CN114382332B - 挪车机器人及其控制调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挪车机器人及其控制调节方法，属于挪车机器人技术领域，包括机架，所述机架内设有行走机构、举升机构、传感器机构和控制器机构，所述行走机构带动车架进行运动，所述自转机构带动车架进行旋转，所述举升机构进行抬升操作，所述传感器机构设于举升机构上，所述控制器机构接收各机构数据并控制各机构。本发明通过传感器机构收集举升机构的压力参数信息，控制器机构通过压力参数信息对举升机构进行相应调节，从而克服路面倾斜造成的车体不能水平抬升的问题，有利于保证挪车的稳定性。

Description

挪车机器人及其控制调节方法
技术领域
本发明属于挪车机器人技术领域，具体涉及一种挪车机器人及其控制调节方法。
背景技术
随着社会的发展，人们生活水平的不断上升，汽车的数量也在一直上升，而车辆的乱停乱放成为近些年来日益严重的问题。车辆的乱停乱放会带来许多问题，堵塞交通、消防通道或影响社会紧急事件，为有效解决该现象，许多社会机构发明了用于挪车的机器人。
申请号2016109135198的中国发明专利公开了一种Ｘ型夹臂式智能停车库移车机器人，通过四根呈放射状向四角伸出的曲状叉臂，由可沿轴向转动六棱钢柱带动四根曲状叉臂呈Ｘ型交叉状态从而支撑起车辆，对各种小型客车的轴距均能自如的夹持，无需同类产品中停车轮位的过度垫高停放台架和动力辅助顶升卸放机构及对被移车辆轮位寻找等各种复杂构造。因在轨道上行驶只需更小的牵引动力，在没有外来电力供应时则启用蓄电池电作为驱动动力，两端的驱动轮上各有控制机器人转向的转向机构，转向机构由链条连接于角度转向电机，并根据各种导航方式以场地设计的路径行。
申请号2021106487961的中国发明专利公开了一种基于深度神经网络的挪车机器人控制系统及其方法，其针对挪车机器人运动控制场合，用于控制其准确且快速地到达指定车辆底盘中心位置。所述控制方法首先建立挪车机器人控制系统与差速运动模型，然后规划路径，采用purepursuit跟踪路径到达车辆底盘下方，之后采集RGB相机与二维激光雷达获取图像与点云信息，根据所述车辆中心定位网络输出准确的中心位置坐标，应用差速PID点到点位置跟踪算法控制机器人到达指定位置。
上述专利虽然都具有各自结构上的优化，但是没有针对现场实际环境进行优化，现实场景中容易存在路面倾斜以及挪车机器人自身升降组件故障两边升起高度不一致等因素导致举升后的汽车发生倾斜的情况，如图5所示，当挪车机器人将汽车抬升后，汽车容易发生倾斜，如果不及时纠正，汽车容易从挪车机器人上掉落以及带动挪车机器人发生侧翻。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种挪车机器人，包括机架，所述机架内设有行走机构、自转机构、举升机构、传感器机构和控制器机构，所述行走机构带动车架进行运动，所述自转机构带动车架进行旋转，所述举升机构进行抬升操作，所述传感器机构设于举升机构上，所述控制器机构接收各机构数据并控制各机构。
较佳的，所述传感器机构为压力传感器，所述压力传感器至少设有两个。
较佳的，所述举升机构包括动力组件和升降组件，所述动力组件驱动升降组件进行升降，所述动力组件和升降组件的数量至少设有两个，每个所述升降组件对应设有一个压力传感器。
较佳的，所述动力组件包括动力电机和传动组件，所述传动组件为丝杆机构，所述丝杆机构上设有连接块，所述升降组件包括X形抬升架和托举板，所述X形抬升架的顶部与托举板连接，所述X形抬升架底部的一侧与连接块相连。
较佳的，所述行走机构包括行走电机、坦克链、支腿和传动轮，所述支腿的两边与机架连接，所述传动轮转动设于支腿的两边，所述坦克链设于传动轮上，所述传动轮上转动设有传动轴，所述传动轴与行走电机的输出端相连接。
较佳的，所述控制器机构包括微处理器和NB-IoT通讯模块。
一种挪车机器人控制调节方法，包括以下步骤；
S1、控制挪车机器人移动至车体下方，挪车机器人通过传感器采集车体周围环境信息；
S2、根据所采集的环境信息将挪车机器人移动至车体的正下方；
S3、驱动动力组件将升降组件升起，升降组件将车体抬升；
S4、压力传感器采集升降组件的压力参数，并传输给控制机构，控制机构对压力传感器的参数作差值，如果差值小于阈值，则执行步骤S6；如果差值大于阈值，则执行步骤S5；
S5、对所有的压力参数计算平均值，再计算各压力参数与平均值的差值，选取差值中正值和负值并寻找其对应的压力参数，再根据压力参数锁定其对应的升降组件，根据升降组件对应的正值和负值来决定抬升或者下降该升降组件，如果是正值，则抬升该升降组件，如果是负值，则下降该升降组件；调节完毕升降组件后，重新执行步骤S4；
S6、驱动行走机构和自转机构带动车体挪走。
较佳的，所述步骤S2中将挪车机器人移动至车体的正下方的方法为将搜集到的车体周围环境信息传输给数据中心，在数据中心搜索对应的车底中间位置信息，然后驱动挪车机器人移动直至采集的车体周围信息与数据中心对应车底中间位置信息相匹配。
本发明具有以下有益效果；
1.在升降组件中安装压力传感器，通过感知不同升降组件的压力数据，判断汽车的平衡状态，通过获取的数据对升降组件进行调节，克服环境以及自身两边升降组件举升后初始高度不一致的影响，保持汽车的平衡，保证挪车的稳定性。
2.挪车机器人采用NB-IoT通讯模块，NB-IoT模块具有覆盖广、价格低廉、抗干扰能力强的优点，使得挪车机器人在地下停车厂之类的信号差、干扰多的环境中也能保持良好的通讯，进一步提升挪车机器人对环境的抗干扰性。
3. 本发明调节方法能够使得挪车机器人自动识别汽车的平衡情况，通过算法对汽车进行自动调节，无需依赖外部观察，具有高自动化和智能化的效果，能够有效保证挪车的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明机架内部主视图；
图2为本发明侧视图；
图3为本发明立体图；
图4为本发明抬实施例3中抬升组件俯视图；
图5为现有技术问题示意图；
图6为本发明方法流程图；
图中：1机架、2控制器机构、3压力传感器、4动力电机、5丝杆机构、6连接块、7 X形抬升架、8托举板、9行走电机、10坦克链、11支腿、12传动轮、13传动轴、14横梁。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1-3所示，一种挪车机器人，包括机架1，机架1内设有行走机构、举升机构、传感器机构和控制器机构2，行走机构带动车架进行运动，举升机构进行抬升操作，传感器机构设于举升机构上，控制器机构2接收各机构数据并控制各机构，具体的，行走机构包括行走电机9、坦克链10、支腿11和传动轮12，支腿11的两边与机架1连接，传动轮12转动设于支腿11的两边，坦克链10设于传动轮12上，传动轮12和坦克链10均位于支腿11的底部，传动轮12上转动设有传动轴13，在机架1的中间设有横梁14，行走电机9安装在横梁14，行走电机9的输出端连接有减速机，减速机的输出端通过链轮与传动轴13连接，驱动行走电机9带动传动轴13转动，传动轴13带动传动轮12转动，传动轮12使得坦克链10移动，从而带动挪车机器人进行行走。
举升机构包括动力组件和升降组件，动力组件包括动力电机4和传动组件，传动组件为丝杆机构5，丝杆机构5上设有连接块6，升降组件均包括两个X形抬升架7和两个托举板8，X形抬升架7的顶部与托举板8连接，X形抬升架7底部的一侧与连接块6相连。机架1内的一侧设有容纳动力电机4的区域，动力电机4安装于机架1上并通过链带带动丝杆机构5中的丝杆转动，两个X形抬升架7由两个不同的动力电机4驱动，丝杆带动连接块6移动，连接块6推动X形抬升架7底部的一端进行移动，从而实现托举板8的升降。传感器机构优选为压力传感器3。
控制器包括微处理器和NB-IoT通讯模块，微处理器用于接收数据和输出命令，NB-IoT通讯模块用于挪车机器人与外界进行数据传输，NB-IoT模块具有覆盖广、价格低廉、抗干扰能力强的优点，使得挪车机器人在地下停车厂之类的信号差、干扰多的环境中也能保持良好的通讯。
实施例2
如图6所示，一种挪车机器人控制调节方法，本施例采用两组升降组件，在进行挪车时，首先将机器人移动至车体下方，然后通过升降组件将车辆举起，在路面水平的状况下，升降组件将汽车抬升后，两个升降组件所受到的压力应该是一样的，两个压力传感器所收集的压力参数的差值为零，必然是小于阈值的，但是在路面的倾斜的情况下或者托举后两个升降组件初始高度不一致的情况下，这时水平高度较低的一个抬升组件会承受较大的汽车重量，如图5所示，由于路面倾斜，车体重心向右倾，左侧的传感器所受到的压力值G1必然是小于右侧的传感器压力值G2的，本实施例中针对该倾斜的路面进行试验，具体的方法为：将挪车机器人达到汽车下方，通过两个抬升组件对汽车进行抬升，抬升之后，第一个抬升组件上的压力传感器的压力参数约为7200N，而第二抬升组件上的压力传感器的压力参数为9000N，控制器接收到两组数据后，首先计算两个压力参数的差值为1800N，预设的阈值为200N，当差值大于阈值后，计算两个压力参数的平均值为8100N，将两个压力参数分别与平均值作差值，第一个抬升组件与压力参数与平均值得差值为-900N，第二个抬升组件与压力参数与平均值得差值为900N，控制器根据差值的正负数值搜索对应的抬升组件以及进行相应的抬降操作，由于第一个抬升组件与压力参数与平均值得差值为负值，将第一个抬升组件进行下降，由于第二个抬升组件与压力参数与平均值得差值为正值，将第二个抬升组件进行抬升，调节完毕后，车体逐渐保持平衡，再次采集两个压力传感器得压力，第一个抬升组件的压力参数为7550N，第二压力参数为7650N，二者的差值为100N，小于预设的阈值，判定汽车已经处于水平状态，通过行走机构带动汽车挪动。同时，控制器所接收的数据以及输出的数据均可以通过通讯模块向外界传递使其受到相应的监控。
实施例3
如图4所示，本实施例和实施例2的区别在于：采用不同结构以及数量的抬升组件，本实施例采用三个抬升组件和三个压力传感器，其目的在于能够提升挪车机器人的控制汽车平衡能力。采用双抬升组件和两个压力传感器，只能对汽车单个南北或者东西方向倾斜做监测，比如在南北朝向上各设有一个压力传感器，那么只能对汽车南北倾斜进行监测，而不能对东西方向的倾斜状态做监测，为此，本实施例采用三个抬升组件呈三角形分布，相应的抬升机构单纯的采用液压杆和托举板8组合即可，从而能够对多方向进行监测，具体的，依旧以倾斜的路面进行试验，将挪车机器人移动至车体下方，然后通过升降组件将车辆举起，在路面水平的状况下，升降组件将汽车抬升后，三个升降组件所受到的压力应该是一样的，三个压力传感器所收集的压力参数的差值为零，必然是小于阈值的，但是在路面的倾斜的情况下，三个抬升组件的水平高度不一致，抬升后的汽车水平高度也必然不会一致，这就会导致水平高度较低的一个抬升组件会承受较大的汽车重量，三个压力传感器按传感器A、传感器B和传感器C，输出第一次三个压力传感器探测的压力值分别为A =5200N、B=5400 N、C=7200N，检测三个压力值之间的差值分别为200N、800N和1000N，存在一个差值大于阈值200，则计算三个传感器参数的平均值为5900N，传感器A、传感器B与平均值的差值为负数，传感器C与平均值的参数为正数，因此将传感器A、传感器B对应的抬升组件进行下降，将传感器C对应的抬升组件进行抬升，调节后，输出第一次三个压力传感器探测的压力值分别为A =5700N、B=6100 N、C=6000N，检测三个压力值之间的差值分别为400N、100N和300N，依旧存在一个差值大于阈值200，则计算三个传感器参数的平均值为5900N，传感器B、传感器C与平均值的差值为正数，传感器A与平均值的参数为负数，因此将传感器B、传感器C对应的抬升组件进行抬升，将传感器A对应的抬升组件进行下降，调节后，输出第一次三个压力传感器探测的压力值分别为A =5940N、B=5850 N、C=5910N，检测三个压力值之间的差值分别为90N、60N和30N，小于预设的阈值，判定汽车已经处于水平状态，通过行走机构带动汽车挪动。当挪车机器人移动至平坦得地面，通过上述方法再次对升降组件进行调节，保持汽车平衡。安装压力传感器，通过感知不同升降组件的压力数据，判断汽车的平衡状态，通过获取的数据对升降组件进行调节，克服环境影响，保持汽车的平衡，保证挪车的稳定性。
实施例4
一种挪车机器人控制调节方法，在本实施例中，挪车机器人的传感器中包含有图像传感器，控制挪车机器人移动至车体下方，挪车机器人通过传感器采集车体周围环境信息，通过图像传感器将搜集到的车体周围环境信息传输给数据中心，在数据中心搜索对应的车底中间位置信息，然后驱动挪车机器人移动直至采集的车体周围信息与数据中心对应车底中间位置信息相匹配，在进行挪车时，要确保挪车机器人的位置处于车体的中间位置，以保证车体被托举后，抬升组件所受到的作用力一致，同时也是保证车体托举后能够处于平衡的状态，否则容易造成翻车。数据中心存储由有若干汽车底部图像信息以及中心点位置，根据搜索到的信息与实际车体底部信息进行比对，找出对应的车体，然后根据数据中心中给出的车体底部中心位置信息控制挪车机器人移动至指定位置。
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 (2)

1.一种挪车机器人控制调节方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1、控制挪车机器人移动至车体下方，挪车机器人通过传感器采集车体周围环境信息；
S2、根据所采集的环境信息将挪车机器人移动至车体的正下方；
S3、驱动动力组件将升降组件升起，升降组件将车体抬升；
S4、压力传感器（3）采集升降组件的压力参数，并传输给控制机构，控制机构对压力传感器（3）的参数作差值，如果差值小于阈值，则执行步骤S6；如果差值大于阈值，则执行步骤S5；
S5、对所有的压力参数计算平均值，再计算各压力参数与平均值的差值，选取差值中正值和负值并寻找其对应的压力参数，再根据压力参数锁定其对应的升降组件，根据升降组件对应的正值和负值来决定抬升或者下降该升降组件，如果是正值，则抬升该升降组件，如果是负值，则下降该升降组件；调节完毕升降组件后，重新执行步骤S4；
S6、驱动行走机构带动车体挪走；
所述挪车机器人包括机架（1），所述机架（1）内设有行走机构、举升机构、传感器机构和控制器机构（2），所述行走机构带动车架进行运动，所述举升机构进行抬升操作，所述传感器机构设于举升机构上，所述控制器机构（2）接收各机构数据并控制各机构，所述传感器机构为压力传感器（3），所述举升机构包括动力组件和升降组件，所述升降组件和压力传感器（3）的数量均为三个，三个升降组件形成三角形结构，所述动力组件驱动升降组件进行升降，每个所述升降组件对应设有一个压力传感器（3），所述动力组件包括动力电机（4）和传动组件，所述传动组件为丝杆机构（5），所述丝杆机构（5）上设有连接块（6），所述升降组件包括X形抬升架（7）和托举板（8），所述X形抬升架（7）的顶部与托举板（8）连接，所述X形抬升架（7）底部的一侧与连接块（6）相连；所述行走机构包括行走电机（9）、坦克链（10）、支腿（11）和传动轮（12），所述支腿（11）的两边与机架（1）连接，所述传动轮（12）转动设于支腿（11）的两边，所述坦克链（10）设于传动轮（12）上，所述传动轮（12）上转动设有传动轴（13），所述传动轴（13）与行走电机（9）的输出端相连接；所述控制器机构（2）包括微处理器和NB-IoT通讯模块。
2.根据权利要求1所述的挪车机器人控制调节方法，其特征在于：所述步骤S2中将挪车机器人移动至车体的正下方的方法为将搜集到的车体周围环境信息传输给数据中心，在数据中心搜索对应的车底中间位置信息，然后驱动挪车机器人移动直至采集的车体周围信息与数据中心对应车底中间位置信息相匹配。
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