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权利要求书 一种可侧向搬运汽车的智能机器人, 包括中心主体和支撑支架, 所述 支撑支架与所述中心主体通过水平直线驱动机构连接, 所述支撑支架 位于中心主体的两侧并可相对中心主体水平地运动, 其特征在于, 在所述中心主体上还设有板叉架, 所述板叉架通过滑轨 与中心主体连接并能沿中心主体做垂直升降运动; 所述板叉架上设有 可水平横向移动的板叉; 所述板叉上设有可旋转的夹板, 所述夹板可 绕其支点旋转 45度至 90度。 如权利要求 1所述的可侧向搬运汽车的智能机器人, 其特征在于, 还 包括安装于支撑支架端部的安全检测装置和 /或导航装置。 如权利要求 1所述的可侧向搬运汽车的智能机器人, 其特征在于, 还 包括供电装置, 所述供电装置包括安装于中心主体中央的蓄电池及与 蓄电池电连接的充电接口。 根据权利要求 1所述的可侧向搬运汽车的智能机器人, 其特征在于, 在所述支撑支架底部装有万向驱动轮, 每个万向驱动轮带有 2个电机 [权利要求 5] 根据权利要求 2所述的可侧向搬运汽车的智能机器人, 其特征在于, 所述导航装置包括激光导航模块、 磁钉导航模块、 电磁导航模块或惯 性导航模块。 [权利要求 6] 如权利要求 2所述的可侧向搬运汽车的智能机器人, 其特征在于, 所 述安全检测装置包括激光防撞模块、 机械防撞模块、 红外防撞模块或 超声波防撞模块。 [权利要求 7] 如权利要求 6所述的可侧向搬运汽车的智能机器人, 其特征在于, 所 述中心主体内还设有中央控制系统, 所述中央控制系统由主控制器及 与主控制器电连接的行走模块、 升降模块、 引导定位模块、 安全模块 、 电源和充电管理模块、 通信模块、 人机交互装置组成。 [权利要求 8] —种使用如权利要求 1所述的可侧向搬运汽车的智能机器人搬运汽车 的方法, 其特征在于, 包括如下步骤: S 1: 智能机器人从汽车的侧面把 2根板叉伸入汽车底部; S2: 2根板叉根据汽车的尺寸水平地移动; S3: 当板叉接触到汽车轮胎吋, 板叉上的夹板经链条传动旋转 45度至 90度, 把汽车的 4个轮胎分别夹持起来; S4: 智能机器人根据停车场控制系统的命令和调度, 把汽车从出入口 室搬运到指定停车位或从指定停车位搬运到出入口室。 |
[0001] 本发明涉及一种智能停车设备, 尤其涉及一种可侧向搬运汽车的智能机器人, 适用于汽车搬运的技术领域。
[0002]
[0003] 背景技术
[0004] 随着汽车的迅速普及与发展, 城市停车位供应严重不足, 停车位的需求越来越 大, 传统的停车方式逐渐向智能机械化立体停车方 式发展。 现有的全自动化立 体停车库主要有平面移动类, 巷道堆垛类, 垂直升降类。 它们的工作原理就是
, 有一台或多台搬运器, 可以从汽车底部把汽车抬升起来搬运, 然后一起移动 到升降机上, 升降机再把搬运器连同汽车运往不同的停车层 , 再由搬运器把汽 车送入指定的停车位。
[0005] 上述几类停车设备的主要缺陷是: (1) 搬运器、 堆垛机或者横移车都只能在 轨道上做直线运动, 不能转弯, 运动路径受到限制, 不能利用停车楼里有转角 的空间。 (2) 因为设备是基于轨道运行的, 所以需要铺设大量轨道, 库位数量 越多, 巷道越长, 用于铺设轨道的钢材和土木工程量也会相应增 加, 消耗大量 材料、 人工和吋间。 (3) 同一个停车楼里, 需要配置搬运器、 横移车、 升降机 多种设备, 设备安装比较复杂, 需要较高精度的安装才能保证搬运器在各个设 备以及走行轨道上顺利移动过渡, 安装稍有不当, 设备的衔接配合就会出问题 , 甚至要重新修改设备的尺寸。 (4) 这几种立体机械车库中的设备及机构过于 庞大笨重, 安装以及维修量大, 不易于随吋拆卸更换, 一旦某个机械部件出了 问题, 就会造成整个系统瘫痪。 (5) 这种立体机械停车库受到自身停车方式的 制约, 多个搬运器之间的协同工作效率较低, 尚不足以达到超高密度的空间利 用效能。 (6) 以上几种全自动立体车库, 造价及维护成本都较高, 不易于超大 规模扩展使用。
[0006] 如专利号为 201010622917.7的"一种机械车库智能搬运小车 "公幵了: "它包括 控制系统、 轮距定位机构, 以及结构相同的前轮搬运器和后轮搬运器; 所述前 轮搬运器和后轮搬运器均包括架体、 双向行走机构、 夹臂机构和四个可旋转的 夹臂, 双向行走机构设置于架体底部, 夹臂机构装设于所述架体, 每两个夹臂 为一组分别设置于架体两边, 所述夹臂机构驱动连接所述四个夹臂; 所述轮距 定位机构连接所述前轮搬运器和后轮搬运器。 "然而该搬运器同样是采用有线连 接, 只能在轨道上直线运行, 搬运器在行进过程中由于受卷线器电缆长度的 限 制, 最多能直线运行距原始状态 2辆车长度左右的距离, 这就给密集型停车、 远 距离搬运车辆及任意空间停车带来了困扰; 同吋, 还由于搬运器自身厚度所限 , 只能适用于底盘较高的汽车, 无法用来搬运底盘过低的车辆。
[0007] 另外, 如专利号为 201410134130.4的"立体车库轿厢上的汽车搬运装置 "公幵了 : "一种立体车库轿厢上的汽车搬运装置, 汽车搬运装置由托盘、 托架、 托座、 托架上的升降机构、 托架的水平移动机构组成, 托架上的升降机构让托板在托 架上升降, 托座固定在车厢地板上"。 该搬运器更是不能够自由移动。
[0008] 因此, 一种适用于各种车型, 能自主导引及自由行径路线的、 节省空间、 存取 车快速、 性能安全、 维护简便的智能机器人亟待提出。
[0009]
[0010] 发明内容
[0011] 本发明所要解决的技术问题是, 克服现有技术的不足, 设计一种高度智能化的 停车设备, 这种智能停车设备的结构简单, 建设及维护成本低廉, 汽车存取方 便, 能够快速搬取汽车、 停放汽车, 能智能规划汽车搬运路径, 不受直线轨道 约束, 能充分利用不规则空间, 并具有如下特征: 大面积、 高密度紧凑的停车 位; 多个搬运器高效率协同合作; 适用于各种轴距和任意底盘形式的车型。
[0012] 为达到上述目的, 本发明采用以下技术方案实现的:
[0013] 一方面, 本发明涉及一种可侧向搬运汽车的智能机器人 , 包括中心主体和支撑 支架, 支撑支架与中心主体通过水平直线驱动机构连 接, 支撑支架位于中心主 体的两侧并能够相对中心主体水平地运动, 在中心主体上还设有板叉架, 板叉 架通过滑轨与中心主体连接并能沿中心主体做 垂直升降运动; 板叉架上连接有 能够进行垂直升降运动和横向水平移动的板叉 ; 板叉上连接有夹板, 夹板能够 绕其支点旋转 45度至 90度。
[0014] 优选地, 智能机器人还包括安装于支撑支架的端部的安 全检测装置和 /或导航 装置。 智能机器人还可以包括供电装置, 供电装置包括安装于中心主体中央的 蓄电池及与蓄电池电连接的充电接口。
[0015] 优选地, 在支撑支架底部装有万向驱动轮, 每个万向驱动轮带有 2个电机。
[0016] 优选地, 导航装置可以包括激光导航模块、 磁钉导航模块、 电磁导航模块或惯 性导航模块, 安全检测装置可以包括激光防撞模块、 机械防撞模块、 红外防撞 模块或超声波防撞模块。
[0017] 优选地, 中心主体内还设有中央控制系统, 中央控制系统由主控制器及与主控 制器电连接的行走模块、 升降模块、 引导定位模块、 安全模块、 电源和充电管 理模块、 通信模块、 人机交互装置组成。
[0018] 另一方面, 本发明涉及一种使用如上所述的可侧向搬运汽 车的智能机器人搬运 汽车的方法, 包括如下步骤:
[0019] S1: 智能机器人从汽车的侧面把 2根板叉伸入汽车底部;
[0020] S2: 2根板叉根据汽车的尺寸水平地移动;
[0021] S3: 当板叉接触到汽车轮胎吋, 板叉上的夹板经链条传动旋转 45度至 90度, 把 汽车的 4个轮胎分别夹持起来;
[0022] S4: 智能机器人根据停车场控制系统的命令和调度 , 把汽车从出入口室搬运到 指定停车位或从指定停车位搬运到出入口室。
[0023] 本发明的优点和积极效果是:
[0024] 1、 本智能立体停车设备, 在停车场布置上采用多行多列多巷道结构, 智能机 器人的旋转空间很小, 所以智能机器人的运动巷道空间很小, 同吋停车位相邻 得很紧密, 相比现有机械立体停车库, 在相同面积的停车场地中, 腾出了更多 的停车位空间, 增加了停车场的空间使用效率。
[0025] 2、 智能机器人使用导航模块进行路径导航, 不依赖于特定的地面直线轨道, 省去了铺设大量钢轨的工作量, 其结构简单、 成本低廉、 施工方便同吋便于维 护, 智能机器人如出现故障也易于随吋更换整台机 器人, 实现快速故障修复。 可以通过控制系统方便修改运动路径, 可以任意方向直线行走、 曲线行走和原 地中心旋转, 从而可以把停车场带有转角的空间和各种不规 则的空间利用起来 , 达到极高的空间利用率。
[0026]
[0027] 附图说明
[0028] 图 1是本发明所述智能机器人的立体结构图;
[0029] 图 2是本发明所述智能机器人的后视图;
[0030] 图 3是本发明所述智能机器人的另一视角的立体 构图;
[0031] 图 4是本发明所述智能机器人的载车状态图;
[0032] 图 5是本发明所述智能机器人的中央控制系统原 图;
[0033] 图 6是应用本发明所述智能机器人的板叉侧插入 车吋的状态图;
[0034] 图 7是应用本发明所述智能机器人的夹板旋转吋 状态图;
[0035] 图 8是应用本发明所述智能机器人的夹板夹持汽 吋的状态图;
[0036] 图 9是应用本发明所述智能机器人的停车层示意 ;
[0037] 图 10是应用本发明所述智能机器人的立体停车场 构图。
[0038] 图中, 中心主体 100、 支撑支架 (121、 122) 、 直线滚道 1211、 滚轮 (101、 10 2) 、 链轮 103、 齿条 1212、 垂直升降装置 130、 板叉 150、 夹板 (151、 152) 、 万向驱动轮 161、 蓄电池 170。
[0039]
[0040] 具体实施方式
[0041] 以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:
[0042] 如图 1所示, 其中显示了根据本发明的一种可侧向搬运汽车 的智能机器人, 该 智能机器人包括 1个中心主体 100及 2个支撑支架 121、 122, 中心主体 100内设有 中央控制系统。 支撑支架 121、 122与中心主体 100通过水平直线驱动机构连接, 支撑支架位于中心主体的两侧并能够相对中心 主体水平地运动。
[0043] 在智能机器人的中心主体上还设有板叉架 110, 板叉架 110通过滑轨与中心主体 连接, 板叉架 110可沿中心主体做垂直升降运动, 例如可以由涡轮蜗杆螺旋顶升 机构或链轮齿条机构等驱动。 板叉架 110上固接有板叉 150, 板叉 150既可跟随板 叉架 110—起沿中心主体做垂直升降运动, 又可独立地横向水平移动。 在板叉上 连接有 2个夹板 151、 152, 夹板 151、 152通过链条传动可绕其支点 153旋转 45度 至 90度并接触到汽车轮胎, 从而把汽车轮胎夹持起来。
[0044] 以下描述一种可行的水平直线驱动机构的实施 方式。 如图 2所示, 2个支撑支架 121、 122位于中心主体 100外侧, 每个支撑支架上具有一个直线滚道 1211, 中心 主体每侧具有 4对滚轮, 第一滚轮 101的轴端固定于中心主体上, 第一滚轮 101嵌 入直线滚道 1211内侧的滑槽中; 第二滚轮 102的轴端也固定于中心主体上, 第二 滚轮 102与直线滚道的外侧面保持滑动接触, 直线滚道 1211可在第二滚轮 102上 水平滚动。 此外, 中心主体 100的两侧各设有一个链轮 103, 链条 104的上端连接 在左侧直线滚道上 (如图 2中所示的 A点) , 链条 104的下端连接在右侧直线滚道 上 (如图 2中所示的 B点) , 链条与链轮互相啮合, 链轮与链条的传动配合可保 证两侧直线滚道相对于中心主体的水平横向距 离相等。 另外, 链轮 103上还带有 一个电磁制动器, 当电磁制动器锁定链轮的转动吋, 则可锁定支撑支架相对中 心主体的位置; 当电磁制动器松幵, 链轮可以自由转动, 这吋位于支撑支架底 部两侧的万向驱动轮 161沿着横向方向往相反方向运动, 带动两侧的支撑支架相 对中心主体发生横向位移, 从而实现 2个支撑支架之间的间距可根据汽车的长度 自主调节, 以使汽车可容纳在 2个支撑支架之间。 每个万向驱动轮 161带有 2个电 机, 在万向驱动轮的协同运动下, 智能机器人可以在平面上做任意方向的直线 行走、 任意方向的曲线行走、 以及原地中心旋转。
[0045] 根据本发明的智能机器人还带有供电装置、 导航装置及安全检测装置, 从而实 现机器人的自主充电、 自主行走。
[0046] 如图 3所示, 供电装置包括安装于中心主体中央的蓄电池 170及与蓄电池电连接 的充电接口。 机器人在空闲状态下, 可前往停车层上设置的充电位上进行充电
[0047] 如图 1所示, 支撑支架 121、 122的一端安装有导航装置 181, 此装置可以包括激 光导航模块, 也可包括磁钉导航模块或电磁导航模块或惯性 导航模块, 尤其是 陀螺仪。
[0048] 激光导航模块的原理为: 在机器人运动的空间中放置有若干个人工标记 (如反 射胶贴) , 机器人在行走过程中, 其激光导航模块通过发射及反射回的激光光 束来测量各个反射标记的距离和角度, 然后通过几何计算得出自身的位置信息 , 从而进行位置导航。
[0049] 支撑支架 121、 122的另一端安装有安全检测装置 182, 此装置可以包括激光防 撞模块, 也可包括机械防撞模块或红外防撞模块或超声 波防撞模块, 对智能机 器人前后左右四个方向上的物体进行扫描、 识别。
[0050] 激光防撞模块的工作原理为: 激光防撞模块发射激光束, 照射周围的物体, 通 过探测激光束的反射光来设别障碍物的有无, 并向控制系统反馈信号, 以便控 制系统发出指令, 控制机器人的行进及停止。
[0051] 如图 5所示, 中央控制系统由主控制器及与主控制器电连接 的行走模块、 升降 模块、 引导定位模块、 安全模块、 电源和充电管理模块、 通信模块、 人机交互 装置组成。 其中, 引导定位模块用于对智能机器人的行进路径进 行引导和定位 ; 安全模块用于防止智能机器人行进期间与周围 物体发生碰撞, 保证其安全; 通信模块用于智能机器人与外部进行无线通讯 ; 人机交互装置用于对智能机器 人参数进行设定并显示智能机器人的运行状态 。
[0052] 下面介绍引导定位模块的工作流程: 上位系统通过无线网络、 电台等发送任务 表 /行走段表, 通信模块监听这些数据, 并存入段表队列中。 AGV从段表队列取 出段表参数、 点信息、 操作码信息等, 以此实现速度生成、 目的点确定、 搬运 操作码命令输出。 主控制器实现位置计算, 其原理如下: 采用两个位置计算器 完成对位置的准确估算和计算, 其中主位置计算器采用航位推算法, 根据上次 的位置信息和编码器信息 (速度编码器、 角度编码器) 和车体的运动学模型对 A GV的理论方位进行实吋计算。 不过, 由于理论位置会随着吋间的推移而产生累 计误差, 因此还需要辅助计算器进行位置修正。 辅助位置计算器根据导航装置 的激光头 /磁点传感器等信息获得真实位置。 主控制器将速度信息转换成电信号 , 发送至行走模块的转向伺服驱动器和驱动伺服 驱动器, 伺服控制器控制马达 完成行走。
[0053] 如图 4、 图 6、 图 7、 图 8所示, 应用本发明的可侧向搬运汽车的智能机器人搬 运 汽车的方法包括如下步骤:
[0054] S1: 智能机器人从汽车的侧面把 2根板叉 150伸入汽车底部; [0055] S2: 2根板叉 150根据汽车的尺寸水平地移动;
[0056] S3: 当板叉 150接触到汽车轮胎吋, 板叉上的夹板 151、 152经链条传动旋转 45 度至 90度, 把汽车的 4个轮胎分别夹持起来;
[0057] S4: 智能机器人根据停车场控制系统的命令和调度 , 把汽车从出入口室搬运到 指定停车位或从指定停车位搬运到出入口室。
[0058] 如图 7、 图 8所示, 应用本智能机器人的立体停车场, 每一停车层上可设置多台 升降机、 多台智能机器人, 实现多台车辆同吋存取车。 这样就将平面停车场及 立体停车库的优势结合了起来, 实现大密度、 高效率存取车。
[0059] 需要强调的是, 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明 所作的进一步详 细说明, 不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明 。 对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干简 单推演或替换, 都应当视为属于本发明的保护范围。
技术问题
问题的解决方案
发明的有益效果
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