CN109695364A - 一种自动导引智能泊车机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种自动导引智能泊车机器人,该自动导引智能泊车机器人包括控制器以及与控制器相互耦接的第一采集装置和舵机,第一采集装置用于采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息;舵机位于自动导引智能泊车机器人的至少一角,用于根据外部环境信息控制自动导引智能泊车机器人的运动方向;控制器接收第一采集装置采集的外部环境信息,通过控制舵机进而控制自动导引智能泊车机器人的运动方向。本申请自动导引智能泊车机器人根据外部环境信息调整自动导引智能泊车机器人的运动方向,能够减小自动导引智能泊车机器人的行动误差,从而提高自动导引智能泊车机器人的搬运效率。

Description

一种自动导引智能泊车机器人
技术领域
本申请涉及自动导引智能泊车机器人领域,尤其涉及一种自动导引智能泊车机器人。
背景技术
现有的自动导引智能泊车机器人在搬运车辆时,按预定轨道进行行动,然后搬运车辆。这种搬运车辆的方式效率低下,且需要车辆停在预定位置才能进行搬运。且由于自动导引智能泊车机器人的行动误差,可能会在运行过程中偏离轨道,从而造成搬运车辆失败。
也就是说,现有的自动导引智能泊车机器人行动精度较低、搬运效率不高。
发明内容
本申请提供一种自动导引智能泊车机器人,能够提高自动导引智能泊车机器人的行动精度、提高搬运效率。
为解决上述技术问题,本申请采用的第一个技术方案是:提供一种自动导引智能泊车机器人,自动导引智能泊车机器人包括控制器以及与控制器相互耦接的第一采集装置和舵机,第一采集装置用于采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息;舵机位于自动导引智能泊车机器人的至少一角,用于根据外部环境信息控制自动导引智能泊车机器人的运动方向;控制器接收第一采集装置采集的外部环境信息,通过控制舵机进而控制自动导引智能泊车机器人的运动方向。
本申请的有益效果是:区别于现有技术,本申请提供一种自动导引智能泊车机器人,该自动导引智能泊车机器人包括控制器以及与控制器相互耦接的第一采集装置和舵机,第一采集装置用于采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息;舵机位于自动导引智能泊车机器人的至少一角,用于根据外部环境信息控制自动导引智能泊车机器人的运动方向;控制器接收第一采集装置采集的外部环境信息,通过控制舵机进而控制自动导引智能泊车机器人的运动方向。本申请自动导引智能泊车机器人的至少一角安装了舵机,且通过第一采集装置采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息,舵机根据自动导引智能泊车机器人的外部环境信息调整自动导引智能泊车机器人的运动方向,能够减小自动导引智能泊车机器人的行动误差,从而提高自动导引智能泊车机器人的搬运效率。
附图说明
图1是本申请自动导引智能泊车机器人一实施方式的结构示意图;
图2是图1自动导引智能泊车机器人第一具体实施方式的结构示意图;
图3是图2自动导引智能泊车机器人中舵机的结构示意图;
图4是图2自动导引智能泊车机器人中滚筒的结构示意图;
图5是图2自动导引智能泊车机器人中多个滚筒连接方式的结构示意图;
图6是图2自动导引智能泊车机器人中横杆两侧滚筒连接方式的结构示意图;
图7是图2自动导引智能泊车机器人中第二采集装置的结构示意图;
图8是图2自动导引智能泊车机器人中第二采集装置收回时的剖面结构示意图;
图9是图2自动导引智能泊车机器人中第二采集装置伸出时的剖面结构示意图;
图10是图2自动导引智能泊车机器人中第三驱动装置处的结构示意图;
图11是图2自动导引智能泊车机器人的控制方法的原理示意图;
图12是图1自动导引智能泊车机器人第二具体实施方式的结构示意图;
图13是图12自动导引智能泊车机器人靠近待搬运车辆时的结构示意图;
图14是图12自动导引智能泊车机器人中第二采集装置处的结构示意图;
图15是图12自动导引智能泊车机器人采集待搬运车辆的信息时的示意图;
图16是图12自动导引智能泊车机器人获取车轮中心水平面坐标的原理示意图;
图17是图12自动导引智能泊车机器人获取第一车轮中心竖坐标的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本申请保护的范围。
参阅图1-图3,图1是本申请自动导引智能泊车机器人一实施方式的结构示意图;图2是图1自动导引智能泊车机器人一具体实施方式的结构示意图;图3是图2自动导引智能泊车机器人中舵机的结构示意图。
结合图1-3,本实施方式中,自动导引智能泊车机器人10包括控制器11以及与控制器11相互耦接的第一采集装置13和舵机12。第一采集装置13用于采集自动导引智能泊车机器人10的外部环境信息。舵机12位于自动导引智能泊车机器人10的至少一角,用于根据外部环境信息控制自动导引智能泊车机器人10的运动方向。控制器11接收第一采集装置13采集的外部环境信息,通过控制舵机12进而控制自动导引智能泊车机器人10的运动方向。由于在自动导引智能泊车机器人10的至少一角安装了舵机12,且通过第一采集装置13采集自动导引智能泊车机器人10的外部环境信息,舵机12根据自动导引智能泊车机器人10的外部环境信息调整自动导引智能泊车机器人10的运动方向,能够减小自动导引智能泊车机器人10的行动误差,从而提高自动导引智能泊车机器人10的搬运效率。
本实施方式中,自动导引智能泊车机器人10包括沿第一方向设置的运输装置14和挡边16,运输装置14用于沿第一方向运输待搬运车辆,挡边16位于运输装置14的两侧,且沿第一方向设置。舵机12可拆卸的固定在挡边16的两端,以控制自动导引智能泊车机器人10的转向。第一采集装置13位于舵机12上,第一采集装置13从自动导引智能泊车机器人10的四角采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息。需要说明的是,本实施方式中,第一方向为待搬运车辆进入自动导引智能泊车机器人10的方向。舵机12位于挡边16的端部,第一采集装置13位于舵机12上,第一采集装置13能够从自动导引智能泊车机器人10的四角采集自动导引智能泊车机器人10的外部环境信息,视野开阔,视线不受阻挡,从而确保了自动导引智能泊车机器人10行动的精度。另外,舵机12可拆卸的固定在挡边16的两端,可拆卸连接的方式包括螺接和卡接等方式,通过可拆卸连接,安装拆卸方便,减小了改装现有自动导引智能泊车机器人10的成本。
本实施方式中,舵机12包括舵机底座121、舵轮123以及第一驱动装置122。舵机底座121与挡边16的端部螺栓连接。舵轮123位于舵机底座121的下部,具体的,舵轮123为万向轮或者可在预设角度转向的滚轮。第一驱动装置122位于舵机底座121的上部,第一驱动装置122驱动舵轮123转向,以控制自动导引智能泊车机器人10的运动方向。第一采集装置13位于舵机底座121的上部,第一采集装置13通过螺接、卡接等可拆卸的方式固定在舵机底座121的上部。本申请的第一驱动装置122仅仅用于驱动舵轮123转向,不提供使舵轮123滚动的驱动力。相对于现有技术中舵机12既要提供动力使舵轮123转向又要提供动力使得舵轮123滚动而言,本申请中的第一驱动装置122功率较小,放置在舵机底座121的上部不会造成舵机12工作时不稳定,且能够避免自动导引智能泊车机器人10运行时第一驱动装置122和第一采集装置13太靠近地面而受到污染和损坏。在其他实施方式中,舵机底座121也可以通过卡接、焊接或者榫合等方式固定在挡边16的端部。
本实施方式中,运输装置14包括中梁142以及两个运输机构145。两个运输机构145分别用于运输待搬运车辆的两排车轮,中梁142沿第一方向设置,两个运输机构145设置于中梁142的两侧,且分别位于中梁142和挡边16之间。挡边16的上表面高于运输机构145的上表面。挡边16的上表面高于运输机构145的上表面,运输机构145在运输待搬运车辆的两排车轮时,挡边16能够从两侧起到防护作用,避免车轮在运输过程中从自动导引智能泊车机器人10滑落。
参阅图4-6,图4是图2自动导引智能泊车机器人中滚筒的结构示意图;图5是图2自动导引智能泊车机器人中多个滚筒连接方式的结构示意图;图6是图2自动导引智能泊车机器人中横杆两侧滚筒连接方式的结构示意图。
进一步结合图4-6,本实施方式中,运输机构145包括轴线平行于第二方向的多个滚筒141。第二方向与第一方向垂直,多个滚筒141沿第一方向分布。滚筒141包括转轴1412和筒体1413。转轴1412和筒体1413转动连接。转轴1412的两端分别与中梁142和挡边16固定连接,筒体1413上设有链轮,相邻的筒体141上的链轮之间通过链条(图未示)连接,以使多个滚筒141同步转动。在其他实施方式中,相邻的筒体141上的链轮之间也可以通过轴连接的方式连接,本申请对此不作限定。在另一个实施方式中,转轴1412和筒体1413固定连接,转轴1412和筒体1413不发生相对转动,转轴1412的两端分别与中梁142和挡边16铰接,转轴1412和筒体1413整体转动。
进一步的,链轮包括沿第二方向分布的第一链轮1418和第二链轮1419,相邻的滚筒141上的第一链轮1418之间通过第一链条144连接,或者相邻的滚筒141上的第二链轮1419之间通过第二链条(图未示)连接,第一链条144与第二链条间隔设置,以使相邻两侧的滚筒141同步转动。
为了清楚说明实施方式中多个滚筒141之间的连接关系,以位于边缘的3个滚筒141进行举例说明。3个滚筒141分别为:第一滚筒1414、第二滚筒1415以及第三滚筒1416。第一滚筒1414上的第一链轮1418与第二滚筒1415上的第一链轮1418通过第一链条144连接。第二滚筒1415上的第二链轮1419与第三滚筒1416上的第二链轮1419通过第二链条连接。当第一滚筒1414转动时,通过第一链条144带动第二滚筒1415转动,第二滚筒1415同时又通过第二链条带动第三滚筒1416转动,依次类推,通过这种连接方式可以将多个滚筒141同步转动。同理,通过这种连接方式连接多个滚筒141,只要其中一个滚筒141转动就可以带动所有滚筒141同步转动,从而运输待搬运车辆的车轮。
本实施方式中,运输机构145包括沿第二方向设置的多条横杆143,横杆143的两端分别连接中梁142和挡边16。横杆143位于相邻的两个滚筒141之间。横杆143的上方设有第三链轮161,相邻的两个滚筒141的上方分别对应设有第四链轮162。第三链轮161和第四链轮162的转轴1412固定在挡边16上,第三链轮161的高度低于第四链轮162的高度。第一链轮1418位于第二链轮1419靠近挡边16的一侧。第一链条144分别与横杆143两侧的两个滚筒141上的第一链轮1418的底部、第三链轮161的顶部、第四链轮162的底部啮合,以使横杆143两侧的两个滚筒141同步转动。在另一个实施方式中,横杆143的高度大于第一链轮1418的直径,则可以在横杆143上设置通孔,以使第一链条161直接穿过通孔连接两侧的第一链轮1418。通过设置横杆143,能够加强自动导引智能泊车机器人10的强度,避免搬运车辆时发生变形或损坏等。另外,第二链条144位于多个滚筒141的上方,不容易受到污染和损坏,且方便维护。
为了说明本实施方式中横杆143两侧的滚筒141的连接方式,以横杆143两侧的第一滚筒1414和第二滚筒1415进行举例说明。横杆143的上方设有第三链轮161。第一滚筒1414和第二滚筒1415的上方设有第四链轮162。第三链轮161和第四链轮162的转轴1412固定在挡边16上。第三链轮161的高度低于第四链轮162的高度,第一链轮1418位于第二链轮1419靠近挡边16的一侧。第一链条144分别与第一滚筒1414和第二滚筒1415上的第一链轮1418的底部、第三链轮161的顶部、第四链轮162的底部啮合,以使横杆143两侧的第一滚筒1414和第二滚筒1415同步转动。第二滚筒1415上的第二链轮1419与第三滚筒1416上的第二链轮1419通过第一链条连接,从而带动第三滚筒1416同步转动。
本实施方式中,转轴1412与中梁142连接的一端设有压板163,压板163螺接在中梁142上,压板163位于转轴1412的两侧,以固定转轴1412。在转轴1412的两侧设置压板163可以避免滚筒141发生移位。
参阅图7-9,图7是图2自动导引智能泊车机器人中第二采集装置的结构示意图;图8是图2自动导引智能泊车机器人中第二采集装置收回时的剖面结构示意图;图9是图2自动导引智能泊车机器人中第二采集装置伸出时的剖面结构示意图。
进一步结合图7-9,本实施方式中,自动导引智能泊车机器人10还包括第二采集装置17。第二采集装置17与控制器11耦接,第二采集装置17可拆卸的设置在挡边16上。第二采集装置17包括传感器底座172、内导轨173以及外导轨174。内导轨173和外导轨174沿第二方向设置,外导轨174套设于内导轨173,以使外导轨174和内导轨173之间能够沿第二方向相对滑动。传感器底座172上设有多个传感器171,以采集待搬运车辆的信息。
进一步的,外导轨174通过螺栓连接的方式固定在挡边16上,外导轨174的内部设有第二驱动装置175。第二驱动装置175的输出端与内导轨173连接,第二驱动装置175驱动内导轨173沿第二方向运动,以将传感器底座172伸出或收回,多个传感器171在传感器底座172伸出时采集待搬运车辆的信息。第二驱动装置175与控制器11耦接,控制器11通过控制第二驱动装置175进而控制多个传感器171的工作状态。本实施方式中的传感器底座172可以相对挡边16靠近或远离,从而在需要采集待搬运车辆的车轮信息时伸出,以从车轮进入运输机构145的正对视角方向进行信息采集,能够保证信息采集的精确度。在采集完车轮信息后收回,从而避免车轮在运输机构145上运输时阻挡到车辆。
本实施方式中,3个传感器171的高度不同,传感器底座172与内导轨173固定连接。在其他实施方式中,传感器底座172与内导轨173之间活动连接,传感器底座172相对内导轨173上下移动,以改变传感器底座172的高度;传感器底座172的表面设有滑轨,多个传感器171在滑轨中滑动,以调节多个传感器171之间的距离。
参阅图10,图10是图2自动导引智能泊车机器人中第三驱动装置处的结构示意图。
进一步结合图10,本实施方式中,自动导引智能泊车机器人10还包括第三驱动装置18,第三驱动装置18固定在中梁142上。第三驱动装置18的输出端通过第三链条181与传动轴182连接,以驱动传动轴182转动。传动轴182的两端铰接在中梁142上,且两端分别与中梁142两侧的主动滚筒1417端部固定连接。主动滚筒1417的结构与上述多个滚筒141的结构类似,不同之处在于,主动滚筒1417的筒体与转轴固定连接,主动滚筒1417的转轴转动,带动筒体转动,从而带动多个滚筒141同步转动。
本实施方式中,自动导引智能泊车机器人10还包括夹持装置15,夹持装置15与运输装置14活动连接。第一夹持部151的一端铰接在夹持装置15上。第二采集装置17位于第一滚筒1414远离第一夹持部151的一侧。自动导引智能泊车机器人10靠近待搬运车辆的车轮19时,第二采集装置17通过三个传感器171获取待搬运车辆的车轮19上3个点的坐标。在其他实施方式中,第二采集装置17可以包括4个、5或者更多个传感器171,只需保证第二采集装置17能够获取待搬运车辆的车轮19上至少3个点的坐标即可。
本实施方式中,第一夹持部151在初始位置处于收合状态(即图2中的状态)。运输装置14和夹持装置15同时向靠近车轮19时,带动第一滚筒1414和第一夹持部151同时从初始位置开始运动。其中,第一夹持部151首先展开以使车轮19能够相对自动导引智能泊车机器人10进入到第一滚筒1414和第一夹持部151之间。运输装置14和夹持装置15继续同时靠近车轮19,带动第一滚筒1414和第一夹持部151继续靠近车轮19,以使第一滚筒1414与车轮19的第一侧接触,在第一滚筒1414运动至与车轮19接触的过程中,第一夹持部151通过平移越过车轮19,并收合以从车轮19的第二侧与车轮19接触,第一滚筒1414和第一夹持部151在完成各自的运动后,在同一时间分别从车轮19的两侧接触车轮19。至此,完成对车轮19的抓取。
参阅图11,图11是图2自动导引智能泊车机器人的控制方法的原理示意图。
进一步结合图11,本实施方式中,控制器11根据第二采集装置17采集的车轮信息实现:获取待搬运车辆的车轮信息;根据车轮信息、第一滚筒1414的初始位置信息、第一滚筒1414的第一运动信息以及第一夹持部151的初始位置信息确定第一夹持部151的第二运动信息;控制第一滚筒1414根据第一运动信息运动,同时控制第一夹持部151根据第二运动信息运动,以使第一滚筒1414与第一夹持部151同时接触待搬运车辆的车轮19的不同位置,完成对车轮19的抓取。
本实施方式中,待搬运车辆的车轮信息包括车轮19的圆心坐标和半径。获取待搬运车辆的车轮19上3个点的坐标,其中,3个点的纵坐标不同。车轮19的圆心为M点。根据3个点的坐标获取车轮19的圆形坐标和半径。在其他实施方式中,获取车轮19上的点的个数可以是4个、5个、或者更多个,只需保证获取车轮19上至少3个点的坐标即可,且至少有3个点的纵坐标不同即可,本申请对此不做限定。
本实施方式中,通过设置在自动导引智能泊车机器人10上的三个高度不同的传感器171分别获取三个高度不同的传感器171与车轮19上3个点的坐标差;根据三个高度不同的传感器171的坐标和三个高度不同的传感器171与车轮19上3个点的坐标差获取车轮19上3个点的坐标。显然,在预设坐标系下,3个传感器171的坐标为已知量,本申请中对预设坐标不作限定,可以根据实际情况确定。
在一个具体的实施方式中,三个传感器171在初始位置时分别位于A点、B点以及C点。三个传感器171分别获取车轮19上的3个点,分别D点、E点和F点,且D点、E点和F点的纵坐标与A点、B点以及C点的纵坐标分别相同。因此,获得车轮19上D点、E点和F点的坐标分别为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)。
进一步的,通过公式(4)计算车轮19的圆心坐标和半径,
其中,(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)分别为车轮19上3个点的坐标,(X,Y)为车轮19的圆心坐标,R为车轮19的半径。
显然,3个方程可以解出3个未知数,求解公式(4)中的方程组即可获取车轮19的圆心坐标和半径。
本实施方式中,根据车轮19的圆心坐标、车轮19的半径、第一滚筒1414的初始位置信息、第一滚筒1414的第一运动信息以及第一夹持部151的初始位置信息确定第一夹持部151的第二运动信息。
本实施方式中,第一滚筒1414和第一夹持部151均为圆形滚筒141,第一运动信息包括第一水平运动距离,第二运动信息包括第二水平运动距离。
本实施方式中,第一滚筒1414在初始位置时,第一滚筒1414的圆心为Q点。因此,第一滚筒1414在初始位置时的初始位置信息为:圆心Q点的初始坐标为(X4,Y4),Y4为第一滚筒1414的圆心的初始纵坐标、X4为第一滚筒1414的圆心的初始横坐标。第一夹持部151在初始位置时相对于第一滚筒1414的位置固定且已知。因此,根据第一滚筒1414的圆心初始坐标和第一滚筒1414与第一夹持部151的相对位置获取第一夹持部151圆心初始坐标。因此,第一夹持部151在初始位置时的初始位置信息为:圆心初始坐标为(X5,Y5),Y5为第一夹持部151的圆心的初始纵坐标、X5为第一夹持部151的圆心的初始横坐标。第一滚筒1414与第一夹持部151的相对位置根据自动导引智能泊车机器人10的具体设计而定,本申请对此不做限定。
为了让第一滚筒1414和第一夹持部151同时从车轮19的两侧抓取轮胎,需要让第一滚筒1414和第一夹持部151在同一时间分别到达车轮19的两侧,首先需要计算出第一滚筒1414和第一夹持部151需要运动的距离。假设第一滚筒1414运动第一水平运动距离后到达车轮19的第一侧,第一夹持部151运动第二水平运动距离后到达车轮19的第二侧,车轮19的第一侧位于车轮19靠近自动导引智能泊车机器人10的一侧。
第一滚筒1414运动第一水平运动距离后到达车轮19的第一侧,即第一滚筒1414的圆心从Q点运动到G点,第一水平运动距离L1为QG的长度,第一滚筒1414与车轮19相切。由于是平移,Q点与G点的纵坐标相同;第一滚筒1414与车轮19相切,MG的长度为第一滚筒1414和车轮19的半径之和。根据第一滚筒1414的圆心的初始纵坐标、第一滚筒1414的圆心的初始横坐标以及第一滚筒1414的半径确定第一滚筒1414的第一水平运动距离,第一水平运动距离L1满足如公式(1)所示的关系,
其中,X为车轮19的圆心横坐标,R为车轮19的半径、Y4为第一滚筒1414的圆心的初始纵坐标、X4为第一滚筒1414的圆心的初始横坐标、R1为第一滚筒1414的半径,L1为第一水平运动距离。
同理,第一夹持部151运动第二水平运动距离后到达车轮19的第二侧,第一夹持部151的圆心从初始位置运动到W点,W点的纵坐标与第一夹持部151的圆心的初始纵坐标相同,第一夹持部151与车轮19相切。MW的长度为第一夹持部151和车轮19的半径之和。根据车轮19的圆心坐标、车轮19的半径、第一夹持部151的圆心的初始纵坐标、第一夹持部151的圆心的初始横坐标以及第一夹持部151的半径确定第一夹持部151的第二水平运动距离,第二水平运动距离L2满足如公式(2)所示的关系,
其中,X为车轮19的圆心横坐标,R为车轮19的半径、Y5为第一夹持部151的圆心的初始纵坐标、X5为第一夹持部151的圆心的初始横坐标、R2为第一夹持部151的半径,L2为第二水平运动距离。
本实施方式中,在获取第一水平运动距离和第二水平运动距离之后,根据第一水平运动距离和第一滚筒1414的第一水平运动速度确定第一滚筒1414的水平运动时间,根据第一滚筒1414的水平运动时间以及第二水平运动距离确定第一夹持部151的水平运动时间和第一夹持部151的水平运动速度。
本实施方式中,控制器11控制第一滚筒1414以第一水平运动速度V1匀速运动,则第一水平运动距离与第一水平运动速度V1的比值即为第一滚筒1414的水平运动时间T1。在其他实施方式中,控制器11也可以控制第一滚筒1414作变速运动,根据第一水平运动距离与第一滚筒1414的加速度和速度计算第一滚筒1414的水平运动时间T1即可,本申请对此不做限定。
在一个具体的实施方式中,第一夹持部151从初始位置平移至与车轮19平齐,且在平移至与车轮19平齐的过程中进行展开和收合。因此,第一滚筒1414的水平运动时间和第一夹持部151的水平运动时间相同。
第一滚筒1414的水平运动时间、第二水平运动距离、第一夹持部151的水平运动时间以及第一夹持部151的水平运动速度满足如公式(3)所示的关系,
其中,T1为第一滚筒1414的水平运动时间、T2为第一夹持部151的水平运动时间、L2为第二水平运动距离、V2为第一夹持部151的水平运动速度。
在另一个具体的实施方式中,第一夹持部151在初始位置时先在展开时间T内展开,然后再平移至与车轮19平齐,且在平移至与轮胎平齐的过程中收合。其中展开时间T根据自动导引智能泊车机器人10的性能而定,比如1s、2s等。因此,第一夹持部151的水平运动时间和第一夹持部151的展开时间之和与第一滚筒1414的水平运动时间相同。
第一滚筒1414的水平运动时间、第二水平运动距离、第一夹持部151的水平运动时间以及第一夹持部151的水平运动速度满足如公式(5)所示的关系,
其中,T1为第一滚筒1414的水平运动时间,T为第一夹持部151的展开时间,T2为第一夹持部151的水平运动时间、L2为第二水平运动距离、V2为第一夹持部151的水平运动速度。
本实施方式中,在确定第二运动信息后。控制第一滚筒1414根据第一运动信息运动,同时控制第一夹持部151根据第二运动信息运动,以使第一滚筒1414与第一夹持部151同时接触待搬运车辆的车轮19的不同位置,完成对车轮19的抓取。
在一个具体的实施方式中,控制器11控制第一滚筒1414和第一夹持部151同时从初始位置运动。控制器11控制第一滚筒1414以速度V2运动,同时控制第一夹持部151从初始位置以速度V1平移至与车轮19平齐,且在平移至与车轮平齐的过程中进行展开和收合。第一滚筒1414和第一夹持部151在运动第一滚筒1414的水平运动时间T1后同时分别从两侧接触车轮19,以完成对车轮19的抓取。
在一个具体的实施方式中,控制器11控制第一滚筒1414和第一夹持部151同时从初始位置运动。其中,控制器11控制第一滚筒1414以速度V2运动,同时控制第一夹持部151在初始位置时先在展开时间T内展开,然后再平移至与车轮19平齐,且在平移至与车轮19平齐的过程中收合。第一滚筒1414和第一夹持部151在运动第一滚筒1414的水平运动时间T1后同时分别从两侧接触车轮19,以完成对车轮19的抓取。
区别于现有技术,本申请提供一种自动导引智能泊车机器人,该自动导引智能泊车机器人包括控制器以及与控制器相互耦接的第一采集装置和舵机,第一采集装置用于采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息;舵机位于自动导引智能泊车机器人的至少一角,用于根据外部环境信息控制自动导引智能泊车机器人的运动方向;控制器接收第一采集装置采集的外部环境信息,通过控制舵机进而控制自动导引智能泊车机器人的运动方向。本申请自动导引智能泊车机器人的至少一角安装了舵机,且通过第一采集装置采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息,舵机根据自动导引智能泊车机器人的外部环境信息调整自动导引智能泊车机器人的运动方向,能够减小自动导引智能泊车机器人的行动误差,从而提高自动导引智能泊车机器人的搬运效率。
请参见图12、图13以及图14,图12是图1自动导引智能泊车机器人第二具体实施方式的结构示意图;图13是图12自动导引智能泊车机器人靠近待搬运车辆时的结构示意图;图14是图12自动导引智能泊车机器人中第二采集装置处的结构示意图。
需要说明的是,本实施方式中的自动导引智能泊车机器人20与上一实施方式中的自动导引智能泊车机器人10的区别在于第二采集装置的位置和结构不同,获取待搬运车辆的信息的方法不同,其他结构相同,在此不再赘述。
结合图12、图13以及图14,控制器11执行计算机程序时,实现:分别获取待搬运车辆29的第一车轮291、第二车轮292以及第三车轮293的中心的水平面坐标,其中,第一车轮291与第二车轮292同轴设置;根据第一车轮291、第二车轮292以及第三车轮293的中心的水平面坐标确定待搬运车辆29的第四车轮294的水平面坐标,其中,第四车轮294与第三车轮293同轴设置;根据第一车轮291、第二车轮292、第三车轮293以及第四车轮294的水平面坐标控制自动导引智能泊车机器人20运动,以搬运待搬运车辆29。
本实施方式中,自动导引智能泊车机器人20包括自动导引智能泊车机器人主体24和夹持装置25,夹持装置25与自动导引智能泊车机器人主体24活动连接。第一夹持部2414的两端铰接在自动导引智能泊车机器人主体24上,第二夹持部251的一端铰接在夹持装置25上。第二采集装置23固定在自动导引智能泊车机器人20的一角上,第二采集装置23从待搬运车辆29的侧面采集数据。第二采集装置23为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器以及雷达传感器中的任一种。自动导引智能泊车机器人20包括相互对称的两个夹持装置25,因此自动导引智能泊车机器人20设置夹持装置25的两侧均设有一个第二采集装置23,根据待搬运车辆29进入的位置确定需要启用的第二采集装置23即可。本实施方式仅以自动导引智能泊车机器人20一端仅设有一个第二采集装置23进行说明,对第二采集装置23的数量不作限制,第二采集装置23可以为2个或更多个,可以增加计算精确度。第二采集装置23安装于自动导引智能泊车机器人20的前后任意角落,第二采集装置23通过扫描设定区域内的阻挡物,从而获取区域内车轮所在的区域截面信息。
本实施方式中,以自动导引智能泊车机器人20的前进方向为X轴,以水平面上垂直于X轴的方向为Z轴,以垂直于X轴和Z轴的方向为Y轴。自动导引智能泊车机器人20沿X轴方向靠近待搬运车辆29,待搬运车辆29包括4个车轮,分别为第一车轮291、第二车轮292、第三车轮293以及第四车轮294。其中,第一车轮291与第二车轮292同轴设置,第四车轮294与第三车轮293同轴设置。在其他实施方式中,待搬运车辆29的车轮可以有6个、8个或者更多个,本申请对此不作限定。
本实施方式中,自动导引智能泊车机器人主体24的两侧设有挡边142,挡边142的端部设有舵机22。舵机22包括舵机底座221、舵轮223以及第一驱动装置222。舵机底座221与挡边142的端部螺栓连接。舵轮223位于舵机底座221的下部,具体的,舵轮223为万向轮或者可在预设角度转向的滚轮。第一驱动装置222位于舵机底座221的上部,第一驱动装置222驱动舵轮223转向,以控制自动导引智能泊车机器人20的运动方向。舵机22上设有第一采集装置27,第一采集装置27用于采集自动导引智能泊车机器人20的外部环境信息。舵机22用于根据外部环境信息控制自动导引智能泊车机器人20的运动方向。控制器11接收第一采集装置27采集的外部环境信息,通过控制舵机22进而控制自动导引智能泊车机器人20的运动方向。第一采集装置27位于舵机底座221的上部,第一采集装置27通过螺接、卡接等可拆卸的方式固定在舵机底座221的上部。本申请的第一驱动装置222仅仅用于驱动舵轮223转向,不提供使舵轮223滚动的驱动力。相对于现有技术中舵机22既要提供动力使舵轮223转向又要提供动力使得舵轮223滚动而言,本申请中的第一驱动装置222功率较小,放置在舵机底座221的上部不会造成舵机22工作时不稳定,且能够避免自动导引智能泊车机器人20运行时第一驱动装置222和第一采集装置27太靠近地面而受到污染和损坏。在其他实施方式中,舵机底座221也可以通过卡接、焊接或者榫合等方式固定在挡边142的端部。
本实施方式中,第二采集装置23通过螺接、卡接或焊接等方式固定在舵机底座221的底部,以采集车轮信息。在其他实施方式中,第二采集装置23也可以位于舵机底座221的上部或者直接与挡边142的端部螺栓连接,只需保证第二采集装置23能够采集到车轮信息即可,本申请对此不作限定。
为了具体说明本申请自动导引智能泊车机器人20的控制方法,参阅图15-图17,图15是图12自动导引智能泊车机器人采集待搬运车辆的信息时的示意图;图16是图12自动导引智能泊车机器人获取车轮中心水平面坐标的原理示意图;图17是图12自动导引智能泊车机器人获取第一车轮中心竖坐标的原理示意图。
本实施方式中,以第二采集装置23所在位置为坐标原点建立三维坐标系。以自动导引智能泊车机器人20的前进方向为X轴,以水平方向上垂直于X轴的方向为Z轴,以垂直于X轴和Z轴的方向为Y轴。因此,当地面为水平面时,XZ平面即为水平面。X轴坐标为横坐标,Y轴坐标为竖坐标,Z轴坐标为纵坐标。
本实施方式中,通过第二采集装置23沿水平面(即XZ平面)扫描第一车轮291、第二车轮292以及第三车轮293,以获取扫描水平面切割第一车轮291、第二车轮292以及第三车轮293所形成的第一矩形295、第二矩形296以及第三矩形297的各三个端点的水平面坐标。根据第一矩形295、第二矩形296以及第三矩形297靠近第二采集装置23的各三个端点的水平面坐标确定第一矩形295、第二矩形296以及第三矩形297的中心的水平面坐标,从而获取第一车轮291、第二车轮292以及第三车轮293的中心的水平面坐标。显然,车轮为一圆柱体,扫描水平面切割圆柱体后的界面必然为一矩形,并且矩形的中心的水平面坐标即为车轮中心的水平面坐标。
本实施方式中,通过第二采集装置23获取第一矩形295、第二矩形296以及第三矩形297靠近第二采集装置23的各三个端点的相对位置信息;根据第二采集装置23与第一矩形295、第二矩形296以及第三矩形297靠近第二采集装置23的各三个端点的相对位置信息以及第二采集装置23的水平面坐标确定第一矩形295、第二矩形296以及第三矩形297靠近第二采集装置23的各三个端点的水平面坐标。
以获取第一矩形295上靠近第二采集装置23的三个端点水平面坐标为例进行说明。假设第一矩形295的三个端点分别为a1、a2以及a3。通过第二采集装置23获取线段Oa1的长度和线段Oa1相对于X轴的角度。根据段Oa1的长度和线段Oa1相对于X轴的角度即可求出a1的X轴坐标为Xa1、Z轴坐标为Za1。即a1的水平面坐标为(Xa1,Za1)。同理,即可获取a2的水平面坐标为(Xa2,Za2),a3的水平面坐标为(Xa3,Za3)。
在一个具体的实施方式中,由于第一矩形295的中心a0为线段a2a3的中点,因此,a0的水平面坐标(Xa0,Za0)与a2的水平面坐标(Xa2,Za2)、a3的水平面坐标(Xa3,Za3)满足如公式(6)所示的关系,
在另一个具体的实施方式中,由于线段a2a0、线段a1a0以及线段a3a0相等,且均为第一矩形295的外接圆的半径R1。因此,a0的水平面坐标(Xa0,Za0)与a1的水平面坐标(Xa1,Za1)、a2的水平面坐标(Xa2,Za2)、a3的水平面坐标为(Xa3,Za3)以及第一矩形295的外接圆的半径R3满足如公式(7)所示的关系,
基于同样的计算方法,可以分别获取第一矩形295的中心a0的水平面坐标(Xa0,Za0)、第二矩形296的中心b0的水平面坐标(Xb0,Zb0)、第三矩形297的中心c0的水平面坐标(Xc0,Zc0)。
本实施方式中,根据第一车轮291和第二车轮292的中心的水平面坐标确定待搬运车辆29在扫描水平面上的对称轴线的曲线方程。根据待搬运车辆29在扫描水平面上的对称轴线HI和第三车轮293的中心的水平面坐标确定第三车轮293的中心的水平面坐标。显然,由于车辆底盘等障碍物的阻挡,第四车轮294的信息无法直接采集,根据第一车轮291、第二车轮292以及第三车轮293的中心的水平面坐标确定待搬运车辆29的第四车轮294的水平面坐标,即可对待搬运车辆29进行精确定位。通过实时获取四个车轮的位置,可以确保自动导引智能泊车机器人20能够精确的搬运车辆。
在一个具体的实施方式中,待搬运车辆29在扫描水平面上的对称轴线为HI,其中,H为a0b0的中点,I为c0d0的中点,待搬运车辆29关于HI轴对称。待搬运车辆29在扫描水平面上的对称轴线的曲线方程为如公式(8)所示的公式,
Z=kX+c(8)
第一车轮291和第二车轮292的中心的水平面坐标与车辆在扫描水平面上的对称轴线的曲线方程满足如公式(9)所示的关系,
其中,(Xa0,Za0)为第一车轮291的中心的水平面坐标,(Xb0,Zb0)为第二车轮292的中心的水平面坐标。
显然,根据对称轴线HI的斜率k,即可获取待搬运车辆29相对自动导引智能泊车机器人20的偏斜角度,控制器11根据待搬运车辆29相对自动导引智能泊车机器人20的偏斜角度调整自动导引智能泊车机器人20的位置,即可使待搬运车辆29正对自动导引智能泊车机器人20进入,避免待搬运车辆29与自动导引智能泊车机器人20对位不准确造成的搬运失败,提高了搬运成功率和搬运安全度,同时也提高了效率。
本实施方式中,获取第一车轮291的半径。根据第一车轮291的半径,第一车轮291、第二车轮292、第三车轮293以及第四车轮294的水平面坐标控制自动导引智能泊车机器人20运动,以搬运待搬运车辆29。
在一个具体的实施方式中,根据第一矩形295的三个端点的水平面坐标与第二采集装置23距离地面的高度确定第一车轮291的半径。
a1的水平面坐标为(Xa1,Za1)、a2的水平面坐标为(Xa2,Za2)、第二采集装置23的高度h以及第一车轮291的半径R满足如公式(10)所示的关系,
进一步的,根据第一车轮291的半径即可获取第一车轮291的中心M在竖平面(XY平面)的坐标(XM,YM),(XM,YM)满足如公式(11)所示的关系,
同理,可求出第二车轮292、第三车轮293以及第四车轮294的半径和中心的竖平面坐标。
本实施方式中,根据4个车轮的位置控制自动导引智能泊车机器人20运动,以使自动导引智能泊车机器人20的对称轴线与待搬运车辆29的对称轴线平行,优选地,自动导引智能泊车机器人20与待搬运车辆29的对称轴线重合。
进一步的,在获取第一车轮291、第二车轮292、第三车轮293以及第四车轮294的半径和中心的竖平面坐标之后,控制两侧的第一夹持部2414和第二夹持部251分别同时夹持第一车轮291和第二车轮292,然后再根据同样的方法夹持第三车轮293和第四车轮294。控制方法与图11所示的原理示意图相同,在此不再赘述。
区别于现有技术,本申请自动导引智能泊车机器人的至少一角安装了舵机,且通过第一采集装置采集自动导引智能泊车机器人的外部环境信息,舵机根据自动导引智能泊车机器人的外部环境信息调整自动导引智能泊车机器人的运动方向,能够减小自动导引智能泊车机器人的行动误差,从而提高自动导引智能泊车机器人的搬运效率。
以上仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述自动导引智能泊车机器人包括控制器以及与所述控制器相互耦接的第一采集装置和舵机,
所述第一采集装置用于采集所述自动导引智能泊车机器人的外部环境信息;
所述舵机位于所述自动导引智能泊车机器人的至少一角,用于根据所述外部环境信息控制所述自动导引智能泊车机器人的运动方向;
所述控制器接收所述第一采集装置采集的外部环境信息,通过控制所述舵机进而控制所述自动导引智能泊车机器人的运动方向。
2.根据权利要求1所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述自动导引智能泊车机器人包括沿第一方向设置的运输装置和挡边,所述运输装置用于沿第一方向运输待搬运车辆,所述挡边位于所述运输装置的两侧,且沿所述第一方向设置,
所述舵机可拆卸的固定在所述挡边的两端,以控制所述自动导引智能泊车机器人的转向;
所述第一采集装置位于所述舵机上,所述第一采集装置从所述自动导引智能泊车机器人的四角采集所述自动导引智能泊车机器人的所述外部环境信息。
3.根据权利要求2所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述舵机包括舵机底座、舵轮以及第一驱动装置,所述舵机底座与所述挡边的端部螺栓连接,所述舵轮位于所述舵机底座的下部,所述第一驱动装置位于所述舵机底座的上部,所述第一驱动装置驱动所述舵轮转向,以控制所述自动导引智能泊车机器人的运动方向,所述第一采集装置位于所述舵机底座的上部。
4.根据权利要求2所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述运输装置包括中梁以及两个运输机构,所述两个运输机构分别用于运输所述待搬运车辆的两排车轮,所述中梁沿所述第一方向设置,两个所述运输机构设置于所述中梁的两侧,且分别位于所述中梁和所述挡边之间,所述挡边的上表面高于所述运输机构的上表面。
5.根据权利要求4所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述运输机构包括轴线平行于第二方向的多个滚筒,所述第二方向与所述第一方向垂直,所述多个滚筒沿所述第一方向分布,所述滚筒包括转轴和筒体,所述转轴和所述筒体转动连接,所述转轴的两端分别与所述中梁和所述挡边固定连接,所述筒体上设有链轮,相邻的所述筒体上的所述链轮之间通过链条连接,以使所述多个滚筒同步转动。
6.根据权利要求5所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述链轮包括沿所述第二方向分布的第一链轮和第二链轮,相邻的所述滚筒上的所述第一链轮之间通过第一链条连接,或者相邻的所述滚筒上的所述第二链轮之间通过所述第二链条连接,所述第一链条与所述第二链条间隔设置,以使相邻两侧的滚筒同步转动。
7.根据权利要求6所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述运输机构包括沿第二方向设置的多条横杆,所述横杆的两端分别连接所述中梁和所述挡边,所述横杆位于相邻的两个所述滚筒之间,所述横杆的上方设有第三链轮,相邻的两个所述滚筒的上方分别对应设有第四链轮,所述第三链轮和所述第四链轮的转轴固定在所述挡边上,所述第三链轮的高度低于所述第四链轮的高度,所述第一链轮位于所述第二链轮靠近所述挡边的一侧,所述第一链条分别与所述横杆两侧的两个所述滚筒上的所述第一链轮的底部、所述第三链轮的顶部、所述第四链轮的底部啮合,以使所述横杆两侧的两个所述滚筒同步转动,所述转轴与所述中梁连接的一端设有压板,所述压板螺接在所述中梁上,所述压板位于所述转轴的两侧,以固定所述转轴。
8.根据权利要求7所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述自动导引智能泊车机器人还包括第二采集装置,所述第二采集装置与所述控制器耦接,所述第二采集装置用于采集所述待搬运车辆的信息。
9.根据权利要求8所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述第二采集装置与所述控制器耦接,所述第二采集装置可拆卸的设置在所述挡边上,所述第二采集装置包括传感器底座、内导轨以及外导轨,所述内导轨和所述外导轨沿所述第二方向设置,所述外导轨套设于所述内导轨,以使所述外导轨和内导轨之间能够沿所述第二方向相对滑动,所述传感器底座上设有多个传感器,以采集所述待搬运车辆的信息,所述外导轨通过螺栓连接的方式固定在挡边上,所述外导轨的内部设有第二驱动装置,所述第二驱动装置的输出端与所述内导轨连接,所述第二驱动装置驱动所述内导轨沿所述第二方向运动,以将所述传感器底座伸出或收回,所述多个传感器在所述传感器底座伸出时采集所述待搬运车辆的信息。
10.根据权利要求8所述的自动导引智能泊车机器人,其特征在于,所述第二采集装置通过螺接、卡接或焊接等方式固定在所述舵机底座底部,以采集所述待搬运车辆的信息,或者直接与所述挡边的端部连接,以从所述待搬运车辆的侧面采集所述待搬运车辆的信息。
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