CN208310357U - 一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，包括横梁、移动机构和移动机构末端设置的夹具；所述移动机构包括水平方向运动的一轴、二轴和竖直方向运动的三轴；其中：横梁两端支撑在立柱上，一轴通过一轴直线导轨连接在横梁上，并与横梁平行，沿横梁水平运动；二轴通过二轴直线导轨连接在一轴上，沿一轴水平运动；三轴通过三轴直线导轨连接在二轴上，沿二轴竖直运动；夹具安装于三轴底端，通过其夹具减速电机驱动夹取和放开充电桩。本实用新型将机器人系统应用到立体车库中以解决新源汽车在立体车库中的充电问题。采用三个相对移动的结构及夹具结构，以夹取和放开充电桩，水平、竖直移动到需要充电的车辆处，给车辆充电。

Description

一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统

技术领域

本发明涉及一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统。

背景技术

随着我国城市经济迅速发展，汽车保有量大幅增加，现有停车资源已远远满足不了日渐增长的停车需求，机械立体车库成为解决停车难这一问题的有效途径。近些年来，新能源汽车因污染低、能耗少、效率高等优势在我国得到快速发展。然而，新能源汽车的充电问题一直是消费者的后顾之忧。单独建设充电桩成本较高，考虑经济成本等问题，将充电桩与机械立体车库结合是解决当前问题的新思路。但目前机械立体车库由于结构复杂，且具有多种相对移动的部件，不便于多停车位充电装置的安装。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，将机器人系统应用到立体车库中以解决新源汽车在立体车库中的充电问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，包括横梁、移动机构和移动机构末端设置的夹具；所述移动机构包括水平方向运动的一轴、二轴和竖直方向运动的三轴；其中：横梁两端支撑在立柱上，一轴通过一轴直线导轨连接在横梁上，并与横梁平行，沿横梁水平运动；二轴通过二轴直线导轨连接在一轴上，沿一轴水平运动；三轴通过三轴直线导轨连接在二轴上，沿二轴竖直运动；夹具安装于三轴底端，通过其夹具减速电机驱动夹取和放开充电桩。

优选地，所述一轴包括一轴直线导轨、一轴齿条、一轴滑块、一轴减速电机和一轴齿轮，一轴直线导轨和一轴齿条均安装于横梁上，一轴滑块与一轴直线导轨连接，并沿一轴直线导轨直线运动，一轴减速电机安装在一轴上，一轴齿轮安装在一轴减速电机输出轴上并与安装在横梁上的一轴齿条啮合，在一轴减速电机旋转时，一轴在一轴齿轮的驱动下沿着一轴直线导轨的方向运动。

优选地，所述二轴包括二轴直线导轨、二轴齿条、二轴滑块、二轴减速电机和二轴齿轮，二轴直线导轨和二轴齿条均安装于一轴上，二轴滑块与二轴直线导轨连接，并沿二轴直线导轨直线运动，二轴减速电机安装在二轴上，二轴齿轮安装在二轴减速电机输出轴上并与安装在一轴上的二轴齿条啮合，在二轴减速电机旋转时，二轴在二轴齿轮的驱动下沿着二轴直线导轨的方向运动。

优选地，所述三轴包括三轴直线导轨、三轴齿条、三轴滑块、三轴减速电机和三轴齿轮，三轴直线导轨和三轴齿条均竖直安装于二轴上，三轴滑块与三轴直线导轨连接，并沿三轴直线导轨直线运动，三轴减速电机安装在三轴上，三轴齿轮安装在三轴减速电机输出轴上并与安装在二轴上的三轴齿条啮合，在三轴减速电机旋转时，三轴在三轴齿轮的驱动下沿着三轴直线导轨的方向运动。

优选地，所述夹具包括夹具基板、夹具减速电机、夹具直线导轨、两相对运动的夹紧件及齿轮齿条传动机构，所述夹具基板安装于三轴底端，夹具直线导轨和夹具减速电机均安装于夹具基板上，两夹紧件分别对称安装在两夹具滑块上；两个夹具齿条对称安装在两夹紧件上，夹具齿轮安装在夹具减速电机输出轴上并与两夹具齿条啮合，夹具减速电机旋转时，两组夹紧件做相向运动，夹取和放开充电桩。

优选地，所述两夹紧件结构相同，均包括连接板、L型折弯板及夹持端，连接板一侧连接在夹具滑块上，另一侧连接夹具齿条，L型折弯板一端与连接板垂直连接，另一端与连接板垂直，两L型折弯板中心对称设置，两L型折弯板端对称连接夹持端。

优选地，所述夹紧件的夹持端带有与所夹持件边框相配合的V型开口结构。

本发明的有益效果：

1.本发明将机器人系统应用到立体车库中以解决新源汽车在立体车库中的充电问题。采用三个相对移动的结构及夹具结构，使本发明机器人系统可以水平、竖直移动，以夹取和放开充电桩，夹持充电桩移动到需要充电的车辆处，给车辆充电。便于车库中对多停车位上的车辆进行充电。

2.采用本发明对汽车充电，可以不必在每个车位都配置充电桩，充电桩的数量可以比车位总数少。比如某立体车库经常有车位总数40%左右的车辆需要充电，而其余车辆无需充电，但需要充电的车辆停放的车位是不固定的。因此，这时只需配置总车位数40%的充电桩即可。通过移动充电桩至需要充电的车辆处即可实现任意停车位的车辆充电，方便快捷，降低成本，减少资源浪费。

附图说明

图1为本发明机器人系统立体结构示意图；

图2为本发明机器人系统平面结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的右视图；

图5为图2的A-A剖视图；

图6为图2的B-B剖视图；

图7为图2中夹具结构示意图；

图8、图9为本发明的运动状态示意图；

图10为本发明夹具运动状态示意图；

图11为本发明机器人系统安装于穿梭车尾部的示意图。

图12为本发明机器人系统相对于穿梭车的位置示意图；

图中：

1.立柱，2.横梁，

3.一轴，31.一轴减速电机，32.一轴直线导轨，33.一轴滑块，34.一轴齿条，35.一轴齿轮；

4.二轴，41. 二轴减速电机，42.二轴直线导轨，43.二轴滑块，44.二轴齿条，45.二轴齿轮；

5.三轴，51.三轴减速电机，52.三轴直线导轨，53.三轴滑块，54.三轴齿条，55.三轴齿轮；

6.夹具，61.夹具减速电机，62.夹具直线导轨，63. 夹具滑块，64.夹具齿条，65.夹具齿轮，66.夹紧件，67.夹具基板；

7.充电桩，8.穿梭车，9机器人系统，10.公交车，11.电气柜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例：如图1、图2所示，本发明一种充电式立体车库充电桩自动搬运机器人系统，包括横梁2、移动机构和移动机构末端设置的夹具6；所述移动机构包括水平方向运动的一轴3、二轴4和竖直方向运动的三轴5；其中：横梁2两端支撑在立柱1上，一轴3通过一轴直线导轨32连接在横梁2上，并与横梁2平行，沿横梁2水平运动；二轴4通过二轴直线导轨42连接在一轴3上，沿一轴3水平运动；三轴5通过三轴直线导轨52连接在二轴4上，沿二轴4竖直运动；夹具6安装于三轴5底端，通过其夹具减速电机61驱动夹取和放开充电桩7。

其中：如图4、图5、图8、图9所示，所述一轴3包括一轴直线导轨32、一轴滑块33、一轴齿条34、一轴减速电机31和一轴齿轮35，一轴直线导轨32和一轴齿条34均安装于横梁2上，一轴滑块33与一轴直线导轨32连接，并沿一轴直线导轨32直线运动，一轴减速电机31安装在一轴3上中心位置，一轴齿轮35安装在一轴减速电机31输出轴上并与安装在横梁2上的一轴齿条34啮合，在一轴减速电机31旋转时，一轴3在一轴齿轮35的驱动下沿着一轴直线导轨32的方向运动。一轴减速电机31安装在一轴3上中心位置，是为了便于一轴3沿横梁2左右水平位移相同。这样可以满足在穿梭车8左右两侧都设有停车位时，两侧均可移动带动到达指定位置。

如图6所示，所述二轴4包括二轴直线导轨42、二轴齿条44、二轴滑块43、二轴减速电机41和二轴齿轮45，二轴直线导轨42和二轴齿条44均安装于一轴3上，二轴滑块43与二轴直线导轨42连接，并沿二轴直线导轨42直线运动，二轴减速电机41安装在二轴4上，二轴齿轮45安装在二轴减速电机41输出轴上并与安装在一轴3上的二轴齿条44啮合，在二轴减速电机41旋转时，二轴4在二轴齿轮45的驱动下沿着二轴直线导轨42的方向运动。

如图3所示，所述三轴5包括三轴直线导轨52、三轴齿条54、三轴滑块53、三轴减速电机51和三轴齿轮55，三轴直线导轨52和三轴齿条54均竖直安装于三轴5上，三轴滑块53与三轴直线导轨52连接，并沿三轴直线导轨52直线运动，三轴减速电机51安装在二轴4上，三轴齿轮55安装在三轴减速电机51输出轴上并与安装在三轴5上的三轴齿条54啮合，在三轴减速电机51旋转时，三轴5在三轴齿轮54的驱动下沿着三轴滑块53的方向竖直运动。

如图5、图7、图10所示，所述夹具6包括夹具基板67、夹具减速电机61、夹具直线导轨62、夹具滑块63、两相对运动的夹紧件66及齿轮齿条传动机构，所述夹具基板67安装于三轴5底端，夹具直线导轨62和夹具减速电机61均安装于夹具基板67上，两夹紧件66分别对称安装在两夹具滑块63上；两个夹具齿条64对称安装在两夹紧件66上，夹具齿轮65安装在夹具减速电机61输出轴上并与两夹具齿条64啮合，夹具减速电机61旋转时，两组夹紧件66做相向运动，夹取和放开充电桩7。

如图7、图10所示，所述两夹紧件66结构相同，均包括连接板661、L型折弯板662及夹持端663，连接板661一侧连接在夹具滑块63上，另一侧连接夹具齿条64，L型折弯板662一端与连接板661垂直连接，另一端与连接板661垂直，两L型折弯板662呈中心对称设置，两L型折弯板662端对称连接夹持端663。所述夹紧件66的夹持端663带有与所夹持件边框相配合的V型开口结构。

如图11、图12所示，本发明以采用顺向平面移动公交车库为例说明，但不限于顺向平面移动公交车库应用，如横向平面移动车库、单边巷道车库等均可采用些方法来解决汽车的充电问题。本发明在存车时，公交车、机器人系统9、充电桩7均在穿梭车8上，此时充电桩7上的充电枪与公交车连接（本发明主要说明机器人系统，可用于各种立体车库，充电枪与公交车的连接为现有技术，因此，此处未给出立体车库完整的平面布局图以及充电枪与公交车的连接结构图）。当穿梭车8运行到指定位置前机器人系统9用其夹具6夹持住充电桩7后，三轴5向上运动，使充电桩7离开穿梭车8台面一段距离保持夹持状态。当穿梭车8运行到指定位置时，穿梭车8将公交车沿其宽度方向向车位内移动，同时机器人系统9的一轴3和二轴4都向公交车移动的方向运动，将充电桩7搬运至车位当中，在该过程中保证充电桩7水平方向运动的速度与公交车横向运动的速度基本一致，这样可以保证充电桩7与充电枪之间的线不被拉扯。当公交车向车位运动到位停止时，机器人系统9夹取充电桩7也刚好运动至连接点上方（该连接点为充电桩的接电位置，充电桩与其连接后可以对公交车充电），然后机器人系统9的三轴5向下运动，当充电桩7与连接点接触之后，三轴5停止运动，夹具6打开，此时充电桩7与所述连接点连接，开始给公交车充电。然后三轴5向上运动一段跟离后停止，之后一轴3、二轴4反向运动至初始位置，至此一个存车动作完成。穿梭车8可以开始沿其长度方向运动。

取车时，首先仍然是穿梭车8运行到指定位置，之后机器人系统9的一轴3和二轴4都向公交车所在车位方向移动直到夹具6位于充电桩7正上方，一轴3和二轴4停止运动，三轴5向下运动至夹具6可以接触充电桩7，然后三轴5停止运动，夹具6夹取充电桩7后，三轴5向上运动至指定位置，使充电桩7与连接点分离，公交车停止充电。之后公交车开始向穿梭车8方向运动，同时一轴3和二轴4开始反向运动并且其运动速度与公交车移动速度相同。公交车移动至穿梭车8上到位时，充电桩7也由机器人系统9搬运至穿梭车8上指定位置（此时机器人系统9可以选择将充电桩7放置在穿梭车8台面上也可以使其与穿梭车8台面上方有一定距离，夹具6始终处于夹取状态），此时取车动作完成。穿梭车8可以开始沿其长度方向运动。

Claims (7)

1.一种充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：包括横梁、移动机构和移动机构末端设置的夹具；所述移动机构包括水平方向运动的一轴、二轴和竖直方向运动的三轴；其中：横梁两端支撑在立柱上，一轴通过一轴直线导轨连接在横梁上，并与横梁平行，沿横梁水平运动；二轴通过二轴直线导轨连接在一轴上，沿一轴水平运动；三轴通过三轴直线导轨连接在二轴上，沿二轴竖直运动；夹具安装于三轴底端，通过其夹具减速电机驱动夹取和放开充电桩。

2.根据权利要求1所述充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：所述一轴包括一轴直线导轨、一轴齿条、一轴滑块、一轴减速电机和一轴齿轮，一轴直线导轨和一轴齿条均安装于横梁上，一轴滑块与一轴直线导轨连接，并沿一轴直线导轨直线运动，一轴减速电机安装在一轴上，一轴齿轮安装在一轴减速电机输出轴上并与安装在横梁上的一轴齿条啮合，在一轴减速电机旋转时，一轴在一轴齿轮的驱动下沿着一轴直线导轨的方向运动。

3.根据权利要求1所述充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：所述二轴包括二轴直线导轨、二轴齿条、二轴滑块、二轴减速电机和二轴齿轮，二轴直线导轨和二轴齿条均安装于一轴上，二轴滑块与二轴直线导轨连接，并沿二轴直线导轨直线运动，二轴减速电机安装在二轴上，二轴齿轮安装在二轴减速电机输出轴上并与安装在一轴上的二轴齿条啮合，在二轴减速电机旋转时，二轴在二轴齿轮的驱动下沿着二轴直线导轨的方向运动。

4.根据权利要求1所述充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：所述三轴包括三轴直线导轨、三轴齿条、三轴滑块、三轴减速电机和三轴齿轮，三轴直线导轨和三轴齿条均竖直安装于二轴上，三轴滑块与三轴直线导轨连接，并沿三轴直线导轨直线运动，三轴减速电机安装在三轴上，三轴齿轮安装在三轴减速电机输出轴上并与安装在二轴上的三轴齿条啮合，在三轴减速电机旋转时，三轴在三轴齿轮的驱动下沿着三轴直线导轨的方向运动。

5.根据权利要求1所述充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：所述夹具包括夹具基板、夹具减速电机、夹具直线导轨、两相对运动的夹紧件及齿轮齿条传动机构，所述夹具基板安装于三轴底端，夹具直线导轨和夹具减速电机均安装于夹具基板上，两夹紧件分别对称安装在两夹具滑块上；两个夹具齿条对称安装在两夹紧件上，夹具齿轮安装在夹具减速电机输出轴上并与两夹具齿条啮合，夹具减速电机旋转时，两组夹紧件做相向运动，夹取和放开充电桩。

6.根据权利要求5所述充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：所述两夹紧件结构相同，均包括连接板、L型折弯板及夹持端，连接板一侧连接在夹具滑块上，另一侧连接夹具齿条，L型折弯板一端与连接板垂直连接，另一端与连接板垂直，两L型折弯板中心对称设置，两L型折弯板端对称连接夹持端。

7.根据权利要求6所述充电式车库充电桩自动搬运机器人系统，其特征在于：所述夹紧件的夹持端带有与所夹持件边框相配合的V型开口结构。