CN110775026A - 一种全自动泊车机器人及其泊车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动泊车机器人，其中一种全自动泊车机器人及其泊车方法包括；车架组件和驱动装置，通过汽车停止在指定的区域，并且扫描指定区域位置二维码，进而将驱动装置带动着车体上面的载车架运动到汽车停止的区域，同时扫描车辆的体积信息，进而运动到汽车的底部，由举升组件将车辆举起，不接触到轮胎，减少了轮胎损伤，同时该机械人整个结构为一个矩形，结构紧凑牢固，同时采用双舵轮驱动，可以自由的转向，当运动到指定的停车区域，将停车区域信息发生至手机APP中，整个过程采用泊车机械人完成，节省了驾驶员停车时间，并且驾驶员能够实时监测到车辆停车的信息，提高了驾驶员的便利性。

Description

一种全自动泊车机器人及其泊车方法

技术领域

本发明涉及一种全自动泊车机器人，具体是一种全自动泊车机器人及其泊车方法。

背景技术

近年来，随着我国汽车保有量急剧增加，车位需求量越来越大，停车困难的问题日益显著。现有技术的泊车机器人，已经成功的应用与现有机场的自动停车，但是由于现有机械人的体积较大，搬运过程需要较大的空间，不利于转向，同时现在技术的泊车机器人大都采用夹持式将汽车搬离地面，直接作用在汽车的轮胎上面，容易对轮胎造成损上。

发明内容

发明目的：一种全自动泊车机器人及其泊车方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种全自动泊车机器人，包括：

车架组件，包括车体，设置在所述车体上面的载车架，固定连接在所述载车架两端的连接横梁，设置在所述连接横梁侧面的定位***，设置在所述车体前端的控制***，固定连接在所述载车架内侧的加强臂，呈梳齿状固定安装在所述载车架侧面的第一骨架组件和第二骨架组件；

驱动装置，固定安装在所述车体上面的车轮平衡机构，固定安装在所述车轮平衡机构上面的车轮组件，固定连接在所述载车架上面的举升组件。

在进一步实例中，所述载车架设计成矩形状，所述载车架的侧面设有两组通孔，并且每组的通孔的间距相等，并且所述第一骨架组件和第二骨架组件的端部设有挡板，能够方便装配，同时提高装配的精度，端部的挡板能够有效的防止泊车机器人在运动中震动防止车辆滑落，提高了机器人的安全性能。

在进一步实例中，所述载车架底部设有至少四个举升组件，所述举升组件包括固定安装在所述载车架上面的底座，固定安装在所述底座上的梯形丝杆，与所述梯形丝杆螺纹连接配合在一起的涡轮减速机，所述涡轮减速机的中心为内螺纹结构，该举升组件，运动平稳、噪音低、体积小、寿命长、具有自锁能力且方便控制，应用于泊车机器人的举升十分合适。

在进一步实例中，所述车轮平衡机构共有两组，所述车轮平衡机构包括固定安装在所述车体底部的平衡骨架，固定安装在所述平衡骨架上面的第一安装板和第二安装板，过盈配合安装在所述平衡骨架上面的轴承，穿过所述轴承、并且与所述轴承过盈配合连接在一起的中间支撑轴，以及同时固定安装在所述第一安装板和第二安装板底部的加强筋。舵轮及万向轮安装板通过焊接安装在平衡装置骨架上，同时为保证该装置的良好受力，防止安装板产生较大变形，设置多个加强筋来提高强度。

在进一步实例中，所述车轮组件，包括固定焊接在第一安装板上的舵轮，固定安装在所述第二安装板上的万向轮，固定安装在所述车体上面、并且所述舵轮和所述万向轮中间的两个弹簧减振轮；

车体前后方面方向的舵轮和万向轮呈对角线布置，采用双舵轮可以实现泊车机器人的前进后退、左右横移以及回转运动，同时能够现实泊车机器人以任意姿态沿着车体的内或者车体外任意位置的曲线运动，对角线的万向轮起到平衡和支撑的作用以及中间的弹簧减振轮能够起到承重的作用，同时有效的保证车轮同时着地。

在进一步实例中，所述控制***，包括设置在所述车体底部的主控制箱，设置在所述控制箱内部的CPU模块，固定连接在所述主控制箱上的激光检测传感器，设置在所述主控制箱侧面的扫描传感器，所述激光检测传感器与所述扫描传感器和所述CPU模块通信电性连接在一起，设置在所述主控制箱来两端的防撞机构，能够扫描汽车的长宽高计算汽车的体积，提高了机器人的自动化水平。

在进一步实例中，所述主控制箱采用钣金折弯而成；

所述防撞机构，包括固定安装在所述车体上面的、并且位于所述车体的前后两个方向的折弯件，安装在所述折弯件上面的红外传感器、超声波传感器和障碍传感器；

所述红外传感器、超声波传感器和障碍传感器与所述CPU模块通讯电性连接。

在进一步实例中，一种全自动泊车机器人的工作方法，包括如下步骤：

S1、车辆停在指定的区域，泊客扫描停车区域中的二维码；

S2、进而泊车机器人接受到车辆停靠的区域，同时泊车机器人运动到车辆停止的区域中；

S3、同时泊车机器人上面的扫描传感器启动工作，扫描出车辆的长、宽、高，计算出车辆的体积，进而将车辆信息传送给控制***；

S4、进而顶升装置运到车辆的底部，进而控制移动上面的激光检测传感器启动，当将泊车机器人运动到车辆底部的中间位置时，进而举升组件开始启动，进而电机转动带动着涡杆运转，同时涡杆带动涡轮进行在梯形丝杠上面上下运动，当到升降到指定的位置时，将车辆举起，使得车辆离开地面，进而电机停止转动，举升组件停止升降；

S5、进而车轮组件启动带动着车辆运地下停车场，在运动中，当遇到地面不平时，为了车轮能够同时着地，车轮平衡机构左右摆动实现两边的车轮同时着地，今天提高泊车机械人运动中的稳定性直至运动到指定的停车区域；

S5、当运动到指定的停车区域时，举升组件再次启动，将车辆下降到地面上；

S6、当车辆下降到地面上时，控制***采集车辆停车的区域信息，并且将车辆停车区域信息反馈到手机端；

S7、当需要用车时，通过手机APP，一键用车，泊车机器人即可将车辆运动到指定的停车区域中。

有益效果：本发明公开了一种全自动泊车机器人，通过车体上面安装了载车架，车体得底部设有驱动装置，以及固定安装在载车架背面的举升组件，汽车停止在指定的区域，并且扫描指定区域位置二维码，进而将驱动装置带动着车体上面的载车架运动到汽车停止的区域，同时扫描车辆的体积信息，进而运动到汽车的底部，由举升组件将车辆举起，不接触到轮胎，减少了轮胎损伤，同时该机械人整个结构为一个矩形，结构紧凑牢固，同时采用双舵轮驱动，可以自由的转向，当运动到指定的停车区域，将停车区域信息发生至手机APP中，整个过程采用泊车机械人完成，节省了驾驶员停车时间，并且驾驶员能够时间检测到车辆停车的信息，提高了驾驶员的便利性。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明中的仰视图。

图3为本发明中的侧视图。

图4为本发明中的左视图。

图5为本发明中的举升组件的主视图。

附图标记为：车体1、载车架2、连接横梁3、定位***4、加强臂5、第一骨架组件6、第二骨架组件7、车轮平衡机构8、车轮组件9、举升组件10、控制***11、通孔12、挡板13、底座14、梯形丝杆15、涡轮减速机16、平衡骨架17、第一安装板18、第二安装板19、轴承20、中间连接轴21、加强筋22、舵轮23、万向轮24、弹簧减震轮25、主控制箱26、激光检测传感器27、扫描传感器28、防撞机构29、折弯件30、红外传感器31、超声波传感器32、障碍传感器33、CPU模块34。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

经过申请人的研究分析，现有技术泊车机器人大都体积庞大，转向时需要较大的转向空件，并且大都采用夹持式将托盘运输到汽车的底部，然后再将车辆搬离地面，直接将力作用在轮胎上面，现有技术泊车机器人容易将汽车的轮胎造成损伤，根据这些问题，申请人提出了一种全自动泊车机器人及其转向方法及其开箱方法，具体方案如下。

如图1所示，一种全自动泊车机器人包括，车体1、载车架2、连接横梁3、定位***4、加强臂5、第一骨架组件6、第二骨架组件7、车轮平衡机构8、车轮组件9、举升组件10、控制***11、通孔12、挡板13、底座14、梯形丝杆15、涡轮减速机16、平衡骨架17、第一安装板18、第二安装板19、轴承20、中间连接轴21、加强筋22、舵轮23、万向轮24、弹簧减震轮25、主控制箱26、激光检测传感器27、扫描传感器28、防撞机构29、折弯件30、红外传感器31、超声波传感器32、障碍传感器33、CPU模块34。

如图1所示，所述载车架2设计呈矩形状，所述载车架2固定在车体1上面，为了结构的稳定性和牢固性，在所述载车架2上面分别设置连接横梁3和加强臂5，连接横梁3固定连接在所述载车架2的两端，并且所述连接横梁3采用工型钢的材质，定位***4设置在所述连接横梁3的侧面，控制***11固定设置在所述车体1的前部，加强臂5的两端固定安装连接在所述载车架2的内部，第一骨架组件6呈梳齿状固定安装在所述载车架2的侧面，第二骨架组件7呈梳齿状固定安装在所述载车架2的侧面、并且位于所述第一骨架组件6的左侧，为了快速精确安装第一骨架组件6和第二骨架组件7，在所述载车架2的侧面设置了两组通孔12，每个通孔12的间距相等，所述在安装第一骨架组件6和第二骨架组件7就形成了梳齿状，安装第一骨架组件6和第二骨架组件7时，只要将第一骨架组件6和第二骨架组件7插接在通孔12中即可，然后在焊接完成，挡板13设置在所述第一骨架组件6和第二骨架组件7的端部，通过在第一骨架组件6和第二骨架组件7的端部设置了挡板13，裁车架撑起汽车时，载车架2侧面的端部防止了载车架2在运动中在运到颠簸路况时，防止同时了汽车的左右滑动，防止了汽车滑落的风险，同时在第一骨架组件6和第二骨架组件7采用梳齿状的排布，增加了载车架2的摩擦力，进一步的增加了载车架2的安全性能，提高了泊车机器人的实用性。

所述驱动装置，包括与车体1固定连接在一起的车轮平衡组件，与所述车轮平衡组件固定安装在一起的车轮组件9，与所述载车架2的背部固定连接在举升组件10，所述举升组件10的两端、一端与载车架2固定连接在一起、另一端与所述车体1连接在一起，通过控制***11控制着车轮组件9带动整个车体1运动，当运到指定的区域时，控制***11带动着载车架2运动到汽车的底部，然后连接横梁3上面的定位***4启动工作，计算检测汽车的中心线的位置，然后举升组件10将汽车举起，离开地面，采用定位***4计算检测汽车的中心线的位置，保证了举升组件10举起汽车时，汽车在载车架2上面左右两侧间隙相等，防止了载车架2间隙不一，偏重现象的发现，提高了泊车机器人的安全性。

如图5所示，所述载车架2的底部设有四个举升组件10，并且几个举升组件10电性串联在一起，所述举升组件10，包括与所述载车架2固定连接在一起的底座14，与所述底座14固定连接在一起的梯形丝杆15，所述梯形螺丝杆的另一端与电动车体1固定安装在一起，与所述梯形丝杆15连接在一起的涡轮减速机16，所述涡轮减速机16的中心为内螺纹结构，通过涡轮减速电机带动涡轮杆运动，通过涡杆带动着涡轮进而带动着梯形丝杆15进行上下运动，梯形丝杆15与蜗轮之间是通过内螺纹结构连接，形成丝杆螺母副，最后将螺旋运动转换为直线升降运动，该结构紧凑、体积小、重量轻、无噪音、安全方便、使用灵活、可靠性高、动力源广泛、使用寿命长等许多优点。可以单台或组合使用，能按一定程序准确地控制调整提升或推进的高度，可以用电动机或其他动力直接带动，同时具有自锁能力且方便控制的优点，应用于泊车机器人的举升十分合适，同时，由于采用的四柱式升降，可以更好的保证升降过程的精度和平稳型。同时从汽车的底部直降将汽车升时脱离地面，不与轮胎相互接触，防止了轮胎的损伤。

在泊车机器人泊车时，难免遇到地面不平整的路况出现，当泊车机器人在路面不平整的工况工作时，难免会出现车轮悬空现象的出现，当车轮出现悬空现象时易造成驱动力不足，车轮打滑或者车体1摆动等问题出现，因为为了避免这种现象的发生，保重车轮同时着地，在车体1的前后两侧分别设置了车轮平衡机构8。

如图2所示，所述车轮平衡机构8共有两组，所述车轮平衡机构8包括与在所述车体1底部的固定连接在一起的平衡骨架17，与所述平衡骨架17固定安装在一起的第一安装板18和第二安装板19，与所述平衡骨架17过盈配合安装在一起的轴承20，与所述轴承20过盈配合连接在一起并且穿过所述轴承20的中间连接轴21，与所述第一安装板18和第二安装板19固定连接在一起的、并且位于所述第一安装板18和所述第二安装板19所述底部的加强筋22。舵轮23以及万向轮24第一安装和第二安装板19通过焊接安装在平衡骨架17上，同时为保证该装置的良好受力，防止安装板产生较大变形，设置多个加强筋22来提高强度，通过由中间支撑轴通过所述轴承20与所述车体1三者连接在一起，在不平整的路面时，通过左右摆动来实现两边的车轮同时着地，解决了车轮悬空现象的发现。

所述车轮组件9，包括与所述第一安装板18固定连接在一起的舵轮23，与所述第二安装板19固定连接在一起的万向轮24，与所述车体1固定连接在一起的、并且位于所述舵轮23和所述万向轮24中间的弹簧减振轮，所述弹簧减震轮25共有两个，车体1的两侧各一个，所述车体1前后方面方向的舵轮23和万向轮24呈对角线布置，采用双舵轮23可以实现泊车机器人的前进后退、左右横移以及回转运动，同时能够现实泊车机器人以任意姿态沿着车体1的内或者车体1外任意位置的曲线运动，对角线的万向轮24起到平衡和支撑的作用以及中间的弹簧减振轮能够起到承重的作用，同时有效的保证车轮同时着地。通过采用六轮轮系，当驱动装置在运动中提高了运动的稳定性和平衡性，同时由于车轮越多以造成所有车轮不能同时着地的现象，因此保证车轮同时着地，通过将舵轮23和万向轮24固定安装在所述车轮平衡机构8上面，保证了车轮同时着地，中间采用减振弹簧轮，中间采用两个弹簧减震轮25既起到承重的作用，同时可以有效的保证车轮同时着地。

所述控制***11包括与车体1固定连接在一起、并且为所述车体1底部的主控制箱26，所述主控制箱26采用钣金件折弯而成，连接在CPUCPU模块34内部的CPUCPU模块34，与所述主控制箱26固定连接在一起的激光检测传感器27，与所述主控制箱26固定连接在一起的、并且位于所述主控制箱26侧面的扫描传感器28，所述激光检测传感器27与所述扫描传感器28和所述CPUCPU模块34通信电性连接在一起，与所述主控制箱26连接在一起的防撞机构29；通过激光检测传感器27和扫描传感器28扫描汽车的长宽高、并且计算汽车的体积提高了机器人的自动化水平。

所述防撞机构29，包括与所述车体1固定安装在一起的、并且位于所述车体1的前后两个方向的折弯件30，安装在所述折弯件30上面的红外传感器31、超声波传感器32和障碍传感器33；

所述红外传感器31、超声波传感器32和障碍传感器33与所述CPUCPU模块34通讯电性连接。通过红外传感器31、超声波传感器32和障碍传感器33实时监测泊车过程遇到的人或者物。

作为一个优选方案，一种全自动泊车机器人的工作方法，包括如下步骤；车辆停在指定的区域，泊客扫描停车区域中的二维码；进而泊车机器人接受到车辆停靠的区域，同时泊车机器人运动到车辆停止的区域中；同时泊车机器人上面的扫描传感器28启动工作，扫描出车辆的长、宽、高，计算出车辆的体积，进而将车辆信息传送给控制***11；进而顶升装置运到车辆的底部，进而控制移动上面的激光检测传感器27启动，当将泊车机器人运动到车辆底部的中间位置时，进而举升组件10开始启动，进而电机转动带动着涡杆运转，同时涡杆带动涡轮进行在梯形丝杠上面上下运动，当到升降到指定的位置时，将车辆举起，使得车辆离开地面，进而电机停止转动，举升组件10停止升降；进而车轮组件9启动带动着车辆运地下停车场，在运动中，当遇到地面不平时，为了车轮能够同时着地，车轮平衡机构8左右摆动实现两边的车轮同时着地，今天提高泊车机械人运动中的稳定性直至运动到指定的停车区域；当运动到指定的停车区域时，举升组件10再次启动，将车辆下降到地面上；当车辆下降到地面上时，控制***11采集车辆停车的区域信息，并且将车辆停车区域信息反馈到手机端；当需要用车时，通过手机APP，一键用车，泊车机器人即可将车辆运动到指定的停车区域中。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种全自动泊车机器人，其特征在于，包括：

车架组件，包括车体，设置在所述车体上面的载车架，固定连接在所述载车架两端的连接横梁，设置在所述连接横梁侧面的定位***，设置在所述车体前端的控制***，固定连接在所述载车架内侧的加强臂，呈梳齿状固定安装在所述载车架侧面的第一骨架组件和第二骨架组件；

驱动装置，固定安装在所述车体上面的车轮平衡机构，固定安装在所述车轮平衡机构上面的车轮组件，固定连接在所述载车架背面的举升组件。

2.根据权利要求1所述的一种全自动泊车机器人，其特征在于：所述载车架设计成矩形状，所述载车架的侧面设有两组通孔，并且每组的通孔的间距相等，并且所述第一骨架组件和第二骨架组件的端部设有挡板。

3.根据权利要求1所述的一种全自动泊车机器人，其特征在于：所述载车架底部设有至少四个举升组件，所述举升组件包括固定安装在所述载车架上面的底座，固定安装在所述底座上的梯形丝杆，与所述梯形丝杆螺纹连接配合在一起的涡轮减速机，所述涡轮减速机的中心为内螺纹结构。

4.根据权利要求1所述的一种全自动泊车机器人，其特征在于：所述车轮平衡机构共有两组，所述车轮平衡机构包括固定安装在所述车体底部的平衡骨架，固定安装在所述平衡骨架上面的第一安装板和第二安装板，过盈配合安装在所述平衡骨架上面的轴承，穿过所述轴承、并且与所述轴承过盈配合连接在一起的中间支撑轴，以及同时固定安装在所述第一安装板和第二安装板底部的加强筋。

5.根据权利要求4所述的一种全自动泊车机器人，其特征在于：所述车轮组件，包括固定焊接在第一安装板上的舵轮，固定安装在所述第二安装板上的万向轮，固定安装在所述车体上面、并且所述舵轮和所述万向轮中间的两个弹簧减振轮；

车体前后方面方向的舵轮和万向轮呈对角线布置。

6.根据权利要求1所述的一种全自动泊车机器人，其特征在于：所述控制***，包括设置在所述载车架底部的主控制箱，设置在所述控制箱内部的CPU模块，固定连接在所述主控制箱上的激光检测传感器，设置在所述主控制箱侧面的扫描传感器，所述激光检测传感器与所述扫描传感器和所述CPU模块通信电性连接在一起，设置在所述主控制箱来两端的防撞机构。

7.根据权利要求6所述的一种全自动泊车机器人，其特征在于：所述主控制箱采用钣金折弯而成；

所述防撞机构，包括固定安装在所述车体上面的、并且位于所述车体的前后两个方向的折弯件，安装在所述折弯件上面的红外传感器、超声波传感器和障碍传感器；

所述红外传感器、超声波传感器和障碍传感器与所述CPU模块通讯电性连接。

8.一种全自动泊车机器人的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、车辆停在指定的区域，泊客扫描停车区域中的二维码；

S2、进而泊车机器人接受到车辆停靠的区域，同时泊车机器人运动到车辆停止的区域中；

S3、同时泊车机器人上面的扫描传感器启动工作，扫描出车辆的长、宽、高，计算出车辆的体积，进而将车辆信息传送给控制***；

S4、进而顶升装置运到车辆的底部，进而控制移动上面的激光检测传感器启动，当将泊车机器人运动到车辆底部的中间位置时，进而举升组件开始启动，进而电机转动带动着涡杆运转，同时涡杆带动涡轮进行在梯形丝杠上面上下运动，当到升降到指定的位置时，将车辆举起，使得车辆离开地面，进而电机停止转动，举升组件停止升降；

S5、进而车轮组件启动带动着车辆运地下停车场，在运动中，当遇到地面不平时，为了车轮能够同时着地，车轮平衡机构左右摆动实现两边的车轮同时着地，今天提高泊车机械人运动中的稳定性直至运动到指定的停车区域；

S6、当运动到指定的停车区域时，举升组件再次启动，将车辆下降到地面上；

S7、当车辆下降到地面上时，控制***采集车辆停车的区域信息，并且将车辆停车区域信息反馈到手机端；

S8、当需要用车时，通过手机APP，一键用车，泊车机器人即可将车辆运动到指定的停车区域中。

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