自適應伸縮式U型移車系統的制作方法

本發明涉及的是一種機器人自動化領域的技術，具體是一種自適應伸縮式U型移車系統。

背景技術：

目前碼頭裝卸汽車一般采用人工的方式，由于作業環境惡劣，因此效率低下，工人身體健康也得不到保證。在各個停車場，由于人工停車靈活性低下，因此停車場使用率得不到提升。種種現狀引發了研究自主移車機器人的熱潮。

現有的智能泊車機器人系統對于停車場具有較高要求，駕駛員需要將車停放在經過改造的車位上，因此通用性不是很強；現有的移車機器人系統是通過四個子機器人分別去抬目標車的車輪，并且是擠壓式的抬升動作，因此對于絲杠強度、控制同步性具有極高要求，移車速度也十分緩慢；現有的一些系統雖然可以實現汽車的自主移動，但是它的結構非對稱，對于抬牙根部強度要求很高。

技術實現要素：

本發明針對現有技術無法適應不同底盤高度、不同寬度以及不同位姿輪胎的車輛，導致無法合適固定的缺陷，提出一種自適應伸縮式U型移車系統，由車頭和分置兩側的伸縮式側邊構成U型結構，伸縮式側邊長度和寬度可調，并在其上設置高度可調的抬牙裝置，抬牙裝置上設有高度、寬度和轉角可調的一對抬牙，如此可自適應目標汽車的底盤高度、車輪直徑和車輪姿態，從而以最大的靈活度實現對目標汽車的包絡，并通過U型結構底盤上的轉向輪實現任意路徑的移車，結構簡單，工作可靠。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明包括：車頭、兩個平行設置的伸縮式側邊、四個轉向輪和四對抬牙裝置，其中：兩個伸縮式側邊分別與車頭的兩側相連，與車頭構成U型結構，轉向輪設置于U型結構的底盤四角；四對抬牙裝置兩兩對稱分別設于兩個伸縮式側邊的內側。

所述的伸縮式側邊與車頭通過用于調節伸縮式側邊與車頭的距離的第一移動副連接。

所述的伸縮式側邊的中央設有用于改變伸縮式側邊的長度的第二移動副。

所述的伸縮式側邊在第二移動副兩側設有槽。

所述的抬牙裝置通過第三移動副設置于伸縮式側邊的槽內，可改變抬牙裝置的高度。

所述的抬牙裝置上設有用于抬升抬牙裝置的施力裝置。

所述的施力裝置的形式包括但不限于：曲柄搖桿式、滑塊搖桿式和剪刀式。

所述的抬牙裝置包括：一對抬牙、兩個連接塊和一個抬升塊，其中：一對抬牙通過對應的連接塊分別設置于抬升塊兩側。

所述的抬牙上設有旋轉副，可將抬牙旋入伸縮式側邊的內部。

所述的抬牙上設有用于改變抬牙相對于伸縮式側邊的高度的第四移動副。

所述的第三移動副與第四移動副獨立工作，使得抬牙相對于伸縮式側邊的高度的改變與抬牙裝置相對于伸縮式側邊的高度的改變是相互獨立。

所述的一對抬牙之間設有用于改變抬牙間距的第五移動副。

所述的車頭內設有供電、驅動和傳感裝置。

本發明涉及一種基于上述系統的移車方法，包括以下步驟：

①在初始狀態下，接近車頭的兩個抬牙處于完全旋出狀態，其他抬牙全部為收攏狀態，根據目標汽車的實際寬度通過第一移動副調整兩個伸縮式側邊的距離；然后驅動U型結構的底盤上的四個轉向輪使得所述系統靠近目標汽車，直至旋出的抬牙觸碰到目標汽車的車輪；

②兩個伸縮式側邊通過第二移動副根據目標汽車的實際長度調整各自的長度，直至目標汽車的兩個后輪分別處于對應的抬牙裝置的一對抬牙的旋轉副中心線之間；然后依次通過第五移動副和旋轉副調整收攏的抬牙的高度、并向外旋出90°；

③通過第四移動副使抬牙靠近并貼合目標汽車的車輪，四對抬牙裝置分別通過第三移動副改變自身的高度從而將整個目標汽車抬離地面，所述系統與目標汽車作為一個整體通過四個轉向輪實現任意路徑的移車操作。

技術效果

與現有技術相比，本發明設計合理，減少了零部件，利用較多的運動副來適應不同尺寸的車輛，結構對稱，利用相對整體性降低控制難度，提高系統穩定性。

附圖說明

圖1為本發明傳動關系簡圖；

圖2為本發明結構示意圖；

圖中：(a)為左視圖；(b)為右視圖；

圖3為抬牙裝置示意圖；

圖4為施力裝置示意圖；

圖中：(a)為曲柄搖桿式，(b)為滑塊搖桿式，(c)為剪刀式；

圖5為本發明工作示意圖；

圖中：A～F為各工作狀態；

圖6為本發明工作方向示意圖；

圖中：(a)為正置U型式，(b)為反置U型式；

圖中：1為車頭、2為伸縮式側邊、3為抬牙裝置、4為抬牙、5為轉向輪、6為供電、驅動和傳感裝置、7為施力裝置、8為槽、9為抬升塊、10為連接塊、11為目標汽車、12為車輪、13為車燈安裝位置、R₁和R₂為旋轉副、P₁～P₅為移動副。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實施例包括：車頭1、兩個平行設置的伸縮式側邊2、四個轉向輪5和四對抬牙裝置3，其中：兩個伸縮式側邊2分別與車頭1的兩側相連，與車頭1構成U型結構，轉向輪5轉動設置于U型結構的底盤四角；四對抬牙裝置3兩兩對稱分別設于兩個伸縮式側邊2的內側。

所述的伸縮式側邊2與車頭1通過第一移動副P1連接，可改變伸縮式側邊2與車頭1的距離。

所述的第一移動副P1可根據目標汽車11的實際寬度調整兩個伸縮式側邊2之間的寬度。

所述的伸縮式側邊2的中央設有第二移動副P2，可根據目標汽車11的實際長度改變伸縮式側邊2的長度。

所述的伸縮式側邊2在第二移動副P2兩側設有槽8。

所述的抬牙裝置3通過第三移動副P3設置于伸縮式側邊2對應的槽8內，可改變抬牙裝置3的高度，從而適應目標汽車11的底盤高度。

如圖4所示，所述的抬牙裝置3上設有施力裝置7，可抬升抬牙裝置3。

所述的施力裝置7的形式包括但不限于：曲柄搖桿式、滑塊搖桿式和剪刀式。

如圖3所示，所述的抬牙裝置3包括一對平行設置的抬牙4。

所述的抬牙4上設有旋轉副R₁，可將抬牙4旋入伸縮式側邊2的內部，為本實施例靠近目標汽車11留出空間。

所述的抬牙4上設有第五移動副P5，可改變抬牙4相對于伸縮式側邊2的高度，并與抬牙裝置3的高度的改變相互獨立。

所述的抬牙4上設有連接塊10，用于為抬牙提供旋轉、縱向移動和豎直移動的基座。

所述的抬牙4上方設有抬升塊9，用于為整個抬牙裝置提供豎直移動的基座。

所述的一對抬牙4之間設有第四移動副P4，可改變一對抬牙4之間的距離，從而適應目標汽車11的輪胎直徑。

所述的轉向輪5通過旋轉副R₂與U型結構的底盤連接，從而獲得萬向行駛能力。

所述的車頭1內設有供電、驅動和傳感裝置6。

如圖5所示，本實施例的工作方式具體包括以下步驟：

S1：如圖5中A所示，此時為初始狀態，兩個伸縮式側邊2之間的距離最小，伸縮式側邊2的長度最短；最接近車頭1的兩個抬牙4處于完全旋出狀態，其他抬牙4全部為收攏狀態。如B所示，根據目標汽車11的實際寬度通過第一移動副P1調整兩個伸縮式側邊2的距離。

S2：調整完畢之后，對準本實施例中心平面與目標汽車11的中心平面，驅動U型結構的底盤上的四個轉向輪5使得本實施例靠近目標汽車11，直至旋出的抬牙4觸碰到目標汽車11的車輪12，達到C狀態。

S3：兩個伸縮式側邊2根據目標汽車11的實際長度通過第二移動副P2調整各自的長度，直至目標汽車11的兩個后輪分別處于對應的抬牙裝置3的一對抬牙4的旋轉副中心線之間，達到D狀態。

S4：S1中收攏的抬牙4先后通過各自的第五移動副P5和旋轉副R₁分別調整高度、向外旋出90°，達到E狀態。

S5：S4中的抬牙4通過第四移動副P4靠近目標汽車11的車輪12，達到F狀態，此時所有抬牙4與目標汽車11的對應的車輪12貼合。

S6：四對抬牙裝置3分別通過第三移動副P3改變自身的高度從而將整個目標汽車11抬離地面，抬升動作結束后，本實施例最終通過四個轉向輪5實現任意路徑的移車操作。

如圖6所示，本實施例有兩種可選的前進方向，分別為正置U型式和反置U型式，并示出對應方向的車燈安裝位置13。

本實施例中上述的移動副和轉動副均可以采用但不限于任意可以實現相互間直線運動或旋轉運動的構件對實現。

上述具體實施可由本領域技術人員在不背離本發明原理和宗旨的前提下以不同的方式對其進行局部調整，本發明的保護范圍以權利要求書為準且不由上述具體實施所限，在其范圍內的各個實現方案均受本發明之約束。