自適應固定式U型移車系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及的是一種機器人自動化領域的技術，具體是一種自適應固定式U型移車系統(tǒng)。

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(yè)環(huán)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(xiàn)狀引發(fā)了研究自主移車機器人的熱潮。

現(xiàn)有的智能泊車機器人系統(tǒng)對于停車場具有較高要求，駕駛員需要將車停放在經(jīng)過改造的車位上，因此通用性不是很強；現(xiàn)有的移車機器人系統(tǒng)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；也有一些系統(tǒng)雖然可以實現(xiàn)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(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)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，提出一種自適應固定式U型移車系統(tǒng)，車頭兩側固定連接兩個側邊，側邊上設有自適應抬牙裝置，自適應抬牙裝置可根據(jù)目標汽車的底盤高度和車輪直徑調整自身高度、抬牙高度、抬牙長度、抬牙間距，抬牙轉角也可以改變從而可以對準并沒有被駕駛員回正的目標車的車輪，并且U型結構的底盤上轉動設有轉向輪，可實現(xiàn)任意路徑的移車操作，易于控制，移車效率高。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：車頭、四個轉向輪、兩個側邊和四對自適應抬牙裝置，其中：兩個側邊平行設置，并與車頭固定連接構成U型結構；轉向輪分別轉動設置于U型結構底盤的四角，四對自適應抬牙裝置兩兩對稱設置于兩個側邊的內側。

所述的自適應抬牙裝置與側邊之間設有移動副，使自適應抬牙裝置可沿與U型結構垂直的方向上下移動。

所述的自適應抬牙裝置包括：一對由抬壓根部和抬壓伸縮部組成的抬牙、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。

所述的抬升塊與連接塊之間構成縱向與豎直的移動副，可改變抬壓的縱向與豎直位置。

所述的抬牙包括：相連的抬牙根部和抬牙伸縮部。

所述的抬牙根部與相應的連接塊之間構成豎直方向的轉動副，使抬牙可水平旋轉。

所述的抬牙裝置與側邊之間構成豎直的移動副，使得整個抬牙裝置可以改變豎直位置。抬牙裝置底平面位于施力機構的末端平臺上。

所述的施力機構包括但不限于：曲柄搖桿式、滑塊搖桿式和剪刀式。

所述的車頭內設有供電、驅動和傳感裝置。

本發(fā)明涉及一種基于上述系統(tǒng)的移車方法，包括以下步驟：

①在初始狀態(tài)，通過驅動轉向輪逐漸接近目標汽車且近車頭一側的抬牙處于旋出狀態(tài)、抬牙伸縮部完全張開、抬牙長度處于最長；其他抬牙收攏在側邊的內部；

②當旋出的抬牙接觸到目標汽車的車輪時，收攏的抬牙先各自通過相應的自適應抬牙裝置上的移動副調整高度，然后通過轉動副各自向外旋轉90°；各個抬牙根據(jù)目標汽車的實際寬度通過抬牙伸縮部伸長至與最初旋出的抬牙的長度一致；最后各個抬牙分別通過對應的移動副靠近目標汽車的車輪并貼合；

③四個自適應抬牙裝置分別通過施力機構以及移動副改變自身高度從而將整個目標車抬離地面，所述系統(tǒng)與目標汽車作為一個整體通過四個轉向輪和底盤的轉動副實現(xiàn)萬向行駛。

技術效果

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用較多的運動副以適應不同尺寸的車輛，利用機構的相對整體性來降低控制難度：自適應抬牙裝置根據(jù)目標汽車的底盤高度、車輪直徑和車輪姿態(tài)調整自身高度、抬牙高度、抬牙長度、抬牙間距與抬牙轉角，再通過施力機構改變自身高度將目標汽車抬離地面；并且本發(fā)明對稱的形狀也使得各個構件受力更加均衡：側邊與車頭固定連接從而提高了側邊的剛度，底盤上的轉向輪使得移車路徑更加多樣化，在移車領域具有較高的通用性與可行性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明傳動關系簡圖；

圖2為本發(fā)明結構示意圖

圖中：(a)為左視圖；(b)為右視圖；

圖3為自適應抬牙裝置示意圖；

圖4為施力機構示意圖；

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(fā)明工作示意圖；

圖中：A～E為各工作狀態(tài)；

圖6為本發(fā)明工作前進方向示意圖；

圖中：(a)為正置U型式，(b)反置U型式；

圖中：1為車頭、2為側邊、3為供電、驅動和傳感裝置、4為轉向輪、5為自適應抬牙裝置、6為抬牙、7為抬牙根部、8為抬牙伸縮部、9為連接塊、10為抬升塊、11為目標汽車、12為車輪、13為車燈安裝位置、P₁～P₃為移動副、R₁～R₃為轉動副。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實施例包括：車頭1、四個轉向輪4、兩個側邊2和四對自適應抬牙裝置5，其中：兩個側邊2平行設置，并與車頭1固定連接構成U型結構；轉向輪4分別設置于U型結構底盤的四角，四對自適應抬牙裝置5兩兩對稱設置于兩個側邊2的內側。

所述的轉向輪4與底盤通過轉動副R₁和R₂相連。轉動副R₁的作用是使轉向輪4可以繞著垂直于地面的方向進行自由旋轉，具體是以滾動軸承的方式實現(xiàn)。轉動副R₂的作用是驅動整個系統(tǒng)前進，同樣是以滾動軸承的方式實現(xiàn)。

所述的自適應抬牙裝置5與側邊2之間設有移動副P₂，使自適應抬牙裝置5可沿與U型結構垂直的方向上下移動。

所述的移動副P₂可改變自適應抬牙裝置5的高度從而適應目標汽車11的底盤高度。

如圖3所示，所述的自適應抬牙裝置5包括：一對平行設置的抬牙6、兩個連接塊9和一個抬升塊10，其中：一對抬牙6通過對應的連接塊9分別設置于抬升塊10兩側。

所述的連接塊9上設有移動副P₁和P₃，可改變對應的抬牙6與抬升塊10的水平距離，以及抬牙6的高度，從而適應目標汽車11的輪胎直徑。

所述的抬牙6包括：相連的抬牙根部7和抬牙伸縮部8，因此抬牙6本身長度可根據(jù)目標汽車11的實際寬度進行調整。

所述的抬牙根部7上設有轉動副R₃，使抬牙6可水平旋轉，收入側邊2內部，從而為本實施例靠近目標汽車11留出空間。

所述的抬升塊10上設有施力機構。

如圖4所示，所述的施力機構包括但不限于：曲柄搖桿式、滑塊搖桿式和剪刀式。

所述的車頭1內設有供電、驅動和傳感裝置3。

所述的供電、驅動和傳感裝置3為本實施例進行供電、驅動并檢測抬牙與目標汽車11的車輪12的接觸情況。

如圖5所示，A為本實施例初始狀態(tài)，通過驅動轉向輪4正在逐漸接近目標汽車11；由于近車頭1一側的抬牙6不會影響本實施例靠近目標汽車11，因此兩個側邊2上的近車頭1一側的抬牙6處于旋出狀態(tài)，與側邊2成90°角，并且抬牙伸縮部8完全張開，抬牙6長度處于最長；其他抬牙6收攏在側邊2的內部。

當旋出的抬牙6接觸到目標汽車11的車輪12時，到達B狀態(tài)；接著收攏的抬牙6先各自通過相應的自適應抬牙裝置5上的移動副P3調整抬牙6的高度，然后通過轉動副各自向外旋轉90°，達到C狀態(tài)；各個抬牙6根據(jù)目標汽車11的實際寬度通過抬牙伸縮部8伸長至與最初旋出的抬牙6的長度一致，達到D狀態(tài)；然后各個抬牙6分別通過對應的移動副靠近目標汽車11的車輪12并貼合，到達E狀態(tài)。

此時所有抬牙6都與目標汽車11對應的的車輪12貼合，四個自適應抬牙裝置5分別通過施力機構以及移動副改變自身高度從而將整個目標車抬離地面；抬升動作結束時，本實施例與目標汽車11可作為一個整體通過四個轉向輪4和底盤的轉動副實現(xiàn)萬向行駛。

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

所述的供電、驅動和傳感裝置3通過驅動底盤的四個轉向輪4使得本實施例靠近并包絡目標汽車11。

如圖6所示，根據(jù)行駛正方向，本實施例的工作方式分為正置U型式和后置U型式，并示對應的車燈安裝位置13。

上述具體實施可由本領域技術人員在不背離本發(fā)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(fā)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(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。