CN109552405B - 一种汽车全方位自动泊车方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车全方位自动泊车方法，包括步骤：一、数据存储；二、确定停车位的类型；三、第一类停车位的泊车；四、第二类停车位的泊车；五、第三类停车位的泊车。本发明通过设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时在有限的空间内完成轮胎的转向和行进，还可适应复杂的地势环境，使泊车过程变得更加高效，安全和简单。

Description

一种汽车全方位自动泊车方法
技术领域
本发明属于汽车泊车技术领域，具体涉及一种汽车全方位自动泊车方法。
背景技术
随着汽车保有量的持续增长，不仅增加了路面的交通负担，造成交通事故频发、城市交通拥堵加剧等问题，而且汽车数量的剧增刺激停车位、停车场的需求大为增加。事实上，城市空间有限且扩容艰难，拥挤的城市环境无法提供足够的停车泊位，其数量远跟不上汽车增长的步伐。密集的泊车环境和窄小的停车泊位，造成了“停车难”问题。以窄小的停车泊位来说，距离的控制和转向时机的拿捏对许多驾驶员来说是一个不小的挑战；再者由于视野有限，泊车时车后的盲区会影响对泊车控制的判断，引发泊车事故和纠纷频发，其结果不仅仅是难以估量经济的损失，还会造成人员的伤亡。
人们花费在泊车上的时间甚至超过了花费在路上行驶的时间，为了解决共同面临的交通问题，泊车辅助装备被广泛应用，一方面，泊车辅助装备可以提高泊车的效率和泊车安全性，不仅节省了时间，还减轻了驾驶员的压力，降低了泊车的难度。另一方面，泊车辅助装备大幅度降低了泊车过程中发生交通事故的概率，对保证交通畅通、安全具有重要的意义。但现有的泊车辅助装置仅仅为驾驶员提供障碍物信息或清晰的后方视野，难以解决在狭小空间进行泊车的情况，因此，寻找一种既有较高效率，又能适应狭小复杂环境的泊车方法就成为当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种汽车全方位自动泊车方法，通过设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时也可在有限的空间内能完成轮胎的转向和行进，还可以适应复杂的地势环境，更好的辅助自动泊车系统，使泊车过程变得更加高效，安全和简单，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种汽车全方位自动泊车方法，利用汽车全方位自动泊车系统对汽车进行泊车，所述汽车全方位自动泊车系统包括安装在汽车操作台上的控制机构和四个均由控制机构控制且均安装在汽车底盘上的汽车全方位泊车辅助装置，所述控制机构包括微控制器以及均与所述微控制器连接的存储器、复位按键、第一转动控制按键、第二转动控制按键和行进控制按键；所述汽车全方位泊车辅助装置包括机架以及安装在所述机架上的转动机构和行进机构；所述机架包括与汽车底盘连接的横向固定架和设置在横向固定架下方且为中空结构的纵向支架，所述纵向支架位于轮胎内侧，所述轮胎中心位置安装有主轴，所述主轴横向伸入至纵向支架内且与纵向支架传动连接；
所述行进机构包括安装在横向固定架上的驱动电机、安装在横向固定架内的第一行进带轮和安装在纵向支架内且位于主轴上方的传动轴，传动轴与主轴相平行，竖轴与第一行进带轮同轴连接且伸入至纵向支架内，竖轴远离第一行进带轮的一端安装有第一锥齿轮，传动轴的一端安装有与第一锥齿轮配合的第二锥齿轮，传动轴的另一端安装有与传动轴同轴连接的第二行进带轮，主轴上同轴套装有与第二行进带轮配合的第三行进带轮，驱动电机的输出轴伸入至横向固定架内且与第一行进带轮传动连接；
所述转动机构包括固定安装在纵向支架顶板上的转动带轮和带动所述转动带轮转动的转动电机，转动带轮套装在竖轴上，转动带轮通过下凸块固定安装在纵向支架顶端，下凸块与竖轴之间存在间隙，转动电机安装在横向固定架上，转动电机的输出轴穿过横向固定架与转动带轮传动连接；驱动电机和转动电机均由所述微控制器控制；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、数据存储：在存储器中存储汽车的轮胎的转动角度，汽车的轮胎的转动角度包括第一转动角度和第二转动角度，所述第一转动角度为90°，所述第二转动角度为β且β＝90°-α，其中，α为轮胎的几何中心在水平面的投影和汽车几何中心在水平面的投影的连线与汽车长度方向中心线在水平面的投影线的夹角，且α为满足：0°＜α＜90°，所述轮胎为左前轮胎、右前轮胎、左后轮胎或右后轮胎，左前轮胎和右后轮胎的第二转动角度β的方向为顺时针，右前轮胎和左后轮胎的第二转动角度β的方向为逆时针；
步骤二、确定停车位的类型：当停车位的长度方向与汽车行进方向平行时，停车位为第一类停车位，执行步骤三；当停车位的长度方向与汽车行进方向相交且停车位边缘不存在障碍物时，停车位为第二类停车位，执行步骤四；当停车位的长度方向与汽车行进方向相交且停车位边缘存在障碍物时，停车位为第三类停车位，执行步骤五；
步骤三、第一类停车位的泊车，过程如下：
步骤301、将汽车宽度的中心线靠近停车位宽度的中心线，通过启动第一转动控制按键，微控制器控制左前轮胎上的转动电机工作，使左前轮胎朝停车位方向转动90°，微控制器控制右前轮胎上的转动电机工作，使右前轮胎朝停车位方向转动90°，微控制器控制左后轮胎上的转动电机工作，使左后轮胎朝停车位方向转动90°，同时，微控制器控制右后轮胎上的转动电机工作，使右后轮胎朝停车位方向转动90°；
步骤302、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎上的驱动电机工作、右前轮胎上的驱动电机工作、左后轮胎上的驱动电机工作和右后轮胎上的驱动电机工作，使汽车横向行进至停车位中；
步骤四、第二类停车位的泊车，过程如下：
步骤401、将汽车宽度的中心线靠近停车位长度的中心线起点位置，通过启动第二转动控制按键，微控制器控制左前轮胎上的转动电机工作，使左前轮胎顺时针转动β角度，微控制器控制右前轮胎上的转动电机工作，使右前轮胎逆时针转动β角度，微控制器控制左后轮胎上的转动电机工作，使左后轮胎逆时针转动β角度，同时，微控制器控制右后轮胎上的转动电机工作，使右后轮胎顺时针转动β角度；
步骤402、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎上的驱动电机工作、右前轮胎上的驱动电机工作、左后轮胎上的驱动电机工作和右后轮胎上的驱动电机工作，使汽车以自身的几何中心为中心自转；
步骤403、当汽车长度方向中心线与停车位长度方向中心线位于同一直线上时，启动复位按键，使左前轮胎、右前轮胎、左后轮胎和右后轮胎均与汽车长度方向平行；
步骤404、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎上的驱动电机工作、右前轮胎上的驱动电机工作、左后轮胎上的驱动电机工作和右后轮胎上的驱动电机工作，使汽车行进至停车位中；
步骤五、第三类停车位的泊车，过程如下：
步骤501、将汽车行进至停车位远离障碍物的一侧，通过启动第二转动控制按键，微控制器控制左前轮胎上的转动电机工作，使左前轮胎顺时针转动β角度，微控制器控制右前轮胎上的转动电机工作，使右前轮胎逆时针转动β角度，微控制器控制左后轮胎上的转动电机工作，使左后轮胎逆时针转动β角度，同时，微控制器控制右后轮胎上的转动电机工作，使右后轮胎顺时针转动β角度；
步骤502、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎上的驱动电机工作、右前轮胎上的驱动电机工作、左后轮胎上的驱动电机工作和右后轮胎上的驱动电机工作，使汽车以自身的几何中心为中心自转；
步骤503、当汽车长度方向中心线与停车位长度方向中心线平行时，启动复位按键，使左前轮胎、右前轮胎、左后轮胎和右后轮胎均与汽车长度方向平行，再启动第一转动控制按键，微控制器控制左前轮胎上的转动电机工作，使左前轮胎朝停车位方向转动90°，微控制器控制右前轮胎上的转动电机工作，使右前轮胎朝停车位方向转动90°，微控制器控制左后轮胎上的转动电机工作，使左后轮胎朝停车位方向转动90°，同时，微控制器控制右后轮胎上的转动电机工作，使右后轮胎朝停车位方向转动90°；
步骤504、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎上的驱动电机工作、右前轮胎上的驱动电机工作、左后轮胎上的驱动电机工作和右后轮胎上的驱动电机工作，使汽车横向行进至停车位的正前方；
步骤505、启动复位按键，使左前轮胎、右前轮胎、左后轮胎和右后轮胎均与汽车长度方向平行；
步骤506、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎上的驱动电机工作、右前轮胎上的驱动电机工作、左后轮胎上的驱动电机工作和右后轮胎上的驱动电机工作，使汽车行进至停车位中。
上述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述转动带轮通过多个第一紧固件固定在所述纵向支架上，所述第一紧固件从上到下依次穿过转动带轮和下凸块后固定在所述纵向支架上，所述转动带轮和同轴套装在所述转动电机输出轴上的转动电机带轮通过转动皮带传动连接。
上述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述驱动电机输出轴上安装有驱动电机带轮，所述驱动电机带轮和第一行进带轮通过第一行进皮带传动连接；所述第一行进带轮的底部设置有上凸块，所述上凸块通过多个第二紧固件固定在所述下凸块的顶端；所述第二行进带轮和第三行进带轮通过第二行进皮带传动连接。
上述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述横向固定架包括下机架和设置在所述下机架正上方的上机架，所述上机架和下机架通过多个方柱连接为一体，上机架上安装有上轴承，所述第一行进带轮和下机架之间设置有上侧平面轴承，所述转动带轮和下机架之间设置有下侧平面轴承，纵向支架顶板上安装有下轴承，所述竖轴依次穿过所述上轴承、上侧平面轴承、下侧平面轴承和所述下轴承上伸入至纵向支架内；所述驱动电机带轮设置在所述上机架和下机架之间，所述竖轴的轴线、所述驱动电机的轴线和主轴的轴线位于同一竖直平面内；所述转动电机的输出轴穿过下机架延伸至纵向支架上方，所述转动电机带轮设置在所述下机架和纵向支架之间。
上述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述主轴上同轴套装有光电码盘，纵向支架上安装有与光电码盘配合的光电发送器和光电接收器，所述光电码盘设置在所述纵向支架内。
上述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述上机架和下机架均为镂空结构。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时也可在有限的空间内能完成轮胎的转向和行进，还可以适应复杂的地势环境，更好的辅助自动泊车系统，使泊车过程变得更加高效，安全和简单，便于推广使用。
2、本发明利用在存储器中存储汽车的轮胎的转动角度，汽车的轮胎的转动角度包括第一转动角度和第二转动角度，第一转动角度可直接转动到位，利用启动行进机构，实现汽车的横向移动；第二转动角度可实现车轮调整，利用启动行进机构，实现汽车的原地自转，可靠稳定，使用效果好。
3、本发明方法步骤简单，通过确定停车位的类型，观察停车位的长度方向与汽车行进方向的关系以及停车位附近的障碍物，判断停车位为第一类停车位、第二类停车位或第三类停车位，通过不同的停车位类型，选择不同的泊车方法，功能完备，使泊车过程变得更加高效，安全和简单，便于推广使用。
综上所述，本发明通过设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时也可在有限的空间内能完成轮胎的转向和行进，还可以适应复杂的地势环境，更好的辅助自动泊车系统，使泊车过程变得更加高效，安全和简单，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明汽车全方位泊车辅助装置的结构示意图。
图2为图1的主视图。
图3为图1的俯视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为本发明行进机构、光电码盘与纵向支架的连接关系示意图。
图6为本发明转动机构、光电码盘、横向固定架与纵向支架的连接关系示意图。
图7为图6的俯视图。
图8为图7的B-B剖视图。
图9-1为本发明第一类停车位的泊车中汽车与停车位的初始位置关系示意图。
图9-2为本发明第一类停车位的泊车中汽车轮胎转向与停车位的位置关系示意图。
图10-1为本发明第二类停车位的泊车中汽车与停车位的初始位置关系示意图。
图10-2为本发明第二类停车位的泊车中汽车轮胎转向与停车位的位置关系示意图。
图10-3为本发明第二类停车位的泊车中汽车自转与停车位的位置关系示意图。
图10-4为本发明第二类停车位的泊车中汽车轮胎复位与停车位的位置关系示意图。
图11-1为本发明第三类停车位的泊车中汽车与停车位的初始位置关系示意图。
图11-2为本发明第三类停车位的泊车中汽车轮胎第一次转向与停车位的位置关系示意图。
图11-3为本发明第三类停车位的泊车中汽车自转与停车位的位置关系示意图。
图11-4为本发明第三类停车位的泊车中汽车轮胎第二次转向与停车位的位置关系示意图。
图11-5为本发明第三类停车位的泊车中汽车轮胎行进至停车位正前方的位置关系示意图。
图11-6为本发明第三类停车位的泊车中汽车轮胎复位与停车位的位置关系示意图。
图12为本发明汽车与汽车轮胎转动第二转动角度的关系示意图。
图13为本发明方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—驱动电机； 2—转动电机； 4—横向固定架；
4-1—下机架； 4-2—上机架； 5—传动轴；
6—第二行进皮带； 7—方柱； 8—第一行进皮带；
9—第二锥齿轮； 10—下凸块； 11—上凸块；
12—轮胎； 12-1—左前轮胎； 12-2—右前轮胎；
12-3—左后轮胎； 12-4—右后轮胎； 15—连接件；
16—第一行进带轮； 17—转动带轮； 18—第三行进带轮；
19—第二行进带轮； 20—转动电机带轮； 22-1—上侧平面轴承；
22-2—下侧平面轴承； 23—驱动电机带轮； 24—光电码盘；
25—转动皮带； 26—第一锥齿轮； 27—竖轴；
28—主轴； 29—纵向支架； 30—锁紧环；
33—光电发送器； 34—光电接收器； 35—第一紧固件；
36—第二紧固件； 40—汽车； 41—停车位；
42—障碍物。
具体实施方式
如图1至图13所示，本发明的一种汽车全方位自动泊车方法，利用汽车全方位自动泊车系统对汽车40进行泊车，所述汽车全方位自动泊车系统包括安装在汽车操作台上的控制机构和四个均由控制机构控制且均安装在汽车底盘上的汽车全方位泊车辅助装置，所述控制机构包括微控制器以及均与所述微控制器连接的存储器、复位按键、第一转动控制按键、第二转动控制按键和行进控制按键；所述汽车全方位泊车辅助装置包括机架以及安装在所述机架上的转动机构和行进机构；所述机架包括与汽车底盘连接的横向固定架4和设置在横向固定架4下方且为中空结构的纵向支架29，所述纵向支架29位于轮胎12内侧，所述轮胎12中心位置安装有主轴28，所述主轴28横向伸入至纵向支架29内且与纵向支架29传动连接；
所述行进机构包括安装在横向固定架4上的驱动电机1、安装在横向固定架4内的第一行进带轮16和安装在纵向支架29内且位于主轴28上方的传动轴5，传动轴5与主轴28相平行，竖轴27与第一行进带轮16同轴连接且伸入至纵向支架29内，竖轴27远离第一行进带轮16的一端安装有第一锥齿轮26，传动轴5的一端安装有与第一锥齿轮26配合的第二锥齿轮9，传动轴5的另一端安装有与传动轴5同轴连接的第二行进带轮19，主轴28上同轴套装有与第二行进带轮19配合的第三行进带轮18，驱动电机1的输出轴伸入至横向固定架4内且与第一行进带轮16传动连接；
所述转动机构包括固定安装在纵向支架29顶板上的转动带轮17和带动所述转动带轮17转动的转动电机2，转动带轮17套装在竖轴27上，转动带轮17通过下凸块10固定安装在纵向支架29顶端，下凸块10与竖轴27之间存在间隙，转动电机2安装在横向固定架4上，转动电机2的输出轴穿过横向固定架4与转动带轮17传动连接；驱动电机1和转动电机2均由所述微控制器控制；
该方法包括以下步骤：
步骤一、数据存储：在存储器中存储汽车40的轮胎12的转动角度，汽车40的轮胎12的转动角度包括第一转动角度和第二转动角度，所述第一转动角度为90°，所述第二转动角度为β且β＝90°-α，其中，α为轮胎12的几何中心在水平面的投影和汽车几何中心在水平面的投影的连线与汽车长度方向中心线在水平面的投影线的夹角，且α为满足：0°＜α＜90°，所述轮胎12为左前轮胎12-1、右前轮胎12-2、左后轮胎12-3或右后轮胎12-4，左前轮胎12-1和右后轮胎12-4的第二转动角度β的方向为顺时针，右前轮胎12-2和左后轮胎12-3的第二转动角度β的方向为逆时针，如图12所示；
步骤二、确定停车位的类型：当停车位41的长度方向与汽车40行进方向平行时，停车位41为第一类停车位，执行步骤三；当停车位41的长度方向与汽车40行进方向相交且停车位41边缘不存在障碍物42时，停车位41为第二类停车位，执行步骤四；当停车位41的长度方向与汽车40行进方向相交且停车位41边缘存在障碍物42时，停车位41为第三类停车位，执行步骤五；
步骤三、第一类停车位的泊车，过程如下：
步骤301、将汽车40宽度的中心线靠近停车位41宽度的中心线，通过启动第一转动控制按键，微控制器控制左前轮胎12-1上的转动电机2工作，使左前轮胎12-1朝停车位41方向转动90°，微控制器控制右前轮胎12-2上的转动电机2工作，使右前轮胎12-2朝停车位41方向转动90°，微控制器控制左后轮胎12-3上的转动电机2工作，使左后轮胎12-3朝停车位41方向转动90°，同时，微控制器控制右后轮胎12-4上的转动电机2工作，使右后轮胎12-4朝停车位41方向转动90°，如图9-1和图9-2所示；
步骤302、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎12-1上的驱动电机1工作、右前轮胎12-2上的驱动电机1工作、左后轮胎12-3上的驱动电机1工作和右后轮胎12-4上的驱动电机1工作，使汽车40横向行进至停车位41中；
步骤四、第二类停车位的泊车，过程如下：
步骤401、将汽车40宽度的中心线靠近停车位41长度的中心线起点位置，通过启动第二转动控制按键，微控制器控制左前轮胎12-1上的转动电机2工作，使左前轮胎12-1顺时针转动β角度，微控制器控制右前轮胎12-2上的转动电机2工作，使右前轮胎12-2逆时针转动β角度，微控制器控制左后轮胎12-3上的转动电机2工作，使左后轮胎12-3逆时针转动β角度，同时，微控制器控制右后轮胎12-4上的转动电机2工作，使右后轮胎12-4顺时针转动β角度，如图10-1所示；
步骤402、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎12-1上的驱动电机1工作、右前轮胎12-2上的驱动电机1工作、左后轮胎12-3上的驱动电机1工作和右后轮胎12-4上的驱动电机1工作，使汽车40以自身的几何中心为中心自转，如图10-2和图10-3所示；
步骤403、当汽车40长度方向中心线与停车位41长度方向中心线位于同一直线上时，启动复位按键，使左前轮胎12-1、右前轮胎12-2、左后轮胎12-3和右后轮胎12-4均与汽车40长度方向平行，如图10-4所示；
步骤404、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎12-1上的驱动电机1工作、右前轮胎12-2上的驱动电机1工作、左后轮胎12-3上的驱动电机1工作和右后轮胎12-4上的驱动电机1工作，使汽车40行进至停车位41中；
步骤五、第三类停车位的泊车，过程如下：
步骤501、将汽车40行进至停车位41远离障碍物42的一侧，通过启动第二转动控制按键，微控制器控制左前轮胎12-1上的转动电机2工作，使左前轮胎12-1顺时针转动β角度，微控制器控制右前轮胎12-2上的转动电机2工作，使右前轮胎12-2逆时针转动β角度，微控制器控制左后轮胎12-3上的转动电机2工作，使左后轮胎12-3逆时针转动β角度，同时，微控制器控制右后轮胎12-4上的转动电机2工作，使右后轮胎12-4顺时针转动β角度，如图11-1和图11-2所示；
步骤502、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎12-1上的驱动电机1工作、右前轮胎12-2上的驱动电机1工作、左后轮胎12-3上的驱动电机1工作和右后轮胎12-4上的驱动电机1工作，使汽车40以自身的几何中心为中心自转，如图11-3所示；
步骤503、当汽车40长度方向中心线与停车位41长度方向中心线平行时，启动复位按键，使左前轮胎12-1、右前轮胎12-2、左后轮胎12-3和右后轮胎12-4均与汽车40长度方向平行，再启动第一转动控制按键，微控制器控制左前轮胎12-1上的转动电机2工作，使左前轮胎12-1朝停车位41方向转动90°，微控制器控制右前轮胎12-2上的转动电机2工作，使右前轮胎12-2朝停车位41方向转动90°，微控制器控制左后轮胎12-3上的转动电机2工作，使左后轮胎12-3朝停车位41方向转动90°，同时，微控制器控制右后轮胎12-4上的转动电机2工作，使右后轮胎12-4朝停车位41方向转动90°，如图11-4所示；
步骤504、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎12-1上的驱动电机1工作、右前轮胎12-2上的驱动电机1工作、左后轮胎12-3上的驱动电机1工作和右后轮胎12-4上的驱动电机1工作，使汽车40横向行进至停车位41的正前方，如图11-5所示；
步骤505、启动复位按键，使左前轮胎12-1、右前轮胎12-2、左后轮胎12-3和右后轮胎12-4均与汽车40长度方向平行，如图11-6所示；
步骤506、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎12-1上的驱动电机1工作、右前轮胎12-2上的驱动电机1工作、左后轮胎12-3上的驱动电机1工作和右后轮胎12-4上的驱动电机1工作，使汽车40行进至停车位41中。
需要说明的是，所述转动机构带动所述轮胎12转动，通过所述转动机构可实现汽车的转向，所述行进机构带动轮胎12行进，实现汽车的行进，可完成汽车的泊车，在泊车过程中，为减小行驶时轮胎的磨损，吸收轮胎转向时的横向力，在横向固定架4上安装所述减振机构。所述转动机构调整方向时，如图6所示，在转动电机2的带动下，所述转动带轮17随之转动，因为转动带轮17固定在纵向支架29上，所述纵向支架29也随之转动，且所述纵向支架29安装在所述主轴28上，与主轴28相连的轮胎12也就在转动电机2的带动下进行转向。如图5所示，所述行进机构带动轮胎12行进时，由驱动电机1提供动力，通过三级传动将动力传到主轴28上，使轮胎12在主轴28的带动下实现转动，完成汽车的行进，通过三级传动的方式，改变了驱动电机1输出轴的旋转方向，增大了转速。
如图1所示，所述纵向支架29通过主轴28安装在所述轮胎12的内侧，为了使纵向支架29不影响主轴28的转动，在所述纵向支架29和主轴28的连接处安装有轴承，通过轴承实现纵向支架29和主轴28的传动连接。如图2、图4和图5所示，所述竖轴27与所述传动轴5相垂直，所述传动轴5的两端均通过轴承固定在纵向支架29上，所述竖轴27和传动轴5通过第一锥齿轮26和第二锥齿轮9相啮合将动力传到传动轴5上。同时为了防止所述第三行进带轮18和第二行进带轮19发生轴向窜动，需要在所述第三行进带轮18的左右两侧均安装锁紧环30，在所述第二行进带轮19的右侧也安装锁紧环30。当驱动电机1的动力传到传动轴5的第二行进带轮19上时，通过带动与第二行进皮带6相连的第三行进带轮18转动，同时带动主轴28的转动，将动力传到主轴28上，从而带动轮胎12的转动，实现轮胎12的行进。其中，利用所述行进机构不仅改变了驱动电机1输出轴的旋转方向，同时通过将主轴28、传动轴5和竖轴27均选取为六方轴，在使用时增大了转速，方便在泊车过程中为汽车提供足够的动力。
实际使用时，需要在汽车的四个轮胎12上都安装本发明，左右相邻的两个轮胎12之间的本发明之间通过车架将所述减振机构连接起来，泊车时利用本发明同时对四个轮胎12进行控制。当需要停车时，先根据停车位和汽车之间的夹角，利用所述转动机构对轮胎12的角度进行旋转，对轮胎12的角度进行旋转，是为了方便后续利用所述行进机构对汽车的位置进行调整；当轮胎12旋转一定的角度后，再利用所述行进机构对汽车车身进行旋转，使所述行进机构以汽车底盘中心为圆心，底盘圆心到轮胎12中心的距离为半径进行行进，实现对汽车车身的调整，使汽车与停车位之间平行，当汽车与与停车位之间平行后，再通过所述转动机构对轮胎12的角度进行旋转，使轮胎12与停车位垂直，再利用所述行进机构将汽车停进停车位中。具体使用时，当需要侧方停车时，通过控制转动电机2进行转向，转动角度为90°，转动带轮17在转动皮带25的带动下转动，使与转动带轮17固定连接的纵向支架29也随之转动，最后使轮胎12横向旋转90°；转向完成后，在驱动电机1驱动电机带轮23的带动下，所述第一行进皮带8带动第一行进带轮16转动，利用竖轴27将动力传到第一锥齿轮26上，通过与所述第一锥齿轮26相啮合的第二锥齿轮9将动力传到传动轴5上，最后通过与第二行进带轮19配合的第三行进带轮18，将动力传到主轴28上从而带动轮胎12行进，完成侧方停车。当需要斜向泊车时，通过控制转动电机2进行转向，使转向后的轮胎12与车位平行后，在通过驱动电机1进行行进，实现自动泊车。其中竖轴27伸入至纵向支架29内的一端即为竖轴27远离第一行进带轮16的一端。
本实施例中，所述转动带轮17通过多个第一紧固件35固定在所述纵向支架29上，所述第一紧固件35从上到下依次穿过转动带轮17和下凸块10后固定在所述纵向支架29上，所述转动带轮17和同轴套装在所述转动电机2输出轴上的转动电机带轮20通过转动皮带25传动连接。
需要说明的是，如图7和图8所示，所述第一紧固件35为螺栓，所述螺栓从上到下依次穿过转动带轮17和下凸块10后固定在所述纵向支架29上，所述螺栓的数量优选为六个，六个所述螺栓沿竖轴27的圆周方向均匀布设，所述纵向支架29和下凸块10上均开设有供所述第一紧固件35安装的螺栓孔。所述下凸块10的底部与纵向支架29的上表面相平齐，便于所述螺栓将转动带轮17和下凸块10同时固定在纵向支架29上。实际使用时，启动转动电机2，转动电机带轮20转动带动与转动皮带25相连的转动带轮17转动，因转动带轮17是固定在纵向支架29上的，所述纵向支架29随着转动带轮17转动而一起转动，所述纵向支架29通过所述主轴28安装在所述轮胎12的内侧，最后带动所述轮胎12转动，完成泊车过程中汽车的转向工作。
本实施例中，所述驱动电机1输出轴上安装有驱动电机带轮23，所述驱动电机带轮23和第一行进带轮16通过第一行进皮带8传动连接；所述第一行进带轮16的底部设置有上凸块11，所述上凸块11通过多个第二紧固件36固定在所述下凸块10的顶端；所述第二行进带轮19和第三行进带轮18通过第二行进皮带6传动连接。
如图2所示，所述第一行进带轮16设置在所述转动带轮17的上方，实际使用时，启动驱动电机1，驱动电机带轮23转动带动与第一行进皮带8相连的第一行进带轮16转动，因第一行进带轮16安装在所述竖轴27上，所以当第一行进带轮16转动时，也会带动竖轴27转动，将驱动电机1的动力传动到设置在竖轴27端部的第一锥齿轮26上，设置在所述传动轴5上且与第一锥齿轮26相啮合的第二锥齿轮9，在第一锥齿轮26的带动下将动力传到传动轴5上，使设置在传动轴5另一端的第二行进带轮19也在传动轴5的带动下旋转，最后通过与第二行进皮带6相连且位于主轴28上的第三行进带轮18，带动主轴28旋转，使与主轴28连接的轮胎12转动，从而将驱动电机1的动力传到轮胎12上，实现轮胎12的行进。如图4所示，所述第二紧固件36也为螺栓且从上到下穿过上凸块11后固定在所述下凸块10上，所述螺栓的数量优选为四个，四个所述螺栓沿竖轴27的圆周方向均匀布设。
本实施例中，所述横向固定架4包括下机架4-1和设置在所述下机架4-1正上方的上机架4-2，所述上机架4-2和下机架4-1通过多个方柱7连接为一体，上机架4-2上安装有上轴承，所述第一行进带轮16和下机架4-1之间设置有上侧平面轴承22-1，所述转动带轮17和下机架4-1之间设置有下侧平面轴承22-2，纵向支架29顶板上安装有下轴承，所述竖轴27依次穿过所述上轴承、上侧平面轴承22-1、下侧平面轴承22-2和所述下轴承上伸入至纵向支架29内；所述驱动电机带轮23设置在所述上机架4-2和下机架4-1之间，所述竖轴27的轴线、所述驱动电机1的轴线和主轴28的轴线位于同一竖直平面内；所述转动电机2的输出轴穿过下机架4-1延伸至纵向支架29上方，所述转动电机带轮20设置在所述下机架4-1和纵向支架29之间。
如图4所示，将横向固定架4分为上下两部分，通过共用所述竖轴27，将所述转动机构和所述行进机构的第一行进带轮16同时安装在所述横向固定架4上，节省了本发明的安装空间，使得车辆在有限的空间内同时满足车轮的前进和自转，使汽车泊车过程简单、高效。
如图2和图4所示，为防止所述第一行进带轮16在竖轴27上发生轴向窜动，需要在所述第一行进带轮16的上方通过安装锁紧环30。所述上侧平面轴承22-1和下侧平面轴承22-2分别安装在所述下机架4-1的上下两侧，通过让上侧平面轴承22-1和下侧平面轴承22-2承受轴向负载，避免了第一行进带轮16和转动带轮17直接与下机架4-1接触，造成磨损。为了支撑竖轴27，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证竖轴27的回转精度，在所述竖轴27的顶部安装有轴承。
本实施例中，所述主轴28上同轴套装有光电码盘24，纵向支架29上安装有与光电码盘24配合的光电发送器33和光电接收器34，所述光电码盘24设置在所述纵向支架29内。
如图1、图2、图4和图5所示，所述光电码盘24设置在所述转动带轮17的左侧，所述光电码盘24为自制的150分度的光电码盘，自制的光电码盘24上面会有许多同心码道，每个码道上按一定规律排列着透光部分和不透光部分，实际使用时，通过光电发送器33将光线投射在码盘上，所述光电码盘24随着主轴28转动，当转动到透光部分时，光透过透光部分的狭缝后由光电接收器34接收，输出信号为“1”；当转动到不透光部分时，光电接收器34则接收不到光，输出信号为“0”，通过光电接收器34输出信号的组合反映出一定规律的数字量，代表了光电码盘24轴的角位移，从而得到泊车时的实际车速，实现对实时泊车时车速的测量。所述光电码盘24的侧面安装有连接件15，是为了连接光电码盘24和主轴28；同时为了固定光电码盘24和连接件15，防止光电码盘24和连接件15发生轴向窜动，需要在光电码盘24的右侧以及连接件15的左侧安装锁紧环30。
本实施例中，所述上机架4-2和下机架4-1均为镂空结构。
如图1和图3所示，将上机架4-2和下机架4-1均制成镂空结构，一方面在对本发明进行检查时，便于维修人员对内部情况进行检测；另一方面采用镂空设计，减轻了横向固定架4的重量，方便使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种汽车全方位自动泊车方法，利用汽车全方位自动泊车系统对汽车(40)进行泊车，所述汽车全方位自动泊车系统包括安装在汽车操作台上的控制机构和四个均由控制机构控制且均安装在汽车底盘上的汽车全方位泊车辅助装置，所述控制机构包括微控制器以及均与所述微控制器连接的存储器、复位按键、第一转动控制按键、第二转动控制按键和行进控制按键；所述汽车全方位泊车辅助装置包括机架以及安装在所述机架上的转动机构和行进机构；所述机架包括与汽车底盘连接的横向固定架(4)和设置在横向固定架(4)下方且为中空结构的纵向支架(29)，所述纵向支架(29)位于轮胎(12)内侧，所述轮胎(12)中心位置安装有主轴(28)，所述主轴(28)横向伸入至纵向支架(29)内且与纵向支架(29)传动连接；
所述行进机构包括安装在横向固定架(4)上的驱动电机(1)、安装在横向固定架(4)内的第一行进带轮(16)和安装在纵向支架(29)内且位于主轴(28)上方的传动轴(5)，传动轴(5)与主轴(28)相平行，竖轴(27)与第一行进带轮(16)同轴连接且伸入至纵向支架(29)内，竖轴(27)远离第一行进带轮(16)的一端安装有第一锥齿轮(26)，传动轴(5)的一端安装有与第一锥齿轮(26)配合的第二锥齿轮(9)，传动轴(5)的另一端安装有与传动轴(5)同轴连接的第二行进带轮(19)，主轴(28)上同轴套装有与第二行进带轮(19)配合的第三行进带轮(18)，驱动电机(1)的输出轴伸入至横向固定架(4)内且与第一行进带轮(16)传动连接；
所述转动机构包括固定安装在纵向支架(29)顶板上的转动带轮(17)和带动所述转动带轮(17)转动的转动电机(2)，转动带轮(17)套装在竖轴(27)上，转动带轮(17)通过下凸块(10)固定安装在纵向支架(29)顶端，下凸块(10)与竖轴(27)之间存在间隙，转动电机(2)安装在横向固定架(4)上，转动电机(2)的输出轴穿过横向固定架(4)与转动带轮(17)传动连接；驱动电机(1)和转动电机(2)均由所述微控制器控制；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、数据存储：在存储器中存储汽车(40)的轮胎(12)的转动角度，汽车(40)的轮胎(12)的转动角度包括第一转动角度和第二转动角度，所述第一转动角度为90°，所述第二转动角度为β且β＝90°-α，其中，α为轮胎(12)的几何中心在水平面的投影和汽车几何中心在水平面的投影的连线与汽车长度方向中心线在水平面的投影线的夹角，且α为满足：0°＜α＜90°，所述轮胎(12)为左前轮胎(12-1)、右前轮胎(12-2)、左后轮胎(12-3)或右后轮胎(12-4)，左前轮胎(12-1)和右后轮胎(12-4)的第二转动角度β的方向为顺时针，右前轮胎(12-2)和左后轮胎(12-3)的第二转动角度β的方向为逆时针；
步骤二、确定停车位的类型：当停车位(41)的长度方向与汽车(40)行进方向平行时，停车位(41)为第一类停车位，执行步骤三；当停车位(41)的长度方向与汽车(40)行进方向相交且停车位(41)边缘不存在障碍物(42)时，停车位(41)为第二类停车位，执行步骤四；当停车位(41)的长度方向与汽车(40)行进方向相交且停车位(41)边缘存在障碍物(42)时，停车位(41)为第三类停车位，执行步骤五；
步骤三、第一类停车位的泊车，过程如下：
步骤301、将汽车(40)宽度的中心线靠近停车位(41)宽度的中心线，通过启动第一转动控制按键，微控制器控制左前轮胎(12-1)上的转动电机(2)工作，使左前轮胎(12-1)朝停车位(41)方向转动90°，微控制器控制右前轮胎(12-2)上的转动电机(2)工作，使右前轮胎(12-2)朝停车位(41)方向转动90°，微控制器控制左后轮胎(12-3)上的转动电机(2)工作，使左后轮胎(12-3)朝停车位(41)方向转动90°，同时，微控制器控制右后轮胎(12-4)上的转动电机(2)工作，使右后轮胎(12-4)朝停车位(41)方向转动90°；
步骤302、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎(12-1)上的驱动电机(1)工作、右前轮胎(12-2)上的驱动电机(1)工作、左后轮胎(12-3)上的驱动电机(1)工作和右后轮胎(12-4)上的驱动电机(1)工作，使汽车(40)横向行进至停车位(41)中；
步骤四、第二类停车位的泊车，过程如下：
步骤401、将汽车(40)宽度的中心线靠近停车位(41)长度的中心线起点位置，通过启动第二转动控制按键，微控制器控制左前轮胎(12-1)上的转动电机(2)工作，使左前轮胎(12-1)顺时针转动β角度，微控制器控制右前轮胎(12-2)上的转动电机(2)工作，使右前轮胎(12-2)逆时针转动β角度，微控制器控制左后轮胎(12-3)上的转动电机(2)工作，使左后轮胎(12-3)逆时针转动β角度，同时，微控制器控制右后轮胎(12-4)上的转动电机(2)工作，使右后轮胎(12-4)顺时针转动β角度；
步骤402、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎(12-1)上的驱动电机(1)工作、右前轮胎(12-2)上的驱动电机(1)工作、左后轮胎(12-3)上的驱动电机(1)工作和右后轮胎(12-4)上的驱动电机(1)工作，使汽车(40)以自身的几何中心为中心自转；
步骤403、当汽车(40)长度方向中心线与停车位(41)长度方向中心线位于同一直线上时，启动复位按键，使左前轮胎(12-1)、右前轮胎(12-2)、左后轮胎(12-3)和右后轮胎(12-4)均与汽车(40)长度方向平行；
步骤404、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎(12-1)上的驱动电机(1)工作、右前轮胎(12-2)上的驱动电机(1)工作、左后轮胎(12-3)上的驱动电机(1)工作和右后轮胎(12-4)上的驱动电机(1)工作，使汽车(40)行进至停车位(41)中；
步骤五、第三类停车位的泊车，过程如下：
步骤501、将汽车(40)行进至停车位(41)远离障碍物(42)的一侧，通过启动第二转动控制按键，微控制器控制左前轮胎(12-1)上的转动电机(2)工作，使左前轮胎(12-1)顺时针转动β角度，微控制器控制右前轮胎(12-2)上的转动电机(2)工作，使右前轮胎(12-2)逆时针转动β角度，微控制器控制左后轮胎(12-3)上的转动电机(2)工作，使左后轮胎(12-3)逆时针转动β角度，同时，微控制器控制右后轮胎(12-4)上的转动电机(2)工作，使右后轮胎(12-4)顺时针转动β角度；
步骤502、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎(12-1)上的驱动电机(1)工作、右前轮胎(12-2)上的驱动电机(1)工作、左后轮胎(12-3)上的驱动电机(1)工作和右后轮胎(12-4)上的驱动电机(1)工作，使汽车(40)以自身的几何中心为中心自转；
步骤503、当汽车(40)长度方向中心线与停车位(41)长度方向中心线平行时，启动复位按键，使左前轮胎(12-1)、右前轮胎(12-2)、左后轮胎(12-3)和右后轮胎(12-4)均与汽车(40)长度方向平行，再启动第一转动控制按键，微控制器控制左前轮胎(12-1)上的转动电机(2)工作，使左前轮胎(12-1)朝停车位(41)方向转动90°，微控制器控制右前轮胎(12-2)上的转动电机(2)工作，使右前轮胎(12-2)朝停车位(41)方向转动90°，微控制器控制左后轮胎(12-3)上的转动电机(2)工作，使左后轮胎(12-3)朝停车位(41)方向转动90°，同时，微控制器控制右后轮胎(12-4)上的转动电机(2)工作，使右后轮胎(12-4)朝停车位(41)方向转动90°；
步骤504、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎(12-1)上的驱动电机(1)工作、右前轮胎(12-2)上的驱动电机(1)工作、左后轮胎(12-3)上的驱动电机(1)工作和右后轮胎(12-4)上的驱动电机(1)工作，使汽车(40)横向行进至停车位(41)的正前方；
步骤505、启动复位按键，使左前轮胎(12-1)、右前轮胎(12-2)、左后轮胎(12-3)和右后轮胎(12-4)均与汽车(40)长度方向平行；
步骤506、通过启动行进控制按键，微控制器同时控制左前轮胎(12-1)上的驱动电机(1)工作、右前轮胎(12-2)上的驱动电机(1)工作、左后轮胎(12-3)上的驱动电机(1)工作和右后轮胎(12-4)上的驱动电机(1)工作，使汽车(40)行进至停车位(41)中。
2.按照权利要求1所述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述转动带轮(17)通过多个第一紧固件(35)固定在所述纵向支架(29)上，所述第一紧固件(35)从上到下依次穿过转动带轮(17)和下凸块(10)后固定在所述纵向支架(29)上，所述转动带轮(17)和同轴套装在所述转动电机(2)输出轴上的转动电机带轮(20)通过转动皮带(25)传动连接。
3.按照权利要求2所述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述驱动电机(1)输出轴上安装有驱动电机带轮(23)，所述驱动电机带轮(23)和第一行进带轮(16)通过第一行进皮带(8)传动连接；所述第一行进带轮(16)的底部设置有上凸块(11)，所述上凸块(11)通过多个第二紧固件(36)固定在所述下凸块(10)的顶端；所述第二行进带轮(19)和第三行进带轮(18)通过第二行进皮带(6)传动连接。
4.按照权利要求3所述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述横向固定架(4)包括下机架(4-1)和设置在所述下机架(4-1)正上方的上机架(4-2)，所述上机架(4-2)和下机架(4-1)通过多个方柱(7)连接为一体，上机架(4-2)上安装有上轴承，所述第一行进带轮(16)和下机架(4-1)之间设置有上侧平面轴承(22-1)，所述转动带轮(17)和下机架(4-1)之间设置有下侧平面轴承(22-2)，纵向支架(29)顶板上安装有下轴承，所述竖轴(27)依次穿过所述上轴承、上侧平面轴承(22-1)、下侧平面轴承(22-2)和所述下轴承上伸入至纵向支架(29)内；所述驱动电机带轮(23)设置在所述上机架(4-2)和下机架(4-1)之间，所述竖轴(27)的轴线、所述驱动电机(1)的轴线和主轴(28)的轴线位于同一竖直平面内；所述转动电机(2)的输出轴穿过下机架(4-1)延伸至纵向支架(29)上方，所述转动电机带轮(20)设置在所述下机架(4-1)和纵向支架(29)之间。
5.按照权利要求1所述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述主轴(28)上同轴套装有光电码盘(24)，纵向支架(29)上安装有与光电码盘(24)配合的光电发送器(33)和光电接收器(34)，所述光电码盘(24)设置在所述纵向支架(29)内。
6.按照权利要求4所述的一种汽车全方位自动泊车方法，其特征在于：所述上机架(4-2)和下机架(4-1)均为镂空结构。
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