CN211447974U - 集群搬运机器人及车辆搬运装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集群搬运机器人，该机器人包括机体和设置在所述机体上的两夹臂、第一驱动机构、第二驱动机构，所述第二驱动机构包括两相对间隔设置、用于驱动所述集群搬运机器人行走的驱动轮组，两所述夹臂与所述机体转动连接且位于两所述驱动轮组之间，两所述驱动轮组之间预留有供两所述夹臂转动的转动空间，所述第一驱动机构与所述夹臂连接以用于驱动所述夹臂转动，所述夹臂上设有用于夹持车轮的夹持部以及用于支撑所述集群搬运机器人的支撑轮，两所述夹臂的夹持部相对设置，通过使两所述夹臂的夹持部相靠近以形成用于夹持车轮的夹持空间。本实用新型的集群搬运机器人可降低自动停车场的花费成本。此外，本实用新型还公开一种车辆搬运装置。

Description

集群搬运机器人及车辆搬运装置

技术领域

本实用新型涉及智能停车技术领域，特别涉及一种集群搬运机器人及车辆搬运装置。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，智能设备的大范围普及已经让我们的生活变得越来越方便。如汽车停车管理领域，现有的自动停车场已实现通过搬运机器人完成车辆的自动存取功能，驾驶员只需将汽车驶至预设的车辆交接区，停车系统将自动分配搬运机器人将汽车搬运至指定车位上，与传统停车相比，驾驶员可享受更高效的泊车体验，省去寻找车位、倒车入库、寻找车辆、寻找出口、排队收费等繁琐环节，为人们的日常用车提供便利。

目前在自动化停车场中，搬运机器人主要采用的是AGV小车，停车时，待停车辆无需驶入至停车场内，只需停放至车辆交接区的停车平台上，然后经AGV小车运送至指定车位。具体地，车辆交接区处设置有载车板以及用于搭载载车板的车架，待车辆被停放至载车板上以后，AGV小车移动至载车板下方并举升一定高度，以使载车板与车架分离，进而载其移动至指定车位处的车架上进行停放；取车时，亦是由AGV小车配合载车板，将待取车辆自停车位转移至车辆交接区。

从上述内容可知，自动停车场通过传统的AGV小车搬运汽车，需增设与AGV小车相匹配的载车板以及用于搭载载车板的车架，花费成本高，不利于自动停车场的发展。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种集群搬运机器人，旨在解决现有的自动停车场因采用传统的AGV小车搬运模式而导致花费成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种集群搬运机器人，该集群搬运机器人包括机体和设置在所述机体上的两夹臂、第一驱动机构、第二驱动机构，所述第二驱动机构包括两相对间隔设置、用于驱动所述集群搬运机器人行走的驱动轮组，两所述夹臂与所述机体转动连接且位于两所述驱动轮组之间，两所述驱动轮组之间预留有供两所述夹臂转动的转动空间，所述第一驱动机构与所述夹臂连接以用于驱动所述夹臂转动，所述夹臂上设有用于夹持车轮的夹持部以及用于支撑所述集群搬运机器人的支撑轮，两所述夹臂的夹持部相对设置，通过使两所述夹臂的夹持部相靠近以形成用于夹持车轮的夹持空间。

优选地，所述夹臂通过与一可转动地设置在所述机体上的转轴固定连接以与所述机体形成所述转动连接，所述第一驱动机构包括用于驱动所述转轴转动的第一驱动电机。

优选地，所述第一驱动机构还包括与所述转轴固定连接的转动臂、设置在所述机体上的固定件，所述固定件上具有以所述转轴的中心轴线为中心的弧形齿纹段，所述第一驱动电机设置在所述转动臂上，所述第一驱动电机的输出轴上装有与所述弧形齿纹段相啮合的第一齿轮。

优选地，所述驱动轮组包括安装架、转向组件和两相对设置在所述安装架上的驱动轮，所述转向组件包括设置在所述机体上的第二驱动电机、与所述第二驱动电机的输出轴连接的第二齿轮以及内圈与所述机体固定连接的回转支承，所述回转支承的外圈与所述安装架固定连接并与所述第二齿轮相啮合。

优选地，所述安装架上可转动地设置有连接两所述驱动轮的连接轴，所述驱动轮组还包括驱动组件，所述驱动组件包括第三驱动电机和蜗轮蜗杆传动单元，所述第三驱动电机设置在所述安装架上，所述蜗杆与所述第二驱动电机的输出轴连接，所述蜗轮与两所述主动轮并列设置在所述连接轴上。

优选地，所述驱动轮组的驱动轮为包括驱动电机和换向电机的舵轮。

优选地，所述夹臂在所述夹持部上设有滚筒组，所述滚筒组包括多个同轴设置的一级滚筒。

优选地，所述滚筒组还包括多个位于所述一级滚筒上方且同轴设置的二级滚筒，所述二级滚筒与一级滚筒呈阶梯状布置以构成用于卡持车轮的卡持位。

本实用新型进一步提出一种车辆搬运装置，该车辆搬运装置包括多个如以上所述的集群搬运机器人，所述集群搬运机器人用于支撑车辆的各个车轮。

本实用新型技术方案的有益效果在于：在搬运汽车时，通过四个本集群搬运机器人停靠至各车轮的外侧；然后，各集群搬运机器人的两夹臂朝靠近车轮的内侧转动以从地面夹取汽车；夹取汽车后，本集群搬运机器人通过第二驱动机构驱动行走，以将汽车搬运至指定位置。各集群搬运机器人通过运动控制系统统一控制协同工作，以实现停车场中的待停取车辆的自动搬运。该集群搬运机器人能够很好的应用于各类停车场，无需增设载车板以及车架，可减少自动停车场的花费成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中集群搬运机器人的结构示意图；

图2为图1中集群搬运机器人的一部分结构示意图；

图3为图1中集群搬运机器人的另一部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种集群搬运机器人，参照图1，该集群搬运机器人包括机体100和设置在机体100上的两夹臂200、第一驱动机构300、第二驱动机构400，第二驱动机构400包括两相对间隔设置、用于驱动集群搬运机器人行走的驱动轮组410，两夹臂200与机体100转动连接且位于两驱动轮组410之间，两驱动轮组410之间预留有供两夹臂200转动的转动空间，第一驱动机构300与夹臂200连接以用于驱动夹臂200转动，夹臂200上设有用于夹持车轮的夹持部210以及用于支撑集群搬运机器人的支撑轮220，两夹臂200的夹持部210相对设置，通过使两夹臂200的夹持部210相靠近以形成用于夹持车轮的夹持空间。

本实施例中，该集群搬运机器人用于自动停车场中汽车的搬运，在自动停车场中，通过四个该集群搬运机器人分别夹持抬举汽车的四个车轮以组合搬运汽车。参照图1，四个本集群搬运机器人通过两可转动的夹臂200同时朝着靠近各车轮的内侧转动一定角度，以夹持车轮并使得各车轮在外力的作用下脱离地面，即使得汽车被承载于四个本集群搬运机器人之上。

具体地，集群搬运机器人包括机体100、两夹臂200、第一驱动机构300、第二驱动机构400。其中，本体1内部设置有定位导航装置(图中未示出)和电源装置(图中未示出)，定位导航装置用于搬运机器人的路径规划，电源装置用于搬运机器人的电能供应以保证搬运机器人的正常运行。众所周知，在AGV自动导引运输车中被广泛应用的定位导航方式有：电磁制导方式，该方法需要在AGV行走的路线下埋设专用的电缆线，通以低频正弦波电流，从而在电缆周围产生磁场。AGV上的电磁感应传感器能够检测到电缆周围的磁场，在AGV沿线路行走时，输出磁场强度差动信号，由车载控制器根据该信号进行纠偏控制；光学控制带导引方式，其利用地面颜色与漆带颜色的反差，由AGV上设置的红外光源照射漆带，通过光学检测器检测漆带的不同组合信号，以控制小车的前进方向；激光制导方式，在AGV行走路径的特定位置处，安装若干激光/红外光束的反射镜，由设置在AGV上的激光扫描头不断的扫描周围环境，当激光扫描头扫描到三个或三个以上的反射镜，即可根据它们的坐标值以及各反射镜相对于AGV纵向轴的方位角，实现准确的定位和定向；超声波制导方式，该方法与光学控制带导引方式类似，均利用信号的反射进行定位和定向，不同之处在于，光学控制带导引方式需专门设置用以反射的反射镜，而超声波传导方式则是通过墙体进行信号的反射。上述提及的四种定位导航方式均适用于本实用新型所提出的集群搬运机器人，本领域技术人员可根据实际需求进行定位导航方式的选择。

本实施例中，由第二驱动机构400控制搬运机器人按照定位导航装置规划预先规划的路径进行直线及转向运动，以停靠在预先设定的位置。在集群搬运机器人移动之前，还需通过轮胎定位装置对待搬运汽车的各轮胎进行定位，以使得各集群搬运机器人准确的停靠在各汽车轮胎的两侧。该轮胎定位装置采用基于图像识别的定位技术，由摄像机获取待搬运车辆的各轮胎的图像，通过对获取到的图像进行相应的处理，以获取到该图像在三维空间内的坐标值。进一步的，用于获取待搬运车辆的轮胎图像的摄像机可以设置在集群搬运机器人上，亦可通过设置在停取车位置上的摄像机获取。

其中，机体100作为集群搬运机器人的基础部件，用于安装夹臂200、第一驱动机构300和第二驱动机构400等结构，机体100可为如图1所示的板体结构。两夹臂200用于组合夹持车轮，夹臂200上设置有用于夹持车轮的夹持部210，且两夹臂200的夹持部210为相对设置。为适应车轮的外形，夹持部210上可设置倾斜夹持面。夹持部210位于夹臂200的一端，夹臂200的另一端与机体100转动连接。并且，设置第一驱动机构300以驱动夹臂200转动，在第一驱动机构300的驱动下，两夹臂200的夹持部210到达相对位置以抬举并夹持车轮，而在无需夹持车轮时，夹臂200可通过第一驱动机构300的驱动而收回至机体100下方，以减小集群搬运机器人的运动占用空间。其中，机体100可通过安装旋转轴实现与夹臂200的转动连接，第一驱动机构300可采用气缸和齿轮齿条的组合驱动结构，齿轮设置在旋转轴上，与齿轮啮合的齿条设置在气缸的伸缩杆上，通过气缸间接驱动旋转轴转动以带动夹臂200转动。需要指出的是，以上为举例说明的可实现结构，第一驱动机构300所采用的结构并不局限于此。另外，夹臂200在其夹持部210所在一端安装有支撑轮220，通过所设支撑轮220与驱动轮组410配合以支撑集群搬运机器人行走。作为优选，支撑轮220可选用万向轮。

参照图1，第二驱动机构400的两驱动轮组410安装于机体100的相对两端，集群搬运机器人通过两驱动轮组410共同驱动行走。两夹臂200位于两驱动轮组410之间，两驱动轮组410相对间隔设置形成转动空间，两夹臂200可在该转动空间内自由转动。驱动轮组410的驱动结构以及驱动形式在以下实施例中进行详细说明，在此不作过多阐述。

在搬运汽车时，通过四个本集群搬运机器人依据导航装置及车轮定位装置，准确停靠至各车轮的外侧；然后，各集群搬运机器人的两夹臂200朝靠近车轮的内侧转动以从地面夹取汽车；夹取汽车后，本集群搬运机器人通过第二驱动机构400驱动行走，以将汽车搬运至指定位置。本实施例中，搬运机器人为分体设置，各集群搬运机器人通过运动控制系统统一控制协同工作，以实现停车场中的待停取车辆的自动搬运。该集群搬运机器人能够很好的应用于各类停车场，与传统的AGV小车相比较，结构设计相对简单，且无需增设载车板以及车架，可减少自动停车场的花费成本。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，夹臂200通过与一可转动地设置在机体100上的转轴10固定连接以与机体100形成转动连接，第一驱动机构300包括用于驱动转轴10转动的第一驱动电机310。本实施例中，参照图2，转轴10通过轴承可转动的竖直安装在机体100上，夹臂200连接于该转轴10的下端，夹臂200可随该转轴在机体100上转动。第一驱动机构300通过其第一驱动电机310驱动转轴10转动，以进一步带动夹臂200转动。第一驱动电机310用于传动转轴10的传动方式具有多种，比如，可在第一驱动电机310的输出轴与该转轴10之间设置双齿轮啮合传动结构，即采用双齿轮传动方式进行传动。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，第一驱动机构300还包括与转轴10固定连接的转动臂320、设置在机体100上的固定件330，固定件330上具有以转轴10的中心轴线为中心的弧形齿纹段331，第一驱动电机310设置在转动臂320上，第一驱动电机310的输出轴上装有与弧形齿纹段331相啮合的第一齿轮340。具体地，该转动臂320的一端与转轴10固定连接，第一驱动电机310安装于转动臂320的另一端，固定件330安装在机体100上且位于第一驱动电机310的下方，且安装在第一驱动电机310竖直朝下布置的输出轴上的第一齿轮340与固定件330的弧形齿纹段331相啮合。第一驱动机构300的具体驱动过程为：集群搬运机器人取车时，第一驱动电机310启动正转，第一齿轮340沿弧形齿纹段331反向滚动，带动转动臂320以及转轴10转动，从而使得夹臂200转动逐渐靠近并夹持车轮；放车时，第一驱动电机310启动反转，第一齿轮340沿弧形齿纹段331正向滚动，带动转动臂320以及转轴10转动，从而使得夹臂200转动逐渐放下并远离车轮。本实施例中，第一驱动机构300将齿轮传动结构和杠杆结构相结合以驱动夹臂200转动，此驱动方式具有传动比和承载能力大的优点，可使夹臂200的夹持部210一端具有较大的夹持力，以实现对汽车等重量大物体的稳固夹持，集群搬运机器人运行平稳。

在一较佳实施例中，参照图3，驱动轮组410包括安装架411、转向组件412和两相对设置在安装架上的驱动轮413，转向组件412包括设置在机体100上的第二驱动电机412a、与第二驱动电机412a的输出轴连接的第二齿轮412b以及内圈与机体100固定连接的回转支承412c，回转支承412c的外圈与安装架411固定连接并与第二齿轮412相啮合。本实施例中，安装架411用于安装驱动轮413，驱动轮组410的两驱动轮413位于安装架的相对两侧。转向组件412用于改变驱动轮413的直线运动方向，转向组件412包括第二驱动电机412a、第二齿轮412b以及回转支承412c，其中，第二驱动电机412a通过螺钉安装在机体100上，回转支承412c的内圈通过螺钉与机体100连接固定，外圈通过螺钉与安装架411连接固定，回转支承412c外圈的外围刻有齿纹，安装在第二驱动电机412a的输出轴上的第二齿轮412b与外圈相啮合。根据上述结构，驱动轮413的运动转向实现过程为：启动第二驱动电机412a，其输出轴上的第二齿轮412b啮合传动回转支承412c的外圈，因回转支承412c的内圈与机体100连接固定，回转支承412c的外圈带动安装架411及驱动轮组410转动换向，从而实现驱动轮组410的运动转向。在两驱动轮组410的驱动轮413转速相同、转向相反且第二齿轮412b不转动的情况下，由于差速的作用，集群搬运机器人整体可以旋转；在两驱动轮组410的驱动轮413转速相同、转向相同且同时配合第二齿轮412b转动的情况下，可以实现第二驱动机构400的转动而保持机体100不发生转动，即可实现在不调整集群搬运机器人机身的情况下的转向运动。

在上述实施例中，参照图3，安装架411上可转动地设置有连接两驱动轮413的连接轴，驱动轮组410还包括驱动组件414，驱动组件414包括第三驱动电机414a和蜗轮蜗杆传动单元(图中未示出)，第三驱动电机414a设置在安装架411上，第三驱动电机414a的输出轴竖直向下设置，蜗轮蜗杆传动单元的蜗杆与第三驱动电机414a的输出轴连接，蜗轮与两驱动轮413并列设置在连接轴上且位于两驱动轮413之间。本实施例中，驱动组件414用于驱动轮组410的驱动轮413的转动，从而实现集群搬运机器人的整体运动。驱动组件414驱动驱动轮413转动的过程为：启动第三驱动电机414a，其输出轴驱动蜗杆转动以传动蜗轮，并通过蜗轮带动连接轴转动，从而两驱动轮413跟随连接轴转动。

搬运机器人除采用差速轮驱动以外，还可采用舵轮驱动。舵轮，是指集成了驱动电机、转向电机、减速机等一体的机械结构，相较于传统的差速控制方式，其具有集成化高、适配性强等特点。在一较佳实施例中，驱动轮组410的驱动轮为包括驱动电机和换向电机的舵轮。即相对设置的两驱动轮组410的驱动轮均采用舵轮，舵轮与夹臂200的两支撑轮220配合形成四角支撑，可保证集群搬运机器人运行的平稳性。驱动轮组410的舵轮的数量根据实际情况设置，可为两个或两个以上。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，夹臂200在夹持部210上设有滚筒组230，滚筒组230包括多个同轴设置的一级滚筒231。该一级滚筒231可在外力的作用下绕其自身安装轴转动，当两夹臂200的夹持部210相靠近以组合夹持车轮时，一级滚筒231使夹持部210与车轮之间产生滑动摩擦，能够有效减小摩擦阻力，实现夹持部210的快速导入，方便夹臂200对车轮的夹持。

在上述实施例中，滚筒组230还包括多个位于一级滚筒231上方且同轴设置的二级滚筒232，二级滚筒232与一级滚筒231呈阶梯状布置以构成用于卡持车轮的卡持位。进一步的，作为本实用新型的一优选实施例，滚筒组230在一级滚筒231的上方设置二级滚筒232，二级滚筒232与一级滚筒231呈阶梯状布置，滚筒组230整体呈现出阶梯分层结构，以匹配圆形车轮的外形，二级滚筒232与一级滚筒231二者之间构造形成卡持位以卡持车轮，卡持稳固。

本实用新型进一步提出一种车辆搬运装置，该车辆搬运装置包括多个以上所提出的集群搬运机器人，集群搬运机器人用于支撑车辆的各个车轮，该集群搬运机器人的具体结构参照上述实施例，由于本智能停车场采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (9)

1.一种集群搬运机器人，其特征在于，包括机体和设置在所述机体上的两夹臂、第一驱动机构、第二驱动机构，所述第二驱动机构包括两相对间隔设置、用于驱动所述集群搬运机器人行走的驱动轮组，两所述夹臂与所述机体转动连接且位于两所述驱动轮组之间，两所述驱动轮组之间预留有供两所述夹臂转动的转动空间，所述第一驱动机构与所述夹臂连接以用于驱动所述夹臂转动，所述夹臂上设有用于夹持车轮的夹持部以及用于支撑所述集群搬运机器人的支撑轮，两所述夹臂的夹持部相对设置，通过使两所述夹臂的夹持部相靠近以形成用于夹持车轮的夹持空间。

2.根据权利要求1所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述夹臂通过与一可转动地设置在所述机体上的转轴固定连接以与所述机体形成所述转动连接，所述第一驱动机构包括用于驱动所述转轴转动的第一驱动电机。

3.根据权利要求2所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述第一驱动机构还包括与所述转轴固定连接的转动臂、设置在所述机体上的固定件，所述固定件上具有以所述转轴的中心轴线为中心的弧形齿纹段，所述第一驱动电机设置在所述转动臂上，所述第一驱动电机的输出轴上装有与所述弧形齿纹段相啮合的第一齿轮。

4.根据权利要求1所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述驱动轮组包括安装架、转向组件和两相对设置在所述安装架上的驱动轮，所述转向组件包括设置在所述机体上的第二驱动电机、与所述第二驱动电机的输出轴连接的第二齿轮以及内圈与所述机体固定连接的回转支承，所述回转支承的外圈与所述安装架固定连接并与所述第二齿轮相啮合。

5.根据权利要求4所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述安装架上可转动地设置有连接两所述驱动轮的连接轴，所述驱动轮组还包括驱动组件，所述驱动组件包括第三驱动电机和蜗轮蜗杆传动单元，所述第三驱动电机设置在所述安装架上，所述蜗杆与所述第二驱动电机的输出轴连接，所述蜗轮与两所述驱动轮并列设置在所述连接轴上。

6.根据权利要求1所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述驱动轮组的驱动轮为包括驱动电机和换向电机的舵轮。

7.根据权利要求1所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述夹臂在所述夹持部上设有滚筒组，所述滚筒组包括多个同轴设置的一级滚筒。

8.根据权利要求7所述的集群搬运机器人，其特征在于，所述滚筒组还包括多个位于所述一级滚筒上方且同轴设置的二级滚筒，所述二级滚筒与一级滚筒呈阶梯状布置以构成用于卡持车轮的卡持位。

9.一种车辆搬运装置，其特征在于，包括多个如权利要求1至8任一项所述的集群搬运机器人，所述集群搬运机器人用于支撑车辆的各个车轮。

Images