CN101915003B - 机器人抱夹搬运器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人抱夹搬运器，包括两台对称布置、结构相同分别抱夹汽车前轮和后轮的搬运小车，所述每台搬运小车上设置带有两对机器手的同步抱夹器，所述两台搬运小车以伸缩折臂连接，所述搬运小车内设电气定位系统检测汽车前后轮胎位置，所述搬运小车包括小车体、走行驱动电机减速器、链轮、链条、主动轮、主动轮轴、张紧轮、从动轮、导向机构；所述同步抱夹器包括与小车体连接的抱夹框架、上盖板、固定在上盖板上的抱夹电机减速器、蜗杆轴I、蜗杆轴II、蜗轮I、蜗轮II、主轴、机器手，每台抱夹电机减速器同时连接蜗杆轴I、蜗杆轴II，驱动各自蜗轮副及机器手沿主轴旋转。本发明抱夹机器手旋转主轴位置固定，无需游动，单电机控制一组机器手，使得动作同步，结构简单可靠；同时避免了载车板式及梳齿交换式的缺点，具有存取车速度快、刚度好、土建成本低等优点。

Description

机器人抱夹搬运器

技术领域

本发明属于机械式立体停车设备，特别涉及一种机器人抱夹搬运器。

背景技术

近年来，国内城市机动车保有量快速增长，停车设施增长却严重滞后，其后果是道路交通拥堵，停车难、乱停车现象日益严重。为解决城市停车难问题，机械式停车设备应运而生。目前常见的全自动机械立体停车库有巷道堆垛类、平面移动类和垂直升降类等几种型式，搬运车辆方式主要有载车板式、梳齿交换式及抱夹轮胎式。

载车板式搬运器实际上是将车辆与载车板一起搬运，取车时需要先置放好载车板才能完成后续取车动作，虽然原理简单，但速度慢，效率较低，常用于数量不多的小型机械停车库。

梳齿交换式搬运器通过与停车位对应梳齿架的上下交换完成车辆搬运动作，效率较高。缺陷在于：结构复杂，售后成本较高；占用高度空间大，土建成本高。

抱夹轮胎式搬运器结构紧凑，高度尺寸小，可沿导向轨道进入汽车下部，由抱夹臂固定轮胎后输送车辆，代表了搬运设备的最新发展趋势。经专利检索，中国专利号ZL99249841.4公开了一种立体车库用夹持车轮式搬运器，它包括纵移驱动装置部分、托辊、固定板，有与固定板连为一体的固定架，有中游动板通过滚轮架设在固定架的中部，有端游动板通过滚轮架在固定架的前端，在固定板上有固定夹持辊，在中游动板上有单边动夹持辊，在端游动板上有双边动夹持辊，在固定板上安有伸缩油缸，伸缩油缸的端头固定在中游动板上。该专利存在的问题是：夹持辊浮动，抱夹与轮胎找位动作分开，结构复杂；多油缸驱动方式，动作同步难以保证，成本高，维修不便；前后轮抱夹为一体，整体刚度差。

发明内容

本发明公开了一种机器人抱夹搬运器，能克服现有技术的不足，采用纯机械驱动方式，具有机器手旋转主轴位置固定、动作同步、结构简单可靠、成本较低、存取车速度快、刚度好、土建成本低等优点。

本发明采取的技术方案如下：一种机器人抱夹搬运器，包括两台对称布置、结构相同分别抱夹汽车前轮和后轮的搬运小车，设置在每台搬运小车上的带有两对机器手的同步抱夹器，连接两台搬运小车的伸缩折臂，检测汽车前后轮位置的电气定位系统；

搬运小车包括小车体、走行驱动电机减速器、链轮、链条、主动轮、主动轮轴、张紧轮、从动轮、导向机构，小车体为矩形框架结构，主动轮、从动轮、导向机构对称安装在小车体外侧，走行驱动电机减速器固定在小车体内侧，同侧共设置两根主动轮轴，每根主动轮轴上装有一个链轮和两个主动轮，走行驱动电机减速器轴上的链轮和主动轮轴上的链轮之间以链条连接，两个张紧轮安装在小车体内侧链轮之间，调整链条与链轮之间的松紧度；主动轮、从动轮、导向轮均沿停车位走行轨道运动；

同步抱夹器包括与小车体连接的抱夹框架、上盖板、固定在上盖板上的抱夹电机减速器、蜗杆轴I、蜗杆轴II、蜗轮I、蜗轮II、主轴、机器手，每台同步抱夹器设有两台抱夹电机减速器，每台抱夹电机减速器的输出端同时连接蜗杆轴I、蜗杆轴II，蜗杆轴I、蜗杆轴II的齿头数相同但旋向相反，与蜗杆轴I啮合的蜗轮I及与蜗杆轴II啮合的蜗轮II各自配对形成运动副，蜗轮I、蜗轮II和机器手一端重叠安装在两根主轴上；每台同步抱夹器设置有四根主轴，其两端支点分别在抱夹框架及上盖板上，中间部分以键连接蜗轮和机器手；每台同步抱夹器两侧对称设置四支机器手，每支机器手包括机器臂、抱夹辊、辊轴，机器臂上的抱夹面为斜面，斜面上设置有两排多列抱夹辊及辊轴，抱夹辊与辊轴之间为滑动摩擦副；

两台搬运小车之间通过两节折臂连接，折臂分别固定在两台搬运小车小车体外侧，在两端及结合处穿有销轴，折臂打开闭合对应前后搬运小车的机器手抱夹车辆轴距范围为2175-3200mm；

搬运小车小车体内设置有电气定位系统，包括两组光电开关、车位轮胎处的光电感应板、检测后轮的传感器。

所述的机器人抱夹搬运器，导向机构设置在搬运小车两端，对称安装在小车体侧面，每台搬运小车共有四组导向机构，导向机构包括导向轮、轮架、轮轴。

所述的机器人抱夹搬运器，每台搬运小车包括四个主动轮、四个从动轮，主动轮、从动轮外径上包有聚氨酯缓冲层。

所述的机器人抱夹搬运器，车位上设置有L形角钢走行轨道，其水平面是主动轮和从动轮的走行面，垂直面是导向面。

本发明工作时，两台搬运小车在走行驱动电机减速器作用下，沿L形角钢走行轨道依次进入汽车下部空间，当搬运小车到达汽车前轮胎时，光电开关检测到光电感应板，发出信号，两台搬运小车停止，机器手动作抱夹轮胎，当两机器手相对旋转达到平行状态时，到位开关动作给出信号，机器手停止，在抱夹过程中，车轮在机器手抱夹辊上沿斜面向上滚动，脱离地面。随后，后部搬运小车后退，当传感器感应到后轮胎位置并反馈给控制系统，后轮搬运小车机器手回转抱起后轮胎，此时，两台搬运小车机器手已将汽车四个轮胎全部抱离地面，走行驱动电机减速器通电，通过链轮链条传动带动主动轮轴及主动轮旋转，搬运小车返回原处。

本发明采用蜗轮蜗杆副带动机器手同步旋转，通过光电开关及传感器确定轮胎位置，机器手主轴固定，不需要使用游动板及油缸，动作一致性好，定位快捷准确，结构简单，维修方便；同时，将前后轮一体搬运设备分为两体，既便于制造，又提高了设备刚性和使用寿命；相对梳齿型搬运器，车库层高降低100-150mm，减少了用户土建成本。本发明是一种全自动机械停车设备存取车机构，既适用于巷道堆垛类又适用于平面移动类机械停车设备，是解决城市停车难的优选技术方案。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的机器手张开闭合示意图；

图5为本发明的两台搬运小车折臂打开示意图；

图6本发明的抬起汽车的主视图；

图7为本发明的走行传动示意图；

图8a、8b为本发明的机器手俯视及剖视图。

图中：1、搬运小车，2、同步抱夹器，3、折臂，4、电气定位系统，5、机器手，6、导向机构，7、小车体，8、走行驱动电机减速器，9、主动轮轴，10、链轮，11、链条，12、张紧轮，13、主动轮，14、抱夹框架，15、蜗杆轴I，16、蜗轮I，17、抱夹电机减速器，18、蜗轮II，19、蜗杆轴II，20、主轴，21、键，22、从动轮，23、光电开关，24、光电感应板，25、销轴，26、轮架，27、轮轴，28、导向轮，29、机器臂，30、抱夹辊，31、辊轴，32、传感器，33、上盖板，34、走行轨道。

具体实施方式

本发明机器人抱夹搬运器用于机械式立体车库内车辆的搬运，如图1-图8所示，包括两台前后对称布置、结构相同的搬运小车1，设置在每台搬运小车1上的带有两对机器手5的同步抱夹器2，连接两台搬运小车1的伸缩折臂3，检测汽车前后轮位置的电气定位系统4。

本发明两台搬运小车1结构相同，分别抱夹汽车前轮胎和后轮胎，下面以一台为例说明其结构，搬运小车1包括小车体7、走行驱动电机减速器8、链轮10、链条11、主动轮13、主动轮轴9、张紧轮12、从动轮22、导向机构6，小车体7为矩形框架结构，是整个搬运小车1的基体，框架外侧包括四个矩形小框架，容纳主动轮13和从动轮22，主动轮13、从动轮22、导向机构6均对称安装在小车体7外侧，四个主动轮13、四个从动轮22对小车体7起到足够的支撑作用，走行驱动电机减速器8固定在小车体7内侧，同侧共设置两根主动轮轴9，通过主动轮轴9上的两个链轮10传递走行驱动电机减速器8轴上链轮10及链条11输出的动力，带动主动轮13旋转，两个张紧轮12安装在小车体7内侧链轮10之间，可以上下移动，调整链条11与链轮10啮合的松紧度；走行驱动电机通电后，通过链传动带动两根主动轮轴9及主动轮13同步旋转，动力充分，一致性好。

同步抱夹器2包括与小车体7连接的抱夹框架14、上盖板33、固定在上盖板33上的抱夹电机减速器17、蜗杆轴I 15、蜗杆轴II 19、蜗轮I 16、蜗轮II 18、主轴20、机器手5，每台同步抱夹器2设有两台抱夹电机减速器17，各带动一组机器手5动作，抱夹电机减速器17的输出端同时连接蜗杆轴I 15、蜗杆轴II 19，蜗杆轴I 15啮合蜗轮I 16与蜗杆轴II 19啮合蜗轮II 18各自配对形成运动副；每台同步抱夹器2设置有四根主轴20，主轴20两端支点分别在抱夹框架14及上盖板33上，中间部分以键21连接蜗轮和机器手5，主轴20转动时，机器手5随之旋转；由于两组运动副齿数相同但旋向相反，又受一台抱夹电机减速器17驱动，因此两根主轴20上的机器手5能产生同步回转动作，即抱夹汽车轮胎时，同组两个机器手5以主轴20为圆心相向旋转，逐渐靠近，直到两个机器手5到平行状态；松开汽车轮胎时，两个机器手5以主轴20为圆心反向旋转，逐渐远离，最后收回到小车体7两侧；每台同步抱夹器2两侧对称设置两组共四支机器手5，每支机器手5包括机器臂29、抱夹辊30、辊轴31，机器臂29上的抱夹面为斜面，斜面上设置有两排多列抱夹辊30及辊轴31，抱夹辊30与辊轴31之间为滑动摩擦副，可相对旋转运动，抱夹轮胎时，机器手5沿主轴20旋转接触汽车轮胎，抱夹辊30旋转将轮胎逐渐抬起；当搬运小车1空载状态时，两侧的机器手5回收到小车体7两侧，方便前后移动；由于主轴20固定，同步抱夹器2仅涉及机器手5回转动作，结构远较游动夹持轮胎方式简单。

两台搬运小车1之间通过两节折臂3连接，折臂3分别固定两台搬运小车1小车体7外侧，在两端及结合处穿有销轴25。相对运动时，折臂3回转角度变化，可抱夹轴距范围为2175-3200mm的车辆，适应范围从小型车如奥拓到特大型车如奔驰600、宝马7系。

搬运小车1小车体7内设置有电气定位系统4，包括两组光电开关23、车位轮胎处的光电感应板24、检测后轮的传感器32；其中，一台搬运小车1内设置光电开关23，当到达车辆前轮位置时，光电开关23检测到光电感应板24，给出信号，两台搬运小车1停止，机器手5动作抱夹轮胎，到位后，后部搬运小车1后退，其小车体7中部两侧的传感器32开始发挥作用，传感器32感应到后轮胎位置并反馈给控制系统，后轮搬运小车1机器手5回转抱起后轮胎。

走行导向机构6设置在搬运小车1两端，对称安装在小车体7侧面，每台搬运小车1共有四组导向机构6，导向机构6包括导向轮28、轮架26、轮轴27，沿走行轨道34侧面滚动引导搬运小车1前后运动，避免其发生偏斜，使得搬运小车1平稳运行。

每台搬运小车1包括四个主动轮13、四个从动轮22，承重均匀，整体刚性好；主动轮13、从动轮22外径上包有聚氨酯缓冲层，沿车位上设置的L形角钢走行轨道34水平面走行时，可有效吸收振动冲击，降噪效果明显。

本发明通过对两台搬运小车1的协调控制，分别对车辆前后轮进行抱夹、松开动作，实现了车辆的搬运；同时，机器手5主轴20位置固定，蜗轮蜗杆副同步旋转，动作一致性好，结构简单，维修方便。

以上内容是对本发明机器人抱夹搬运器优选实施方式的详细描述，并不能认定本发明仅局限于此。本发明所属技术领域的普通技术人员应认识到，凡是在本发明构思的基础上进一步的改进及等同的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种机器人抱夹搬运器，包括两台对称布置、结构相同分别抱夹汽车前轮和后轮的搬运小车，其特征在于：每台所述搬运小车上设置带有两对机器手的同步抱夹器，两台所述搬运小车以伸缩折臂连接，所述搬运小车内设电气定位系统检测汽车前、后轮胎位置；

搬运小车包括小车体、走行驱动电机减速器、链轮、链条、主动轮、主动轮轴、张紧轮、从动轮、导向机构，小车体为矩形框架结构，主动轮、从动轮、导向机构对称安装在小车体外侧，走行驱动电机减速器固定在小车体内侧，同侧共设置两根主动轮轴，每根主动轮轴上装有一个链轮和两个主动轮，走行驱动电机减速器轴上的链轮和主动轮轴上的链轮之间以链条连接，两个张紧轮安装在小车体内侧链轮之间，调整链条与链轮之间的松紧度；主动轮、从动轮、导向轮均沿停车位走行轨道运动；

同步抱夹器包括与小车体连接的抱夹框架、上盖板、固定在上盖板上的抱夹电机减速器、蜗杆轴I、蜗杆轴II、蜗轮I、蜗轮II、主轴、机器手，每台同步抱夹器设有两台抱夹电机减速器，每台抱夹电机减速器的输出端同时连接蜗杆轴I、蜗杆轴II，蜗杆轴I、蜗杆轴II的齿头数相同但旋向相反，与蜗杆轴I啮合的蜗轮I及与蜗杆轴II啮合的蜗轮II各自配对形成运动副，蜗轮I、蜗轮II和机器手一端重叠安装在两根主轴上；每台同步抱夹器设置有四根主轴，其两端支点分别在抱夹框架及上盖板上，中间部分以键连接蜗轮和机器手；每台同步抱夹器两侧对称设置四支机器手，每支机器手包括机器臂、抱夹辊、辊轴，机器臂上的抱夹面为斜面，斜面上设置有两排多列抱夹辊及辊轴，抱夹辊与辊轴之间为滑动摩擦副；

两台搬运小车之间通过两节折臂连接，折臂分别固定在两台搬运小车小车体外侧，在两端及结合处穿有销轴，折臂打开闭合对应前后搬运小车的机器手抱夹车辆轴距范围为2175-3200mm；

搬运小车小车体内设置有电气定位系统，包括两组光电开关、车位轮胎处的光电感应板、检测后轮的传感器。

2.如权利要求1所述的机器人抱夹搬运器，其特征在于：每台所述搬运小车共有四组导向机构，所述导向机构包括导向轮、轮架、轮轴；所述导向机构设置在搬运小车两端，对称安装在小车体侧面。

3.如权利要求1所述的机器人抱夹搬运器，其特征在于：每台所述搬运小车包括四个主动轮、四个从动轮，所述主动轮、从动轮外径上包有聚氨酯缓冲层。

4.如权利要求1所述的机器人抱夹搬运器，其特征在于：所述停车位上设置有L形角钢走行轨道，其水平面是主动轮和从动轮的走行面，垂直面是导向面。

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