CN110206359B - 一种用于斜置停车的agv停车机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，包括：AGV底盘总成，其包括底盘框架和设置于所述底盘框架底部的AGV舵轮总成和承重轮；顶升机构，其包括一个双出轴电机、两个分动箱、四个传动轴和蜗轮丝杠顶升机构；四个所述蜗轮丝杠顶升机构分别设置于所述底盘框架的四角，所述双出轴电机的两个输出轴分别通过两个分动箱将动力分配至四个传动轴，并由四个所述传动轴一一对应的驱动四个蜗轮丝杆顶升机构；平推机构，包括由四个所述蜗轮丝杆顶升机构支承的平推机构框架，滑动设置于所述平推机构框架上的平推滑块，与所述平推滑块通过螺纹配合的丝杆以及用于驱动所述丝杆转动的平推驱动电机，本停车机器人可减小停车位的占用面积，又便于使用者存取车辆。
Description
技术领域
本发明涉及停车设备领域，具体为一种用于斜置停车的AGV停车机器人。
背景技术
随着时代的发展，汽车成为越来越多家庭里的必备的代步设备，据不完全统计2018年全国小型汽车保有量突破两亿，而每辆车都需要相应的停车位来停，而目前使用的停车位大多都是直接在地面上划线而不对停车位本身做任何改动，直接在地面上划停车位称为平面停车场；另一种是巷道堆垛类、垂直升降类立、平面移动类传统立体车库，它们的工作原理为：通过一台或多台搬运设备，可以从汽车底部把汽车抬升起来搬运，然后一起移动到升降机上，升降机再把搬运设备连同汽车运往不同的停车层，再由搬运器把汽车送入指定的停车位；但这两种都有缺陷；第一种占地面积太大，严重影响行人的活动，占用了过多的道路面积；第二种虽然节省了空间，但是对于车辆的存取造成很大不便，若同时取车人数较多，由于出入口有限，需要较长的等待时间，如果采用预约取车，将会与现场取车造成冲突，同时这样的停车措施需要一定的现场协调人员。
为了方便停车和取车，现有技术中出现了一种能够实现车辆自动停取的AGV机器人，例如，申请号CN201811456348.6的发明专利公开了一种基于泊车AGV的智慧停车场，该智慧停车场利用AVG机器人承载车辆在停车场内移动，具有停车密度大、取车时间短、潮汐式出入口、智能化水平高的优点；然而，这种智能停车场也仅仅解决了停车和取车过程繁琐的问题，仍然未解决现有停车场空间利用率低的缺点。
因此，本发明提出一种用于斜置停车的AGV停车机器人，该机器人可以与斜置停车托架配合使用，待停放的车辆可以直接驶入该托架上，然后通过本AGV停车机器人将托架顶起运送到指定停车位置，然后再利用本AGV停车机器人中的平推机构推动托架中的载车板斜置，最终将托架与车辆一同斜置停放在停车位置，达到智能停车的目的，同时提高的停车库的空间利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于斜置停车的AGV停车机器人，该机器人可以顶升停车托架并移动到指定停车位置，同时可通过平推机构推动托架中的载车板斜置，将托架与车辆一同斜置停放在停车位置，大幅度的减小停车位的占用面积，同时又便于使用者存取车辆。
本发明的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，包括：
AGV底盘总成，其包括底盘框架和设置于所述底盘框架底部的AGV舵轮总成；AGV舵轮总成为两个并分布在底盘框架的中线上，底盘框架的四角处设置承重万向轮，便于实现整个底盘的全向运动，AGV舵轮总成和承重万向轮均采用现有技术的结构，因此不再赘述；当然AGV底盘总成上还因设有蓄电池、主控制器等部件；
顶升机构，其包括一个双出轴电机、两个分动箱、四个传动轴和蜗轮丝杠顶升机构；四个所述蜗轮丝杠顶升机构分别设置于所述底盘框架的四角，所述双出轴电机的两个输出轴分别通过两个分动箱将动力分配至四个传动轴，并由四个所述传动轴一一对应的驱动四个蜗轮丝杆顶升机构；双出轴电机具有两个同轴设置的动力输出轴，分动箱可采用现有技术中一切形式能够将动力进行分配的装置，其一般设有一个动力输入端和两个动力输出端，其输入端与双出轴电机的输出轴传动连接，两个输出端分别传动连接两传动轴；因此，本顶升机构中通过一个动力源可以同时驱动四个蜗轮丝杆顶升机构实现顶升，在保证四个顶升机构同步的同时大幅度减少了机器人整体的零部件数量，提高了装置的紧凑性；
平推机构，包括由四个所述蜗轮丝杆顶升机构支承的平推机构框架，滑动设置于所述平推机构框架上的平推滑块，与所述平推滑块通过螺纹配合的丝杆以及用于驱动所述丝杆转动的平推驱动电机和增大力矩的减速机(平推驱动电机的动力通过减速机减速增矩后驱动丝杆转动)；平推滑块、丝杆和平推驱动电机可以根据需要设置一组或者多组，平推驱动电机的输出轴通过减速机与丝杆传动连接，平推滑块装有与丝杆配合丝杆螺母；丝杆转动时，将驱动平推滑块沿丝杆轴向滑动以推动斜置托架的载车板转动至倾斜；
所述AGV底盘总成还包括激光SLAM导航避障系统；所述激光SLAM导航避障系统至少包括设置于所述底盘框架前端的激光传感器，设置于所述底盘框架四角处的激光扫描器，和用于接收所述激光传感器和激光扫描器采集的信号并进行分析处理的导航模块，以及将导航模块反馈信号进行处理并控制机器人舵轮及其它机构运动的主控制器。通过激光SLAM导航系统和激光避障系统控制AGV停车机器人沿最优的路径导引运动并避免与障碍物发生碰撞。当然，激光SLAM导航避障系统的控制方法也属于现有技术；
进一步的，所述AGV底盘总成还包括设置于底盘框架上检测顶升机构高度位置的高位接近开关和低位接近开关。
进一步的，所述分动箱包括箱体、输入轴和与所述输入轴相互垂直的第一输出轴和第二输出轴；第一输出轴和第二输出轴相互同轴，所述输入轴固定设有主动锥齿轮，所述第一输出轴和第二输出轴均固定设有与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮；分动箱的输入轴通过联轴器与双出轴电机的输出轴传动连接，双出轴电机的动力通过两锥齿轮副传递至两传动轴，确保两传动轴同速反向转动，并分别驱动两蜗轮丝杆顶升机构进行顶升。
进一步的，所述蜗轮丝杆顶升机构包括壳体、以可绕轴线自转的方式设置于壳体内并具有中心螺纹孔的蜗轮、与所述传动轴传动连接并与所述蜗轮配合的蜗杆、与所述蜗轮的中心螺纹孔配合的顶升丝杆以及固定于所述顶升丝杆顶部的支撑板；来自传动轴的动力通过蜗轮蜗杆副实现大传动比的减速同时大幅度提高驱动转矩，蜗轮与顶升丝杆之间形成丝杆螺母副实现顶升，蜗轮蜗杆副与丝杆螺母副均均有自锁功能，顶升机构在失去动力后依然能够保持支撑，避免发生安全事故。
进一步的，所述平推机构框架上设有用于引导所述平推滑块滑动的直线导轨；所述直线导轨首尾两端附近设有用于检测所述平推滑块位置的接近开关，接近开关信号连接于主控制器，主控制器根据接近开关的信号控制平推电机工作，当平推滑块滑动至直线导轨极限位置时，控制平推电机停止转动。
进一步的，所述平推机构框架上设有用于顶升停车托架的支撑平台，所述支撑平台上设有用于保证与停车托架之间位置度的定位孔，停车托架上映应设有定位柱(圆柱或圆锥形态)，通过定位孔与定位柱的相互配合实现二者的定位。所述平台上还有检测托架是否完全与支撑平台贴合(即检测定位锥体有没有完全插入定位孔内)的接近开关。
本发明的有益效果：
1.本发明的停车机器人可以通过平推实现斜置停车托架的载车板倾斜布置，实现车辆的斜置停放，减少了停车位的占地面积，增加了停车场的最大停车数量。
2.本发明的停车机器人可以顶升起斜置停车托架并移动到指定停车位置，自动化的完成车辆的入库动作，避免车辆在停车过程中发生擦挂等事故。
3.本发明的停车机器人采用一个动力源同时驱动四个顶升机构完成顶升动作，在保证顶升机构同步的同时大幅度减少机器人的零部件数量，降低成本。
4.本发明的停车机器人采用激光SLAM导航避障系统，定位精度高，安全性较高。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的AGV底盘总成的结构示意图；
图3为本发明的顶升机构的结构示意图；
图4为本发明的平推机构的结构示意图。
附图标记：1.AGV底盘总成 2.顶升机构 3.平推机构 4.激光SLAM导航避障系统11.激光传感器 12.底盘框架 13.激光扫描器 14.万向轮 15.AGV舵轮总成 21.双出轴电机 22.分动箱 23.传动轴 24.支撑板 25.蜗轮丝杆顶升机构 26.顶升丝杆 31.平推机构框架 32.平推驱动电机 33.定位孔 35.接近开关 36.丝杆。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明涉及的用于斜置停车的AGV停车机器人进一步详细说明。
如图1所示，本实施例的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，包括：
AGV底盘总成1，如图2所示，其包括底盘框架12和设置于所述底盘框架12底部的AGV舵轮总成15，底盘框架12可以采用方钢/管焊接形成矩形框结构，内部设有两根纵梁进行加强；AGV舵轮总成15为两个并分布在底盘框架12的中线上，底盘框架12的四角处设置承重万向轮14，便于实现整个底盘的全向运动，AGV舵轮总成15和承重万向轮14均采用现有技术的结构，因此不再赘述；当然AGV底盘总成1上还因设有蓄电池、主控制器等部件；
所述AGV底盘总成1还包括激光SLAM导航避障系统4；所述激光SLAM导航避障系统4至少包括设置于所述底盘框架12前端的激光传感器11，设置于所述底盘框架12四角处的激光扫描器13，以及用于接收所述激光传感器11和激光扫描器13采集的信号并控制所述AGV舵轮总成15工作的主控制器，激光传感器11用于导航定位和激光扫描器13用于探测机器人周围的障碍物信息，并控制AGV舵轮总成15工作，进行自动导引运动的同时避免机器人与障碍物发生碰撞，当然，激光SLAM导航避障系统4的控制方法及原理也属于现有技术；
顶升机构2，其包括一个双出轴电机21、两个分动箱22、四个传动轴23和蜗轮丝杠顶升机构2；四个所述蜗轮丝杠顶升机构2分别设置于所述底盘框架12的四角，所述双出轴电机21的两个输出轴分别通过两个分动箱22将动力分配至四个传动轴23，并由四个所述传动轴23一一对应的驱动四个蜗轮丝杆顶升机构25；双出轴电机21具有两个同轴设置的动力输出轴，所述分动箱22包括箱体、输入轴和与所述输入轴相互垂直的第一输出轴和第二输出轴；第一输出轴和第二输出轴相互同轴，所述输入轴固定设有主动锥齿轮，所述第一输出轴和第二输出轴均固定设有与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮；分动箱22的输入轴通过联轴器与双出轴电机21的输出轴传动连接，双出轴电机21的动力通过两锥齿轮副传递至两传动轴23，确保两传动轴23同速反向转动，并分别驱动两蜗轮丝杆顶升机构25进行顶升，本顶升机构2中通过一个动力源可以同时驱动四个蜗轮丝杆顶升机构25实现顶升，大幅度减少了机器人整体的零部件数量，提高了装置的紧凑性。所述蜗轮丝杆顶升机构25包括壳体、以可绕轴线自转的方式设置于壳体内并具有中心螺纹孔的蜗轮、与所述传动轴23传动连接并与所述蜗轮配合的蜗杆、与所述蜗轮的中心螺纹孔配合的顶升丝杆26以及固定于所述顶升丝杆26顶部的支撑板24；来自传动轴23的动力通过蜗轮蜗杆副实现大传动比的减速同时大幅度提高驱动转矩，蜗轮与顶升丝杆26之间形成丝杆螺母副实现顶升，蜗轮蜗杆副与丝杆螺母副均均有自锁功能，顶升机构2在失去动力后依然能够保持支撑，避免发生安全事故。
平推机构3，包括由四个所述蜗轮丝杆顶升机构25支承的平推机构框架31(平推机构框架31固定安装在顶升机构2的支撑板24上)，滑动设置于所述平推机构框架31上的平推滑块，与所述平推滑块通过丝杆螺母配合的丝杆36以及用于驱动所述丝杆36转动的带有减速机的平推驱动电机32；平推滑块、丝杆36和平推驱动电机32可以根据需要设置一组或者多组，平推驱动电机32的输出轴通过减速机与丝杆36传动连接，平推滑块装有与丝杆配合的丝杆螺母；丝杆36转动时，将驱动平推滑块沿丝杆36轴向滑动以推动斜置托架的推杆，使托架的载车板转动至倾斜；另外，所述AGV底盘的底盘框架12上还设有高位接近开关和低位接近开关，高位接近开关和低位接近开关分别通过高位支架和低位支架安装在底盘框架12上，用于检测整个平推机构框架31位于低位或高位。所述平推机构框架31上设有用于引导所述平推滑块滑动的直线导轨；所述直线导轨首尾两端附近设有用于检测所述平推滑块位置的接近开关35，接近开关35信号连接于主控制器，主控制器根据接近开关35的信号控制平推电机32工作，当平推滑块滑动至直线导轨极限位置时，控制平推电机32停止转动。所述平推机构框架31上设有用于顶升停车托架的支撑平台，所述支撑平台上设有用于保证与停车托架之间位置度的定位孔33，停车托架上映应设有定位柱(圆柱或圆锥形态)，通过定位孔33与定位柱的相互配合实现二者的定位。所述平台上还有检测托架是否完全与支撑平台贴合(即圆锥有没有完全插入定位孔)的接近开关。
本机器人进行停车作业时，先移动到斜置停车托架的底部，顶升机构2开始顶升整个平推机构3，使平推机构3的支撑平台顶住停车托架底部(通过定位柱和定位孔33实现二者定位)，顶升前，低位接近开关检测到平推机构3的信号，当平推机构3顶升到位后，高位接近开关均检测到平推机构3的信号，顶升机构2停止工作；由AGV停车机器人承载停车托架通过自主导航搬运到指定停车位置。然后平推机构3开始工作，利用平推滑块推动斜置托架的推杆，当平推滑块移动到位后(通过接近开关35检测)，托架的载车板将倾斜到设定角度。然后AGV将停车托架与车辆一起放置在停车位置后再去执行下一个任务。取车过程正好与停车过程相反。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于，包括：
AGV底盘总成，其包括底盘框架和设置于所述底盘框架底部的AGV舵轮总成，底盘框架的四角处设置承重万向轮；
顶升机构，其包括一个双出轴电机、两个分动箱、四个传动轴和蜗轮丝杠顶升机构；四个所述蜗轮丝杠顶升机构分别设置于所述底盘框架的四角，所述双出轴电机的两个输出轴分别通过两个分动箱将动力分配至四个传动轴，并由四个所述传动轴一一对应的驱动四个蜗轮丝杆顶升机构；
平推机构，包括由四个所述蜗轮丝杆顶升机构支承的平推机构框架，滑动设置于所述平推机构框架上的平推滑块，与所述平推滑块通过螺纹配合的丝杆以及用于驱动所述丝杆转动的平推驱动电机。
2.根据权利要求1所述的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于：所述AGV底盘总成还包括激光SLAM导航避障系统；所述激光SLAM导航避障系统至少包括设置于所述底盘框架前端的激光传感器，设置于所述底盘框架四角处的激光扫描器，用于接收所述激光传感器和激光扫描器采集的信号并进行分析处理的导航模块，以及将导航模块反馈信号进行处理并控制所述AGV舵轮总成及其它机构运动的主控制器。
3.根据权利要求2所述的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于：所述AGV底盘总成还包括设置于底盘框架上用于检测顶升机构高度位置的高位接近开关和低位接近开关。
4.根据权利要求3所述的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于：所述分动箱包括箱体、输入轴和与所述输入轴相互垂直的第一输出轴和第二输出轴；所述输入轴固定设有主动锥齿轮，所述第一输出轴和第二输出轴均固定设有与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。
5.根据权利要求4所述的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于：所述蜗轮丝杆顶升机构包括壳体、以可绕轴线自转的方式设置于壳体内并具有中心螺纹孔的蜗轮、与所述传动轴传动连接并与所述蜗轮配合的蜗杆、与所述蜗轮的中心螺纹孔配合的顶升丝杆以及固定于所述顶升丝杆顶部的支撑板。
6.根据权利要求5所述的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于：所述平推机构框架上设有用于引导所述平推滑块滑动的直线导轨；所述直线导轨首尾两端附近设有用于检测所述平推滑块位置的接近开关。
7.根据权利要求6所述的一种用于斜置停车的AGV停车机器人，其特征在于：所述平推机构框架上设有用于顶升停车托架的支撑平台，所述支撑平台上设有用于保证与停车托架之间位置度的定位孔；所述支撑平台上还有检测停车托架是否完全与支撑平台贴合的接近开关。
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