CN108166819A - 一种夹抱式泊车机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泊车机器人，具体的说是一种夹抱式泊车机器人，属于泊车机器人技术领域。其包括前搬运车体、后搬运车体和伸缩滑架机构，伸缩滑架机构前端连接前搬运车体，后端连接后搬运车体，前搬运车体和搬运车体底部设有全向行走轮组；前搬运车体前端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件和导向轮组件，后搬运车体后端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件和导向轮组件；前搬运车体和后搬运车体左右两侧各设有一个夹抱组件。本发明能够满足不同轴距汽车搬运的需求，全向行走轮组总体高度低于汽车底盘离地间隙，能在大平面上实现“平搬平”潜入式汽车搬运，能够适应各种车型汽车的搬运。

Description

一种夹抱式泊车机器人
技术领域
本发明涉及一种泊车机器人，具体的说是一种夹抱式泊车机器人，属于泊车机器人技术领域。
背景技术
现有技术中，很多自动泊车车库在搬运车辆的时候采用载车板，具体操作时车辆首先停放在载车板上，然后泊车机器人将载车板与车一起移走。这种方式首先需要制造非常多的载车板（每个车位一个），并且每一个载车板都需要按最大载重量设计，同时泊车机器人搬运的负载也大大增加，并且泊车机器人本身也需要设计得比较笨重。另外由于载车板的尺寸限制，对于车辆停放在载车板上的位置要求也比较高，增加了停车难度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种夹抱式泊车机器人，采用四组夹抱臂，以及能够伸缩的中间连接组件，配以全向轮组，满足搬运不同轴距汽车搬运的需要。
按照本发明提供的技术方案，一种夹抱式泊车机器人包括前搬运车体、后搬运车体和伸缩滑架机构，其特征是：伸缩滑架机构前端连接前搬运车体，后端连接后搬运车体，前搬运车体和搬运车体底部设有全向行走轮组；前搬运车体前端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件和导向轮组件，后搬运车体后端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件和导向轮组件；前搬运车体和后搬运车体左右两侧各设有一个夹抱组件。
进一步的，伸缩滑架机构包括内滑架、中间滑架、外滑架、第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴、第四支撑轴和控制线，内滑架左右两侧设有内滚轮，内滑架通过左右两侧的内滚轮滑动连接在中间滑架内侧，中间滑架左右两侧设有外滚轮，中间滑架通过左右两侧的外滚轮滑动连接在外滑架内侧；第一支撑轴、第二支撑轴和第三支撑轴沿着内滑架从前往后依次设置，第四支撑轴位于外滑架后端，第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴和第四支撑轴均位于伸缩滑架机构的中间位置，控制线从右往左依次穿过第一支撑轴和第三支撑轴，然后从左往右依次穿过第三支撑轴和第二支撑轴，最后从右往左依次穿过第二支撑轴、第三支撑轴和第四支撑轴，控制线前后端分别穿过设置在前搬运车体底部的前张紧装置和设置在后搬运车体底部的后张紧装置。
进一步的，中间滑架左右两侧设有万向轮组件。
进一步的，全向行走轮组包括主行走轮、行走架、行走轮轴、中心轴、蜗杆、转向电机、蜗轮和行走电机，主行走轮通过平键连接在行走轮轴上，行走轮轴通过轴承转动连接在行走架内，行走架上连接中心轴，中心轴上通过轴承连接蜗轮，蜗轮和蜗杆啮合连接，蜗杆转动连接在转向电机架上，蜗杆一端通过链轮链条机构连接固定在转向电机架上的转向电机；行走轮轴连接主行走轮一端通过链轮链条机构连接固定在行走电机架上的行走电机。
进一步的，行走轮轴一端通过轴承连接辅助行走轮，辅助行走轮和主行走轮沿着行走轮轴左右对称设置。
进一步的，带雷达导向轮组件包括导向轮、空心轴和扫描雷达，空心轴侧面套装轴承，轴承侧面套装导向轮，空心轴下端面通过螺栓连接下盖板，空心轴上端面通过螺栓连接上盖板，下盖板下端面通过螺栓连接雷达支架，雷达支架上固定扫描雷达，扫描雷达上部从空心轴内空腔伸出，扫描雷达下部和中部位于空心轴内；所述扫描雷达上部设有扫描窗口，扫描窗口高于空心轴上端面位置；所述扫描雷达为二维激光雷达；所述空心轴上套装隔套，隔套紧贴轴承侧面。
进一步的，夹抱组件包括第一夹抱臂、第一夹抱蜗轮轴、第一夹抱蜗轮、驱动电机、第一蜗杆、第二蜗杆、联轴器、夹抱支座、第二夹抱臂、第二夹抱轮、第二夹抱蜗轮轴和第二夹抱蜗轮，夹抱支座内左右对称设置第一蜗杆和第二蜗杆，第一蜗杆和第二蜗杆通过联轴器连接传动，夹抱支座上固定驱动电机，驱动电机输出端通过传动机构连接第一蜗杆，第一蜗杆与第一夹抱蜗轮啮合连接，第一夹抱蜗轮通过轴承转动连接在第一夹抱蜗轮轴上，第一夹抱蜗轮轴固定在夹抱支座上，第二蜗杆与第二夹抱蜗轮啮合连接，第二夹抱蜗轮通过轴承转动连接在第二夹抱蜗轮轴上，第二夹抱蜗轮轴固定在夹抱支座上，第一夹抱臂固接在第一夹抱蜗轮上，第一夹抱臂上沿长度方向设有多个第一夹抱轮，第二夹抱臂固接在第二夹抱蜗轮上，第二夹抱臂上沿长度方向设有多个第二夹抱轮。
进一步的，第一蜗杆和第二蜗杆上的螺纹旋向相反，使得第一夹抱臂和第二夹抱臂相向或相背运动。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明结构简单、紧凑、合理，伸缩滑架机构根据需要伸缩，满足不同轴距汽车搬运的需求；全向行走轮组总体高度低于汽车底盘离地间隙，能在大平面上实现“平搬平”潜入式汽车搬运，能够适应各种车型汽车的搬运；同时，在搬运过程中能够前进后退、横移和转向运动，并可以根据汽车的姿态调整泊车机器人的姿态，从而提高泊车机器人的工作适应性；采用双轮支撑，具有一定过沟过坎的越障能力；带雷达导向轮组件将二维激光雷达按照某一角度内置于导向轮中，并在泊车机器人的对角分别布置，有效利用二维激光雷达的270°扫描区域，只需两个二维激光雷达即可实现对泊车机器人的四周均有扫描，保证泊车机器人的全向运动的安全，增大了二维激光雷达的有效扫描区域，减少了二维激光雷达的数量；泊车机器人只在搬运汽车时与轮胎接触，当汽车在停放到车位时，轮胎直接接触地面，避免对轮胎伤害。
附图说明
图1为本发明立体图。
图2为本发明俯视图。
图3为本发明仰视图。
图4为全向行走轮组立体图。
图5为全向行走轮组剖视图。
图6为带雷达导向轮组件半剖图。
图7为伸缩滑架机构立体图。
图8为伸缩滑架机构侧视图。
图9为夹抱组件主视图。
图10为夹抱组件俯视图。
图11为图9中B-B剖视图。
图12为图10中A-A剖视图。
附图标记说明：1-前搬运车体、2-夹抱组件、2.1-第一夹抱臂、2.2-第一夹抱轮、2.3-第一夹抱蜗轮轴、2.4-第一夹抱蜗轮、2.5-驱动电机、2.6-第一蜗杆、2.7-第二蜗杆、2.8-联轴器、2.9-夹抱支座、2.10-第二夹抱臂、2.11-第二夹抱轮、2.12-第二夹抱蜗轮轴、2.13-第二夹抱蜗轮、3-后搬运车体、4-伸缩滑架机构、4.1-内滑架、4.2-中间滑架、4.3-外滑架、4.4-内滚轮、4.5-外滚轮、4.6-万向轮组件、4.7-第一支撑轴、4.8-第二支撑轴、4.9-第三支撑轴、4.10-第四支撑轴、4.11-前张紧装置、4.12-后张紧装置、4.13-控制线、5-全向行走轮组、5.1-主行走轮、5.2-行走架、5.3-行走轮轴、5.4-辅助行走轮、5.5-中心轴、5.6-蜗杆、5.7-转向电机、5.8-转向电机架、5.9-蜗轮、5.10-行走电机、5.11-行走电机架、6-带雷达导向轮组件、6.1-导向轮、6.2-轴承、6.3-隔套、6.4-空心轴、6.5-上盖板、6.6-下盖板、6.7-雷达支架、6.8-扫描雷达、6.9-扫描窗口、7-导向轮组件。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
如图1~3所示，本发明主要包括前搬运车体1、后搬运车体3和伸缩滑架机构4。伸缩滑架机构4前端连接前搬运车体1，后端连接后搬运车体3。
如图7~8所示，所述伸缩滑架机构4包括内滑架4.1、中间滑架4.2、外滑架4.3、第一支撑轴4.7、第二支撑轴4.8、第三支撑轴4.9、第四支撑轴4.10和控制线，内滑架4.1左右两侧设有内滚轮4.4，内滑架4.1通过左右两侧的内滚轮4.4滑动连接在中间滑架4.2内侧。中间滑架4.2左右两侧设有外滚轮4.5，中间滑架4.2通过左右两侧的外滚轮4.5滑动连接在外滑架4.3内侧。所述中间滑架4.2左右两侧设有万向轮组件4.6，万向轮组件4.6能够实现整个伸缩结构的移动。
第一支撑轴4.7、第二支撑轴4.8和第三支撑轴4.9沿着内滑架4.1从前往后依次设置，第四支撑轴4.10位于外滑架4.3后端。第一支撑轴4.7、第二支撑轴4.8、第三支撑轴4.9和第四支撑轴4.10均位于伸缩滑架机构4的中间位置。控制线4.13从右往左依次穿过第一支撑轴4.7和第三支撑轴4.9，然后从左往右依次穿过第三支撑轴4.9和第二支撑轴4.8，最后从右往左依次穿过第二支撑轴4.8、第三支撑轴4.9和第四支撑轴4.10。控制线4.13前后端分别穿过设置在前搬运车体1底部的前张紧装置4.11和设置在后搬运车体3底部的后张紧装置4.12。
所述伸缩滑架机构4根据需要中间滑架沿着外滑架伸出，内滑架沿着中间滑架伸出，从而达到最大长度，满足最大轴距汽车搬运的需求。在不使用时，内滑架缩入中间滑架中，中间滑架缩入外滑架中，缩短了整体长度。
前搬运车体1和搬运车体3底部设有全向行走轮组5，全向行走轮组5能够带动整个装置前进后退、横移和转向运动。
如图4~5所示，所述全向行走轮组5包括主行走轮5.1、行走架5.2、行走轮轴5.3、辅助行走轮5.4、中心轴5.5、蜗杆5.6、转向电机5.7、蜗轮5.9和行走电机5.10，主行走轮5.1通过平键连接在行走轮轴5.3上，行走轮轴5.3通过轴承转动连接在行走架5.2内。行走架5.2上连接中心轴5.5，中心轴5.5上通过轴承连接蜗轮5.9，蜗轮5.9和蜗杆5.6啮合连接。蜗杆5.6转动连接在转向电机架5.8上，蜗杆5.6一端通过链轮链条机构连接固定在转向电机架5.8上的转向电机5.7。行走轮轴5.3连接主行走轮5.1一端通过链轮链条机构连接固定在行走电机架5.11上的行走电机5.10。所述行走轮轴5.3一端通过轴承连接辅助行走轮5.4，辅助行走轮5.4和主行走轮5.1沿着行走轮轴5.3左右对称设置。
所述全向行走轮组5整体高度低于92mm，其总体高度低于汽车底盘离地间隙，能在大平面上实现“平搬平”潜入式汽车搬运，能够适应各种车型汽车的搬运；同时，在搬运过程中能够前进后退、横移和转向运动，并可以根据汽车的姿态调整泊车机器人的姿态，从而提高泊车机器人的工作适应性；采用双轮支撑，具有一定过沟过坎的越障能力。
前搬运车体1前端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件6和导向轮组件7，后搬运车体3后端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件6和导向轮组件7。
如图6所示，所述带雷达导向轮组件6包括导向轮6.1、空心轴6.4和扫描雷达6.8，空心轴6.4侧面套装轴承6.2，轴承6.2侧面套装导向轮6.1。空心轴6.4下端面通过螺栓连接下盖板6.6，空心轴6.4上端面通过螺栓连接上盖板6.5。下盖板6.6下端面通过螺栓连接雷达支架6.7，雷达支架6.7上固定扫描雷达6.8。扫描雷达6.8上部从空心轴6.4内空腔伸出，扫描雷达6.8下部和中部位于空心轴6.4内。
所述扫描雷达6.8上部设有扫描窗口6.9，扫描窗口6.9高于空心轴6.4上端面位置。所述扫描雷达6.8为二维激光雷达。所述空心轴6.4上套装隔套6.3，隔套6.3紧贴轴承6.2侧面，隔套6.3的设置避免轴承发生移动。
所述带雷达导向轮组件6将二维激光雷达按照某一角度内置于导向轮中，并在泊车机器人的对角分别布置，有效利用二维激光雷达的270°扫描区域，只需两个二维激光雷达即可实现对泊车机器人的四周均有扫描，保证泊车机器人的全向运动的安全，增大了二维激光雷达的有效扫描区域，减少了二维激光雷达的数量。
前搬运车体1和后搬运车体3左右两侧各设有一个夹抱组件2，前搬运车体1左右两侧的夹抱组件2用于夹抱汽车的两个前轮，后搬运车体3左右两侧的夹抱组件2用于夹抱汽车的两个后轮。
如图9~12所示，所述夹抱组件2包括第一夹抱臂2.1、第一夹抱蜗轮轴2.3、第一夹抱蜗轮2.4、驱动电机2.5、第一蜗杆2.6、第二蜗杆2.7、联轴器2.8、夹抱支座2.9、第二夹抱臂2.10、第二夹抱轮2.11、第二夹抱蜗轮轴2.12和第二夹抱蜗轮2.13，夹抱支座2.9内左右对称设置第一蜗杆2.6和第二蜗杆2.7，第一蜗杆2.6和第二蜗杆2.7通过联轴器2.8连接传动。夹抱支座2.9上固定驱动电机2.5，驱动电机2.5输出端通过传动机构连接第一蜗杆2.6，第一蜗杆2.6与第一夹抱蜗轮2.4啮合连接，第一夹抱蜗轮2.4通过轴承转动连接在第一夹抱蜗轮轴2.3上，第一夹抱蜗轮轴2.3固定在夹抱支座2.9上。第二蜗杆2.7与第二夹抱蜗轮2.13啮合连接，第二夹抱蜗轮2.13通过轴承转动连接在第二夹抱蜗轮轴2.12上，第二夹抱蜗轮轴2.12固定在夹抱支座2.9上。第一夹抱臂2.1固接在第一夹抱蜗轮2.4上，第一夹抱臂2.1上沿长度方向设有多个第一夹抱轮2.2。第二夹抱臂2.10固接在第二夹抱蜗轮2.13上，第二夹抱臂2.10上沿长度方向设有多个第二夹抱轮2.11。
所述第一蜗杆2.6和第二蜗杆2.7上的螺纹旋向相反，使得第一夹抱臂2.1和第二夹抱臂2.10相向或相背运动。
本发明的工作原理是：本发明在搬运车辆时，首先车辆进入停车位置，测量车辆轴距（其他设备完成）。泊车机器人接受车辆相关信息，根据该信息，全向行走轮组转动，调整泊车机器人方向，驱动泊车机器人行走到汽车正下方，一侧夹抱组件行走到前轮中心位，后驱动轮驱动另一侧夹抱组件向后轮方向移动，此时中间伸缩部分伸出，当行走到后轮中心位后，前后夹抱组件两侧的夹抱臂同时打开，夹抱汽车轮胎，抬起汽车，泊车机器人搬运汽车到指定位置，泊车机器人所有夹抱臂收回，松开夹持的汽车轮胎，使车辆落地。泊车机器人从车辆底部撤回，完成整个搬运工作。
本发明结构简单、紧凑、合理，伸缩滑架机构根据需要伸缩，满足不同轴距汽车搬运的需求；全向行走轮组总体高度低于汽车底盘离地间隙，能在大平面上实现“平搬平”潜入式汽车搬运，能够适应各种车型汽车的搬运；同时，在搬运过程中能够前进后退、横移和转向运动，并可以根据汽车的姿态调整泊车机器人的姿态，从而提高泊车机器人的工作适应性；采用双轮支撑，具有一定过沟过坎的越障能力；带雷达导向轮组件将二维激光雷达按照某一角度内置于导向轮中，并在泊车机器人的对角分别布置，有效利用二维激光雷达的270°扫描区域，只需两个二维激光雷达即可实现对泊车机器人的四周均有扫描，保证泊车机器人的全向运动的安全，增大了二维激光雷达的有效扫描区域，减少了二维激光雷达的数量；泊车机器人只在搬运汽车时与轮胎接触，当汽车在停放到车位时，轮胎直接接触地面，避免对轮胎伤害。

Claims (8)

1.一种夹抱式泊车机器人，包括前搬运车体（1）、后搬运车体（3）和伸缩滑架机构（4），其特征是：伸缩滑架机构（4）前端连接前搬运车体（1），后端连接后搬运车体（3），前搬运车体（1）和搬运车体（3）底部设有全向行走轮组（5）；前搬运车体（1）前端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件（6）和导向轮组件（7），后搬运车体（3）后端左右拐角处分别设有带雷达导向轮组件（6）和导向轮组件（7）；前搬运车体（1）和后搬运车体（3）左右两侧各设有一个夹抱组件（2）。
2.如权利要求1所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述伸缩滑架机构（4）包括内滑架（4.1）、中间滑架（4.2）、外滑架（4.3）、第一支撑轴（4.7）、第二支撑轴（4.8）、第三支撑轴（4.9）、第四支撑轴（4.10）和控制线（4.13），内滑架（4.1）左右两侧设有内滚轮（4.4），内滑架（4.1）通过左右两侧的内滚轮（4.4）滑动连接在中间滑架（4.2）内侧，中间滑架（4.2）左右两侧设有外滚轮（4.5），中间滑架（4.2）通过左右两侧的外滚轮（4.5）滑动连接在外滑架（4.3）内侧；第一支撑轴（4.7）、第二支撑轴（4.8）和第三支撑轴（4.9）沿着内滑架（4.1）从前往后依次设置，第四支撑轴（4.10）位于外滑架（4.3）后端，第一支撑轴（4.7）、第二支撑轴（4.8）、第三支撑轴（4.9）和第四支撑轴（4.10）均位于伸缩滑架机构（4）的中间位置，控制线（4.13）从右往左依次穿过第一支撑轴（4.7）和第三支撑轴（4.9），然后从左往右依次穿过第三支撑轴（4.9）和第二支撑轴（4.8），最后从右往左依次穿过第二支撑轴（4.8）、第三支撑轴（4.9）和第四支撑轴（4.10），控制线（4.13）前后端分别穿过设置在前搬运车体（1）底部的前张紧装置（4.11）和设置在后搬运车体（3）底部的后张紧装置（4.12）。
3.如权利要求2所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述中间滑架（4.2）左右两侧设有万向轮组件（4.6）。
4.如权利要求1所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述全向行走轮组（5）包括主行走轮（5.1）、行走架（5.2）、行走轮轴（5.3）、中心轴（5.5）、蜗杆（5.6）、转向电机（5.7）、蜗轮（5.9）和行走电机（5.10），主行走轮（5.1）通过平键连接在行走轮轴（5.3）上，行走轮轴（5.3）通过轴承转动连接在行走架（5.2）内，行走架（5.2）上连接中心轴（5.5），中心轴（5.5）上通过轴承连接蜗轮（5.9），蜗轮（5.9）和蜗杆（5.6）啮合连接，蜗杆（5.6）转动连接在转向电机架（5.8）上，蜗杆（5.6）一端通过链轮链条机构连接固定在转向电机架（5.8）上的转向电机（5.7）；行走轮轴（5.3）连接主行走轮（5.1）一端通过链轮链条机构连接固定在行走电机架（5.11）上的行走电机（5.10）。
5.如权利要求4所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述行走轮轴（5.3）一端通过轴承连接辅助行走轮（5.4），辅助行走轮（5.4）和主行走轮（5.1）沿着行走轮轴（5.3）左右对称设置。
6.如权利要求1所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述带雷达导向轮组件（6）包括导向轮（6.1）、空心轴（6.4）和扫描雷达（6.8），空心轴（6.4）侧面套装轴承（6.2），轴承（6.2）侧面套装导向轮（6.1），空心轴（6.4）下端面通过螺栓连接下盖板（6.6），空心轴（6.4）上端面通过螺栓连接上盖板（6.5），下盖板（6.6）下端面通过螺栓连接雷达支架（6.7），雷达支架（6.7）上固定扫描雷达（6.8），扫描雷达（6.8）上部从空心轴（6.4）内空腔伸出，扫描雷达（6.8）下部和中部位于空心轴（6.4）内；所述扫描雷达（6.8）上部设有扫描窗口（6.9），扫描窗口（6.9）高于空心轴（6.4）上端面位置；所述扫描雷达（6.8）为二维激光雷达；所述空心轴（6.4）上套装隔套（6.3），隔套（6.3）紧贴轴承（6.2）侧面。
7.如权利要求1所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述夹抱组件（2）包括第一夹抱臂（2.1）、第一夹抱蜗轮轴（2.3）、第一夹抱蜗轮（2.4）、驱动电机（2.5）、第一蜗杆（2.6）、第二蜗杆（2.7）、联轴器（2.8）、夹抱支座（2.9）、第二夹抱臂（2.10）、第二夹抱轮（2.11）、第二夹抱蜗轮轴（2.12）和第二夹抱蜗轮（2.13），夹抱支座（2.9）内左右对称设置第一蜗杆（2.6）和第二蜗杆（2.7），第一蜗杆（2.6）和第二蜗杆（2.7）通过联轴器（2.8）连接传动，夹抱支座（2.9）上固定驱动电机（2.5），驱动电机（2.5）输出端通过传动机构连接第一蜗杆（2.6），第一蜗杆（2.6）与第一夹抱蜗轮（2.4）啮合连接，第一夹抱蜗轮（2.4）通过轴承转动连接在第一夹抱蜗轮轴（2.3）上，第一夹抱蜗轮轴（2.3）固定在夹抱支座（2.9）上，第二蜗杆（2.7）与第二夹抱蜗轮（2.13）啮合连接，第二夹抱蜗轮（2.13）通过轴承转动连接在第二夹抱蜗轮轴（2.12）上，第二夹抱蜗轮轴（2.12）固定在夹抱支座（2.9）上，第一夹抱臂（2.1）固接在第一夹抱蜗轮（2.4）上，第一夹抱臂（2.1）上沿长度方向设有多个第一夹抱轮（2.2），第二夹抱臂（2.10）固接在第二夹抱蜗轮（2.13）上，第二夹抱臂（2.10）上沿长度方向设有多个第二夹抱轮（2.11）。
8.如权利要求7所述的一种夹抱式泊车机器人，其特征是：所述第一蜗杆（2.6）和第二蜗杆（2.7）上的螺纹旋向相反，使得第一夹抱臂（2.1）和第二夹抱臂（2.10）相向或相背运动。
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