一种车辆中心自动调整装置及其调整方法 【技术领域】
本发明涉及一种车辆中心自动调整装置及其调整方法。
背景技术
在车辆集中的地方，常利用机械车库来存放车辆。请参考图1，在车辆入库时，必须使车位中心10与车辆中心11基本重合，并且最好使车辆轮胎位于4个指定区域12内，车辆存取装置才能顺利移取车辆存入车位中，否则，车辆存取装置会触碰到车辆轮胎，产生警报。为了能够顺利存入车辆，驾乘人员往往需要反复调整车辆来达到车辆中心与车位中心基本重合，这样增加了驾乘人员的驾驶难度，消耗了时间，而且也存在车辆碰到库前立柱等不安全因素。为了克服这一缺陷，现有技术是在车道入口两侧对称于车位中心10各加一限位块13，该限位块靠近车位中心10的一侧为斜面倒角。当车辆从两限位块13中间通过时，就会较容易停到正确的位置，可是当车辆偏移后轮胎触碰到限位块时，轮胎此时会直接从限位块上越过进入车库，所以该限位块实际上只是起一个视觉导向作用，并不能起到调整车辆中心位置的作用，仍旧会造成车辆在库中左右偏移，车辆存取装置无法顺利移取车辆的情况出现。为此，有必要提供一种车辆中心自动调整装置来解决以上不足。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种车辆中心自动调整装置及其方法，主要用于车库或停车位入口部位，在车辆入库的过程中，车辆一边行驶一边在入库中心自动调整装置的导正干预下自动调整车辆中心使之与车位中心重合，入库后车辆就停在中心位置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种车辆中心自动调整装置，用于车库或停车位入口部位，其特点在于，该装置包括
地面辊柱组(21)，沿车道中线对称的设置，由多个轴线相互平行且平行地面的能绕其轴心线自由转动的辊柱(211)组成；及
与该地面辊柱组(21)配合用于导正车辆向车道中线侧移的导正机构。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，地面辊柱组(21)远离车道中线的辊柱(211)其轴线高度逐渐加高，形成一预定坡度。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，该导正机构包括
一回转盘，利用轴承固定在垂直地面的一轴上，并能绕该轴旋转；及
位于该回转盘上能自由旋转的多个环辊。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，所述的回转盘(221)的两侧各设置有一弹簧(229)，两弹簧(229)一端相连并且固定，另一端分别与回转盘(221)两侧相连。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，所述回转盘(221)为一扇形，其角度仅为或略大于导正环(22)跟车辆轮胎有效接触地最大角度。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，所述有效接触的最大角度为0～80度之间。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，在所述回转盘(221)的外面有一半圆形防护罩(230)，该防护罩(230)在导正环(22)与车辆轮胎的接触角度范围内缺失。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，所述回转盘(221)为一圆形，环辊(222)的分布范围为一整圆。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，所述环辊(222)由轴承支撑在一芯轴上，该芯轴两端分别固定在环辊支撑装置(225)上，该环辊支撑装置(225)通过螺栓(226)固定在该回转盘(221)边缘上并成环形布置。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，所述的导正机构是一长直辊(32)，该长直辊(32)轴线与地面辊柱组(21)轴线成一锐角。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，该锐角的角度范围在10～60度之间。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，该长直辊通过轴承支撑在一中心轴上，该中心轴两端固定在一预置于地面上的支撑装置上。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，该地面辊柱组(21)的辊柱(211)由轴承(212)支承在一中心轴(213)上并可绕该中心轴(213)自由转动，该中心轴(213)两端固定在一位于地面下的固定装置上。
上述的车辆中心自动调整装置，其特点在于，该导正机构位于地面辊柱组(21)靠近车库一边的外侧。
本发明还涉及一种应用上述的车辆中心自动调整装置进行车辆中心自动调整的方法，用于车库或停车位入口部位，其特点在于，该方法包括如下步骤：
形成由多个轴线相互平行的辊柱组成的地面辊柱组，该多个辊柱是绕其轴心线自由转动的；
形成与该地面辊柱组配合的用于导正车辆向车道中线侧移的导正机构；
在车辆的轮胎基本上对准该地面辊柱组的情形下，利用该地面辊柱组的摩擦反作用力，驱动车辆至停车库的车道中心；
在车辆的轮胎偏离该地面辊柱组的情形下，利用该导正机构的调整与该地面辊柱组的摩擦反作用力，驱动车辆至停车库的车道中心。
上述的方法，其特点在于，该形成地面辊柱组的步骤包括以使远离车道中线的辊柱轴线高度逐渐加高以形成一预定坡度的方式形成地面辊柱组。
上述的方法，其特点在于，所述的导正机构包括
一回转盘，利用轴承固定在垂直地面的一轴上，并能绕该轴旋转；及
位于该回转盘上能自由旋转的多个环辊。
上述的方法，其特点在于，利用该导正机构调整的步骤包括
利用该导正机构顶住轮胎的前缘，产生轮胎与该环辊之间的摩擦力；
利用该轮胎与该环辊之间的摩擦力，驱动该回转盘旋转；
利用该回转盘的旋转产生作用于轮胎的驱动力，该驱动力朝向该车库的中心线；
利用该朝向车道中心的驱动力，驱动车辆轮胎向侧面移动以对准车道中心。
上述的方法，其特点在于，所述回转盘为一扇形，其角度仅为或略大于导正机构跟车辆轮胎有效接触的最大角度。
上述的方法，其特点在于，所述有效接触的角度为0～80度。
上述的方法，其特点在于，所述的回转盘的两侧各设置有一弹簧，该两弹簧一端相连并且固定，另一端分别与回转盘两侧相连。
上述的方法，其特点在于，在所述回转盘的外面有一半圆形防护罩，该防护罩在导正机构与车辆轮胎的接触角度范围内缺失。
上述的方法，其特点在于，所述回转盘(221)为一圆形，环辊(222)的分布范围为一整圆。
上述的方法，其特点在于，所述的导正机构是一长直辊，该长直辊轴线与地面辊柱组辊柱的轴线之间的角度为一锐角。
上述的方法，其特点在于，利用该导正机构调整的步骤包括
利用该导正机构顶住轮胎的前缘，产生轮胎与该长直辊之间的摩擦力；
利用该轮胎与该长直辊之间的摩擦力，驱动该轮胎与该长直辊一起产生自转；
利用该轮胎克服和该长直辊之间摩擦力而产生的作用于轮胎的沿长直辊轴线方向的驱动力，该驱动力朝向该车库的中心线；
利用该朝向车道中心的驱动力，驱动车辆轮胎向侧面移动以对准车道中心。
上述的方法，其特点在于，该长直辊轴线与地面辊柱组的辊柱轴线所成角度为10～60度。
本发明的车辆中心自动调整装置和方法能自动地使入库后的车辆中心线与车库停车位中心线重合，无需司乘人员反复调整车辆中心位置，减轻了驾驶难度，节约了停车调整时间，安全可靠。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
图1是现有技术限位块及车库位置示意图；
图2是本发明车辆中心自动调整装置及车库的位置示意图；
图3是本发明车辆中心自动调整装置的主视示意图；
图4是本发明车辆中心自动调整装置的俯视示意图；
图5是本发明车辆中心自动调整装置的侧视示意图；
图6是图4中I位置放大图；
图7是本发明车辆中心自动调整装置另一实施例的示意图；
图8是本发明车辆中心自动调整装置第三个实施例的主视图；
图9是本发明车辆中心自动调整装置第三个实施例的俯视图；
图10是本发明的车辆中心自动调整方法的流程图。
【具体实施方式】
请参阅图2，本发明车辆入库中心调整装置位于车库入口处，由沿车道中心线20对称布置的地面辊柱组21及导正环22组成。导正环22位于地面辊柱组21的靠近车库一边的外侧，与该地面辊柱组配合，导正车辆向车道中线20侧移。参考图5，地面辊柱组21由若干个轴线相互平行的辊柱211组成，靠近车道中心线20的辊柱表面与地面平齐，远离车道中心的辊柱其轴线高度逐渐加高，形成一预定坡度。
请参阅图3～图6，辊柱211由轴承212支承在中心轴213上，可绕中心轴213自由转动，中心轴213两端固定在一位于地面100下的固定装置214上。导正环22主要由回转盘221及位于其上的若干环辊222组成。回转盘221由轴承223固定在垂直地面的轴224上，可绕轴224自由转动。在回转盘221边缘环状分布着若干个环辊支撑装置225，其通过螺栓226固定在回转盘221上。环辊222由轴承227支承在芯轴228上，芯轴228两端分别固定在环辊支撑装置225上并形成环形布置。环辊222具有公转和自转两种运动。环辊222在芯轴228上可以自由转动，当回转盘221转动时，环辊222也可以随其作公转运动。
参考图3及图4，导正环22与车辆轮胎的接触角度α范围在0到80度之间，当环辊与轮胎接触时，以保证导正环能给轮胎一个在水平面内垂直车道中线的分力。在回转盘221的两侧各设置有一弹簧229，两弹簧229一端相连并且固定，另一端分别与回转盘221两侧相连。在本实施例中，环辊222分布其上的回转盘221为一扇形，其角度仅为或略大于导正环22跟车辆轮胎有效接触的最大角度，当回转盘221与车辆轮胎接触并旋转调整车辆之后，由于弹簧229变形弹力的作用能够使回转盘221自动复位，使环辊222重新回到原来的位置继续下一次的车辆调整。在回转盘221的外面有一半圆形防护罩230，其固定在轴224上。防护罩230在导正环22与车辆轮胎的接触角度范围内缺失，以保证环辊与轮胎正常接触。
本发明的第二实施例请参考图7，与前一实施例不同之处是回转盘221为圆形，环辊222的分布范围为一整圆，回转盘221两侧没有弹簧，所以回转盘221能够自由旋转来达到调整车辆的目的。
本发明还有第三实施例，参考图8，本实施例不同之处在于导正机构是一长直辊机构，该长直辊机构由一长直辊32及其中心轴、轴承、支撑装置33等构成，该长直辊32由轴承支撑在中心轴上，中心轴两端固定在一支撑装置33上。该长直环辊32轴线与地面辊柱组21轴线成一锐角β，如图9中所示，其角度范围最好在10到60度之间。
下面将主要以对车辆的主动轮和被动轮的调整过程详细说明本发明的对车辆中心进行自动调整的方法。
如图10所示，该车辆中心自动调整过程包括：
步骤101，形成由多个轴线相互平行的辊柱组成的地面辊柱组，该多个辊柱是绕其轴心线自由转动的；
步骤102，形成与该地面辊柱组配合的用于导正车辆向车道中线侧移的导正机构；
步骤103，在车辆的轮胎基本上对准该地面辊柱组的情形下，利用该地面辊柱组的摩擦反作用力，驱动车辆至停车库的车道中心；
步骤104，在车辆的轮胎偏离该地面辊柱组的情形下，利用该导正机构的调整与该地面辊柱组的摩擦反作用力，驱动车辆至停车库的车道中心。
在本发明中，不同的导正机构，其调整方法有所不同。
(1)当该导正机构为导正环结构时，其调整的步骤包括：
(2)利用该导正机构顶住轮胎的前缘，产生轮胎与该环辊之间的摩擦力；
(3)利用该轮胎与该环辊之间的摩擦力，驱动该回转盘旋转；
(4)利用该回转盘的旋转产生作用于轮胎的驱动力，该驱动力朝向该车库的中心线；
(5)利用该朝向车道中心的驱动力，驱动车辆轮胎向侧面移动以对准车道中心。
当该导正机构为长直辊结构时，其调整的步骤包括：
(1)利用该导正机构顶住轮胎的前缘，产生轮胎与该长直辊之间的摩擦力；
(2)利用该轮胎与该长直辊之间的摩擦力，驱动该轮胎与该长直辊一起产生自转；
(3)利用该轮胎克服和该长直辊之间摩擦力而产生的作用于轮胎的沿长直辊轴线方向的驱动力，该驱动力朝向该车库的中心线；
(4)利用该朝向车道中心的驱动力，驱动车辆轮胎向侧面移动以对准车道中心。
具体地，在本发明的方法中，对车辆中心的自动调整主要包括对车辆主动轮和被动轮的调整过程：
a)对车辆主动轮的调整过程
车辆在前进中主动轮轮胎在驱动力作用下转动，由于车辆的自重对地面产生正压力，轮胎与地面产生摩擦力，地面给轮胎的反作用力使车辆前进。当车辆轮胎驶上地面辊柱组后，则靠地面辊柱施加给轮胎的摩擦反作用力(方向与辊柱轴线平行)驱使车辆前进。
如果车辆行驶偏离车道中心，则车辆轮胎即与辊轮(导正环上的环辊或长直辊机构中的长直辊)相遇。主动轮胎在驱动力作用下试图越过辊轮时，车辆的重力通过轮胎必然会逐渐施加在辊轮上，同时轮胎施加在地面辊柱上的正压力就会逐渐减小，由于地面辊柱上的正压力减小，轮胎就会逐渐减小前进的动力，随着承受的轮胎施加的压力和周向力的增大，辊轮就会和轮胎一起产生自转，因此轮胎不可能越过辊轮。
辊轮所受的压力增大，其在水平面内垂直车道中线方向的分力也会增大。由于地面辊柱可自由转动，对轮胎产生相对此分力的阻力非常小，辊轮施加在轮胎上的分力迫使轮胎在地面辊柱组上向车道中心作侧移运动，直到轮胎从导正机构中间通过，即达到了对车辆主动轮调整的目的。
b)对车辆被动轮的调整过程
被动轮无驱动力，被动轮驶上调整装置后，如果车辆偏离车道中心，则被动轮胎就与辊轮相遇。被动轮胎在车身的驱动下试图越过辊轮时，车辆的重力通过轮胎必然会逐渐施加在辊轮上，环辊与轮胎之间的正压力可以以三个方向上的分力表示出来：1)水平面内，垂直车道中线的力。2)水平面内，平行车道中线的力。3)垂直地面的力。其中辊轮作用在轮胎上垂直车道中线的力，迫使轮胎在地面辊柱组上作侧移运动。当该辊轮是所述导正环上的环辊时，由于受到轮胎施加的平行车道中线的力，就会和轮胎随导正环作公转运动，导正环又推动轮胎向车道中线运动，直到轮胎从两个导正环中间通过，即达到了对车辆被动轮调整的目的。当该辊轮是所述的长直辊时，长直辊作用在轮胎上垂直车道中线的力，迫使轮胎在地面辊柱组上作侧移运动，又由于长直环辊不能做公转运动，此时轮胎会克服和长直辊之间摩擦力的作用沿着长直辊轴线方向前进，从而也达到被调整的目的，该摩擦力的大小与长直辊轴线与地面辊柱组辊柱轴线所成角度的大小有关，角度越小，摩擦力就会越小。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。