CN108545500B - 一种共享单车投放和管理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共享单车投放和管理机器人，机器人安装于卡车货箱上，机器人包括控制系统和执行机构；执行机构包括基柱、升降机构、传动机构、支撑机构；升降机构带动托板在钢丝绳牵引下上下移动，将托板上的共享单车放至地面，传动机构通过齿轮带动旋转轴转动180度进而托板也旋转180度，使共享单车转向朝向路边的方向，支撑机构上的夹具夹紧轮子，施加一定的压力，通过压力传感器的读数检测轮胎是否有充气不足的情况。支架上的扫描机构扫描共享单车二维码，获取单车编号信息，并将该信息上传中心服务器，从而服务器可以有效记录该车的投放地点。本发明使用方便，节省人力，极大方便了共享单车的投放工作。

Description

一种共享单车投放和管理机器人

技术领域

本发明涉及机电一体化设备领域，具体是一种共享单车投放和管理机器人。

背景技术

共享单车，指企业与政府合作，在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是共享经济的一种新形态。近年来随着互联网技术和网络基础设施建设的飞速发展，基于手机平台的共享单车租用服务在全国各地发展起来。运营共享单车租赁公司的企业，需要定点投放单车，以满足客户需求。

目前共享单车的投放，主要是通过小型货车或卡车批量装载共享单车到地铁口、公交站、商业区等人流量较大的地点，通过人工搬运的方式将其卸下并摆放整齐。但对于装载工人来说，每天反复搬运共享单车，对腰腿关节的负担很重，长期下去对身体健康不利，而且小型货车的驾驶室包括司机在内，一般只能乘载两人，实践证明，搬运共享单车的过程，两人协同作业效率并不高。此外，共享单车摆放过程中，有时候会发现有轮胎撒气的问题，需要及时补气，而这一问题，装卸工人往往并不会去检查。

综上所述，针对当前城市共享单车投放过程中的弊端，需要设计一种协助人工投放共享单车的机械装置，减轻人工负担，同时检查车胎是否有漏气的故障，此外还要能记录在某个特定投放地点投放的车辆编号，并将这样的信息及时上传公司的中心服务器。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，提供了一种共享单车投放和管理机器人。

本发明是按照以下技术方案实施的。

一种共享单车投放和管理机器人，机器人安装于卡车货箱上，机器人包括控制系统和执行机构；

执行机构包括基柱、升降机构、传动机构、支撑机构；基柱竖直安装于卡车货箱口边缘，基柱上形成截面为T型的滑槽；升降机构包括外套管，旋转杆贯穿外套管，旋转杆和外套管内壁之间设有不少于三组第一轴承；旋转杆顶部安装有第一齿轮，旋转杆底部安装有支撑机构；外套管外侧形成嵌入基柱上滑槽的滑块，滑块顶部的牵引端连接钢丝绳的一端，钢丝绳另一端绕过滑轮缠绕于第二电机的转子上；传动机构有两组，分别安装于基柱顶部和中下部；两组传动机构中均包括与第一齿轮啮合的第二齿轮，齿轮轴一端通过第三轴承安装于齿轮基座上，齿轮基座安装于基柱侧面；固定于第三电机转子上的主动轮，主动轮通过传动链连接从动轮，从动轮和第二齿轮均固定于齿轮轴上；支撑机构包括与旋转杆相连的托板和安装于托板上的支架；支架包括两根竖直支架和部署于两竖直支架之间的水平支架，一根竖直支架上设有第一固定夹，两竖直支架中部与托板之间还各设有一根斜支架；斜支架为中空金属管结构，表面形成条形孔，斜支架上安装有第二固定夹；第二固定夹的夹持部包括固定柱和活动柱，固定柱安装于斜支架表面并与斜支架垂直；活动柱穿过条形孔并垂直紧固在斜支架内部的滑杆上；滑杆的一端与第二轴承的外圈固定在一起，第二轴承内圈嵌套于第一电机的第一转子上；固定柱表面安装有压力传感器；

控制系统包括主控制器，主控制器连接扫描机构、电机驱动机构、第一无线模块、第二无线模块、定位模块、压力传感器；主控制器还连接车载中控平台；第一无线模块连接手持终端设备；第二无线模块连接中心服务器；电机驱动机构控制第一电机、第二电机、第三电机；扫描机构部署于支架上，其镜头朝向共享单车的二维码。

进一步的，第一轴承内圈与旋转杆静连接，外圈与外套管内壁静连接，第一轴承分别位于外套管的顶部、底部、中部三个位置。

进一步的，斜支架与托板的夹角为45度。

进一步的，活动柱截面为圆形，固定柱截面为正方形，压力传感器安装于固定柱表面靠近活动柱一侧。

进一步的，第一无线模块为蓝牙模块，第二无线模块为3G/4G模块，定位模块为GPS模块或北斗模块。

进一步的，手持终端上设有控制按键和显示屏。

进一步的，第一电机为步进电机。

本发明获得了如下有益效果。

本发明中，共享单车装卸工人一个在货箱内，一个在地面上。货箱内的工人将单车放置在托板上，传动机构通过齿轮带动旋转轴转动180度进而托板也旋转180度，使共享单车转向朝向路边的方向，之后通过电动的升降机构将共享单车下放到地面，再由地面上的装卸工人从托板上取下，放在路边停靠好。此过程中，不需要人力上下搬运单车，省力。托板旋转下方过程中，支撑机构上的夹具夹紧轮子，施加一定的压力，通过压力传感器的读数检测轮胎是否有充气不足的情况。支架上的扫描机构扫描共享单车二维码，获取单车编号信息，并将该信息上传中心服务器，从而服务器可以有效记录该车的投放地点。本发明使用方便，极大方便了共享单车的投放工作。

附图说明

图1是本发明中执行机构的结构示意图；

图2是本发明中控制系统的结构框图；

图3是本发明中升降机构的纵剖面图；

图4是本发明中升降机构和传动机构的结构示意图（升起模式）；

图5是本发明中升降机构和传动机构的结构示意图（下降模式）；

图6是本发明中升降机构和传动机构的俯视图；

图7是本发明中第二固定夹的剖面图（夹紧状态）；

图8是本发明中第二固定夹的剖面图（非夹紧状态）；

图9是本发明中第二固定夹的主视图（夹紧状态）；

图10是本发明中第二固定夹的主视图（非夹紧状态）；

图11是本发明中第二固定夹在自行车上夹持位置示意图。

其中，101.外套管；102.滑块；103.旋转杆；104.第一齿轮；105.牵引端；106.第一轴承；2.托板；301.斜支架；302.竖直支架；303.水平支架；304.条形孔；4.第一固定夹；5.第二固定夹；501.固定柱；502.活动柱；503.滑杆；504.第二轴承；505.第一转子；506.第一电机；6.基柱；701.齿轮基座；702.齿轮轴；703.第二齿轮；704.从动轮；705.传动链；706.主动轮。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行进一步的技术说明。

如图1～11所示，一种共享单车投放和管理机器人，机器人安装于卡车货箱上，机器人包括控制系统和执行机构；

执行机构包括基柱6、升降机构、传动机构、支撑机构；基柱6竖直安装于卡车货箱口边缘，基柱6上形成截面为T型的滑槽；升降机构包括外套管101，旋转杆103贯穿外套管101，旋转杆103和外套管101内壁之间设有不少于三组第一轴承106；旋转杆103顶部安装有第一齿轮104，旋转杆103底部安装有支撑机构；外套管101外侧形成嵌入基柱6上滑槽的滑块102，滑块102顶部的牵引端105连接钢丝绳的一端，钢丝绳另一端绕过滑轮缠绕于第二电机的转子上；传动机构有两组，分别安装于基柱6顶部和中下部；两组传动机构中均包括与第一齿轮104啮合的第二齿轮703，齿轮轴702一端通过第三轴承安装于齿轮基座701上，齿轮基座701安装于基柱6侧面；固定于第三电机转子上的主动轮706，主动轮706通过传动链705连接从动轮704，从动轮704和第二齿轮703均固定于齿轮轴702上；支撑机构包括与旋转杆103相连的托板2和安装于托板2上的支架；支架包括两根竖直支架302和部署于两竖直支架302之间的水平支架303，一根竖直支架302上设有第一固定夹4，两竖直支架302中部与托板2之间还各设有一根斜支架301；斜支架301为中空金属管结构，表面形成条形孔304，斜支架301上安装有第二固定夹5；第二固定夹5的夹持部包括固定柱501和活动柱502，固定柱501安装于斜支架301表面并与斜支架301垂直；活动柱502穿过条形孔304并垂直紧固在斜支架301内部的滑杆503上；滑杆503的一端与第二轴承504的外圈固定在一起，第二轴承504内圈嵌套于第一电机506的第一转子505上；固定柱501表面安装有压力传感器；

控制系统包括主控制器，主控制器连接扫描机构、电机驱动机构、第一无线模块、第二无线模块、定位模块、压力传感器；主控制器还连接车载中控平台；第一无线模块连接手持终端设备；第二无线模块连接中心服务器；电机驱动机构控制第一电机506、第二电机、第三电机；扫描机构部署于支架上，其镜头朝向共享单车的二维码。

第一轴承106内圈与旋转杆103静连接，外圈与外套管101内壁静连接，第一轴承106分别位于外套管101的顶部、底部、中部三个位置。

斜支架301与托板2的夹角为45度。

活动柱502截面为圆形，固定柱501截面为正方形，压力传感器安装于固定柱501表面靠近活动柱502一侧。

第一无线模块为蓝牙模块，第二无线模块为3G/4G模块，定位模块为GPS模块或北斗模块。

手持终端上设有控制按键和显示屏。

第一电机506为步进电机。

本发明的原理和使用方法为：

使用前，保证装载共享单车的货车停靠在路边，基柱6安装在货箱出口靠近路边一侧的边沿上。第三电机动作，驱动传动机构运转，带动旋转杆103转动，使托板2转向货箱出口位置，并作为执行机构的初始位置。

使用时，需要两名工人与之协同。两装卸工人一个在货箱内，一个在地面上。初始状态时，货箱内的工人将单车放置在托板2上，传动机构通过第二齿轮703带动旋转杆103转动180度，进而托板2也旋转180度，带动共享单车转向朝向路边的方向，之后第二电机反转，放下钢丝绳，如图5所示，升降机构由于重力作用将共享单车下放到地面，再由地面上的装卸工人从托板2上取下，放在路边停靠好。

托板2旋转下放过程中，如图11所示，第一固定夹4夹紧车架，第二固定夹5夹紧两车轮，三个夹持部位呈三角形方向排列；防止单车松脱。其中，第二固定夹5通过第一电机506施加一定的压力，通过压力传感器的读数检测轮胎是否有充气不足的情况。施加压力时，如图7和图9所示，第一电机506正转，第一转子505向外伸出，推动滑杆503向固定柱501方向移动，从而活动柱502和固定柱之间的距离越来越近，直至夹紧车轮。当第一电机506转动至设定的位置时，主控制器读取固定柱501上的压力传感器数值，如小于参考值，认为胎压不足，需要充气和检查是否存在漏气。

与此同时，支架上的扫描机构扫描共享单车二维码，获取单车编号信息，并将该信息上传中心服务器，从而服务器可以有效记录该车的投放地点。

单车下放到地面后，如图8和图10所示，第一电机506反向旋转，使第二固定夹5松开，便于取下单车。

两组传动机构一般只使用位于基柱6顶部的那一组，当下放过程中旋转杆103发生不可控的水平旋转时，当下放到地面后，第一齿轮104与位于基柱6中下部的那一组传动机构的第二齿轮703啮合，并在本组传动机构带动下重新旋转至适合的位置。

第二电机正转时，通过钢丝绳牵引升降机构上移，如图4所示，进而托板2回转180度，系统回到初始状态，可进行下一辆车的投放。

本发明使用方便，极大方便了共享单车的投放工作。

Claims (7)

1.一种共享单车投放和管理机器人，所述机器人安装于卡车货箱上，其特征在于，所述机器人包括控制系统和执行机构；

所述执行机构包括基柱（6）、升降机构、传动机构、支撑机构；所述基柱（6）竖直安装于卡车货箱口边缘，基柱（6）上形成截面为T型的滑槽；所述升降机构包括外套管（101），旋转杆（103）贯穿外套管（101），旋转杆（103）和外套管（101）内壁之间设有不少于三组第一轴承（106）；旋转杆（103）顶部安装有第一齿轮（104），旋转杆（103）底部安装有支撑机构；所述外套管（101）外侧形成嵌入基柱（6）上滑槽的滑块（102），滑块（102）顶部的牵引端（105）连接钢丝绳的一端，钢丝绳另一端绕过滑轮缠绕于第二电机的转子上；所述传动机构有两组，分别安装于基柱（6）顶部和中下部；两组传动机构中均包括与第一齿轮（104）啮合的第二齿轮（703），齿轮轴（702）一端通过第三轴承安装于齿轮基座（701）上，齿轮基座（701）安装于基柱（6）侧面；固定于第三电机转子上的主动轮（706），主动轮（706）通过传动链（705）连接从动轮（704），从动轮（704）和第二齿轮（703）均固定于齿轮轴（702）上；所述支撑机构包括与旋转杆（103）相连的托板（2）和安装于托板（2）上的支架；所述支架包括两根竖直支架（302）和部署于两竖直支架（302）之间的水平支架（303），一根竖直支架（302）上设有第一固定夹（4），两竖直支架（302）中部与托板（2）之间还各设有一根斜支架（301）；斜支架（301）为中空金属管结构，表面形成条形孔（304），斜支架（301）上安装有第二固定夹（5）；所述第二固定夹（5）的夹持部包括固定柱（501）和活动柱（502），所述固定柱（501）安装于斜支架（301）表面并与斜支架（301）垂直；所述活动柱（502）穿过条形孔（304）并垂直紧固在斜支架（301）内部的滑杆（503）上；滑杆（503）的一端与第二轴承（504）的外圈固定在一起，第二轴承（504）内圈嵌套于第一电机（506）的第一转子（505）上；所述固定柱（501）表面安装有压力传感器；

所述控制系统包括主控制器，主控制器连接扫描机构、电机驱动机构、第一无线模块、第二无线模块、定位模块、压力传感器；主控制器还连接车载中控平台；第一无线模块连接手持终端设备；第二无线模块连接中心服务器；电机驱动机构控制第一电机（506）、第二电机、第三电机；扫描机构部署于支架上，其镜头朝向共享单车的二维码。

2.如权利要求1所述的一种共享单车投放和管理机器人，其特征在于，所述第一轴承（106）内圈与旋转杆（103）静连接，外圈与外套管（101）内壁静连接，第一轴承（106）分别位于外套管（101）的顶部、底部、中部三个位置。

3.如权利要求1所述的一种共享单车投放和管理机器人，其特征在于，所述斜支架（301）与托板（2）的夹角为45度。

4.如权利要求1所述的一种共享单车投放和管理机器人，其特征在于，所述活动柱（502）截面为圆形，固定柱（501）截面为正方形，压力传感器安装于固定柱（501）表面靠近活动柱（502）一侧。

5.如权利要求1所述的一种共享单车投放和管理机器人，其特征在于，所述第一无线模块为蓝牙模块，第二无线模块为3G/4G模块，定位模块为GPS模块或北斗模块。

6.如权利要求1所述的一种共享单车投放和管理机器人，其特征在于，所述手持终端上设有控制按键和显示屏。

7.如权利要求1所述的一种共享单车投放和管理机器人，其特征在于，所述第一电机（506）为步进电机。