CN104612437B - 一种可升降泊车机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可升降泊车机器人，包括机器人底座，所述机器人底座包括两个平行设置的机器人侧体，所述两机器人侧体通过机器人主体连接形成容纳车体的U形腔，在所述机器人底座的底部、靠近四角的位置上设有使机器人底座移动的驱动轮；在所述机器人主体上设有两个相互平行的升降机构，在所述两个述升降机构上分别设有相互平行的呈Z字形的车轮承载机构，所述升降机构为多级可伸缩升降机构。由于升降机构为多级可伸缩升降机构，当车体放置在车轮承载机构，通过多级可伸缩升降机构来提升车轮承载机构的有效高度，使车体到达指定的高度位置，达到立体泊车的目的，提高了车库的泊车容量。

Description

一种可升降泊车机器人

【技术领域】

本发明涉及一种自动机器人，特别是一种可升降泊车机器人。

【背景技术】

现有大中城市的汽车保有量越来越多，泊车是一个非常大的难题，特别是中心城区停车场有限，给行车人员泊车造成非常大的困难，为了有效利用有限的停车场，需要设置立体泊车类型来提高停车场的泊车容量。

【发明内容】

本发明提供一种可升降泊车机器人，以适用于立体泊车要求，高效快速地实现泊车功能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可升降泊车机器人，包括机器人底座，所述机器人底座包括两个平行设置的机器人侧体，所述两机器人侧体通过机器人主体连接形成容纳车体的U形腔，在所述机器人底座的底部、靠近四角的位置上设有使机器人底座移动的驱动轮；在所述机器人主体上设有两个相互平行的升降机构，在所述两个述升降机构上分别设有相互平行的呈Z字形的车轮承载机构，所述升降机构为多级可伸缩升降机构。

本发明的有益效果是：由于升降机构为多级可伸缩升降机构，当车体放置在车轮承载机构，通过多级可伸缩升降机构来提升车轮承载机构的有效高度，使车体到达指定的高度位置，达到立体泊车的目的，提高了车库的泊车容量。

进一步，多级可伸缩升降机构为三级液压升降机构或三级丝杆升降机构或三级桅柱升降机构，所述多级可伸缩升降机构的上部向所述U形腔倾斜。

采用上述进一步方案的有益效果是：三级液压升降机构，通过液压缸的活塞运动，来提升或降低车轮承载机构，具有较高的稳定性，同时，具有较高的承载能力；三级丝杆升降机构，通过多级伸缩螺纹副的逐级伸缩，达到可的升降效果；三级桅柱升降机构，通过多级桅柱升降系统，升降比较平稳、安全可靠，稳固性较强；由于多级可伸缩升降机构的上部向U形腔倾斜，当升降机构承载车体向上提升时，整个车体的重心与U形腔的重心重合，使得泊车机器人在升降过程中保持平稳。

进一步，所述两车轮承载机构之间设有横向伸缩机构，所述两个车轮承载机构的大部分位于所述U形腔的内部，并靠近所述机器人主体的侧面。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过横向伸缩机构驱动车轮承载座上的车轮承载机构，来改变两车轮承载机构之间的距离，以达到适应不同轴距/宽度的车辆泊车的目的。

进一步，所述两个车轮承载机构设有与所述机器人侧体平行的车轮承载端，所述车轮承载端设置为与所述车轮承载端的长度延伸方向一致的U形横向车轮支撑部件。

采用上述进一步方案的有益效果是：当泊车时，泊车机器人位于车体的侧面，将两个U形横向车轮支撑部件伸入车轮下方，确保四个车轮都处于车轮承载端的U形横向车轮支撑部件上，然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，以达到横向泊车的目的。

进一步，所述两个车轮承载机构分别设有与所述机器人侧体平行的车轮承载端，所述每个车轮承载端的一侧面分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述两个第一U形车轮支撑部件的中心之间的连线与所述两个第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行，所述第二U形车轮支撑部件与所述车轮承载端设有承载端伸缩机构。

采用上述进一步方案的有益效果是：当泊车时，泊车机器人位于车体的正面或后面，将两车轮承载端伸入车体的底部，启动承载端伸缩机构，使车轮承载端上的U形车轮支撑部件与车体的轮胎对准，然后启动横向伸缩机构移动车轮承载端，使四个车轮都处于第一、二U形车轮支撑部件上，然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，以达到纵向泊车的目的。

进一步，所述每个U形横向车轮支撑部件与所述机器人侧体相对的侧面或所述两个U形横向车轮支撑部件之间相对的侧面上分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述第一U形车轮支撑部件的中心之间的连线与所述第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行，所述第二U形车轮支撑部件与所述车轮承载端设有承载端伸缩机构。

采用上述进一步方案的有益效果是：U形横向车轮支撑部件与机器人侧体相对的侧面有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，或两个U形横向车轮支撑部件之间相对的侧面上分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件；这种纵向泊车的车轮支撑部件的设置，直接利用U形横向车轮支撑部件来承载纵向泊车的车体，实现了可同时横向和纵向泊车的目的，操作十分方便，泊车效率较高。

进一步，所述承载端伸缩机构包括设置在所述车轮承载端上的直线滚柱导轨，所述直线滚柱导轨上设有两个相互平行的承载端滑块，所述第二U形车轮支撑部件安装在所述承载端滑块上，所述承载端滑块的中心位置旋合有螺杆，所述螺杆与所述直线滚柱导轨平行；还包括承载端伺服电机，所述承载端伺服电机的转动轴与所述螺杆连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：直线滚柱导轨的运动介质以线面滚动接触，提高了导轨的承载能力和刚度。

进一步，所述两个升降机构的顶端通过支撑座连接，所述横向伸缩机构包括设置在所述支撑座上的导轨，所述导轨上设有两个滑块，所述两个滑块分别通过车轮承载座与所述车轮承载机构相连，所述两个滑块通过驱动机构在所述导轨上滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过滑块和导轨的横向伸缩机构，实现两车轮承载机构之间的距离改变。

进一步，所述机器人主体为分体结构，包括第一机器人主体和第二机器人主体，所述两升降机构分别设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体上；所述横向伸缩机构设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于机器人主体为分体结构，并且，两分体结构之间这有横向伸缩机构，通过横向伸缩机构来改变机器人主体的两分体部分之间的距离，从而实现，调整两车轮承载机构之间的距离。

进一步，所述驱动机构为齿轮齿条驱动机构，包括所述两个滑块上分别设置为齿条结构，所述两个齿条结构上分别啮合有齿轮，所述两个齿轮分别通过伺服电机驱动；或者，所述驱动机构为双活塞式双出杆液压缸，所述液压缸的两个活塞杆分别与所述两个车轮承载座连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：齿轮齿条传动方式，承载力较大，精度较高，便于车辆的泊放；伺服电机转动平滑，力矩稳定，便于驱动控制；双活塞式双出杆液压缸驱动结构具有较高的驱动位置精度和承载能力。

【附图说明】

图1是本发明实施方式一的立体结构示意图，

图2是本发明实施方式二的立体结构示意图，

图3是本发明实施方式三的立体结构示意图，

图4是实施方式三中三级丝杆升降机构的剖视图，

图5是横向泊车机器人实施方式俯视图，

图6是纵向泊车机器人实施方式俯视图，

图7是纵向泊车机器人第二U形车轮支撑部件伸出时的俯视图，

图8是横向伸缩机构设置在机器人主体上的实施方式立体结构示意图，

图9是承载端伸缩机构的局部结构剖视图，

图10是第二U形车轮支撑部件伸出时的局部结构剖视图，

图11是承载端伸缩机构中的直线滚柱导轨处横向剖视图，

图12是齿轮齿条驱动机构的侧面剖视图，

图13是齿轮齿条驱动机构的俯视剖视图，

图14是双活塞式双出杆液压缸驱动机构的侧面剖视图，

图15是双活塞式双出杆液压缸的局部结构剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、驱动轮，2、机器人底座，21、机器人侧体，22、机器人主体，3、升降机构，31、轴，32、第一级丝杆，33、第一级丝杆螺母，34、第二级丝杆，35、第二级丝杆螺母，36、第三级丝杆，37、第三级丝杆螺母，4、支撑座，5、横向伸缩机构，51、导轨，52、齿条结构，53、齿轮，54、车轮承载座，55、外壳，56、空腔，57、伺服电机，58、液压缸筒，59、活塞杆，581、缸体，582、进出油口，591、活塞，592、缸盖，6、车轮承载机构，61、车轮承载端、62、第一U形车轮支撑部件，63、第二U形车轮支撑部件，64、U形横向车轮支撑部件，71、直线滚柱导轨，72、承载端滑块，73、螺杆，74、承载端伺服电机，75、滚柱

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明实施方式一的立体结构示意图参见图1，包括机器人底座2，机器人底座2包括两个平行设置的机器人侧体21，两机器人侧体21通过机器人主体22连接形成容纳车体的U形腔，在机器人底座2的底部、靠近四角的位置上设有使机器人底座2移动的驱动轮1，所述驱动轮1为六个，在每个机器人侧体21底部、远离机器人主体22端分别设有两个驱动轮1；在机器人主体上22设有两个相互平行的多级可伸缩升降机构3，多级可伸缩升降机构3为三级液压升降机构；两个多级可伸缩升降机构3的顶端通过支撑座4连接在一起，两个呈Z字形的车轮承载机构6设置在支承座4上、并且相互平行，在支撑座4和车轮承载机构6之间设有横向伸缩机构5；两个车轮承载机构6的大部分位于U形腔的内部，并靠近机器人主体2的侧面，两个车轮承载机构6设有与机器人侧体21平行的车轮承载端61，每个车轮承载端61与机器人侧体21相邻的一侧面分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件62和第二U形车轮支撑部件63，两个第一U形车轮支撑部件62的中心之间的连线与两个第二U形车轮支撑部件63的中心之间的连线平行。

当泊车时，泊车机器人位于车体的正面或后面，将两车轮承载端伸入车体的底部，使车轮承载端上的U形车轮支撑部件与车体的轮胎对准，然后启动横向伸缩机构移动车轮承载端，使四个车轮都处于第一、二U形车轮支撑部件上，然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，然后再通过三级液压升降机构提升车体，使车体到达指定的高度位置，达到立体泊车的目的。

本发明实施方式二的立体结构示意图参见图2，本实施例与实施例一相比，区别在于，多级可伸缩升降机构3为三级桅柱升降机构；通过双链条传动的三级桅柱升降机构，升降比较平稳、安全可靠，稳固性较强。

本发明实施方式三的立体结构示意图参见图3，本实施例与实施例一相比，区别在于，多级可伸缩升降机构3为三级丝杆升降机构；通过多级伸缩螺纹副的逐级伸缩，达到可的升降效果；三级丝杆升降机构的剖视图参见图4，每个三级丝杆升降机构包括轴31、第一级丝杆32、第一级丝杆螺母33、第二级丝杆34、第二级丝杆螺母35、第三级丝杆36、第三级丝杆螺母37，第一级丝杆32和第一级丝杆螺母33组成第一级螺纹副，第二级丝杆34和第二级丝杆螺母35组成第二级螺纹副，第三级丝杆36和第三级丝杆螺母37组成第三级螺纹副，丝杆升降机构的控制电机相连通过链轮和链条与两个轴31连接。当控制电机带动轴31转动时，第一丝杆32旋转，在第一丝杆副的作用下，第一级丝杆32向上提升，当第一级丝杆32底端的限位台与第一级丝杆螺母33上端底部产生摩擦，进而带动第二季螺纹副旋转，使第二级丝杆34向上提升，同理，带动第三级螺纹副旋转、并使第三级丝杆36向上提升；采用丝杆升降机构来提升车体，传动过程平稳，无振动和打滑现象，可靠性较高。

横向泊车机器人实施方式俯视图参见图5，两个车轮承载端设置为与车轮承载端的长度延伸方向一致的U形横向车轮支撑部件61，当泊车时，泊车机器人位于车体的侧面，将两个U形横向车轮支撑部件伸入车轮下方，确保四个车轮都处于车轮承载端的U形横向车轮支撑部件上，然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，以达到横向泊车的目的。

纵向泊车机器人实施方式俯视图参见图6-图7，当泊车时，泊车机器人位于车体的正面或后面，将两车轮承载端伸入车体的底部，启动承载端伸缩机构，满足不同轮距的车辆泊放，使车轮承载端上的U形车轮支撑部件与车体的轮胎对准，然后启动横向伸缩机构移动车轮承载端，使四个车轮都处于第一、二U形车轮支撑部件上，然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，以达到纵向泊车的目的。

横向伸缩机构设置在机器人主体上的实施方式立体结构示意图参见图8，与实施例一相比，不同点在于，横向伸缩机构5设置在机器人主体上22，机器人主体22为分体结构，包括第一机器人主体221和第二机器人主体222，两升降机构3分别设置在所述第一机器人主体221和所述第二机器人主体222上；横向伸缩机构5设置在所述第一机器人主体221和所述第二机器人主体222之间。

通过横向伸缩机构来改变机器人主体上第一机器人主体和第二机器人主体之间的距离，从而实现调整两升降机构上的车轮承载端之间的距离，以达到停泊不同轮距的汽车的目的。

承载端伸缩机构的局部结构参见图9-图11，承载端伸缩机构包括设置在车轮承载端61上的直线滚柱导轨71，直线滚柱导轨71上套设有两个相互平行的承载端滑块72，直线滚柱导轨71和承载端滑块72通过滚柱75相互滑动，第二U形车轮支撑部件63安装在承载端滑块72上，承载端滑块72的中心位置旋合有螺杆73，螺杆73与直线滚柱导轨71平行；还包括承载端伺服电机74，承载端伺服电机74的转动轴与螺杆73连接。

直线滚柱导轨的运动介质以线面滚动接触，提高了导轨的承载能力和刚度；两个承载端滑块增大了直线滚柱导轨及承载端滑块的承重力矩。

可升降泊车机器人的升降机构提升后的立体结构图参见图7，通过升降机构可以提升车轮承载机构的离地高度，方便泊车机器人移动，以达到顺利泊车的目的。

横向伸缩机构的齿轮齿条驱动机构参见图12-图13，包括设置在支撑座4上的导轨51，导轨51上设有两个滑块，两个滑块为齿条结构52，两个齿条结构52上分别啮合有齿轮53，两个齿轮53分别通过伺服电机57驱动，两个齿条结构52分别通过车轮承载座54与车轮承载机构6相连；整个齿轮驱动机构由外壳55包覆，在外壳55的顶部设有容纳车轮承载座54移动的空腔56。

当需要调整车轮承载机构之间的距离时，启动伺服电机，伺服电机带动齿轮转动，齿轮带动与之啮合的齿条结构沿着导轨水平移动，从而带动与车轮承载座相连的车轮承载机构的移动，来达到调节两车轮承载机构之间的距离，以适应不同车体宽度的车辆泊车。

横向伸缩机构的双活塞式双出杆液压缸驱动机构参见图14-图15，包括设置在支撑座4上的导轨51，导轨51上设有两个滑块，两个滑块分别与车轮承载座54连接，双活塞式双出杆液压缸包括液压缸筒58和两端的活塞杆59，两个活塞杆59分别与两个车轮承载座54连接，车轮承载座54与车轮承载机构6相连；整个双活塞式双出杆液压缸驱动机构由外壳55包覆，在外壳55的顶部设有容纳车轮承载座54移动的空腔56；两个活塞杆59分别通过活塞591设置在缸体581里，活塞杆59通过缸盖592穿出缸筒58，在缸筒58上设有与缸体581连通的进出油孔582。

双活塞式双出杆液压缸驱动机构工作时，通过在进出油孔输入或输出液压油，来推动活塞杆运动，从而带动与车轮承载座相连的车轮承载机构的移动，来达到调节两车轮承载机构之间的距离，以适应不同车体宽度的车辆泊车。

以上对本发明所提供的可升降泊车机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可升降泊车机器人，包括机器人底座，所述机器人底座包括两个平行设置的机器人侧体，所述两机器人侧体通过机器人主体连接形成容纳车体的U形腔，在所述机器人底座的底部、靠近四角的位置上设有使机器人底座移动的驱动轮；其特征在于，在所述机器人主体上设有两个相互平行的升降机构，在所述两个升降机构上分别设有相互平行的呈Z字形的车轮承载机构，所述升降机构为多级可伸缩升降机构；多级可伸缩升降机构为三级液压升降机构或三级丝杆升降机构或三级桅柱升降机构，所述多级可伸缩升降机构的上部向所述U形腔倾斜。

2.根据权利要求1所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述两车轮承载机构之间设有横向伸缩机构，所述两个车轮承载机构的大部分位于所述U形腔的内部，并靠近所述机器人主体的侧面。

3.根据权利要求1或2所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述两个车轮承载机构设有与所述机器人侧体平行的车轮承载端，所述车轮承载端设置为与所述车轮承载端的长度延伸方向一致的U形横向车轮支撑部件。

4.根据权利要求1或2所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述两个车轮承载机构分别设有与所述机器人侧体平行的车轮承载端，所述每个车轮承载端的一侧面分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述两个第一U形车轮支撑部件的中心之间的连线与所述两个第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行，所述第二U形车轮支撑部件与所述车轮承载端设有承载端伸缩机构。

5.根据权利要求3所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述每个U形横向车轮支撑部件与所述机器人侧体相对的侧面或所述两个U形横向车轮支撑部件之间相对的侧面上分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述第一U形车轮支撑部件的中心之间的连线与所述第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行，所述第二U形车轮支撑部件与所述车轮承载端设有承载端伸缩机构。

6.根据权利要求5所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述承载端伸缩机构包括设置在所述车轮承载端上的直线滚柱导轨，所述直线滚柱导轨上设有两个相互平行的承载端滑块，所述第二U形车轮支撑部件安装在所述承载端滑块上，所述承载端滑块的中心位置旋合有螺杆，所述螺杆与所述直线滚柱导轨平行；还包括承载端伺服电机，所述承载端伺服电机的转动轴与所述螺杆连接。

7.根据权利要求5或6所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述两个升降机构的顶端通过支撑座连接，所述横向伸缩机构包括设置在所述支撑座上的导轨，所述导轨上设有两个滑块，所述两个滑块分别通过车轮承载座与所述车轮承载机构相连，所述两个滑块通过驱动机构在所述导轨上滑动。

8.根据权利要求5或6所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述机器人主体为分体结构，包括第一机器人主体和第二机器人主体，所述两升降机构分别设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体上；所述横向伸缩机构设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体之间。

9.根据权利要求7所述的可升降泊车机器人，其特征在于，所述驱动机构为齿轮齿条驱动机构，包括所述两个滑块上分别设置为齿条结构，所述两个齿条结构上分别啮合有齿轮，所述两个齿轮分别通过伺服电机驱动；或者，所述驱动机构为双活塞式双出杆液压缸，所述液压缸的两个活塞杆分别与所述两个车轮承载座连接。