一种多功能泊车机器人.pdf

本发明涉及一种多功能泊车机器人，包括机器人底座，机器人主体与机器人侧体连接形成容纳车体的U形腔，在机器人底座的底部设有驱动轮；在机器人主体上设有两个相互平行的升降机构，在两个升降机构上分别设有相互平行的车轮承载机构，车轮承载机构为可以横向和纵向承载车轮的多功能承载机构。由于车轮承载机构为可以横向和纵向承载车轮的多功能承载机构，可以横向或纵向的方式将车体的车轮放置在车轮承载机构上，然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，以达到横向或纵向泊车的目的，适用于不同停车场结构的泊车要求，非常方便。

1.  一种多功能泊车机器人，包括机器人底座，所述机器人底座包括两个 平行设置的机器人侧体，所述两机器人侧体通过机器人主体连接形成容纳车体 的U形腔，在所述机器人底座的底部、靠近四角的位置上设有使机器人底座移 动的驱动轮；其特征在于，在所述机器人主体上设有两个相互平行的升降机构， 在所述两个升降机构上分别设有相互平行的呈Z字形的车轮承载机构，所述两 车轮承载机构之间设有横向伸缩机构，所述两个车轮承载机构的大部分位于所 述U形腔的内部，并靠近所述机器人主体的侧面，所述车轮承载机构为可以横 向和纵向承载车轮的多功能承载机构。

2.  根据权利要求1所述的多功能泊车机器人，其特征在于，所述每个多 功能承载机构包括与所述机器人侧体平行的车轮承载端，所述每个车轮承载端 设置为与所述车轮承载端的长度延伸方向一致的U形横向车轮支撑部件，所述 每个U形横向车轮支撑部件与所述机器人侧体相对的侧面或所述两个U形横向 车轮支撑部件之间相对的侧面上分别设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和 第二U形车轮支撑部件，所述第一U形车轮支撑部件的中心之间的连线与所述 第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行。

3.  根据权利要求1所述的多功能泊车机器人，其特征在于，所述每个多 功能承载机构包括与所述机器人侧体平行的车轮承载端，所述每个车轮承载端 分别设有两个相互平行的车轮支撑梁，所述两个支撑梁之间设有驱动两个车轮 支撑梁相对运动的支撑梁驱动装置，所述两个支撑梁构成U形横向车轮支撑部 件；所述每个车轮承载端的两个支撑梁之间分别设有与其垂直的第一U形车轮 支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述第一U形车轮支撑部件的中心之间的 连线与所述第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行。

4.  根据权利要求2或3所述的多功能泊车机器人，其特征在于，所述第二 U形车轮支撑部件与所述车轮承载端设有承载端伸缩机构。

5.  根据权利要求4所述的多功能泊车机器人，其特征在于，所述承载端伸 缩机构包括设置在所述车轮承载端上的直线滚柱导轨，所述直线滚柱导轨上设 有承载端滑块，所述第二U形车轮支撑部件安装在所述承载端滑块上，所述承 载端滑块的中心位置旋合有螺杆，所述螺杆与所述直线滚柱导轨平行；还包括 承载端伺服电机，所述承载端伺服电机的转动轴与所述螺杆连接。

6.  根据权利要求5所述的多功能泊车机器人，其特征在于，所述承载端滑 块为两个，相互平行地设置在所述直线滚柱导轨上。

7.  根据权利要求5或6所述的纵向泊车机器人，其特征在于，所述两个升 降机构的顶端通过支撑座连接，所述横向伸缩机构包括设置在所述支撑座上的 导轨，所述导轨上设有两个滑块，所述两个滑块分别通过车轮承载座与所述车 轮承载机构相连，所述两个滑块通过驱动机构在所述导轨上滑动。

8.  根据权利要求5或6所述的纵向泊车机器人，其特征在于，所述机器人 主体为分体结构，包括第一机器人主体和第二机器人主体，所述两升降机构分 别设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体上；所述横向伸缩机构设 置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体之间。

9.  根据权利要求7所述的纵向泊车机器人，其特征在于，所述驱动机构为 齿轮齿条驱动机构，包括所述两个滑块上分别设置为齿条结构，所述两个齿条 结构上分别啮合有齿轮，所述两个齿轮分别通过伺服电机驱动。

10.  根据权利要求7所述的纵向泊车机器人，其特征在于，所述驱动机构 为双活塞式双出杆液压缸，所述液压缸的两个活塞杆分别与所述两个车轮承载 座连接。

一种多功能泊车机器人
【技术领域】
本发明涉及一种自动机器人，特别是一种多功能泊车机器人。
【背景技术】
现有大中城市的汽车保有量越来越多，泊车是一个非常大的难题，特别是 中心城区停车场有限，给行车人员泊车造成非常大的困难，为了有效利用有限 的停车场，需要使用自动泊车的机器人实现自动泊车，由于不同的停车场结构， 需要设置不同的泊车类型来提高停车场的泊车容量。
【发明内容】
本发明提供一种多功能泊车机器人，以适用于不同停车场结构的泊车要求， 能够同时具有横向和纵向泊车功能。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多功能泊车机器人，包括机器人 底座，所述机器人底座包括两个平行设置的机器人侧体，所述两机器人侧体通 过机器人主体连接形成容纳车体的U形腔，在所述机器人底座的底部、靠近四 角的位置上设有使机器人底座移动的驱动轮；在所述机器人主体上设有两个相 互平行的升降机构，在所述两个述升降机构上分别设有相互平行的呈Z字形的 车轮承载机构，所述两车轮承载机构之间设有横向伸缩机构，所述两个车轮承 载机构的大部分位于所述U形腔的内部，并靠近所述机器人主体的侧面，所述 车轮承载机构为可以横向和纵向承载车轮的多功能承载机构。
本发明的有益效果是：由于车轮承载机构为可以横向和纵向承载车轮的多 功能承载机构，可以横向或纵向的方式将车体的车轮放置在车轮承载机构上， 然后通过升降机构向上提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载 机构一起向上提升，并离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定 的泊车位，以达到横向或纵向泊车的目的，具有多种用途，适用于不同停车场 结构的泊车要求，非常方便。
进一步，所述每个多功能承载机构包括与所述机器人侧体平行的车轮承载 端，所述每个车轮承载端设置为与所述车轮承载端的长度延伸方向一致的U形 横向车轮支撑部件，所述每个U形横向车轮支撑部件与所述机器人侧体相对的 侧面或所述两个U形横向车轮支撑部件之间相对的侧面上分别设有与其垂直的 第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述第一U形车轮支撑部件 的中心之间的连线与所述第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线平行。
采用上述进一步方案的有益效果是：多功能承载机构上的车轮承载端的U 形横向车轮支撑部件用于承载横向泊车需求的车体；U形横向车轮支撑部件与 机器人侧体相对的侧面有与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支 撑部件，或两个U形横向车轮支撑部件之间相对的侧面上分别设有与其垂直的 第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件；这两种纵向泊车的车轮支撑 部件的设置，直接利用U形横向车轮支撑部件来承载纵向泊车的车体，操作十 分方便，泊车效率较高。
进一步，所述每个多功能承载机构包括与所述机器人侧体平行的车轮承载 端，所述每个车轮承载端分别设有两个相互平行的车轮支撑梁，所述两个支撑 梁之间设有驱动两个车轮支撑梁相对运动的支撑梁驱动装置，所述两个支撑梁 构成U形横向车轮支撑部件；所述每个车轮承载端的两个支撑梁之间分别设有 与其垂直的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，所述第一U形车 轮支撑部件的中心之间的连线与所述第二U形车轮支撑部件的中心之间的连线 平行。
采用上述进一步方案的有益效果是：当每个车轮承载端的两个车轮支撑梁 靠近时，车轮承载端用于承载横向泊车需求的车体；当每个车轮承载端的支撑 梁驱动装置使两个车轮支撑梁分开，第一、二U形车轮支撑部件用于来承载纵 向泊车的车体，整个多功能承载机构的结构比较紧凑。
进一步，所述第二U形车轮支撑部件与所述车轮承载端设有承载端伸缩机 构。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过承载端伸缩机构改变第二U形车 轮支撑部件与第一U形车轮支撑部件之间的距离，以适应不同车轮轴距的车辆 的纵向泊车要求。
进一步，所述承载端伸缩机构包括设置在所述车轮承载端上的直线滚柱导 轨，所述直线滚柱导轨上设有承载端滑块，所述第二U形车轮支撑部件安装在 所述承载端滑块上，所述承载端滑块的中心位置旋合有螺杆，所述螺杆与所述 直线滚柱导轨平行；还包括承载端伺服电机，所述承载端伺服电机的转动轴与 所述螺杆连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：直线滚柱导轨的运动介质以线面滚动 接触，提高了导轨的承载能力和刚度。
进一步，所述承载端滑块为两个，相互平行地设置在所述直线滚柱导轨上。
采用上述进一步方案的有益效果是：两个承载端滑块增大了直线滚柱导轨 及承载端滑块的承重力矩。
进一步，所述两个升降机构的顶端通过支撑座连接，所述横向伸缩机构包 括设置在所述支撑座上的导轨，所述导轨上设有两个滑块，所述两个滑块分别 通过车轮承载座与所述车轮承载机构相连，所述两个滑块通过驱动机构在所述 导轨上滑动。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过滑块和导轨的横向伸缩机构，实 现两车轮承载机构之间的距离改变。
进一步，所述机器人主体为分体结构，包括第一机器人主体和第二机器人 主体，所述两升降机构分别设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体 上；所述横向伸缩机构设置在所述第一机器人主体和所述第二机器人主体之间。
采用上述进一步方案的有益效果是：由于机器人主体为分体结构，并且， 两分体结构之间这有横向伸缩机构，通过横向伸缩机构来改变机器人主体的两 分体部分之间的距离，从而实现，调整两车轮承载机构之间的距离。
进一步，所述驱动机构为齿轮齿条驱动机构，包括所述两个滑块上分别设 置为齿条结构，所述两个齿条结构上分别啮合有齿轮，所述两个齿轮分别通过 伺服电机驱动。
采用上述进一步方案的有益效果是：齿轮齿条传动方式，承载力较大，精 度较高，便于车辆的泊放；伺服电机转动平滑，力矩稳定，便于驱动控制。
进一步，所述驱动机构为双活塞式双出杆液压缸，所述液压缸的两个活塞 杆分别与所述两个车轮承载座连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：双活塞式双出杆液压缸驱动结构具有 较高的驱动位置精度和承载能力。
【附图说明】
图1是多功能泊车机器人实施方式一的立体结构图，
图2是实施方式一的俯视图，
图3是实施方式一的第二U形车轮支撑部件伸出时的俯视图，
图4是多功能泊车机器人实施方式二的俯视图，
图5是多功能泊车机器人实施方式三的俯视图，
图6是多功能泊车机器人实施方式四的立体结构图，
图7是承载端伸缩机构的局部结构剖视图，
图8是第二U形车轮支撑部件伸出时的局部结构剖视图，
图9是承载端伸缩机构中的直线滚柱导轨处横向剖视图，
图10是齿轮齿条驱动机构的侧面剖视图，
图11是齿轮齿条驱动机构的俯视剖视图，
图12是双活塞式双出杆液压缸驱动机构的侧面剖视图，
图13是双活塞式双出杆液压缸的局部结构剖视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、驱动轮，2、机器人底座，21、机器人侧体，22、机器人主体，3、升降 机构，4、支撑座，5、横向伸缩机构，51、导轨，52、齿条结构，53、齿轮， 54、车轮承载座，55、外壳，56、空腔，57、伺服电机，58、液压缸筒，59、 活塞杆，581、缸体，582、进出油口，591、活塞，592、缸盖，6、车轮承载 机构，61、车轮承载端、62、第一U形车轮支撑部件，63、第二U形车轮支撑 部件，64、U形横向车轮支撑部件，71、直线滚柱导轨，72、承载端滑块，73、 螺杆，74、承载端伺服电机，75、滚柱
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
多功能泊车机器人实施方式一的立体结构图参见图1-图3，包括机器人底 座2，机器人底座2包括两个平行设置的机器人侧体21，两机器人侧体21通过 机器人主体22连接形成容纳车体的U形腔，在机器人底座2的底部、靠近四角 的位置上设有使机器人底座2移动的驱动轮1，所述驱动轮1为六个，在每个 机器人侧体21底、部远离机器人主体22端分别设有两个驱动轮1；在机器人 主体上22设有两个相互平行的升降机构3，两个升降机构3的上端通过支撑座 4连接在一起，两个呈Z字形的车轮承载机构6设置在支承座4上、并且相互 平行，在支撑座4和车轮承载机构6之间设有横向伸缩机构5；两个车轮承载 机构6的大部分位于U形腔的内部，并靠近机器人主体2的侧面，车轮承载机 构6为可以横向和纵向承载车轮的多功能承载机构。
每个多功能承载机构6包括与机器人侧体21平行的车轮承载端61，每个 车轮承载端61设置为与车轮承载端61的长度延伸方向一致的U形横向车轮支 撑部件64，每个U形横向车轮支撑部件64与机器人侧体21相对的侧面上分别 设有与其垂直的第一U形车轮支撑部件62和第二U形车轮支撑部件63，第一 U形车轮支撑部件62的中心之间的连线与第二U形车轮支撑部件63的中心之 间的连线平行；第二U形车轮支撑部件63与所述车轮承载端61之间设有承载 端伸缩机构。
由于车轮承载机构为可以横向和纵向承载车轮的多功能承载机构，可以横 向或纵向的方式将车体的车轮放置在车轮承载机构上，然后通过升降机构向上 提升车轮承载机构，这样车轮及车体就会随着车轮承载机构一起向上提升，并 离开地面，泊车机器人然后通过驱动轮将车辆运至指定的泊车位，以达到横向 或纵向泊车的目的，具有多种用途，适用于不同停车场结构的泊车要求，非常 方便；多功能承载机构上的车轮承载端的U形横向车轮支撑部件用于承载横向 泊车需求的车体；U形横向车轮支撑部件与机器人侧体相对的侧面有与其垂直 的第一U形车轮支撑部件和第二U形车轮支撑部件，这两种纵向泊车的车轮支 撑部件的设置，直接利用U形横向车轮支撑部件来承载纵向泊车的车体，操作 十分方便，泊车效率较高。
图3是实施方式一的第二U形车轮支撑部件伸出时的俯视图，通过承载端 伸缩机构改变第二U形车轮支撑部件与第一U形车轮支撑部件之间的距离，以 适应不同车轮轴距的车辆的纵向泊车要求。
本发明的多功能泊车机器人实施方式二的俯视图参见图4，本实施例与实施 例一相比较，其不同点在于，第一U形车轮支撑部件62和第二U形车轮支撑 部件63设置在两个U形横向车轮支撑部件64之间相对的侧面上。在纵向泊车 时，先将车轮承载端伸入车体的底部中间位置，使车轮承载端上的U形车轮支 撑部件与车轮对准，然后启动横向伸缩机构，确保车轮放置在U形车轮支撑部 件上，通过升降机构的提升并转运，以达到自动泊车的目的。
本发明的多功能泊车机器人实施方式三的俯视图参见图5，本实施例与实施 例一相比较，其不同点在于，每个多功能承载机构6包括与机器人侧体21平行 的车轮承载端61，每个车轮承载端61分别设有两个相互平行的车轮支撑梁， 两个支撑梁之间设有驱动两个车轮支撑梁相对运动的支撑梁驱动装置，两个支 撑梁构成U形横向车轮支撑部件64；每个车轮承载端的两个支撑梁之间分别设 有与其垂直的第一U形车轮支撑部件62和第二U形车轮支撑部件63，第一U 形车轮支撑部件62的中心之间的连线与第二U形车轮支撑部件63的中心之间 的连线平行。
当每个车轮承载端的两个车轮支撑梁靠近时，车轮承载端用于承载横向泊 车需求的车体；当每个车轮承载端的支撑梁驱动装置使两个车轮支撑梁分开， 第一、二U形车轮支撑部件用于来承载纵向泊车的车体，整个多功能承载机构 的结构比较紧凑。
本发明的多功能泊车机器人实施方式四的立体结构图参见图6，机器人主体 22为分体结构，包括第一机器人主体221和第二机器人主体222，两升降机构 3分别设置在所述第一机器人主体221和所述第二机器人主体222上；横向伸 缩机构5设置在所述第一机器人主体221和所述第二机器人主体222之间。
通过横向伸缩机构来改变机器人主体上第一机器人主体和第二机器人主体 之间的距离，从而实现调整两升降机构上的车轮承载端之间的距离，以达到停 泊不同轮距汽车的目的。
承载端伸缩机构的局部结构参见图7-图9，承载端伸缩机构包括设置在车 轮承载端61上的直线滚柱导轨71，直线滚柱导轨71上套设有两个相互平行的 承载端滑块72，直线滚柱导轨71和承载端滑块72通过滚柱75相互滑动，第 二U形车轮支撑部件63安装在承载端滑块72上，承载端滑块72的中心位置 旋合有螺杆73，螺杆73与直线滚柱导轨71平行；还包括承载端伺服电机74， 承载端伺服电机74的转动轴与螺杆73连接。
直线滚柱导轨的运动介质以线面滚动接触，提高了导轨的承载能力和刚度； 两个承载端滑块增大了直线滚柱导轨及承载端滑块的承重力矩。
纵向泊车机器人的升降机构提升后的立体结构图参见图7，通过升降机构可 以提升车轮承载机构的离地高度，方便泊车机器人移动，以达到顺利泊车的目 的。
横向伸缩机构的齿轮齿条驱动机构参见图10-图11，包括设置在支撑座4 上的导轨51，导轨51上设有两个滑块，两个滑块为齿条结构52，两个齿条结 构52上分别啮合有齿轮53，两个齿轮53分别通过伺服电机57驱动，两个齿 条结构52分别通过车轮承载座54与车轮承载机构6相连；整个齿轮驱动机构 由外壳55包覆，在外壳55的顶部设有容纳车轮承载座54移动的空腔56。
当需要调整车轮承载机构之间的距离时，启动伺服电机，伺服电机带动齿 轮转动，齿轮带动与之啮合的齿条结构沿着导轨水平移动，从而带动与车轮承 载座相连的车轮承载机构的移动，来达到调节两车轮承载机构之间的距离，以 适应不同车体宽度的车辆泊车。
横向伸缩机构的双活塞式双出杆液压缸驱动机构参见图12-图13，包括设 置在支撑座4上的导轨51，导轨51上设有两个滑块，两个滑块分别与车轮承 载座54连接，双活塞式双出杆液压缸包括液压缸筒58和两端的活塞杆59，两 个活塞杆59分别与两个车轮承载座54连接，车轮承载座54与车轮承载机构6 相连；整个双活塞式双出杆液压缸驱动机构由外壳55包覆，在外壳55的顶部 设有容纳车轮承载座54移动的空腔56；两个活塞杆59分别通过活塞591设置 在缸体581里，活塞杆59通过缸盖592穿出缸筒58，在缸筒58上设有与缸 体581连通的进出油孔582。
双活塞式双出杆液压缸驱动机构工作时，通过在进出油孔输入或输出液压 油，来推动活塞杆运动，从而带动与车轮承载座相连的车轮承载机构的移动， 来达到调节两车轮承载机构之间的距离，以适应不同车体宽度的车辆泊车。
以上对本发明所提供的多功能泊车机器人进行了详细介绍，本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明 的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书 内容不应理解为对本发明的限制。