CN111502364A - 一种自动举升车辆的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种自动举升车辆的装置及方法。本发明是关于一种自动举升车辆的装置及其方法，适用于将汽车等车辆自动地举升或降低到需要的高度。提出了一种结构精巧、动作稳定且使用效果好的自动举升车辆的装置及方法。其包括控制系统、图像拍摄系统、举升器4和驱动装置，所述举升器4在驱动装置的驱动下在水平方向上移动，所述图像拍摄系统能够拍摄到举升器上方的图像。按以下步骤进行举升：S1、待机；S2、数据接收；S3、泊车；S4、拍摄图像；S5、分析汽车方位；S6、方位调整；S7、搜索举升点；S8、参考点对齐；S9、偏距对齐；S10、举升；S11、下降；S12、回位。其整体上具有无需人力介入、动作稳定安全、结构精巧、逻辑清晰、使用效果好等优点。

Description

一种自动举升车辆的装置及方法

相关专利的交叉引用

根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2019年3月27日提交的序列号为62824308的美国临时申请的优先权。上述临时申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中，并且出于所有目的而成为本申请的一部分。

技术领域

本发明是关于一种自动举升车辆的装置及其方法，适用于将汽车等车辆自动地举升或降低到需要的高度。

上述自动举升车辆的装置，以下简称为车辆自动举升装置，或车辆举升机器人。

背景技术

在现有技术中，当需要举起一台车辆，比如一辆汽车，以便进行相关维护工作时(比如拆卸或安装车轮)，举升设备会被用来举高汽车，使其车身距离其所停泊的表面(如地面或地板)达到一定的高度。不同或相同的车辆在不同时刻被停放在同一个指定场地时，其停泊后各车辆的举升点相对该场地的位置，不同的车型会不一样，且由于误差的存在，即使是相同的车型，也难以做到每次都一样，因此在车辆的每次停泊后，其相对于场地的位置，必然存在一定范围的随机的距离偏差以及角度偏差。

汽车停泊位置的误差的存在，以及不同汽车的不同尺寸与构造，使得在举升不同车辆的过程中，必须由人工对举升设备上与车身底部举升点接触的垫板比如橡胶垫进行纵向及横向的位置调整，以使其能垂直对准汽车底部的举升点位置，并且汽车的举升高度也必须手动地控制。这是一种效率很低的举升车辆的方式，并且存在出现操作错误的可能性。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、动作稳定且使用效果好，可自动、高效、准确找到汽车底部的举升点，并对汽车进行平稳举升的自动举升车辆的装置及方法。

本发明的技术方案为：其包括控制系统、图像拍摄系统、举升器4和驱动装置，所述举升器4在驱动装置的驱动下在水平方向上移动，所述图像拍摄系统能够拍摄到举升器上方的图像；

所述控制系统能够与外界交换并存储数据，所述数据包括指令、车辆的特征参数以及车辆的图像，所述控制系统能够将拍摄的图像与接收到的数据进行分析对比，并根据得出的结果，为所述驱动装置对举升器4的移动进行导航，使得被举升车辆的至少两个举升点中的每一个的下方都可以有与其垂直对齐的举升器4；

所述控制系统能够操纵所述举升器4将被举升车辆举升或下降。

每个所述举升器4都具有驱动马达11和用来直接与所述车辆直接接触的接触垫14，通过各个驱动马达11驱动接触垫14独立地按上下方向移动。

每个举升器垫板上表面相对于上述车辆的停泊面的高度都能够被检测，其检测所获的信号能被发送到控制系统。

所述图像拍摄系统具有瞄准装置和拍摄装置，每个举升器都具有至少一个瞄准装置，上述瞄准装置能够生成预定义的标志图案，上述拍摄装置输出的图像能够在控制系统中生成包括上述标志图案及车底一个部位的图像的实时的定位图像，相对上述标志图案的形状具有预定义方位一和距离一的一个定位点位于上述定位图像中，每个上述瞄准装置相对于相应举升器的位置具有预定义方位二及距离二；

上述控制系统能够实时分析上述定位图像从而计算出上述定位点与相应举升点的相对位置数据，随后按上述数据通过驱动装置移动相应举升器，使得上述实时的定位图像中车底的相应举升点与上述定位图案形成预定义的位置关系；

之后上述控制系统能够根据所述预定义的方位二和距离二，以及所述相应举升点与上述定位图案之间的预定义位置关系进行计算，并据此再次控制所述驱动装置将所述相应的举升器进行适当移动，使得上述举升器的举升器垫板中心能够与上述举升点垂直对齐，上述标志图案，预定义方位一和距离一，预定义方位二和距离二被输入到控制系统作为其控制参数。

在所述图像拍摄系统的实施例一中，所述图像拍摄系统的拍摄装置包括至少一个摄像头13，瞄准装置包括至少一个能够向上投射上述标志图案的发射器12，所述摄像头13能够拍摄到车辆底部且其上具有被上述标志图案发射器12投射形成的所述标志图案，从而形成所述定位图像。

在一个所述图像拍摄系统实施例一的进一步优化方案中，至少一个标志图案发射器12为放置于举升器垫板中心的垂直向上投射至少一个激光光斑的激光发射器。

在所述图像拍摄系统的实施例二中，所述图像拍摄系统的拍摄装置包括至少一个图形探测头13a及至少一个摄像头13，其瞄准装置包括至少一个能够向上投射标志图案的特殊标志图案发射器12a，所述图形探测头13a能够拍摄到特殊标志图案发射器12a投射的标志图案，拍摄装置中的所述摄像头13能够拍摄到举升器上方的图像，所述特殊标志图案发射器12a与相应的举升器之间具有前述预定义的方位二和距离二，所述图形探测头13a、所述摄像头13之间具有预定义的方位三及距离三；通过将摄像头13所拍摄的所述举升器上方的图像与所述图形探测头13a拍摄到的标志图案，按照上述预定义的方位三及距离三进行合成，可以在控制系统中获得所述定位图像。

在所述图像拍摄系统的实施例三中，所述图像拍摄系统中的一个瞄准装置及一个拍摄装置二者组合在一起成为一个可瞄准摄像头，所述图像拍摄系统包括至少一个所述可瞄准摄像头，所述可瞄准摄像头能够直接产生标志图案，所述标志图案相对于可瞄准摄像头的位置是预定义的，所述标志图案可以被叠加到可瞄准摄像头所输出的画面，形成定位图像，所述标志图案中的所述定位点位于可瞄准摄像头的光轴上，所述可瞄准摄像头相对于举升器具有预定义的方位及距离。

作为图像拍摄系统的进一步补充和优化，所述图像拍摄系统还包括至少一个照明灯15，和至少一个用于辅助拍摄的摄像头，其中至少一个摄像头具有预定义的位置。

所述图像拍摄系统还包括至少一个防尘除尘装置。

一种自动举升车辆的方法，按以下步骤进行举升：

S1、待机：四个举升器中的垫板都被缩回到最低高度的起始点，并通过驱动装置驱使四个举升器朝向基座运动至起始点；

S2、数据接收:控制系统接收到举升某一种类型的目标汽车的命令，控制系统可以存储目标汽车的详细技术信息；

S3、泊车：目标汽车50行驶并其停泊在汽车举升机器人的上方；

S4、拍摄图像：图像拍摄系统拍摄目标汽车车身及车底的图像；

S5、分析汽车方位：当图像拍摄系统捕获了目标汽车左右两侧的边缘图像后，控制系统分析上述汽车的边缘图像，从而找出目标汽车的纵向中心面和目标汽车50的停泊方位；

S6、方位调整：根据步骤S5中目标汽车50的停泊方位，调整举升器方位，使得举升器方位与汽车停泊方位相同；

S7、搜索举升点：通过驱动装置移动四个举升器，并使用图像拍摄系统拍摄车身底部18的图像，然后控制系统将本步骤拍摄的图像及S4拍摄的图像，与控制系统中预先存储的车身底部和举升点形状的图像进行综合比较，从而找出每个举升点相对于汽车举升机器人的位置数据；

S8、参考点对齐：按S7所获的位置数据，控制系统使驱动装置驱动各个举升器向目标坐标值移动，当每个举升器从下方靠近其对应的举升点时，图像拍摄系统拍摄车身底部的画面从而获得包含标志图案团的定位图像，控制系统根据各种数据如上述定位图像，车底三维形状，车底实际高度，瞄准装置的放置方位等，分析计算得到各举升器的瞄准装置相对于车身的相应举升点的方位及距离，驱动装置按上述得到的方位及距离移动所述各举升器的位置，使得各所述举升器的瞄准装置与相应举升点垂直对齐；

S9、偏距对齐：当至少一个举升点的相应举升器的瞄准装置没有被安装于其垫板的中心时，该举升器需要被执行举升器对齐，使得所述举升器垫板的中心移动到之前瞄准装置的位置，从而使得所有举升点下方都具有与其垂直对齐的相应举升器垫板；

当所有举升点的相应举升器的瞄准装置都被安装于其垫板的中心时，本步骤可以被跳过，直接进入下一步；

S10、举升：控制系统操纵各举升器的使得其相应的举升器垫板14上升，从而将目标车辆举升至指定高度；

S11、下降：在需要降下车辆时，控制系统操纵举升器，使各举升器垫板14等速下降，从而将目标车辆下降至指定高度；

S12、回位：控制系统执行下降操作，使其举升器垫板降低到起始点高度，并通过驱动装置驱使四个举升器朝向基座运动至起始点。

步骤S7还可以是：基于步骤S4所拍摄的车底的图像和预先接收存储的数据，控制系统可以使用机器视觉和其他软件来判断定位点在车底图像上的方位，并分析和计算每个定位点相对于汽车举升机器人基座的位置数据，然后按上述位置数据，用驱动装置驱动各个举升器移动。

步骤S10按以下步骤进行：

S10.1、激活：驱动马达11被激活，使举升器垫板14从初始点开始升高，并将驱动马达11的行程发送至控制系统中；

S10.2、接触：控制系统可以检测到某个举升器垫板14开始接触车身底部18上的对应举升点19的时刻，从而当某个举升器垫板与举升点先行接触时，控制系统暂停该举升器垫板的上升，直至所有举升器垫板均与相应的举升点接触后，所有的举升器垫板再同步上升；

S10.3、上升并保持姿态：控制系统实时监测并调节各个举升器垫板的上升速度以及上升行程，使得目标汽车在升高的过程中各举升点升高的距离保持一致；

S10.4、到达预定高度并锁定：当车辆底部的举升点距离停泊面达到预定高度时，控制系统可以停止所有举升器中的驱动马达11，使目标汽车的车身或其车轮保持在某一个要求的高度。

步骤S10.2的进行过程中还包括故障检测方法，按以下步骤进行检测：

S10.2.1、举升点实际高度：当举升器垫板接触到相应的举升点时，通过控制系统能够探测到各举升器垫板的上表面离承载面的高度值，即各个举升点离承载面的实际高度值；

S10.2.2、对比：通过控制系统与预先接收的举升点的高度值的标准进行对比，当某个举升点的实际高度值不符合高度值的标准时，则说明目标汽车存在故障，控制系统可以发出相应故障信息，并等待进一步指令；反之，则结束检测。

一种车辆自动举升装置，其包括举升器4和驱动装置，所述举升器4在驱动装置的驱动下在水平方向上移动，所述驱动装置包括一个固定基座，三个线性马达组，上述每个线性马达组中，都有两个伸缩方向成一定角度的两个线性马达，且同一个线性马达组中的两个线性马达的固定端刚性的连接在一起，其中：所述第一线性马达组中的一个线性马达的活动端连接到第二线性马达组的中间，所述第一线性马达组中的另一个线性马达的活动端，连接到第三线性马达组的中间，所述第二线性马达组和第三线性马达组中每一个线性马达的活动端上都连接了一个举升器，各所述举升器的底面互相平行，每个所述线性马达的活动端的伸缩方向都平行于所述车辆的停泊面。

所述驱动装置的第一种实施例：所述驱动装置具有一个转盘和旋转驱动马达，所述第一线性马达组固定于所述转盘上，所述转盘可旋转地安装于所述固定基座上，通过旋转驱动马达可驱动所述转盘及其上的所述第一线性马达组绕固定基座旋转，通过所述第一线性马达组能带动其余两个线性马达组旋转，且所有三个线性马达组的旋转角速度相同，通过第一线性马达组中的线性马达的活动端的移动，可以带动其余两个线性马达组进行水平移动。

所述驱动装置的第二种实施例：所述驱动装置具有至少一个旋转驱动马达，所述第一线性马达组中每个线性马达的固定端都刚性地固定于所述固定基座，其余两个线性马达组中的至少一个能被所述旋转驱动马达驱动而绕所述第一线性马达组旋转，且所述旋转的轴线垂直于所述举升器的底面。

本发明的有益效果：

本发明中的自动化举升设备，其举升用的垫板能够自动移动，以便自动地垂直对准车辆底部的举升点，并且自动将车辆从某个起始位置升起或降低到指定高度，如此，车辆举升的工作效率及安全性将极大提高。

本发明有效解决了因手动控制举升点和垫板进行对准而带来的种种缺陷，使用后可自动、高效、准确地找到汽车底部的举升点，并可对汽车进行高效安全的举升以及降下的操作，其整体上具有无需人力介入、动作稳定安全、结构精巧、逻辑清晰、使用效果好等优点。

附图说明

为了表达的简单与清楚，附图中的零部件可能未按通用比例绘制。例如，附图中某些零部件的尺寸被适当放大。

用于电子/电气，压缩空气，真空，液压等等的线路、管路、接头、连接器等等，未在图中显示。

图1是车辆自动举升装置的三维结构示意图，

图2A是该装置的三维爆炸结构示意图，

图2B是该装置中的图像拍摄系统第一种实施例的结构示意图，

图2C是该装置中图像拍摄系统第二种实施例的结构示意图，

图3A是该装置的使用状态一的俯视图，

图3B是该装置的使用状态二的俯视图，

图4A是该装置的动作过程一的俯视图，

图4B是该装置的动作过程二的俯视图，

图4C是该装置的动作过程三的俯视图，

图4D是该装置的动作过程四的俯视图，

图4E是该装置的动作过程四的三维示意图，

图4F是该装置的动作过程五的三维示意图，

图4G是该装置的动作过程五的侧视图，

图5A是该装置举起一辆汽车时的三维视图，

图5B是该装置在图5A所示状态时的俯视图，

图5C是该装置在图5A所示状态时的侧视图，

图6是一种汽车的三维结构示意图，

图7是图6所示汽车的底部的结构示意图，

图8是该装置中驱动装置的第二种实施例的三维结构示意图，

图9是该装置中驱动装置的第二种实施例的三维爆炸结构示意图，

图10是一个举升器垫板中心具有一个可瞄准摄像头的示意图。

各技术特征的编号及名称表：

具体实施方式

本发明中，车辆是一个统称，其包括各种汽车比如小轿车，大客车，卡车，以及各种火车车厢，等等。

在下文中，以汽车为例来阐述本发明的相关细节。下文中，车辆也被简称为汽车。对汽车之外的其他种类车辆的举升，同样适用下文中描述的技术细节。

车辆举升点介绍：

对于通常的车辆尤其是汽车来说，举升点位于车辆底部,对于不同的汽车，其举升点在车身底部的位置各不相同。

如图6、图7中所示的汽车50为例，其底部及举升点的一些技术特征为：

一、汽车的举升点19a、19b、19c、19d通常是分布于汽车底部18的数个高强度小面积区域，能够承受较大压力，用来安全地举升汽车，而不会破坏汽车结构。

二、作为举升点的上述各小面积区域，其可能是平展的形状，也可能是凸起的棱，或者其他适当的形状；

三、绝大部分汽车都具有分布于前后左右的四个举升点，每个举升点位于前后轴之间，都靠近车身左边或右边的外侧，且靠近前轮或后轮如图6所示；

四、不同汽车的底部形状和大小各不相同，有宽有窄，有长有短,不同汽车的举升点也具有不同的形状与布置。

五、不同汽车的举升点相对于汽车停泊时的停泊面的高度，前方两个举升点19a、19b的高度多数情况下彼此相同，后方两个举升点19c、19d的高度多数情况下也彼此相同，但前方举升点的高度与后方举升点的高度可以不同。

术语定义：

为便于描述，以下的术语被用于下文中：

一、停泊面16a：在下文中，将汽车所停泊其上并承载汽车的、与各车轮发生接触的水平的平面，简称为停泊面，比如汽车停于其上的地面或地板表面，或如图5A所示平台16的上表面。

二、汽车纵向中间面20：如图3A及图7所示，将沿汽车前进方向的汽车的中间平面，称为汽车的纵向中间面。

三、指定行驶方向21：如图3A所示，与停泊面平行的事先规定的理想的汽车前进方向，比如停泊面为一个狭长的长方形区域，指定行驶方向为平行于停泊面，与长方形的长边平行，且其指向为顺着汽车的车尾指向车头的方向。

四、纵向：即大致地平行于指定行驶方向。

五、横向：即大致地垂直于指定行驶方向且大致地平行于停泊面。

六、指定行驶方向矢量22：如图3A，该矢量的方向为指定行驶方向21，且平行于停泊面16a。

七、汽车方位矢量23：如图3B所示，该矢量方向为从车尾指向车头，且平行于停泊面及汽车纵向中间面。

八、停泊方位角β1:如图3B所示，在平台16上停泊后的汽车，其汽车方位矢量23与指定行驶方向矢量22形成一个夹角β1，此夹角可以被称为汽车的停泊方位角。从上方往下看，以指定行驶方向矢量22为基准，该夹角逆时针为正，顺时针为负。当汽车方位矢量23与指定行驶方向矢量22平行且同向时，则汽车停泊方位角则为零。

九、举升器方位矢量24：如图4C所示，举升器方位矢量24平行于线性马达3的可动杆3a的线性移动方向，其指向为从目标车辆的车尾指向车头。

十、举升器方位角β2：即上述举升器方位矢量24，与指定行驶方向矢量22形成一个夹角，如图4C所示。同样，从上方往下看，以指定行驶方向矢量22为基准，该夹角逆时针为正，顺时针为负。当举升器方位矢量24与指定行驶方向矢量22平行且同向时，举升器方位角β2则为零。

十一、图像拍摄系统:该系统包括拍摄装置和瞄准装置。

十二、拍摄装置：能够拍摄物体并输出画面的装置，比如摄像头，照相机，等等。

十三、瞄准装置：瞄准装置可以产生一个标志图案，该图案可以被叠加到拍摄装置所输出的图片中。

十四、控制系统：对车辆举升机器人的各部件进行控制并对数据进行传输、存储或运算，或产生信号或数据的电子/电气系统。该系统既可以内置于车辆举升机器人中或外置，例如但不限于一个外部的任务调度中心。该系统包括但不限于计算机/电气/电子硬件系统，以及具有合适的控制逻辑和算法的计算机软件系统，例如操作系统，机器视觉系统和应用软件，等等。控制系统的摄像机、传感器、照明灯、激光或电磁波发射器等既可以被按需安装在车辆举升机器人的适当的零件上，也可以被放置在不属于车辆举升机器人的外部的适当位置上。

首选实施例：

该车辆举升机器人可以通过其摄像头等拍摄装置获得各种参数，利用控制系统的计算来找出当前已停泊待举升汽车的停泊方位角，并且可以测算出其各举升点与车辆举升机器人的相对位置。

随后，车辆举升机器人可以相应地调整其举升器方位角，使其等于上述汽车停泊方位角，并使用线性马达横向或纵向移动其举升器使其靠近相应举升点，最终通过拍摄装置及相对举升器位置固定的瞄准装置，将包含通过举升点的铅垂线与举升器垫板中心位置关系的图片输入控制系统进行计算分析，获得通过举升点的铅垂线与举升器垫板中心的相对位置数据，随后根据上述数据进行举升器位置的调节，使得举升器的垫板中心足够精确地与车身底部的相应举升点垂直对齐，随后将汽车举升到所需的高度。

通过摄像头，传感器和控制系统的协同工作，车身高度变化可以被检测和控制。

为了清楚起见，一些摄像头，传感器和一些其他部件未在图中示出。

详细结构：

本发明如图1-10所示，一种车辆自动举升装置，包括控制系统、图像拍摄系统、驱动装置和举升器4，所述举升器4在驱动装置的驱动下在水平方向上移动，所述车辆，即汽车50停泊于一个停泊面16a上，所述图像拍摄系统能够拍摄到举升器上方一定区域内的图像；

所述控制系统能够接收包括指令、控制参数、被举升车辆的特征参数、车辆的车身的图像、车辆的底部的图像等等在内的数据，所述控制系统能够将拍摄的图像与接收到的数据进行分析对比等运算，并根据得出的结果，为所述驱动装置对举升器4的移动进行导航，使得被举升车辆的至少两个举升点的下方可以有与其垂直对齐的举升器4；

所述控制系统能够操纵所述举升器4将被举升车辆举升或下降到指定高度，并判断上述车辆的高度，上述过程无需人工的介入。

驱动装置：所述驱动装置包括一个固定基座，三个线性马达组，上述每个线性马达组中，都有两个伸缩方向成一定角度的两个线性马达，且同一个线性马达组中的两个线性马达的固定端刚性的连接在一起，其中：

三个线性马达组分为第一线性马达组、第二线性马达组、第三线性马达组；

所述第一线性马达组中的一个线性马达的活动端连接到第二线性马达组的中间，所述第一线性马达组中的另一个线性马达的活动端连接到第三线性马达组的中间，所述第二和第三线性马达组中每一个线性马达的活动端上都连接了一个举升器，各所述举升器的底面互相平行，每个所述线性马达的活动端的伸缩方向都平行于所述车辆的停泊面(比如地面)。

下面通过两个实施例对驱动装置的结构进行代表性阐述：

所述驱动装置的第一种实施例-整体旋转式：所述驱动装置具有一个转盘和一个旋转驱动马达，所述第一线性马达组固定于所述转盘上，所述转盘可旋转地安装于所述固定基座上，通过旋转驱动马达可驱动所述转盘及其上的所述第一线性马达组绕固定基座旋转，通过所述第一线性马达组能带动其余两个线性马达组旋转，且所有三个线性马达组的旋转角速度相同，通过第一线性马达组中的线性马达的活动端的移动，可以带动其余两个线性马达组进行移动。

如图1及图2所示，所述驱动装置包括基座1、转盘2、偏转马达9、一对纵向线性马达3、一对支架6、两对横向线性马达5和四个举升器4；

一对纵向线性马达3构成第一线性马达组，两对横向线性马达5分别构成第二线性马达组和第三线性马达组；偏转马达9即为旋转驱动马达，所述偏转马达9为直线驱动器。

所述基座1固定连接在平台16(如地面、地板等)上，所述转盘2的中心铰接在基座1上，可容纳控制系统的盒子8可以被安置于转盘2上；所述偏转马达9的两端分别铰接所述基座1和转盘2，使得偏转马达9可以驱动转盘2相对于基座1旋转，且其旋转中心线垂直于停泊面。

一对纵向线性马达3固定连接在转盘2上，上述两个纵向线性马达3相互平行、方向相反，且两个纵向线性马达的可动杆3a(即第一线性马达组中线性马达的活动端)分别与两个支架6相连接，使得每个纵向线性电动机3都可以驱动其相应的支架6进行相对于转盘2的前后纵向移动。

在驱动装置的第一种实施例中，纵向线性马达的可动杆3a与支架6，二者既可以刚性地固定相连在一起，也可以通过铰接机构活动地连接；当纵向线性马达的可动杆3a与支架6通过铰接机构活动地连接时，如图2所示，所述铰接机构包括轴7和轴管6a，所述轴7与纵向线性马达的可动杆3a固定相连、且二者同轴，所述轴管6a固定于支架6之上，轴管6a套接所述轴7、且轴7上设有一对限位装置(可以是限位环、限位块、限位台阶等结构，也可以是螺母配合垫片等形式)，所述限位装置连接在轴7上、且分设于轴管6a的两侧，使得轴管6a可且仅可相对于轴7做旋转运动；从而通过二者之间的相对旋转运动以吸收车辆停泊表面的不平，并且使得支架6不会相对于轴7进行轴向移动。

每个所述支架6上都固定连接有一对相互平行、且方向相反的横向线性马达5、且两个横向线性马达的可动杆5a(即第二、第三线性马达组中线性马达的活动端)分别连接两个举升器4，使得每个横向线性马达5都可以驱动其相应的举升器4进行相对于支架6的直线移动。

其中，横向线性马达的可动杆5a的伸缩方向与纵向线性马达的可动杆3a的伸缩方向呈一个角度，比如垂直。

一个举升器的底面4a固定到一个横向线性电动机5的可动杆5a的外端，并且举升器的底面4a(图2b)被设置成位于停泊面16a的上方，足够接近并且几乎平行于停泊面16a。从而，每个横向线性马达5都能够驱动其相应的举升器，作相对于转盘2的横向伸缩移动,同时还能维持举升器的站立姿态。

因此，相对于转盘2，既然每个举升器4既可做纵向移动，也可做横向移动，那么在一定范围内，任何一个举升器都可以通过适当的纵向和横向移动，到达停泊面16a上的多个不同的指定位置。

每个纵向线性马达3和横向线性马达5都能够探测其相应的可动杆3a和5a的相对于其初始点的移动距离，并可将移动距离信号发送至控制系统。每个线性马达的可动杆移动的初始点，可以被设定为可动杆缩回到靠近其行程起点一段距离的一个点，比如10mm的距离，便于进行调节。上述可动杆的初始点位置可以通过在相应马达中的传感器(图中未显示)进行设置。

同样，偏转马达9或者转盘也可以被设置一个初始点，以便设置转盘偏转角度的初始点。

所述驱动装置的第二种实施例-局部旋转式：所述驱动装置具有至少一个旋转驱动马达，所述第一线性马达组中每个线性马达的固定端都刚性地固定于所述固定基座，其余两个线性马达组中的至少一个能被所述旋转驱动马达驱动而绕所述第一线性马达组旋转，且所述旋转的轴线垂直于所述举升器的底面。

如图8-9所示：所述驱动装置包括固定座1a、一对纵向线性马达3、一对变角度马达27、一对支架6、两对横向线性马达5和四个举升器4；

一对纵向线性马达3构成第一线性马达组，两对横向线性马达5分别构成第二线性马达组和第三线性马达组；变角度马达27即为旋转驱动马达，所述变角度马达27为直线驱动器。

所述固定座1a固定连接在平台16上，可容纳控制系统的盒子8可以被安置于固定座1a上；

一对纵向线性马达3相互平行、方向相反地固定连接在固定座1a上，两个纵向线性马达的可动杆3a(即第一线性马达组中线性马达的活动端)分别与两个支架6相铰接，使得每个纵向线性电动机3都可以驱动其相应的支架6进行相对于固定座1a的前后纵向移动。

所述变角度马达27的两端分别铰接支架6和纵向线性马达的可动杆3a；使得变角度马达27可以驱动支架6相对于纵向线性电动机3旋转，且其旋转中心线垂直于停泊面，以改变横向线性马达的可动杆5a与纵向线性马达的可动杆3a的之间的夹角。

每个所述支架6上都固定安装了一对相互平行、方向相反的横向线性马达5、且两个横向线性马达的可动杆5a(即第二、第三线性马达组中线性马达的活动端)分别连接两个举升器4，；使得每个横向线性电动机5都可以驱动其相应的举升器4进行相对于支架6的直线移动。

纵向线性马达的可动杆3a与支架6之间通过连接轴7a和连接块26进行铰接；所述连接轴7a连接所述支架6，所述连接块26固定连接在纵向线性马达3的可动杆3a的远离固定座的一头，使得连接轴7a能相对于连接块26绕垂直的轴线25旋转。

与驱动装置的前述实施例类似，连接轴7a与所述支架6既可以刚性地固定相连在一起，也可以通过铰接机构活动地连接。当通过铰接机构活动地连接时，所述铰接机构包括固定于支架6中的轴管6a，所述轴管6a套接所述连接轴7a、且连接轴7a上设有一对限位装置(可以是限位环、限位块、限位台阶等结构，也可以是螺母配合垫片等形式)，所述限位装置连接在连接轴7a上、且分设于轴管6a的两侧，使得轴管6a可且仅可相对于连接轴7a做旋转运动；从而通过二者之间的相对旋转运动以吸收车辆停泊表面的不平，并且使得支架6不会相对于连接轴7a进行轴向移动。

在该实施例中，在举升车辆的过程中，纵向线性马达3通过固定座1a固定于停泊面，变角度马达27驱动相应支架6进行水平旋转从而改变支架6上的横向线性马达5的可动杆5a的伸缩方向，使其平行于车底上的一对前侧或后侧的相应的举升点的连线，随后配合相应纵向线性马达3的伸缩动作，使得每个支架6上的举升器之垫板的中心位于对应的所述两个举升点之连线的正下方，最后通过各横向线性马达5的伸缩动作，将各举升器移动到每个相应的举升点下方。

独立举升器：

每个所述举升器4都具有驱动马达11和举升垫14，每个举升器的驱动马达11可驱动其举升垫14独立地按上下方向移动。

在当前市场中的此类独立运动举升器具有多种结构类型，因此，本案中仅提供以下两种实施例进行代表性说明：

所述举升器4的第一种实施例为马达驱动的电动剪式举升器，其马达之外的机械结构普遍存在于轿车随车千斤顶中。

如图1、2A、2B、4F所示：所述举升器4包括底面4a、一对上连杆和一对下连杆、举升垫14、螺杆、驱动马达11、马达座；

所述上连杆的顶端与举升垫14铰接，所述下连杆的底端与底面4a铰接，所述上连杆和下连杆之间通过转轴铰接，使得一对上连杆和一对下连杆构成一菱形；

所述马达座固定连接其中一个转轴，所述螺杆穿过其中一个转轴、且与另一个转轴螺纹连接，所述驱动马达11固定连接在马达座上，其输出轴与螺杆连接。这样，驱动马达11开启后将驱动螺杆产生自转，在螺纹副的作用下迫使两个转轴远离或靠近，进而驱使举升垫14相对于底面做远离或接近的运动。

每个举升垫上表面相对于上述停泊面的高度都能够被检测，其检测所获的信号能被发送到控制系统。

每个举升器都具有传感器，能够将举升垫相对于底面所移动的高度的信息发送到控制系统，比如，驱动马达11可以将其从初始点开始的动作的参数比如其输出轴的旋转圈数，发送到控制系统，使得控制系统可以通过该信号获得某个举升器中举升垫从初始点开始升高的高度。从而，控制系统可以获得举升垫相对于举升器的底脚的高度，并能够对所述高度进行控制。

该汽车举升机器人中使用的独立举升器也可以是其他类型的举升器，包括但不限于液压举升器，电动液压举升器，气动举升器等。

同样地，汽车举升机器人中的每个马达，都可以通过电力，液压，气动，真空等适当的方式提供能量，并通过各种适当的控制方式对其进行控制。

图像拍摄系统：

如术语定义所述，图像拍摄系统具有瞄准装置及拍摄装置。

为了描述的方便简洁，针对图像拍摄系统，引入如下具体定义：

瞄准装置的定位点、定位线：

本自动车辆举升装置中，每个举升器都具有相应的瞄准装置，其相对于举升器具有预定义的位置。

所述瞄准装置可以产生标志图案并叠加到图像拍摄装置输出的画面形成定位图像，用来对车身底部各举升点进行定位。

瞄准装置中的一种是独立的标志图案发射器，另一种是瞄准装置与拍摄装置整合而成的可瞄准图像拍摄器13b。

标志图案发射器能够向上投射标志图案到车底，比如一个或多个激光光斑，一个圆圈，一个十字线，等等。

所述标志图案中具有一个预定义位置的定位点，所述定位点可以是一个实体点，也可以是一个虚拟点，所述定位点位于相对上述标志图案的形状具有预定义方位一和距离一的一个位置，比如，当仅有一个激光光斑时光斑的中心，圆圈的圆心，一个正多边形的中心点，或某种标志图案中可根据图形的形状及上述预定义的规则判断位置的一个点。

所述可瞄准图像拍摄器13b的输出画面中具有标志图案，比如十字线，或者其输出图像的边框，所述标志图案相对于可瞄准图像拍摄器13b的位置是固定的，同样，所述标志图案中具有一个预定义位置的定位点，比如十字线的交叉点，圆形的圆心，线段的中点，等等。所述定位点位于可瞄准图像拍摄器13b的光轴之上。所述具有上述标志图案的输出画面可以作为定位图像。

上述瞄准装置中，标志图案发射器所投射而形成的图案中的定位点，与该标志图案发射器之上的发射点的连线，或所述可瞄准图像拍摄器13b的光轴，被称为瞄准装置的定位线。

参考点、参考点对齐、偏距对齐：

当所述标志图案发射器只有一个标志图案发射点时，该标志图案发射点被定义为参考点；当所述标志图案发射器具有多个标志图案发射点时，参考点相对于标志图案发射器的位置被预定义；而可瞄准图像拍摄器13b光轴上某一个点，被定义为参考点。

如上所述，所述标志图案发射器或可瞄准图像拍摄器13b的参考点相对于相应的举升器具有预定义的方位二及距离二。每个举升器都有其相应的参考点。

当上述定位线垂直于水平面时，在使各举升器垫板14与相应举升点垂直对齐的过程中，一个举升器与其相应的瞄准装置一起移动，当拍摄装置能够拍摄到包含目标举升点及标志图案的画面时，所述画面形成定位图像，控制系统首先需要一边分析定位图像的标志图案中定位点与相应举升点之间的相对位置，一边根据上述相对位置控制驱动装置适当移动举升器的位置，且控制系统根据定位图像实时计算并微调纵向线性马达3或横向线性马达5的驱动数据，从而微调所述举升器上的参考点的位置，最终，使得该举升器的定位图像中，相应标志图案的定位点与相应举升点的中心足够靠近，且偏离的距离在允许误差范围内，最终使得所述参考点与相应举升点垂直对齐，这个过程可以称之为参考点对齐；

随后，按照上述方位二及距离二，移动举升器垫板，使得其中心能够与相应参考点之前所在的位置垂直对齐，就能使得该举升器垫板与相应举升点垂直对齐，这个过程可以称之为偏距对齐。

瞄准装置垂直无偏距、瞄准装置垂直有偏距：

在上述情况下，瞄准装置的定位线垂直于水平面。特别地：

所述瞄准装置，即标志图案发射器或可瞄准图像拍摄器13b，可以被安装于举升器垫板14内，且其参考点位于举升器垫板的中心，此时定位点、参考点、举升器垫板的中心均处于定位线上、且所述距离二等于0，可以称之为瞄准装置垂直无偏距，此种情况下，只需执行参考点对齐，就可以使举升器对齐相应举升点。

所述可瞄准图像拍摄器13b发射器或可瞄准图像拍摄器13b，也可以被安装于靠近举升器垫板14的中心但是有适当水平距离的位置，此时所述距离二不等于0，比如100毫米，此种情况可以称之为瞄准装置垂直有偏距。此时，需要先执行参考点对齐，然后执行偏距对齐，才能使举升器对齐相应举升点。

瞄准装置不垂直:

当上述瞄准装置定位线被设置为不垂直于水平面时，则需要对定位点对应的车底表面的高度与距离进行测量，随后通过三角函数等运算获得通过举升点的铅垂线相对于相应举升器垫板中心的方位和距离，最后控制系统操纵驱动装置将各举升器移动到其相应举升点的正下方。

拍摄装置的布置：

在首选的布置方式中，每个举升器都具有相应的拍摄装置，拍摄装置相对于举升器具有固定的位置。如图2B所示，拍摄装置摄像头13，安装于举升器垫块内。

拍摄装置也能以其他适当的数量安装于其他位置，其原则是，任何情况下，目标车辆的车底上每个举升点周围的一定面积范围都能被至少一个拍摄装置拍到。

图像拍摄系统的进一步补充和优化：

作为对图像拍摄系统的进一步补充和优化，本案还记载了以下技术方案：

如图2B所示，所述图像拍摄系统还包括至少一个照明灯15，所述照明灯连接在举升器中、且朝上设置。当某个举升器位于车底下方，且照明度不足时，上述照明灯15可以被打开，用来照亮车底的以举升器垫板为中心的一定范围的区域，以便在必要时为相关摄像头提供充足的照明。

除了上述用来照亮车底的照明灯以外，在本举升机器人周围的适当区域，比如承载面之下(平台16内)可以安装适当的照明装置(图中未显示)，当车辆需要被举升时，相应的照明装置能够开启，以适当的亮度与角度，照亮车底表面或车身其他部位的需要被照亮的部分。

如图2B所示，所述图像拍摄系统还包括至少一个用于辅助拍摄的摄像头。

适当的防尘除尘装置(图中未显示)可以被加装到部分或所有的摄像头13、激光发射器12、电磁波发射器12a以及照明灯15之上，可以按需要打开或关闭，以便防止灰尘影响上述部件的工作，或者在必要时清理覆盖在上述部件之上的脏物，使其能够正常工作。

此外，本车辆举升机器人或平台16上适当的位置还可以安装2D或3D扫描器及相应灯光(图中未显示)，当车辆驶入平台承载面时，可以对行驶中或静止的车底进行扫描，形成车底的平面或立体图像并发送给控制系统进行分析，以检测车辆底部的零部件是否存在异常。

上述各个马达的动作对相应部件所产生的相应的位移及角度改变都能够被检测，其检测所获的信号能被发送到控制系统。

所述车辆自动举升装置，所述图像拍摄系统具有瞄准装置和拍摄装置，每个举升器都具有至少一个瞄准装置，上述瞄准装置能够生成预定义的标志图案，上述拍摄装置输出的图像能够在控制系统中生成包括上述标志图案及车底一个部位的图像的实时的定位图像，相对上述标志图案的形状具有预定义方位一和距离一的一个定位点位于上述定位图像中，每个上述瞄准装置相对于相应举升器的位置具有预定义方位二及距离二；

上述控制系统能够实时分析上述定位图像从而计算出上述定位点与相应举升点的相对位置数据，随后按上述数据通过驱动装置移动相应举升器，使得上述实时的定位图像中车底的相应举升点与上述定位图案形成预定义的位置关系；

之后上述控制系统能够根据所述预定义的方位二和距离二，以及所述相应举升点与上述定位图案之间的预定义位置关系进行计算，并据此再次控制所述驱动装置将所述相应的举升器进行适当移动，使得上述举升器的举升器垫板中心能够与上述举升点垂直对齐，上述标志图案，预定义方位一和距离一，预定义方位二和距离二被输入到控制系统作为其控制参数。

图像拍摄系统的代表性阐述：

通过如下数个瞄准装置垂直无偏距实施例，可以对所述图像拍摄系统进行代表性阐述：

所述图像拍摄系统实施例一：

标志图案发射器作为瞄准装置，标志图案及车底形状被同一个摄像头拍摄。

所述图像拍摄系统的瞄准装置是标志图案发射器12，拍摄装置包括至少一个摄像头13，所述标志图案发射器12和所述摄像头13都固定安装于举升器垫板14的中心，此时参考点与举升器垫板的中心重合，距离二等于0。

所述标志图案发射器12向上投射一种由激光、可见光、红外线或其他种类的电磁波形成的预定义标志图案，其定位线被定义为垂直于水平面，即，在投射到车底形成的标志图案中，相对于所述标志图案具有预定义位置的定位点，与标志图案发射器12的发射点的连线垂直于水平面。

所述摄像头13能够拍摄到具有所述瞄准装置12投射的标志图案的车底形状，以此作为摄像头13输出的定位图像。

因此，上述条件符合瞄准装置垂直无偏距的定义，故只需执行参考点对齐的操作，相应举升器垫板14与其相应的举升点就能够直接垂直对齐。

如图2B所示，标志图案发射器12可以是一个激光指示器，该激光指示器具有两个激光发射点(即标志图案发射点)，上述激光指示器能垂直向上发出两个小直径激光光束，两个所述激光光束关于通过举升器垫板中心的铅垂线对称，从而可以在车辆底部(即汽车底部18)投射两个小光斑，通过摄像头13能够拍摄到上述激光指示器投射到车辆底部的画面，两个小光斑连线的中点可以被预先定义为定位点，两个激光发射点连线的中点可以被预定义为参考点。

上述标志图案发射器12中的激光指示器，也可以只垂直向上投射一个小直径激光光束，所述激光光束的轴线通过举升器垫板14的中心，从而可以在车辆底部(即汽车底部18)投射仅一个小光斑，所述小光斑被定义为定位点。

在上述两个标志图案发射器12使用激光指示器的情况中，参考点与举升器垫板的中心重合，距离二等于0，符合瞄准装置垂直无偏距的定义，故只需执行参考点对齐的操作，相应举升器垫板14与其相应的举升点就能够直接垂直对齐。

所述图像拍摄系统实施例二：

特殊标志图案发射器作为瞄准装置，其标志图案只能被专用图形探测头拍摄。

如图2C所示：所述图像拍摄系统的瞄准装置是特殊标志图案发射器12a，拍摄装置包括图形探测头13a和至少一个摄像头13。

特殊标志图案发射器12a及所述图形探测头13a安装于举升器垫板14的中心，所述图形探测头13a、所述摄像头13互相之间具有预定义的方位及距离。

所述特殊标志图案发射器12a可使用特殊电磁波，比如紫外线，向上投射预定义标志图案，同样地，定义其定位线垂直于水平面。

所述特殊标志图案发射器12a投射的标志图案，比如紫外线形成的图案，只能被图形探测头13a探测并形成可输出的标志图案画面。

所述摄像头13被用于拍摄和输出车底画面，但是不能拍摄到所述标志图案。

所述标志图案画面与上述车底画面，能够按照所述图形探测头13a、所述摄像头13之间预定义的方位及距离，进行合成，从而生成定位图像。随后，根据所述定位图像，控制系统就能够进行参考点对齐，其中，特殊标志图案发射器12a投射标志图案到车底，车底上的标志图案中具有预定义的定位点，图形探测头13a及摄像头13为拍摄装置，定位图像为所述通过合成而生成的定位图像。

所述图像拍摄系统的实施例三：可瞄准图像拍摄器13b。

如图10所示，所述图像拍摄系统可以是可瞄准图像拍摄器13b，其光轴垂直于水平面，即其定位线垂直于水平面，其标志图案的定位点被定义为位于举升器垫板14的中心轴线之上。

所述可瞄准图像拍摄器13b被放置于相应举升器垫板14的中心、且面朝正上方，控制系统能够使用该可瞄准图像拍摄器13b所拍摄的画面，实时分析出通过可瞄准图像拍摄器13b所输出的标志图案中定位点的铅垂线相对于举升点的位置，随后进行参考点对齐，使相应举升器垫板与其相应的举升点垂直对齐。

在以上各实施例中，各举升器垫板14的中心安装了各种图案发射器和拍摄器。因此，各举升器垫板14之上都具有容纳各部件的相应的容置槽，所述各部件固定安装于所述容置槽中，且所述各部件的最高点都适当低于垫板14的顶面，使得在举升车辆过程中，所述部件不会接触到车体，以避免所述部件与车体发生挤压或碰撞造成损坏。

以上各实施例为瞄准装置垂直无偏距的情况。

在瞄准装置垂直有偏距的情况中，对应于上述各实施例，瞄准装置的结构及其定位线的姿态不变，但是其安装位置与相应举升器垫板的中心各自存在一定距离，即瞄准装置垂直有偏距。

在这种情况下，则需要对各举升器先执行参考点对齐，再执行偏距对齐，才能使各举升点具有与其垂直对齐的相应的举升器垫板。

在另一种实施例中，图像系统可以是“混合”图像系统，其包含一种以上前述实施例所包含的定位图像生成方案。即，可以将不同的定位图像生成方案应用于不同的举升器。例如，对于4个举升器其中的一个，定位图案发射器和相机放置在接触垫板的中心，而另外一个举升器中，可瞄准相机放置在与其接触垫板具有一定距离的地方；而其他举升器同样地可以使用其他图像生成方案。在这种情况下，每个举升器的接触垫板可以通过与应用于所述举升器的图像系统的类型相对应的方式与举升点对准。

工作步骤：

本发明中的车辆举升机器人，可以在控制系统的控制下，驱动举升器4作平面移动，使其上的垫板能够对准车身底部18(图6)上的举升点19(图6)并举起车身17(图6)。

如下所述为首选方法或过程的其中之一，按以下步骤进行举升：

S1、待机：

所有举升器中的举升器垫板14都被降低到最低的起始点高度，并通过驱动装置驱使四个举升器朝向基座运动至起始点；

如图4A所示，在待机状态下，可以将汽车举升机器人的举升器方位矢量24设置为平行于汽车的指定行驶方向矢量22并与其同向，从而待机时使举升器方位角被设定为零，即纵向线性马达的可动杆3a平行于指定行驶方向。此时所有举升器都被缩回到其起始点处的最低高度，以占据最小空间，所有纵向线性马达3及横向线性马达5也都缩回到各自起始点，使得车辆举升机器人处于收缩状态以占据最小面积和空间，从而使得车辆举升机器人的部件不会阻碍其上方的汽车的车身及其车轮的运动。

S2、数据接收:

当控制系统通过有线或无线数据传输通道接收到举升某一种类型的目标汽车的命令时，目标汽车的详细技术信息可以随即或者已经提前被传输并存储到控制箱8(图2A)内的控制系统中，或存储于车辆举升机器人外部的控制系统中；

上述目标汽车的详细技术信息可以包括但不限于车重，轴重，轴距，轮距，车身宽度，车身底部离地高度，及目标车身底部18(图6)的信息，例如其各种图像，尺寸，形状，各举升点的形状及标准离地高度，以及其与车身底部的相对位置等。

S3、泊车：

如图3A、3B所示，随后的某个时间或在S2被执行的同时，目标汽车50(图6)行驶并停泊在一个汽车举升机器人上方。

汽车停泊后，汽车车底举升点的中心位置应尽量靠近转盘2，使得其各举升点都能够在各对应举升器的平面活动范围之内。

S4、拍摄图像：

打开图像拍摄系统，拍摄车身及车底的图案。同时通过驱动装置驱使四个举升器朝向目标汽车的边缘处运动，如图2A和图4B所示；并且，在控制系统的控制下，打开在所有连接举升器4的摄像头13和照明灯15，以及其他适当的照明设备，使得相关摄像头13能够拍摄到车身50两侧的边缘以及其底部18的形状(图6)。

S5、分析方位角：

当图像拍摄系统捕获了目标汽车车底及左右两侧的边缘等等图像后，控制系统通过分析上述的边缘图像，以及对比已收到的图像，可以找出目标汽车的纵向中心面和目标汽车50的停泊方位角β1；并且控制系统还可以分析每个举升器的实时行进距离，从而可以得出转盘2的中心相对于目标汽车纵向中心面的位置及距离，转盘2的旋转轴线与车身底部18(图6)的相对位置，等等。

S6、方位角调整：

如图4C所示，根据从步骤S5中获得的目标汽车50的停泊方位角，启动偏转马达9使转盘2旋转，调整举升器方位角，使得举升器方位角等于停泊方位角，从而，举升器方位矢量24平行于汽车纵向中心面。

在一个实施例中，纵向线性马达3直接与停泊面固定连接，而支架6可以绕纵向线性马达5水平旋转。对于这种实施例，在这一步，每个支架6都可以根据停泊方位角被调节方位，使得横向线性马达伸缩杆5的伸缩方向与目标汽车的纵向中心面垂直。

S7、搜索举升点：

如图4D所示，驱动装置移动四个举升器，并使用图像拍摄系统拍摄车身底部18的图像，随后控制系统可以将上述拍摄的图像与控制系统中预先存储的车身底部和举升点形状的图像进行比较，从而找出举升点相对于汽车举升机器人的位置数据；

搜索举升点的另一种方法是，基于步骤S4所拍摄的车底的图像和预先接收存储的数据，控制系统可以使用机器视觉和其他软件来判断举升点在车底图像上的方位，并分析和计算每个举升点相对于汽车举升机器人的位置数据。

S8、参考点对齐：

按S7所获的位置数据，控制系统使驱动装置驱动各个举升器向目标坐标值移动，当举升器从下方靠近其对应的举升点时，瞄准装置可以开始向上投射标志图案，图像拍摄系统拍摄车身底部的画面从而获得包含定位图案的定位图像，或者可瞄准图像拍摄器13b开始拍摄并输出定位图像，随即控制系统开始进行参考点对齐，最终使得各相应举升器的参考点处于举升点的正下方。

当上述定位线垂直于水平面时，在使各举升器垫板14与相应举升点垂直对齐的过程中，一个举升器与其相应的瞄准装置一起移动，当拍摄装置能够拍摄到包含目标举升点及标志图案的画面时，所述画面形成定位图像，控制系统首先需要一边分析定位图像的标志图案中定位点与相应举升点之间的相对位置，一边根据上述相对位置控制驱动装置适当移动举升器的位置，且控制系统根据定位图像实时计算并微调纵向线性马达3或横向线性马达5的驱动数据，从而微调所述举升器上的参考点的位置，最终，使得该举升器的定位图像中，相应标志图案的定位点与相应举升点的中心足够靠近，且偏离的距离在允许误差范围内，最终使得所述参考点与相应举升点垂直对齐，这个过程可以称之为参考点对齐；

S9、偏距对齐：

当至少一个举升点的其相应举升器的瞄准装置没有被安装于其垫板的中心时，该举升器需要被执行偏距对齐，使得所述举升器垫板的中心移动到通过之前参考点的垂直线之上，从而使得所有举升点下方都具有与其垂直对齐的相应举升器垫板。

按照上述方位二及距离二，移动举升器垫板，使得其中心能够与相应参考点之前所在的位置垂直对齐，就能使得该举升器垫板与相应举升点垂直对齐，这个过程可以称之为偏距对齐。

反之，当所有举升点的相应举升器的瞄准装置都被安装于其垫板的中心时，本步骤可以被跳过，直接进入下一步。

S10、举升：

控制系统操纵举升器使其的举升垫14上升，从而将目标车辆举升至指定高度；

S10.1、激活：

驱动马达11被激活，使举升垫14从初始点开始升高，并通过传感器将举升垫14的行程信号发送至控制系统中，使得控制系统可以通过该信号获得某个举升垫从初始点开始升高的高度。从而，控制系统可以对举升垫上表面相对于举升器底面的高度进行控制。

S10.2、接触：

控制系统可以检测到某个举升垫14开始接触车身底部18上的对应举升点19的时刻，从而当某个举升垫与举升点先行接触时，控制系统暂停该举升垫的上升，直至所有举升垫均与相应的举升点接触后，所有的垫块再同步上升；

检测某个举升垫14接触车身底部18上的对应举升点19，具有多种方法，比如行程开关，机器视觉监控，或者监测举升器马达因其负载变化而引起的参数变化比如电流电压的变化，等等。

步骤S10.2的执行过程还包括故障检测方法，其步骤如下：

S10.2.1、获得各举升点现场高度：当举升垫接触到相应的举升点时，通过控制系统能够探测到各举升垫的上表面离承载面的高度值，即各个举升点离承载面的实际高度值；

S10.2.2、对比：通过控制系统与预先接收的举升点的高度值标准进行对比，当某个举升点的实际高度值超过或低于标准高度值，则说明目标汽车存在故障，控制系统可以发出相应故障信息，并等待进一步指令；反之，则进入下一步；

S10.3、上升并保持姿态：

控制系统操纵各举升器继续升高所述车辆，并实时监测并调节各个举升垫的上升速度以及上升行程，使得目标汽车在升高的过程中各举升点升高的距离保持一致，使汽车保持平稳安全的姿态；

S10.4、到达预定高度并锁定：

在某个举升器4运行的过程中，位于支架6上的一个相应的车轮位置摄像头和照明模块10(图2A)可以拍摄每个对应车轮的图像，控制系统能够以此查明车轮的胎面是否离开了承载面(例如地面或地板表面)，以及其离开承载面的高度。控制系统也能够实时探测每个举升点的高度，也就是车身被升高的高度。上述高度达到指定的高度值时，控制系统将关闭各举升器，将汽车的车身保持在一个高度。

各举升器还可以具有安全锁定机构，使得其举升垫14不会因为受到汽车的巨大压力而下降。

在任何举升垫14接触到车身上的对应举升点19之后，随着举升垫高度的增加，来自车身的力量会把相应举升器向下压向平台16。无论所述举升器的底部是否在待机状态下密切接触平台16的表面，当上述力量足够大时，上述举升器的底部将接触并压迫平台16的表面，从而平台16对举升器产生向上的反作用力，使得上述举升器能够保持平衡的受力状态并被暂时固定。

S11、下降：

当需要降低车身到某个高度时，若各举升器具有安全锁定机构，控制系统首先操作这些安全锁定机构以解除锁定，接着，控制系统操纵举升器4使得其对应的举升垫同步地下降到上述高度，当车身到达指定高度时，停止降低，并再次激活安全锁定机构。

S12、回位：

控制系统执行下降操作，使其相应的举升器垫板下降到起始点高度，并通过驱动装置驱使四个举升器朝向基座运动至其起始点位置，从而回到待机状态。

在上述步骤S1中的待机时，线性马达3的可动杆3a的伸缩方向平行于指定行驶方向21，在上述步骤6中，偏转马达9旋转转盘2，使举升器方位角β2等于汽车停泊方位角β1，举升器方位矢量24被设置为平行且同向于汽车方位矢量23。在另一个实施例中，其步骤1中的待机状态下，线性马达3的可动杆3a可以被设置为垂直于指定行驶方向21，而举升器方位矢量24则被定义为垂直于线性马达3的可动杆3a的线性移动方向，其指向为从目标车辆的车尾指向车头。

本车辆自动举升装置中还可以附加其他自动化设备，比如至少一个机械手以及其上的自动化紧固件拧紧/旋松装置等，其可被用于调节车辆的四轮定位、用于维护修理车辆的制动系统或对车辆的机油进行更换等操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式。对所述车辆自动举升装置的其它变动和修改，对于本领域的熟练技术人员来说是显而易见的。并且，针对本发明的前述实施例所进行的描述和图示，并非限制性的。按照本发明的原理，本发明可以有多种可选的实施方案，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种车辆自动举升装置，其特征在于，其包括控制系统、图像拍摄系统、举升器(4)和驱动装置，所述举升器(4)在驱动装置的驱动下在水平方向上移动，所述图像拍摄系统能够拍摄到举升器上方的图像；

所述控制系统能够与外界交换并存储数据，所述数据包括指令、车辆的特征参数以及车辆的图像，所述控制系统能够将拍摄的图像与接收到的数据进行分析对比，并根据得出的结果，为所述驱动装置对举升器(4)的移动进行导航，使得被举升车辆的至少两个举升点中的每一个的下方都可以有与其垂直对齐的举升器(4)；

所述控制系统能够操纵所述举升器(4)将被举升车辆举升或下降。

2.根据权利要求1所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，每个所述举升器(4)都具有驱动马达(11)和用来直接与所述车辆直接接触的接触垫(14)，通过各个驱动马达(11)驱动接触垫(14)独立地按上下方向移动。

3.根据权利要求1所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，每个举升器垫板上表面相对于上述车辆的停泊面的高度都能够被检测，其检测所获的信号能被发送到控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述图像拍摄系统具有瞄准装置和拍摄装置，每个举升器都具有至少一个瞄准装置，上述瞄准装置能够生成预定义的标志图案，上述拍摄装置输出的图像能够在控制系统中生成包括上述标志图案及车底一个部位的图像的实时的定位图像，相对上述标志图案的形状具有预定义方位一和距离一的一个定位点位于上述定位图像中，每个上述瞄准装置相对于相应举升器的位置具有预定义方位二及距离二；

上述控制系统能够实时分析上述定位图像从而计算出上述定位点与相应举升点的相对位置数据，随后按上述数据通过驱动装置移动相应举升器，使得上述实时的定位图像中车底的相应举升点与上述定位图案形成预定义的位置关系；

之后上述控制系统能够根据所述预定义的方位二和距离二，以及所述相应举升点与上述定位图案之间的预定义位置关系进行计算，并据此再次控制所述驱动装置将所述相应的举升器进行适当移动，使得上述举升器的举升器垫板中心能够与上述举升点垂直对齐，上述标志图案，预定义方位一和距离一，预定义方位二和距离二被输入到控制系统作为其控制参数。

5.根据权利要求4所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述图像拍摄系统的拍摄装置包括至少一个摄像头(13)，瞄准装置包括至少一个能够向上投射上述标志图案的发射器(12)，所述摄像头(13)能够拍摄到车辆底部且其上具有被上述标志图案发射器(12)投射形成的所述标志图案，从而形成所述定位图像。

6.根据权利要求5所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，至少一个标志图案发射器(12)为放置于举升器垫板中心的垂直向上投射至少一个激光光斑的激光发射器。

7.根据权利要求4所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述图像拍摄系统的拍摄装置包括至少一个图形探测头(13a)及至少一个摄像头(13)，其瞄准装置包括至少一个能够向上投射标志图案的特殊标志图案发射器(12a)，所述图形探测头(13a)能够拍摄到特殊标志图案发射器(12a)投射的标志图案，拍摄装置中的所述摄像头(13)能够拍摄到举升器上方的图像，所述特殊标志图案发射器(12a)与相应的举升器之间具有前述预定义的方位二和距离二，所述图形探测头(13a)、所述摄像头(13)之间具有预定义的方位三及距离三；

通过将摄像头(13)所拍摄的所述举升器上方的图像与所述图形探测头(13a)拍摄到的标志图案，按照上述预定义的方位三及距离三进行合成，可以在控制系统中获得所述定位图像。

8.根据权利要求4所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述图像拍摄系统中的一个瞄准装置及一个拍摄装置二者组合在一起成为一个可瞄准摄像头，所述图像拍摄系统包括至少一个所述可瞄准摄像头，所述可瞄准摄像头能够直接产生标志图案，所述标志图案相对于可瞄准摄像头的位置是预定义的，所述标志图案可以被叠加到可瞄准摄像头所输出的画面，形成定位图像，所述标志图案中的所述定位点位于可瞄准摄像头的光轴上，所述可瞄准摄像头相对于举升器具有预定义的方位及距离。

9.根据权利要求1所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述图像拍摄系统还包括至少一个照明灯(15)，和至少一个用于辅助拍摄的摄像头，其中至少一个摄像头具有预定义的位置。

10.根据权利要求1所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述图像拍摄系统还包括至少一个防尘除尘装置。

11.一种自动举升车辆的方法，其特征在于，按以下步骤进行举升：

S1、待机：四个举升器中的垫板都被缩回到最低高度的起始点，并通过驱动装置驱使四个举升器朝向基座运动至起始点；

S2、数据接收:控制系统接收到举升某一种类型的目标汽车的命令，控制系统可以存储目标汽车的详细技术信息；

S3、泊车：目标汽车(50)行驶并其停泊在汽车举升机器人的上方；

S4、拍摄图像：图像拍摄系统拍摄目标汽车车身及车底的图像；

S5、分析汽车方位：当图像拍摄系统捕获了目标汽车左右两侧的边缘图像后，控制系统分析上述汽车的边缘图像，从而找出目标汽车的纵向中心面和目标汽车(50)的停泊方位；

S6、方位调整：根据步骤S5中目标汽车(50)的停泊方位，调整举升器方位，使得举升器方位与汽车停泊方位相同；

S7、搜索举升点：通过驱动装置移动四个举升器，并使用图像拍摄系统拍摄车身底部(18)的图像，然后控制系统将本步骤拍摄的图像及S4拍摄的图像，与控制系统中预先存储的车身底部和举升点形状的图像进行综合比较，从而找出每个举升点相对于汽车举升机器人的位置数据；

S8、参考点对齐：按S7所获的位置数据，控制系统使驱动装置驱动各个举升器向目标坐标值移动，当每个举升器从下方靠近其对应的举升点时，图像拍摄系统拍摄车身底部的画面从而获得包含标志图案团的定位图像，控制系统根据各种数据如上述定位图像，车底三维形状，车底实际高度，瞄准装置的放置方位等，分析计算得到各举升器的瞄准装置相对于车身的相应举升点的方位及距离，驱动装置按上述得到的方位及距离移动所述各举升器的位置，使得各所述举升器的瞄准装置与相应举升点垂直对齐；

S9、偏距对齐：当至少一个举升点的相应举升器的瞄准装置没有被安装于其垫板的中心时，该举升器需要被执行举升器对齐，使得所述举升器垫板的中心移动到之前瞄准装置的位置，从而使得所有举升点下方都具有与其垂直对齐的相应举升器垫板；

当所有举升点的相应举升器的瞄准装置都被安装于其垫板的中心时，本步骤可以被跳过，直接进入下一步；

S10、举升：控制系统操纵各举升器的使得其相应的举升器垫板(14)上升，从而将目标车辆举升至指定高度；

S11、下降：在需要降下车辆时，控制系统操纵举升器，使各举升器垫板(14)等速下降，从而将目标车辆下降至指定高度；

S12、回位：控制系统执行下降操作，使其举升器垫板降低到起始点高度，并通过驱动装置驱使四个举升器朝向基座运动至起始点。

12.根据权利要求11所述的一种自动举升车辆的方法，其特征在于，步骤S7还可以是：基于步骤S4所拍摄的车底的图像和预先接收存储的数据，控制系统可以使用机器视觉和其他软件来判断定位点在车底图像上的方位，并分析和计算每个定位点相对于汽车举升机器人基座的位置数据，然后按上述位置数据，用驱动装置驱动各个举升器移动。

13.根据权利要求12所述的一种自动举升车辆的方法，其特征在于，步骤S10按以下步骤进行：

S10.1、激活：驱动马达(11)被激活，使举升器垫板(14)从初始点开始升高，并将驱动马达11的行程发送至控制系统中；

S10.2、接触：控制系统可以检测到某个举升器垫板(14)开始接触车身底部(18)上的对应举升点(19)的时刻，从而当某个举升器垫板与举升点先行接触时，控制系统暂停该举升器垫板的上升，直至所有举升器垫板均与相应的举升点接触后，所有的举升器垫板再同步上升；

S10.3、上升并保持姿态：控制系统实时监测并调节各个举升器垫板的上升速度以及上升行程，使得目标汽车在升高的过程中各举升点升高的距离保持一致；

S10.4、到达预定高度并锁定：当车辆底部的举升点距离停泊面达到预定高度时，控制系统可以停止所有举升器中的驱动马达(11)，使目标汽车的车身或其车轮保持在某一个要求的高度。

14.根据权利要求11所述的一种自动举升车辆的方法，其特征在于，步骤S10.2的进行过程中还包括故障检测方法，按以下步骤进行检测：

S10.2.1、举升点实际高度：当举升器垫板接触到相应的举升点时，通过控制系统能够探测到各举升器垫板的上表面离承载面的高度值，即各个举升点离承载面的实际高度值；

S10.2.2、对比：通过控制系统与预先接收的举升点的高度值的标准进行对比，当某个举升点的实际高度值不符合高度值的标准时，则说明目标汽车存在故障，控制系统可以发出相应故障信息，并等待进一步指令；反之，则结束检测。

15.一种车辆自动举升装置，其特征在于，其包括举升器(4)和驱动装置，所述举升器(4)在驱动装置的驱动下在水平方向上移动，所述驱动装置包括一个固定基座，三个线性马达组，上述每个线性马达组中，都有两个伸缩方向成一定角度的两个线性马达，且同一个线性马达组中的两个线性马达的固定端刚性的连接在一起，其中：所述第一线性马达组中的一个线性马达的活动端连接到第二线性马达组的中间，所述第一线性马达组中的另一个线性马达的活动端，连接到第三线性马达组的中间，所述第二线性马达组和第三线性马达组中每一个线性马达的活动端上都连接了一个举升器，各所述举升器的底面互相平行，每个所述线性马达的活动端的伸缩方向都平行于所述车辆的停泊面。

16.根据权利要求15所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述驱动装置具有一个转盘和旋转驱动马达，所述第一线性马达组固定于所述转盘上，所述转盘可旋转地安装于所述固定基座上，通过旋转驱动马达可驱动所述转盘及其上的所述第一线性马达组绕固定基座旋转，通过所述第一线性马达组能带动其余两个线性马达组旋转，且所有三个线性马达组的旋转角速度相同，通过第一线性马达组中的线性马达的活动端的移动，可以带动其余两个线性马达组进行水平移动。

17.根据权利要求15所述的一种车辆自动举升装置，其特征在于，所述驱动装置具有至少一个旋转驱动马达，所述第一线性马达组中每个线性马达的固定端都刚性地固定于所述固定基座，其余两个线性马达组中的至少一个能被所述旋转驱动马达驱动而绕所述第一线性马达组旋转，且所述旋转的轴线垂直于所述举升器的底面。

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