CN111236715B - 一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，夹臂装置包括夹臂框架、直夹臂单元和L型夹臂单元，直夹臂单元包括直夹臂驱动组件和两个直夹臂，直夹臂驱动组件带动两个直夹臂横向伸缩，L型夹臂单元包括L型夹臂驱动组件、两个L型夹臂和两个摆动连杆，摆动连杆的一端与L型夹臂转动连接，另一端与横支架转动连接，L型夹臂驱动组件带动L型夹臂沿与横梁平行方向伸缩，同时，L型夹臂带动摆动连杆转动，摆动连杆带动L型夹臂纵向移动。与现有技术相比，本发明L型夹臂在伸出的同时向轮胎方向移动，直到L型夹臂与轮胎的压力达到设定值，能够适应不同直径轮胎，根据夹臂与轮胎间的压力控制电机运行，能够有效控制夹臂装置对轮胎的夹持力度。

Description

一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置
技术领域
本发明涉及一种泊车机器人夹臂装置，尤其是涉及一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置。
背景技术
近年来，随着城市化进程发展迅猛，行车难、停车难、停车体验差、交通秩序等突出问题亟待解决，人们对停车智能化的诉求愈加强烈，多种新型停车智能化技术得到了快速的发展，泊车机器人作为智能化运载工具逐渐受到行业重视。在使用泊车机器人泊车时，需要利用夹臂对汽车轮胎进行夹持定位，防止汽车移动但是不同类型的汽车在尺寸方面，特别是轮胎直径大小方面存在一定差异，现有的泊车机器人所使用的夹臂装置的适应轮胎尺寸范围小，需要针对不同轮胎尺寸的汽车准备多种夹臂，设备成本和人工成本过高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，用于夹持泊车机器人上的车辆的轮胎，所述的夹臂装置包括夹臂框架、直夹臂单元和L型夹臂单元，所述的夹臂框架呈矩形，所述的夹臂框架包括前后两个横梁和左右两个纵梁，所述的夹臂框架的中部架设有横支架，所述的横支架与夹臂框架的两个横梁平行，所述的直夹臂单元设于夹臂框架的前侧横梁处，所述的直夹臂单元包括直夹臂驱动组件和两个直夹臂，所述的直夹臂驱动组件带动直夹臂沿与横梁平行方向伸缩，所述的L型夹臂单元设于横支架与后侧横梁间，所述的L型夹臂单元包括L型夹臂驱动组件、两个L型夹臂和两个摆动连杆，所述的摆动连杆的一端与L型夹臂转动连接，另一端与横支架转动连接，所述的L型夹臂驱动组件带动L型夹臂沿与横梁平行方向伸缩，同时，所述的L型夹臂带动摆动连杆转动，所述的摆动连杆带动L型夹臂沿与纵梁平行方向移动。
优选地，所述的L型夹臂驱动组件包括第二电机子组件、第二丝杆、导向杆和两个滑动支座，所述的两个滑动支座分别与纵梁滑动连接，所述的滑动支座沿与纵梁平行方向滑动，所述的滑动支座上开设有丝杆孔和导向孔，所述的第二丝杆的中点两侧的螺纹旋向相反，所述的L型夹臂包括L型夹臂部和L型夹臂移动块，所述的L型夹臂移动块上开设有螺纹孔和通孔，所述的L型夹臂移动块上的螺纹孔的内螺纹与第二丝杆的螺纹形状配合，所述的通孔形状与导向杆的形状配合，所述的摆动连杆的一端与L型夹臂移动块的端部转动连接，另一端与横支架转动连接，所述的第二丝杆的两端穿过两个L型夹臂移动块上的螺纹孔，并通过丝杆孔与两个滑动支座转动连接，所述的导向杆的两端分别与两个滑动支座的导向孔固定连接，所述的导向杆的中部固定设有电机固定块，所述的第二电机子组件固定设于电机固定块上，所述的第二电机子组件的输出端与第二丝杆传动连接，
使用时，所述的第二电机子组件带动第二丝杆转动，所述的第二丝杆带动L型夹臂沿与横梁平行方向伸出或缩回，同时，所述的L型夹臂带动摆动连杆转动，所述的摆动连杆带动L型夹臂靠近或远离横支架。
优选地，所述的第二电机子组件包括第二电机、第二同步带轮和第二同步带，所述的第二电机为转动电机，所述的第二电机固定于电机固定块上，所述的第二电机的输出端与第二同步带轮转动连接，所述的第二同步带的一端与第二同步带轮连接，另一端与第二丝杆的中部连接。
优选地，所述的直夹臂驱动组件包括第一电机子组件和第一丝杆，所述的第一丝杆的中点两侧的螺纹旋向相反，所述的左右两侧纵梁上的相对位置开设有丝杆孔，所述的第一丝杆通过丝杆孔与左右两侧纵梁转动连接，所述的直夹臂包括直夹臂部和直夹臂移动块，所述的直夹臂移动块上开设有与第一丝杆的螺纹形状配合的螺纹孔，所述的第一丝杆的两端穿过两个直夹臂移动块上的螺纹孔，并通过丝杆孔与左右两侧纵梁转动连接，所述的第一电机子组件固定于前侧横梁上，所述的第一电机子组件的输出端与第一丝杆传动连接，
使用时，所述的第一电机子组件带动第一丝杆转动，所述的第一丝杆通过螺纹、螺纹孔带动直夹臂沿与横梁平行方向伸出或缩回。
优选地，所述的第一电机子组件包括第一电机、第一同步带轮和第一同步带，所述的第一电机为转动电机，所述的第一电机固定前侧横梁上，所述的第一电机的输出端与第一同步带轮转动连接，所述的第一同步带的一端与第一同步带轮连接，另一端与第一丝杆的中部连接。
优选地，所述的夹臂装置还包括控制器和压力获取组件，所述的控制器分别与直夹臂驱动组件、L型夹臂驱动组件和压力获取组件连接，所述的压力获取组件用于获取轮胎与L型夹臂、直夹臂间的压力大小，所述的控制器用于根据压力获取组件获取的数据控制直夹臂驱动组件、L型夹臂驱动组件的运行。
优选地，所述的压力获取组件包括四个压力传感器，所述的压力传感器分别设于L型夹臂和直夹臂上。
优选地，所述的滑动支座及两侧纵梁的丝杆孔内固定设有轴承，所述的第二丝杆通过轴承及丝杆孔与滑动支座转动连接，所述的第一丝杆通过轴承及丝杆孔与两侧纵梁转动连接。
优选地，所述的L型夹臂驱动组件还包括辅助杆，横支架的中部开设有辅助杆孔，所述的辅助杆的一端与电机固定块固定连接，另一端活动套设与辅助杆孔内。
优选地，所述的L型夹臂移动块靠近L型夹臂部的端部设有销轴，所述的横支架底部设有销轴，所述的摆动连杆的两端开设有销轴孔，所述的摆动连杆通过销轴及销轴孔与L型夹臂和横支架转动连接。
本发明的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置投入使用时，固定安装于泊车机器人的泊车平台上，当汽车在泊车平台上停靠时，所述的第一电机子组件带动直夹臂伸出，当轮胎与直夹臂的压力达到设定值，第二电机子组件带动L型夹臂伸出并向横支架移动，所述的L型夹臂逐渐夹紧轮胎，当轮胎与直夹臂的压力达到设定值时，第二电机子组件停止运行，完成轮胎夹持；当松开轮胎时时，第二电机子组件带动L型夹臂收缩并远离横支架，所述的L型夹臂松开轮胎，所述的第一电机子组件带动直夹臂收回。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明使用时，当轮胎与直夹臂靠近后，L型夹臂在伸出的同时向轮胎方向移动，直到L型夹臂与轮胎的压力达到设定值，能够适应不同直径的轮胎，对大多数乘用车实现夹持，提高夹持效果；
(2)本发明利用摆动连杆和丝杆结构配合结构，只需要一个电机就能够同时带动L型夹臂实现横向、纵向两个垂直方向上的移动，有效简化夹臂装置，降低装置成本；
(3)本发明的第一丝杆和第二丝杆的中点两侧的螺纹旋向相反，实现仅需要一根丝杆带动两个夹臂反向移动，有效简化本发明的结构；
(4)本发明利用压力获取组件及控制器，根据夹臂与轮胎间的压力大小控制电机的运行，能够有效控制夹臂装置对轮胎的夹持力度，提高夹持效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的L型夹臂单元的局部结构示意图；
图3为本发明的L型夹臂驱动组件的局部放大图；
图4为本发明安装于泊车机器人上的结构示意图；
图5为本发明的L型夹臂及直夹臂收回时的俯视图；
图6为本发明用于夹持较大轮胎的俯视图；
图7为本发明的用于夹持较小轮胎的俯视图；
图8为本发明的L型夹臂上的压力传感器结构示意图。
其中，1、夹臂框架，2、滑动支座，3、摆动连杆，4、L型夹臂，5、横支架，6、直夹臂，7、第一丝杆，8、第一电机，9、第一同步带，10、第一同步带轮，11、第二丝杆，12、第二同步带轮，13、第二同步带，14、第二电机，15、导向杆，16、销轴，17、纵梁，18、轮胎，19、电机固定块，20、辅助杆，21、压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，用于夹持泊车机器人上的车辆的轮胎18，夹臂装置包括夹臂框架1、直夹臂单元、L型夹臂单元、控制器和压力获取组件，夹臂框架1呈矩形，夹臂框架1包括前后两个横梁和左右两个纵梁17，夹臂框架1的中部架设有横支架5，横支架5与夹臂框架1的两个横梁平行，夹臂框架1是整个夹臂模块的骨架，用于其余各个零部件的固定。
如图1所示，直夹臂单元包括直夹臂驱动组件和两个直夹臂6，直夹臂驱动组件包括第一电机子组件和第一丝杆7，第一电机子组件包括第一电机8、第一同步带轮10和第一同步带9，第一电机8为转动电机，第一电机8固定前侧横梁上，第一电机8的输出端与第一同步带轮10转动连接，第一同步带9的一端与第一同步带轮10连接，另一端与第一丝杆的中部连接，第一丝杆7的中点两侧的螺纹旋向相反，左右两侧纵梁17上的相对位置开设有丝杆孔，丝杆孔内固定设有轴承，直夹臂6包括直夹臂部和直夹臂移动块，直夹臂移动块上开设有与第一丝杆7的螺纹形状配合的螺纹孔，第一丝杆7的两端穿过两个直夹臂移动块上的螺纹孔，并通过丝杆孔及轴承与左右两侧纵梁17转动连接，夹臂框架1的纵梁与直夹臂6的对应位置上开设有夹臂孔，直夹臂的直夹臂部穿过直夹臂孔，第一电机子组件带动直夹臂6沿与横梁平行方向伸缩。
如图2、图3所示，L型夹臂单元包括L型夹臂驱动组件、两个L型夹臂4和两个摆动连杆3，L型夹臂驱动组件包括第二电机子组件、第二丝杆11、导向杆15、辅助杆20和两个滑动支座2，第二丝杆11的中点两侧的螺纹旋向相反，滑动支座2上开设有丝杆孔、导向孔和滑动槽，两个滑动支座2分别通过滑动槽与纵梁17滑动连接，滑动支座2沿与纵梁17平行方向滑动，丝杆孔内设有轴承，L型夹臂4包括L型夹臂部和L型夹臂移动块，L型夹臂移动块上开设有螺纹孔和通孔，L型夹臂移动块上的螺纹孔的内螺纹与第二丝杆11的螺纹形状配合，通孔形状与导向杆15的形状配合，L型夹臂移动块靠近L型夹臂部的端部设有销轴16，横支架5底部设有销轴16，摆动连杆3的两端开设有销轴孔，摆动连杆通过销轴16及销轴孔与L型夹臂和横支架5转动连接，第二丝杆11的两端穿过两个L型夹臂移动块上的螺纹孔，并通过丝杆孔与两个滑动支座2转动连接，导向杆15的两端分别与两个滑动支座2的导向孔固定连接，导向杆15的中部固定设有电机固定块19，横支架5的中部开设有辅助杆孔，辅助杆20的一端与电机固定块19固定连接，另一端活动套设与辅助杆孔内，第二电机子组件包括第二电机14、第二同步带轮12和第二同步带13，第二电机14为转动电机，第二电机14固定于电机固定块19上，第二电机14的输出端与第二同步带轮12转动连接，第二同步带13的一端与第二同步带轮12连接，另一端与第二丝杆11的中部连接。
如图8所示，压力获取组件用于获取轮胎18与L型夹臂4、直夹臂6间的压力大小，控制器用于根据压力获取组件获取的数据控制第一电机8和第二电机组件的运行，控制器分别与第一电机8、第二电机组件和压力获取组件连接，本实施例中，压力获取组件为四个压力传感器21，压力传感器21分别设于L型夹臂4的L型夹臂部和直夹臂6的直夹臂部上。
如图4～7所示，本发明的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置投入使用时，固定安装于泊车机器人的泊车平台上，当汽车在泊车平台上停靠时，第一电机8运行，带动第一同步带轮10及第一同步带9转动，第一同步带9带动第一丝杆7转动，第一丝杆7与直夹臂6的直夹臂移动块螺纹传动，带动两个直夹臂6沿与横梁平行方向向外伸出，汽车轮胎18靠近直夹臂6，直夹臂6上的压力传感器21获取直夹臂6与轮胎间的压力值，直至直夹臂6与轮胎间压力值到达限定值，控制器控制第一电机8停转，并控制第二电机14运行，第二电机带动第二同步带轮12级第二同步带13转动，第二同步带带动第二丝杆11转动，第二丝杆11与L型夹臂4的L型夹臂移动块螺纹传动，带动两个L型夹臂4沿第二丝杆11及导向杆15方向移动，同时，L型夹臂4带动摆动连杆3转动，摆动连杆3拉动L型夹臂4沿辅助杆20的方向移动，实现L型夹臂4在伸出的同时向轮胎18靠近，L型夹臂4上的压力传感器21获取L型夹臂4与轮胎间的压力值，直至L型夹臂4与轮胎18间的压力值到达限定值，第二电机14停转，完成对汽车轮胎18的夹持；当松开轮胎时，第一电机8运行，带动第一丝杆7转动，第一丝杆7带动两个直夹臂6沿与横梁平行方向向内收回，第二电机14运行，带动第二丝杆11转动，第二丝杆带动两个L型夹臂4沿与纵梁17平行方向远离轮胎，并沿与横梁平行方向向内收回。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (9)

1.一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，用于夹持泊车机器人上的车辆的轮胎(18)，其特征在于，所述的夹臂装置包括夹臂框架(1)、直夹臂单元和L型夹臂单元，所述的夹臂框架(1)呈矩形，所述的夹臂框架(1)包括前后两个横梁和左右两个纵梁(17)，所述的夹臂框架(1)的中部架设有横支架(5)，所述的横支架(5)与夹臂框架(1)的两个横梁平行，所述的直夹臂单元设于夹臂框架(1)的前侧横梁处，所述的直夹臂单元包括直夹臂驱动组件和两个直夹臂(6)，所述的直夹臂驱动组件带动直夹臂(6)沿与横梁平行方向伸缩，所述的L型夹臂单元设于横支架(5)与后侧横梁间，所述的L型夹臂单元包括L型夹臂驱动组件、两个L型夹臂(4)和两个摆动连杆(3)，所述的摆动连杆(3)的一端与L型夹臂(4)转动连接，另一端与横支架(5)转动连接，所述的L型夹臂驱动组件带动L型夹臂(4)沿与横梁平行方向伸缩，同时，所述的L型夹臂(4)带动摆动连杆(3)转动，所述的摆动连杆(3)带动L型夹臂(4)沿与纵梁(17)平行方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的L型夹臂驱动组件包括第二电机子组件、第二丝杆(11)、导向杆(15)和两个滑动支座(2)，所述的两个滑动支座(2)分别与纵梁(17)滑动连接，所述的滑动支座(2)沿与纵梁(17)平行方向滑动，所述的滑动支座(2)上开设有丝杆孔和导向孔，所述的第二丝杆(11)的中点两侧的螺纹旋向相反，所述的L型夹臂(4)包括L型夹臂部和L型夹臂移动块，所述的L型夹臂移动块上开设有螺纹孔和通孔，所述的L型夹臂移动块上的螺纹孔的内螺纹与第二丝杆(11)的螺纹形状配合，所述的通孔形状与导向杆(15)的形状配合，所述的摆动连杆(3)的一端与L型夹臂移动块的端部转动连接，另一端与横支架(5)转动连接，所述的第二丝杆(11)的两端穿过两个L型夹臂移动块上的螺纹孔，并通过丝杆孔与两个滑动支座(2)转动连接，所述的导向杆(15)的两端分别与两个滑动支座(2)的导向孔固定连接，所述的导向杆(15)的中部固定设有电机固定块(19)，所述的第二电机子组件固定设于电机固定块(19)上，所述的第二电机子组件的输出端与第二丝杆(11)传动连接，
使用时，所述的第二电机子组件带动第二丝杆(11)转动，所述的第二丝杆(11)带动L型夹臂(4)沿与横梁平行方向伸出或缩回，同时，所述的L型夹臂(4)带动摆动连杆(3)转动，所述的摆动连杆(3)带动L型夹臂(4)靠近或远离横支架(5)。
3.根据权利要求2所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的第二电机子组件包括第二电机(14)、第二同步带轮(12)和第二同步带(13)，所述的第二电机(14)为转动电机，所述的第二电机(14)固定于电机固定块(19)上，所述的第二电机(14)的输出端与第二同步带轮(12)转动连接，所述的第二同步带(13)的一端与第二同步带轮(12)连接，另一端与第二丝杆(11)的中部连接。
4.根据权利要求1所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的直夹臂驱动组件包括第一电机子组件和第一丝杆(7)，所述的第一丝杆(7)的中点两侧的螺纹旋向相反，所述的左右两侧纵梁(17)上的相对位置开设有丝杆孔，所述的第一丝杆(7)通过丝杆孔与左右两侧纵梁(17)转动连接，所述的直夹臂(6)包括直夹臂部和直夹臂移动块，所述的直夹臂移动块上开设有与第一丝杆(7)的螺纹形状配合的螺纹孔，所述的第一丝杆(7)的两端穿过两个直夹臂移动块上的螺纹孔，并通过丝杆孔与左右两侧纵梁(17)转动连接，所述的第一电机子组件固定于前侧横梁上，所述的第一电机子组件的输出端与第一丝杆传动连接，
使用时，所述的第一电机子组件带动第一丝杆(7)转动，所述的第一丝杆(7)通过螺纹、螺纹孔带动直夹臂(6)沿与横梁平行方向伸出或缩回。
5.根据权利要求4所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的第一电机子组件包括第一电机(8)、第一同步带轮(10)和第一同步带(9)，所述的第一电机(8)为转动电机，所述的第一电机(8)固定前侧横梁上，所述的第一电机(8)的输出端与第一同步带轮(10)转动连接，所述的第一同步带(9)的一端与第一同步带轮(10)连接，另一端与第一丝杆的中部连接。
6.根据权利要求1所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的夹臂装置还包括控制器和压力获取组件，所述的控制器分别与直夹臂驱动组件、L型夹臂驱动组件和压力获取组件连接，所述的压力获取组件用于获取轮胎(18)与L型夹臂(4)、直夹臂(6)间的压力大小，所述的控制器用于根据压力获取组件获取的数据控制直夹臂驱动组件、L型夹臂驱动组件的运行。
7.根据权利要求6所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的压力获取组件包括四个压力传感器(21)，所述的压力传感器(21)分别设于L型夹臂(4)和直夹臂(6)上。
8.根据权利要求2所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的L型夹臂驱动组件还包括辅助杆(20)，横支架(5)的中部开设有辅助杆孔，所述的辅助杆(20)的一端与电机固定块(19)固定连接，另一端活动套设与辅助杆孔内。
9.根据权利要求2所述的一种自适应轮胎直径的泊车机器人夹臂装置，其特征在于，所述的L型夹臂移动块靠近L型夹臂部的端部设有销轴(16)，所述的横支架(5)底部设有销轴(16)，所述的摆动连杆(3)的两端开设有销轴孔，所述的摆动连杆通过销轴(16)及销轴孔与L型夹臂和横支架(5)转动连接。
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