專利名稱：魔方置位機器人的制作方法
技術領域：
本發明是一種魔方置位機器人，用于在立體車庫中存取轎車、面包車等中 小型車輛，由橫移機構、旋轉機構、升降機構、載車托板與控制系統組成，涉 及土建、鋼結構、機械傳動和自動控制等技術領域。
背景技術：
國內外現有的各類機械停車設備每個泊位內均需采用升降、橫移機構或在 車庫內設置升降機、堆垛機等，在存放車輛時，均需要司機將車輛開進車庫內， 再走出車庫；在取出車輛時，均需要司機進入車庫內，再將車輛開出車庫。而 且，升降橫移類存取每臺車輛均需要其它車輛升降或橫移竄位，其它類型為方 便司機開出車輛，需要在車庫進出口處設置一部轉盤將車輛旋轉掉頭。這樣， 現有機械式停車設備由于進出方式的特點，進出不便、存取較慢，設置掉頭轉 盤還增加車庫成本。發明內容本發明將橫移機構、旋轉機構、升降機構和送取機構組成魔方置位機器人， 設置到立體車庫中，采用自動控制，存取車輛可以自動進出，又可以將車輛旋 轉掉頭、三維置位；每臺車輛均可直接、單獨搬運、傳送，不需要其它車輛升 降或橫移竄位； 一部設備即可存取一座車庫內的全部車輛。從而使立體車庫存 取方便、進出快捷，結構簡單、成本低廉。本發明的技術方案是將停車泊位設置在立體車庫門外，將魔方機器人設置在立體車庫中部，將載車托板設計為獨立結構，銜接在停車泊位、機器人送取機構和存儲泊位的導軌上，控制系統與機器人各機構驅動電機相連接。采用自動控制，機器人能夠將托板載車如魔方式旋轉掉頭、三維置位，搬運、傳送 進出立體車庫和存儲泊位。具體措施是1. 由泊位框架、送取導軌(2條)、外延裝置、中繼裝置和接力裝置組成 停車泊位機構，其2條送取導軌安裝在泊位框架上部兩側、從車庫門外延伸至車庫中部，其外延裝置、中繼裝置和接力裝置在2條送取導軌之間從外而內平行設置、安裝在泊位框架中部間隔槽鋼內外，其外延裝置和中繼裝置由傳動鏈輪和接力鏈輪組成，其接力裝置由傳動鏈輪、接力鏈輪、圓錐齒輪(2件)和離合器從動端組成，各接力鏈輪側面的傳動鏈輪分別由封閉鏈條連接起來。當 車庫內接力鏈輪轉動時，通過中繼裝置，即可帶動車庫外停車泊位上的接力鏈 輪轉動。2. 由型鋼框架或鋼筋混凝土框架組成立體車庫，并將其垂直劃分出互相平行且相等的三部分其兩側為停車空間，設置若千層存儲泊位，每個存儲泊位 內設置2條送取導軌，在車輛進出口處設置一部接力裝置，做為托板進出之用； 中部空間設置魔方置位機器人，作為搬運、傳送車輛的運行空間，在其兩側框架上設置2條橫移導軌，作為天車橫移之用。3. 由橫移機構、旋轉機構、升降機構和送取機構組成魔方置位機器人，其橫移機構設置在車庫框架上，其旋轉機構懸掛在橫移機構中，其升降機構設置 在旋轉機構上下，其送取機構設置在升降機構轎廂框架內，各機構自上而下穿 插排列，其框架均由型鋼焊接而成。4. 由天車框架、橫移電機(2臺)、鏈輪傳動付(2組)和導輪(4件)組 成橫移機構，其橫移電機安裝在天車框架上，其4件導輪安裝在天車框架下部 兩側并銜接在立體車庫的2條橫移導軌上，鏈輪傳動付將橫移電機主軸和天車 框架下部兩側主動導輪的傳動軸連接起來，天車框架中部為園環形狀、作為環 形導軌，用于設置旋轉機構。當2臺橫移電機(同時)轉動，通過鏈輪傳動付 帶動天車框架下部導輪轉動，即可使機器人在立體車庫運行空間內橫向移動。5. 由旋轉框架、旋轉電機、鏈輪傳動付、旋轉導輪(多件)和導升框架組 成旋轉機構，其旋轉電機設置在旋轉框架上部邊緣，多件旋轉導輪均布設置在 旋轉框架下部邊緣，銜接在天車框架中部的環形導軌上，鏈輪傳動付將旋轉電機和主動導輪傳動軸連接起來，導升框架安裝在旋轉框架下部，作為升降機構 轎廂框架升降導向之用。當旋轉電機轉動時，通過鏈輪傳動付帶動導輪在天車 框架中部的環形導軌上滾動，即可帶動旋轉框架、導升框架轉動，從而帶動升 降機構、轎廂框架以及送取機構、載車托板和車輛旋轉掉頭。
6. 由升降電機、聯軸"l、巻筒裝置、滑輪組和轎廂框架組成升降機構，其 升降電機通過聯軸器與巻筒裝置主軸連接安裝在旋轉框架上，滑輪組安裝在轎 廂框架上，鋼絲繩纏繞在巻筒和滑輪上，通過巻筒裝置和滑輪組將轎廂框架懸 掛在旋轉機構的導升框架之中。當升降電機轉動，通過聯軸器帶動巻筒轉動， 將鋼絲繩收回或放開，即可帶動滑輪組和轎廂框架在導升框架中垂直升降。
7. 由送取框架、動源裝置、驅動裝置(2部)、鏈輪傳動付(2組)和送取 導軌(2條)組成送取機構，其送取框架中部長邊方向由2根型鋼間隔焊接在 2短邊內偵ij，其動源裝置、2部驅動裝置分別安裝送取框架型鋼間隔中部和兩 端，2組鏈輪傳動付分別將2部驅動裝置和動源裝置連接在一起，2條送取導 軌設置在送取框架兩側長邊上部，用于載車托板導輪滾動。
8. 由送取電機、傳動鏈輪(2件)和驅動鏈輪組成動源裝置，其驅動鏈輪 安裝在2.根型鋼間隔中，其2件傳動鏈輪與驅動鏈輪同軸固連安裝在2根間隔 型鋼兩側，送取電機通過聯軸器與動源裝置主軸連接起來。送取電機轉動，通 過聯軸器同時帶動2件傳動鏈輪和驅動鏈輪轉動。
9. 由傳動鏈輪、驅動鏈輪、圓錐齒輪(2件)，電磁推力器和離合器主動 端組成驅動裝置，氛盧動鏈輪安裝在2根型鋼間隔中，其傳動鏈輪和一件圓錐 齒輪與驅動鏈輪同軸固連安裝在間隔型鋼兩側；另一件畫錐齒輪與離合器主動 端同軸安裝在短邊內外，離合器主動端可沿其軸花鍵滑動，2件圓錐齒輪軸線 交角90°嚙合；電磁推力器安裝在短邊內外，其推力軸向外，其軸上撥叉插 入離合器主動端凹槽內，兩側驅動裝置在送取框架短邊方向左右對稱。傳動鏈 輪轉動，帶動同軸驅動鏈輪和一件圓錐齒輪轉動，同時轉角90°帶動另一件 圓錐齒輪和離合器主動端轉動。這樣，當動源電機轉動時，通過2組鏈輪傳動付，分布于屮部和兩側的3
件驅動鏈輪即可同向同步轉動，通過2部驅動裝置的圓錐齒輪傳動，分布于送 取框架2短邊外側的2件離合器主動端也口了同時轉動。
送取機構中的驅動裝置與停車泊位機構或存儲泊位中的接力裝置組成送 取系統。 '
10. 由主動端和從動端組成一種錐銷離合器，其主動端端面h帶有錐銷， 從動端端面上帶有錐孔，其主動端錐銷中心與從動端錐孔中心相對應，其從動 端端面的錐孔密布于端面中心圓周且其外緣互相吻接，錐孔為偶數且為錐銷倍 數，從而保證在任何周向位置，主動端錐銷均可順暢插入從動端錐孔，使得動 力傳遞安全可靠。
當推力器推出離合器主動端錐銷插入從動端錐孔，即將送取系統接通，經 過傳動鏈輪和驅動、接力裝置內的圓錐齒輪改變轉動方向，接力鏈輪即與驅動 鏈輪同向同歩轉動。
11. 由托板框架、折棱鋼板、導輪(4件)和開式剛性鏈條組成載車托板， 其折棱鋼板鋪設在托板框架上平面，其4件導輪安裝在托板框架下部兩側，可 以銜接在停車泊位、懸板框架或存儲泊位的送取導軌上，其開式剛性鏈條安裝 在托板框架下部中間，可以與停車泊位、懸板框架或存儲泊位上的驅動、接力 鏈輪互相嚙合。當送取電機轉動，通過驅動和接力鏈輪撥動開式剛性鏈條，即 可驅動載車托板沿送取導軌縱向運動，進出車庫、進出懸板或進出泊位。
采取上述措施，存車時，將車輛停泊在立體車庫外停車泊位機構的載車托 板上，送取系統接通后，托板載車從停車泊位進入立體車庫中部、到達魔方機 器人升降機構轎廂框架中的送取框架上；接著送取系統斷開，魔方機器人旋轉 機構將轎廂框架、送取機構連旋轉180° ，將托板載車掉頭；接著魔方機器人 橫移機構和升降機構配合，將轎廂框架、送取框架連同托板載車橫移、上升到 某一存儲泊位前；然后送取系統再次接通，將托板載車從送取框架上送進存儲 泊位中。取車順序相反。實施上述技術方案及具體措施，本發明的魔方置位機器人，即可以方便、 快捷地將車輛從車庫門外取進立體車庫，旋轉掉頭、三維置位，送進存儲泊位 中。取車時，魔方機器人瞬間將車頭朝外送到車庫門外，司機即可將車輛直接 開走。
.本發明涉及的立休車庫采用型鋼框架或鋼筋混凝土框架建設，涉及的停車 泊位機構、機器人各機構和載車托板，均是型鋼框架與最常規的機械傳動機構 的組合，涉及的控制系統，是最成熟的電器控制技術應用，凡屬相關行業領域 的技術人員均可理解、掌握和實現。
與現有各類機械式停車設備相比較，本發明存取車輛僅在車庫門外進行， 自動存取、旋轉掉頭完全由魔方機器人操作；每臺車輛均可直接、單獨搬運、 傳送，不需要其它車輛升降或橫移竄位； 一部設備即可存取一座車庫內的全部
車輛，從而使立體車庫存取方便、進出快捷，結構簡單、成本低廉。而且車庫 內部無需人員管理，更加保密、安全。本發明填補了當代停車設備領域空白， 體現出現代化程度和高科技水平。
停車設備是公益性設施，符合市容管理、交通整治和環境保護的需要，本 發明的魔方置位機器人，新奇獨特，經濟實用，更加符合中國國情。隨著我國 改革開放進程，各大中城市車輛激增，實施本發明必將取得顯著的經濟效益和 社會效益。
圖l為本發明與立體車庫立面配置示意圖。
圖2為本發明與立體車庫平面配置示意圖。
圖3為本發明主視示意圖。
圖4為本發明側視示意圖。
圖5為本發明橫移機構示意圖。
圖6為本發明旋轉機構示意圖。
圖7為本發明升降機構示意圖。圖8為本發明送取機構示意圖。 圖9為送取機構動源裝置示意圖。 圖10為送取機構驅動裝置示意圖。 圖11為載車托板底視不意圖。
圖12為停車泊位機構示意圖。
在圖1和圖2中，1為停車泊位，2為立體車庫，3為魔方機器人，4為存 儲泊位。停車泊位1設置在立體車庫2門外，魔方機器人3設置在立體車庫2 中部，存儲泊位4設置在立體車庫兩側空間。
在圖3和圖4中，l為車庫框架，2為橫移機構，3為旋轉機構.4為升降 機構，5為送取機構。橫移機構2設置在車庫框架1中部兩側的橫移導軌上， 旋轉機構3設置在橫移機構2天車框架內環形導軌上，升降機構4設置在旋轉 機構3旋轉框架上和導升框架內，送取機構5設置在升降機構4下部的轎廂框 架內。
在圖5中，l為橫移導軌(2條)，2為橫移電機(8臺)，3為主動導論(2 件)，4為鏈輪傳動付(2組)，5為環形導軌，6為橫移框架，7為從動導輪(2 件)。2臺橫移電機2安裝橫移框架6上兩側，4件導輪3、 7安裝橫移框架6 下部兩側、分別銜接在2條橫移導軌1上，2組鏈輪傳動付4分別將橫移框架 兩側的橫移電機2主軸和主動導輪3傳動軸連接起來，環形導軌5焊接在橫移 框架6中部。
在圖6中，l為導升框架，2為旋轉導輪(多件)，3為鏈輪傳動付，4為 旋轉電機，5為旋轉框架。旋轉電機4安裝在旋轉框架5上部邊緣，多件旋轉 導輪2安裝在旋轉框架5下部邊緣、銜接在橫移框架環形導軌上，鏈輪傳動付 3將旋轉電機4主軸和主動旋轉導輪2的傳動軸連接起來，導升框架1安裝在 旋轉框架5下部。
在圖7中，l為滑輪組，2為旋轉框架，3為巻筒裝置，4為聯軸器，5為 升降電機，6為轎廂框架，7為送取框架。巻筒裝置3通過聯軸器4與升降電機5連接、安裝在旋轉框架2匕滑輪組1安裝在轎廂框架6匕鋼絲繩繞過 巻筒、滑輪將轎廂框架6懸掛在旋轉框架2 K，送取框架7安裝在轎廂框架6 內。
在圖8中，l為送取框架，2為送取導軌(2條)，3為動源裝置，4為鏈 輪傳動付(2組)，5為驅動裝置(2部)。送取導軌2設置在送取框架1 i:部 兩側，動源裝置3設置在送取框架1中部，2部驅動裝置5設置在送取框架1 中部間隔型鋼與兩側短邊接壤處、并在送取框架短邊方向左右對稱，2組鏈輪 傳動付4分別將動源裝置3和2部驅動裝置5連接起來。
在圖9中，l為送取電機，2為聯軸器，3為驅動鏈輪，4為傳動鏈輪(2 件)，5為送取框架。驅動鏈輪3安裝在送取框架5型鋼間隔中，2件傳動鏈輪 4與驅動鏈輪3同軸固連安裝在間隔型鋼兩側，送取電機1通過聯軸器2與動 源裝置主軸連接起來。
在圖10中，l為傳動鏈輪，2為驅動鏈輪，3、 4為圓錐齒輪，5為電磁推 力器，6為錐銷離合器主動端，7為間隔型鋼(2根)，8為框架短邊。驅動鏈 輪2安裝在間隔型鋼7中，傳動鏈輪1和圓錐齒輪3與驅動鏈輪2同軸固連安 裝在間隔型鋼7兩側，圓錐齒輪4與離合器主動端6同軸安裝在框架短邊8 內夕卜，離合器主動端6可沿其軸花鍵滑動，圓錐齒輪3、4軸線交角90。嚙合， 電磁推力器5安裝在框架短邊8內外，其推力軸向外，其軸上撥叉插入離合器 主動端6凹槽內。
在圖11中，l為托板框架，2為折棱鋼板，3為導輪(4件)，4為開式剛 性鏈條。折棱鋼板2鋪設在托板框架1上平面，4件導輪3安裝在托板框架1 下部兩側，開式剛性鏈條4安裝在托板框架1下部中間。
在圖12中，l為停車泊位，2為泊位框架，3為外延裝置，4為送取導軌， 5為中繼裝置，6為鏈輪傳動付(2組)，7為接力裝置。停車泊位l設置在泊 位框架2外側，2條送取導軌4設置在泊位框架2上部兩側，外延裝置3、中 繼裝置5和接力裝置7從外而內安裝在泊位框架2內側中部間隔槽鋼內外，2組鏈輪傳動付6分別將外延裝置3、中繼裝置5和接力裝置7連接起來。
具體實施例方式
在圖1和圖2中，存車時，將車輛停泊在車庫外停車泊位1的載車托板上， 控制系統啟動后，首先托板載車進入立體車庫2中部魔方機器人3送取機構上， 然后魔方機器人3將托板載車旋轉180° 、送進存儲泊位4中。
在圖5中，當兩側橫移電機2 (同時)轉動，通過鏈輪傳動付4帶動天車 框架6下部兩側主動導輪3滾動，同時帶動兩側從動導輪7滾動，即可使機器 人在立體車庫運行空間內橫向移動。
在圖6中，當旋轉電機4轉動時，通過鏈輪傳動付3帶動導輪2在旋轉框 架5在天車中部的環形導軌上滾動，即可帶動旋轉框架5、導升框架l旋轉， 從而帶動升降機構、轎廂框架以及橫移機構、載車托板和車輛旋轉掉頭。
在圖7中，當升降電機5轉動，通過聯軸器4帶動巻筒3轉動，將鋼絲繩 收回或放開，即可帶動滑輪組1和轎廂框架6以及送取框架7在旋轉機構導升 框架中垂直升降。
在圖9中，當送取電機1轉動，通過聯軸器2和動源裝置主軸同時帶動傳 動鏈輪4 (2件)和驅動鏈輪3轉動。
在圖10中，當推力器5推出離合器主動端6錐銷插入接力裝置離合器從 動端錐孔，即將送取系統接通，經過傳動鏈輪1和驅動裝置內的圓錐齒輪3、 4改變轉動方向，接力鏈輪即與驅動鏈輪2同向同步轉動。
在圖12中，存車時，將車輛停泊在車庫門外停車泊位l的載車托板上， 當送取系統接通，接力裝置7內接力鏈輪向內旋轉，通過鏈輪傳動付6、中繼 裝置5帶動外延裝置3內接力鏈輪向內旋轉，即驅動托板載車沿送取導軌4 進入立體車庫內魔方機器人的送取機構上。
權利要求
1. 一種魔方置位機器人，由橫移機構、旋轉機構、升降機構、送取機構、載車托板與控制系統的組合，其特征是橫移機構設置在車庫框架上，旋轉機構懸掛在橫移機構中，升降機構設置在旋轉機構上下，送取機構設置在升降機構轎廂框架內，載車托板為獨立結構，可以銜接在停車泊位、機器人送取機構和存儲泊位的導軌上，各機構自上而下穿插排列，其框架均由型鋼焊接而成，控制系統與機器人各機構驅動電機相連接。
2. 根據權利要求1所述的魔方置位機器人，其特征是橫移機構由天車框 架、橫移電機(2臺)、鏈輪傳動付(2組)和導輪(4件)組成，其橫移電機 安裝在天車框架上，其4件導輪安裝在天車框架下部兩側并銜接在立體車庫的 2條橫移導軌上，鏈輪傳動付將橫移電機主軸和天車框架下部兩側主動導輪的 傳動軸連接起來，天車框架中部為園環形狀。
3. 根據權利要求1所述的魔方置位機器人，其特征是旋轉機構由旋轉框 架、旋轉電機、鏈輪傳動付、旋轉導輪(多件)和導升框架組成，旋轉電機設 置在旋轉框架上部邊緣，多件旋轉導輪均布設置在旋轉框架下部邊緣，銜接在 天車框架中部的環形導軌上，鏈輪傳動付將旋轉電機和主動導輪傳動軸連接起 來，導升框架安裝在旋轉框架下部。
4. 根據權利要求1所述的魔方置位機器人，其特征是升降機構由升降電 機、聯軸器、巻筒裝置、滑輪組和轎廂框架組成，其升降電機通過聯軸器與巻 筒裝置主軸連接安裝在旋轉框架上，滑輪組安裝在轎廂框架上，鋼絲繩纏繞在 巻筒和滑輪上，通過巻筒裝置和滑輪組將轎廂框架懸掛在旋轉機構的導升框架 之中。
5. 根據權利要求1所述的魔方置位機器人，其特征是送取機構由送取框 架、動源裝置、驅動裝置(2部)、鏈輪傳動付(2組)和送取導軌(2條)組 成，其送取框架中部長邊方向由2根型鋼間隔焊接在2短邊內側，其動源裝置、 2部驅動裝置分別安裝送取框架型鋼間隔中部和兩端，2組鏈輪傳動付分別將2部驅動裝置和動源裝置連接在一起，2條送取導軌設置在送取框架兩側長邊 上部。
6. 根據權利要求5所述的魔方置位機器人，其特征是送取機構動源裝置由 送取電機、傳動鏈輪(2件)和驅動鏈輪組成，其驅動鏈輪安裝在2根型鋼間 隔中，其2件傳動鏈輪與驅動鏈輪同軸固連安裝在2根間隔型鋼兩側，送取電 機通過聯軸器與動源裝置主軸連接起來。
7. 根據權利要求5所述的魔方置位機器人，其特征是送取機構驅動裝置由 傳動鏈輪、驅動鏈輪、圓錐齒輪(2件)，電磁推力器和離合器主動端組成， 其驅動鏈輪安裝在2根型鋼間隔中，其傳動鏈輪和一件圓錐齒輪與驅動鏈輪同 軸固連安裝在間隔型鋼兩側；另一件圓錐齒輪與離合器主動端同軸安裝在短邊 內外，離合器主動端可沿其軸花鍵滑動，2件圓錐齒輪軸線交角90。嚙合；電 磁推力器安裝在短邊內外，其推力軸向外，其軸上撥叉插入離合器主動端凹槽 內，兩側驅動裝置在送取框架短邊方向左右對稱。
8. 根據權利要求7所述的魔方置位機器人，其特征是驅動裝置錐銷離合器 由主動端和從動端組成，其主動端端面上帶有錐銷，從動端端面上帶有錐孔， 其主動端錐銷中心與從動端錐孔中心相對應，其從動端端面的錐孔密布于端面 中心圓周且其外緣互相吻接，錐孔為偶數且為錐銷倍數。
9. 根據權利要求1所述的魔方置位機器人，其特征是載車托板由托板框 架、折棱鋼板、導輪(4件)和開式剛性鏈條組成，其折棱鋼板鋪設在托板框 架上平面，其4件導輪安裝在托板框架下部兩側，其開式剛性鏈條安裝在托板 框架下部中間。
全文摘要
一種魔方置位機器人，用于在立體車庫中存取轎車、面包車等中小型車輛，由橫移機構、旋轉機構、升降機構、送取機構、載車托板和控制系統組成，涉及鋼結構、機械傳動和自動控制等技術領域。將其設置在立體車庫內，采用自動控制，能夠將載車托板如魔方式旋轉掉頭、三維置位，搬運、傳送進出立體車庫和存儲泊位。
文檔編號E04H6/18GK101532340SQ200810010608
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月12日 優先權日2008年3月12日
發明者原中林, 藍家瑞, 藍笳文, 馬紹斌 申請人:藍家瑞