CN109025439A - 一种搬运汽车的智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种搬运汽车的智能机器人，包含U型车架、举升***、夹取***、驱动***和转向***；U型车架两侧底部设有四个车轮，并设有驱动***和转向***；举升***顶部连接U型车架，底部通过支架连接车轮、驱动***和转向***，通过举升***的伸缩运动实现U型车架整体举升或降落，或者，举升***设置于U型车架内侧，与夹取***连接，用于带动夹取***举升或降落；夹取***包括四组夹取单元，每组夹取单元用于夹取汽车的一个轮胎；本发明机器人可在室内室外场景下搬运车辆，不受天气环境因素的制约，灵活的适用各种车型，存取车速度快，运行稳定安全，维护成本低，路面适应性好，场地改造成本低，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种搬运汽车的智能机器人。
背景技术
随着社会高速发展，汽车越来越普及，但随之而来的停车问题已成为各大、中城市的难题。为了解决现有存量停车场以及新型停车场停车难，效率低的问题，智能停车机器人应用越来越普遍。目前存取车智能机器人主要有载车板式、梳齿式、轨道式这几种形式。其中，载车板式机器人要一直顶着载车板，在空间使用率和运输效率上是最低的。梳齿式机器人需要建造特殊的停车平台，将车抬起，再进行举升托运，由此造成空间利用率不太经济。
另一方面当前汽车生产厂下线的新车车库以及汽车物流车库内的车辆运输基本上采用人工驾车停放的模式，由于此种场景下多数为露天环境，工人要面对全年全天候的天气环境下进行高强度的工作。现有技术中，相应的机器人基本上属于室内环境下使用，通常无法在露天雨雪环境下及不平整路面上行驶。在汽车生产厂的车库及物流车库内采用人工挪车，作业强度度大，人员流失率高，企业运营成本逐年增高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种搬运汽车的智能机器人，本发明机器人可在室内室外场景下搬运车辆，不受天气环境因素的制约，灵活的适用各种车型，存取车速度快，运行稳定安全，维护成本低，路面适应性好，场地改造成本低，节能环保，适用于停车场，汽车物流等汽车搬运领域。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种搬运汽车的智能机器人，包含U型车架、举升***、夹取***、驱动***和转向***；
所述U型车架两侧底部设有四个车轮，并设有驱动***和转向***；
所述驱动***用于为机器人提供动力，所述转向***用于机器人转向；
所述举升***的实现包括两种方式：
方式一：所述举升***顶部连接U型车架，底部通过支架连接车轮、驱动***和转向***，通过举升***的伸缩运动实现U型车架整体举升或降落；
方式二：所述举升***设置于U型车架内侧，与夹取***连接，用于带动夹取***举升或降落；
所述夹取***包括四组夹取单元，每组夹取单元用于夹取汽车的一个轮胎；
汽车的车头或车尾从U型车架的开口端进入U型车架，完成搬运。
进一步地，所述驱动***的驱动形式包括前驱、后驱、四驱，所述转向***的转向形式包括前轮转向、后轮转向、四轮全转向，驱动形式与转向形式按需求组合选择。
进一步地，所述举升***采用方式一时，包括四组独立的举升单元，每组举升单元对应机器人的一个车轮；
所述举升***采用方式二时，包括四组独立的举升单元，每组举升单元连接一组夹取单元。
进一步地，该智能机器人还包括轴距适应***，分为三种形式来适应汽车轴距；
第一种：通过将U型车架分为至少两部分，各部分之间通过伸缩机构相连接实现；
第二种：U型车架开口端的夹取单元能够整体前后移动或四组夹取单元均能够前后移动，通过移动夹取单元适应轴距，从而适应车辆发动机舱/后备箱不同长度的车型，并可节省总长度；
第三种：前两种方式的组合，适用超长特种车型。
进一步地，四组夹取单元前两组左右对称，后两组左右对称；位于封闭端的夹取单元由一支固定臂和一支能够旋转的夹臂组成，位于开口端的夹取单元由两支能够旋转的夹臂组成。
进一步地，该智能机器人还包括与车轮配合的悬架机构，用于缓冲路面传给车架的不良冲击力，并减少由此引起的震动，以保证机器人能平顺地行驶，从而保证整机机械的可靠性和使用寿命。
进一步地，所述U型车架的非工作平面布置车架补强结构，或者利用非工作平面的空间，布置其他设备，包括：太阳能电池板、电池、充电装置、显示屏等。
进一步地，该智能机器人还包括超声视觉导航避障***，所述超声视觉导航避障***布置在整机四周，在停车场智能调度***的指引下，自动完成车辆的存取，当遇到障碍物或紧急情况时，可以通过感知进行判断采取避障措施，并重新规划路径，从而保证停车场的正常运行以及保障存取车辆的安全可靠性。
进一步地，该智能机器人还包括电池***和自动充电***，作为机器人的电力来源；机器人采用闲时自动充电、低电量自动充电、自动换电等多种模式。
进一步地，该机器人适用于室外环境，机器人的车轮可以选用直径10英寸-50英寸的充气轮胎，以适应室外雨雪、沙尘、石子等复杂的路面情况；汽车车头或车尾从U型车架的开口端进入U型车架内部后，举升***配合夹取***动作之后进行车辆的举升，保证车辆与地面有足够的间隙，从而保证在搬运过程中整机的通过性。
本发明的有益效果是：
1、本发明机器人在交接区和停车区均无需建造特殊平台结构，便可完成车辆的托举和移动，空间利用率非常高。
2、汽车生产主机厂的车场、物流的车场等室外环境可以用本发明机器人替代司机进行车辆搬运，解决汽车生产厂和整车物流行业在室外车库只能采用人工方式进行车辆搬运的现状，降低企业管理及人力成本，提高车辆在搬运过程中的安全性。
3、本发明机器人在停车场智能调度***的引导下，可以完成自动停取车辆，自动避障，自动路线规划，从而使停取速度大幅提升，停车场停车数量大幅提升。
4、机器人采用自动充电方式或自动换电方式，可以更好的提高机器人的利用率，也使得机器人在维护上更加便捷。
5、机器人设计有超声视觉导航避障***，可以有效的进行运动避障，从而保护车辆及机器人本体在运动中的安全。
附图说明
图1为A型机器人轴侧图(夹取前)；
图2为A型机器人俯视图(夹取前)；
图3为A型机器人剖视图(夹取前)；
图4为A型机器人仰视图(夹取前)；
图5为A型机器人轴侧图(夹取后)；
图6为A型机器人俯视图(夹取后)；
图7为A型机器人剖视图(夹取后)；
图8为A型机器人仰视图(夹取后)；
图9为A型机器人驮车视图；
图10为B型机器人轴测图(夹取前)；
图11为B型机器人轴测图(夹取后)；
图12为B型机器人驮车轴侧图；
图13为C型机器人轴侧图(夹取前)；
图14为C型机器人轴侧图(夹取后)；
图15为C型机器人驮车轴侧图；
图16为举升***整体举升U型车架的示意图；
图中，U型车架1，举升***2，右前举升单元21，右后举升单元22，左前举升单元23，左后举升单元24，夹取***3，右前一号臂31，右前二号臂32，右后一号臂33，右后二号臂34，左前一号臂35，左前二号臂36，左后一号臂37，左后二号臂38，车轮4，左前轮41，左后轮42，右前轮43，右后轮44，驱动***45，悬架机构46，转向***47，轴距适应***5，右侧轴距适应单元51，左侧轴距适应单元52，顶棚6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图5所示，本发明提供的一种搬运汽车的智能机器人，包含U型车架1、举升***2、夹取***3、驱动***和转向***；所述U型车架1两侧底部设有四个车轮4，如图4所示的左前轮41、左后轮42、右前轮43和右后轮44，并设有驱动***和转向***；所述驱动***用于为机器人提供动力，所述转向***用于机器人转向；
所述举升***2的实现包括两种方式：
方式一：所述举升***2顶部连接U型车架1，底部通过支架连接车轮4、驱动***45和转向***47，通过举升***2的伸缩运动实现U型车架1整体举升或降落，如图16所示；
方式二：所述举升***2设置于U型车架1内侧，与夹取***3连接，用于带动夹取***3举升或降落；如图3及图4所示的右前举升单元21、右后举升单元22、左前举升单元23和左后举升单元24，为方式二的示例；
所述夹取***3包括四组夹取单元，每组夹取单元用于夹取汽车的一个轮胎；
汽车的车头或车尾从U型车架1的开口端进入U型车架1，完成搬运。
进一步地，所述驱动***的驱动形式包括前驱、后驱、四驱，所述转向***的转向形式包括前轮转向、后轮转向、四轮全转向，驱动形式与转向形式按需求组合选择。
进一步地，所述举升***2采用方式一时，包括四组独立的举升单元，每组举升单元对应一个车轮4；
所述举升***2采用方式二时，包括四组独立的举升单元，每组举升单元连接一组夹取单元。
进一步地，该智能机器人还包括轴距适应***5，分为三种形式来适应汽车轴距；
第一种：通过将U型车架1分为至少两部分，各部分之间通过伸缩机构相连接实现，用于适应汽车轴距；
第二种：U型车架1开口端的夹取单元能够整体前后移动或四组夹取单元均能够前后移动，通过移动夹取单元适应轴距，从而适应车辆发动机舱/后备箱不同长度的车型，并可节省总长度；如图3、图4、图7所示的右侧轴距适应单元51和左侧轴距适应单元52，为第二种形式的示例；
第三种：前两种方式的组合，适用超长特种车型。
进一步地，四组夹取单元前两组左右对称，后两组左右对称；位于封闭端的夹取单元由一支固定臂和一支能够旋转(旋转到90度，与固定臂平行，实现轮胎夹取)的夹臂组成，位于开口端的夹取单元由两支能够旋转(均旋转到90度，两支夹臂平行，实现轮胎夹取)的夹臂组成。如图2、6所示，右前一号臂31和左前一号臂35为封闭端夹取单元的固定臂，右前二号臂32和左前二号臂36为封闭端夹取单元能够旋转的夹臂，右后一号臂33、右后二号臂34、左后一号臂37和左后二号臂38为开口端夹取单元能够旋转的夹臂。在夹取前，如图2所示，只有固定臂与车长方向垂直(或近似垂直)，其余夹臂均与车长方向水平(或近似水平)，在夹取后，如图6、图8所示，所有夹臂均保持与车长方向垂直(或近似垂直)的状态。
进一步地，该智能机器人还包括与车轮4配合的悬架机构46，用于传递车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并减少由此引起的震动，以保证机器人能平顺地行驶，从而保证整机机械的可靠性和使用寿命。
进一步地，所述U型车架1的非工作平面布置车架补强结构，记为A型机器人，可以增强整机稳定性，或者利用非工作平面的空间，布置其他设备，包括：太阳能电池板、电池、充电装置、显示屏等，记为B型机器人。如图9所示，为A型机器人的示例，通过固定在U型车架1上部的竖梁，及连接竖梁的横梁，更好的利用了高度方向的空间，减少对车位宽度方向的占用，结构稳定；如图10-12所示，为B型机器人的示例，通过加顶棚6的设计，顶棚6可布置太阳能电池板，更大地利用室外环境的优势，进行天阳能储能。当未布置车架补强结构时，U型车架1的结构如图13-15所示，记为C型机器人，前部连接处结构强度高，整机稳定。
进一步地，该智能机器人还包括超声视觉导航避障***，所述超声视觉导航避障***布置在整机四周，可以采用超声、视觉、激光、RTK GPS等多传感器融合组成，在停车场智能调度***的指引下，自动完成车辆的存取，当遇到障碍物或紧急情况时，可以通过感知进行判断采取避障措施，并重新规划路径，从而保证停车场的正常运行以及保障存取车辆的安全可靠性。
进一步地，该智能机器人还包括电池***和自动充电***，作为机器人的电力来源；机器人采用闲时自动充电、低电量自动充电、自动换电等多种模式。由于不需要拖线运行，机器人可以更灵活，更自主的进行远近不同距离的搬运。由于采用了智能充电模式，机器人的总数可以控制在最低水平。进一步节省车场的运营成本，减小占用空间。
进一步地，该智能机器人可根据地面情况、使用环境、速度要求等选择不同种类车轮4。
该机器人尤其适用于室外环境，在室外环境中，车轮4可选用直径10英寸-50英寸的有良好胎面花纹的充气轮胎，以适应室外雨雪、沙尘、石子等复杂的路面情况。汽车车头或车尾从U型车架1的开口端进入U型车架1内部后，举升***2配合夹取***3动作之后进行车辆的举升，保证车辆与地面有足够的间隙，实现室外环境下车辆快速、安全的搬运。
本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方案实施本发明。因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，包含U型车架、举升***、夹取***、驱动***和转向***；
所述U型车架两侧底部设有四个车轮，并设有驱动***和转向***；
所述举升***的实现包括两种方式：
方式一：所述举升***顶部连接U型车架，底部通过支架连接车轮、驱动***和转向***，通过举升***的伸缩运动实现U型车架整体举升或降落；
方式二：所述举升***设置于U型车架内侧，与夹取***连接，用于带动夹取***举升或降落；
所述夹取***包括四组夹取单元，每组夹取单元用于夹取汽车的一个轮胎；
汽车的车头或车尾从U型车架的开口端进入U型车架，完成搬运。
2.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，所述驱动***的驱动形式包括前驱、后驱、四驱，所述转向***的转向形式包括前轮转向、后轮转向、四轮全转向，驱动形式与转向形式按需求组合选择。
3.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，所述举升***采用方式一时，包括四组独立的举升单元，每组举升单元对应机器人的一个车轮；
所述举升***采用方式二时，包括四组独立的举升单元，每组举升单元连接一组夹取单元。
4.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，该智能机器人还包括轴距适应***，分为三种形式来适应汽车轴距；
第一种：通过将U型车架分为至少两部分，各部分之间通过伸缩机构相连接实现；
第二种：U型车架开口端的夹取单元能够整体前后移动或四组夹取单元均能够前后移动，通过移动夹取单元适应轴距；
第三种：前两种方式的组合。
5.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，四组夹取单元前两组左右对称，后两组左右对称；位于封闭端的夹取单元由一支固定臂和一支能够旋转的夹臂组成，位于开口端的夹取单元由两支能够旋转的夹臂组成。
6.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，该智能机器人还包括与车轮配合的悬架机构。
7.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，所述U型车架的非工作平面布置车架补强结构，或者利用非工作平面的空间，布置其他设备，包括：太阳能电池板、电池、充电装置、显示屏等。
8.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，该智能机器人还包括超声视觉导航避障***，所述超声视觉导航避障***布置在整机四周，在停车场智能调度***的指引下，自动完成车辆的存取，当遇到障碍物或紧急情况时，通过感知进行判断采取避障措施，并重新规划路径，保证停车场的正常运行以及保障存取车辆的安全可靠性。
9.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，该智能机器人还包括电池***和自动充电***，作为机器人的电力来源；机器人采用闲时自动充电、低电量自动充电、自动换电等多种模式。
10.根据权利要求1所述的一种搬运汽车的智能机器人，其特征在于，该机器人适用于室外环境，机器人的车轮选用直径10英寸-50英寸的充气轮胎，以适应室外雨雪、沙尘、石子等复杂的路面情况；汽车车头或车尾从U型车架的开口端进入U型车架内部后，举升***配合夹取***动作之后进行车辆的举升，保证车辆与地面有足够的间隙。
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