向导向槽滑块9.4与设置在转盘8上的横向导向滑槽8.1滑动配合，横向驱动螺母9.3的上面设有横向移动部件10，横向移动部件10为托板。

为了便于当加油枪驱动框架3靠近被加油的车辆后，再将加油枪b插入到被加油车辆的油箱内，本发明优选的实施方案还有，所述加油枪摆动驱动部件11包括设置在横向移动部件10上的驱动加油枪b上下摆动的加油枪摆动驱动伺服电机11.1，加油枪摆动驱动伺服电机11的输出轴上连接有加油枪卡装部件13，加油枪卡装部件13用于将加油枪b夹紧固定，加油枪卡装部件13为三角形的支撑架结构，或为三角形卡套式的夹持结构。

为了便于当加油枪驱动框架3靠近被加油的车辆后，将被加油车辆的油箱门打开加油，并且在加油后将油箱门关闭好，本发明优选的实施方案还有，所述油箱盖开关驱动部件12包括安装在转盘8上驱动横向顶杆12.1左右摆动的横向顶杆驱动伺服电机12.2，横向顶杆驱动伺服电机12.2的输出轴上连接有与输出轴垂直连接的横向顶杆12.1，横向顶杆12.1分为刚性段12.11和具有弹性的柔性段12.12两部分，刚性段12.11的一端与横向顶杆驱动伺服电机12.2的输出轴连接，刚性段12.11的另一端与具有弹性的柔性段12.12一端连接，具有弹性的柔性段12.12另一端装有橡胶蘑菇头12.3。

为了便于简化将加油枪b插入油箱内的驱动机构，和将油箱门开启与关闭的驱动机构，将上述两个驱动机构安装在同一个横向移动部件10上，本发明优选的实施方案还有，所述加油枪摆动驱动部件11与油箱盖开关驱动部件12在横向移动部件10分别安装在两个部位，且加油枪摆动驱动部件11的摆动面方向与油箱盖开关驱动部件12驱动油门开关方向成60°~180°的夹角，优选成90°的夹角。

为了便于监测被加油车辆的位置及油箱所在的位置，并且便于准确全面地监测被加油车辆及油箱所在的位置，本发明进一步优选的实施方案还有，所述升降导向部件17为导向板或为导向框架，在导向板17或导向框架上安装有油箱位置探测器件16，油箱位置探测器件16包括有激光测距仪或雷达测速测距仪、光学摄像头、远红外探头，在导向板或导向框架上安装有语音提示器、报警器（图中未视）。

为了确保加油枪b的使用安全，提高加油枪b的加油效率，简化控制器，本发明优选的实施方案还有，所述底板4上面的加油枪驱动框架3三个侧面分别安装有透明罩壳18，加油枪b的加油管由透明罩壳18的侧面或底板4下过与加油枪b连接；电池15与控制器14安装在透明罩壳18内部的底板1上面，控制器14选用plc控制器或工业计算机，控制器14上还连接有显示器14.1，显示器14.1吊装在加油枪驱动框架3顶部的下面；加油枪b的加油管在加油机一侧设有张紧器或挂装有配重件。

本发明一种设置在无人直升机下的自动加油枪工作原理是：

当被加油车辆驶入加油站后，无人直升机a上的车辆油箱位置探测器件16中的激光测距仪或雷达测速测距仪、光学摄像头、远红外探头等便可判断被加油车辆距无人直升机a的距离、方位、车头朝向以及被加油车辆的油箱门位置。此时携带有加油枪b的无人直升机a拖着加油管起飞且飞行到与被加油车辆平行且大致对齐的位置，并位于被加油车辆的油箱一侧降落停下，然后通过升降驱动机构5将升降台6上的加油枪b的高度调整到与被加油车辆油箱高度一致的位置，升降台6上设有旋转驱动机构7，旋转驱动机构7上的转盘8，旋转驱动机构7首先将转盘8旋转至油箱盖开关驱动部件12对准被加油车辆油箱的方位，然后横向驱动机构9中的横向移动部件10，驱动油箱盖开关驱动部件12中的驱动横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3顶压油箱盖，将油箱盖开启，然后横向驱动机构9中的横向移动部件10驱动油箱盖开关驱动部件12中的驱动横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3后退一段距离，同时无人直升机也纵向向后微动一段距离，使得油箱盖开关驱动部件12中的驱动横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3移动到油箱盖已经开启的一侧，然后驱动横向顶杆12.1左右摆动的横向顶杆驱动伺服电机12.2启动，通过横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3的摆动将油箱盖完全转动打开，横向移动部件10再次驱动油箱盖开关驱动部件12后退，转盘8旋转90°将加油枪对准油箱口，横向移动部件10向前移动加上加油枪摆动驱动部件11驱动加油枪向下摆动的组合运动，将加油枪插入到油箱内后开始加油，加油结束后上述组合运动成相反方向的运动是加油枪离开邮箱的加油口。转盘8反向旋转90°，再次将驱动油箱盖开关驱动部件12中的驱动横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3对准油箱口，同时无人直升机也纵向向前微动一段距离，横向移动部件10向前移动，驱动油箱盖开关驱动部件12中的驱动横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3前进一段距离，然后驱动横向顶杆12.1左右摆动的横向顶杆驱动伺服电机12.2启动，通过横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3的摆动将油箱盖旋转至关闭位置，最后横向移动部件10再次向前移动驱动横向顶杆12.1一端柔性段12.12上的橡胶蘑菇头12.3再次顶压油箱盖将油箱盖最终关闭。为被加油车辆加完油后的无人机再次起飞，飞回到初始位置待命。上述加油过程均在控制器14的控制下通过控制程序全自动完成加油的全过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。