本發(fā)明涉及的是一種機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種自適應(yīng)伸縮式U型移車(chē)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前碼頭裝卸汽車(chē)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(gè)停車(chē)場(chǎng)，由于人工停車(chē)靈活性低下，因此停車(chē)場(chǎng)使用率得不到提升。種種現(xiàn)狀引發(fā)了研究自主移車(chē)機(jī)器人的熱潮。

現(xiàn)有的智能泊車(chē)機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)于停車(chē)場(chǎng)具有較高要求，駕駛員需要將車(chē)停放在經(jīng)過(guò)改造的車(chē)位上，因此通用性不是很強(qiáng)；現(xiàn)有的移車(chē)機(jī)器人系統(tǒng)是通過(guò)四個(gè)子機(jī)器人分別去抬目標(biāo)車(chē)的車(chē)輪，并且是擠壓式的抬升動(dòng)作，因此對(duì)于絲杠強(qiáng)度、控制同步性具有極高要求，移車(chē)速度也十分緩慢；現(xiàn)有的一些系統(tǒng)雖然可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的自主移動(dòng)，但是它的結(jié)構(gòu)非對(duì)稱(chēng)，對(duì)于抬牙根部強(qiáng)度要求很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法適應(yīng)不同底盤(pán)高度、不同寬度以及不同位姿輪胎的車(chē)輛，導(dǎo)致無(wú)法合適固定的缺陷，提出一種自適應(yīng)伸縮式U型移車(chē)系統(tǒng)，由車(chē)頭和分置兩側(cè)的伸縮式側(cè)邊構(gòu)成U型結(jié)構(gòu)，伸縮式側(cè)邊長(zhǎng)度和寬度可調(diào)，并在其上設(shè)置高度可調(diào)的抬牙裝置，抬牙裝置上設(shè)有高度、寬度和轉(zhuǎn)角可調(diào)的一對(duì)抬牙，如此可自適應(yīng)目標(biāo)汽車(chē)的底盤(pán)高度、車(chē)輪直徑和車(chē)輪姿態(tài)，從而以最大的靈活度實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)汽車(chē)的包絡(luò)，并通過(guò)U型結(jié)構(gòu)底盤(pán)上的轉(zhuǎn)向輪實(shí)現(xiàn)任意路徑的移車(chē)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：車(chē)頭、兩個(gè)平行設(shè)置的伸縮式側(cè)邊、四個(gè)轉(zhuǎn)向輪和四對(duì)抬牙裝置，其中：兩個(gè)伸縮式側(cè)邊分別與車(chē)頭的兩側(cè)相連，與車(chē)頭構(gòu)成U型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向輪設(shè)置于U型結(jié)構(gòu)的底盤(pán)四角；四對(duì)抬牙裝置兩兩對(duì)稱(chēng)分別設(shè)于兩個(gè)伸縮式側(cè)邊的內(nèi)側(cè)。

所述的伸縮式側(cè)邊與車(chē)頭通過(guò)用于調(diào)節(jié)伸縮式側(cè)邊與車(chē)頭的距離的第一移動(dòng)副連接。

所述的伸縮式側(cè)邊的中央設(shè)有用于改變伸縮式側(cè)邊的長(zhǎng)度的第二移動(dòng)副。

所述的伸縮式側(cè)邊在第二移動(dòng)副兩側(cè)設(shè)有槽。

所述的抬牙裝置通過(guò)第三移動(dòng)副設(shè)置于伸縮式側(cè)邊的槽內(nèi)，可改變抬牙裝置的高度。

所述的抬牙裝置上設(shè)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(duì)抬牙、兩個(gè)連接塊和一個(gè)抬升塊，其中：一對(duì)抬牙通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接塊分別設(shè)置于抬升塊兩側(cè)。

所述的抬牙上設(shè)有旋轉(zhuǎn)副，可將抬牙旋入伸縮式側(cè)邊的內(nèi)部。

所述的抬牙上設(shè)有用于改變抬牙相對(duì)于伸縮式側(cè)邊的高度的第四移動(dòng)副。

所述的第三移動(dòng)副與第四移動(dòng)副獨(dú)立工作，使得抬牙相對(duì)于伸縮式側(cè)邊的高度的改變與抬牙裝置相對(duì)于伸縮式側(cè)邊的高度的改變是相互獨(dú)立。

所述的一對(duì)抬牙之間設(shè)有用于改變抬牙間距的第五移動(dòng)副。

所述的車(chē)頭內(nèi)設(shè)有供電、驅(qū)動(dòng)和傳感裝置。

本發(fā)明涉及一種基于上述系統(tǒng)的移車(chē)方法，包括以下步驟：

①在初始狀態(tài)下，接近車(chē)頭的兩個(gè)抬牙處于完全旋出狀態(tài)，其他抬牙全部為收攏狀態(tài)，根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)的實(shí)際寬度通過(guò)第一移動(dòng)副調(diào)整兩個(gè)伸縮式側(cè)邊的距離；然后驅(qū)動(dòng)U型結(jié)構(gòu)的底盤(pán)上的四個(gè)轉(zhuǎn)向輪使得所述系統(tǒng)靠近目標(biāo)汽車(chē)，直至旋出的抬牙觸碰到目標(biāo)汽車(chē)的車(chē)輪；

②兩個(gè)伸縮式側(cè)邊通過(guò)第二移動(dòng)副根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)的實(shí)際長(zhǎng)度調(diào)整各自的長(zhǎng)度，直至目標(biāo)汽車(chē)的兩個(gè)后輪分別處于對(duì)應(yīng)的抬牙裝置的一對(duì)抬牙的旋轉(zhuǎn)副中心線(xiàn)之間；然后依次通過(guò)第五移動(dòng)副和旋轉(zhuǎn)副調(diào)整收攏的抬牙的高度、并向外旋出90°；

③通過(guò)第四移動(dòng)副使抬牙靠近并貼合目標(biāo)汽車(chē)的車(chē)輪，四對(duì)抬牙裝置分別通過(guò)第三移動(dòng)副改變自身的高度從而將整個(gè)目標(biāo)汽車(chē)抬離地面，所述系統(tǒng)與目標(biāo)汽車(chē)作為一個(gè)整體通過(guò)四個(gè)轉(zhuǎn)向輪實(shí)現(xiàn)任意路徑的移車(chē)操作。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，減少了零部件，利用較多的運(yùn)動(dòng)副來(lái)適應(yīng)不同尺寸的車(chē)輛，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，利用相對(duì)整體性降低控制難度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明傳動(dòng)關(guān)系簡(jiǎn)圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)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(fā)明工作示意圖；

圖中：A～F為各工作狀態(tài)；

圖6為本發(fā)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(chē)頭、2為伸縮式側(cè)邊、3為抬牙裝置、4為抬牙、5為轉(zhuǎn)向輪、6為供電、驅(qū)動(dòng)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(biāo)汽車(chē)、12為車(chē)輪、13為車(chē)燈安裝位置、R₁和R₂為旋轉(zhuǎn)副、P₁～P₅為移動(dòng)副。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括：車(chē)頭1、兩個(gè)平行設(shè)置的伸縮式側(cè)邊2、四個(gè)轉(zhuǎn)向輪5和四對(duì)抬牙裝置3，其中：兩個(gè)伸縮式側(cè)邊2分別與車(chē)頭1的兩側(cè)相連，與車(chē)頭1構(gòu)成U型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向輪5轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于U型結(jié)構(gòu)的底盤(pán)四角；四對(duì)抬牙裝置3兩兩對(duì)稱(chēng)分別設(shè)于兩個(gè)伸縮式側(cè)邊2的內(nèi)側(cè)。

所述的伸縮式側(cè)邊2與車(chē)頭1通過(guò)第一移動(dòng)副P(pán)1連接，可改變伸縮式側(cè)邊2與車(chē)頭1的距離。

所述的第一移動(dòng)副P(pán)1可根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)11的實(shí)際寬度調(diào)整兩個(gè)伸縮式側(cè)邊2之間的寬度。

所述的伸縮式側(cè)邊2的中央設(shè)有第二移動(dòng)副P(pán)2，可根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)11的實(shí)際長(zhǎng)度改變伸縮式側(cè)邊2的長(zhǎng)度。

所述的伸縮式側(cè)邊2在第二移動(dòng)副P(pán)2兩側(cè)設(shè)有槽8。

所述的抬牙裝置3通過(guò)第三移動(dòng)副P(pán)3設(shè)置于伸縮式側(cè)邊2對(duì)應(yīng)的槽8內(nèi)，可改變抬牙裝置3的高度，從而適應(yīng)目標(biāo)汽車(chē)11的底盤(pán)高度。

如圖4所示，所述的抬牙裝置3上設(shè)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(duì)平行設(shè)置的抬牙4。

所述的抬牙4上設(shè)有旋轉(zhuǎn)副R₁，可將抬牙4旋入伸縮式側(cè)邊2的內(nèi)部，為本實(shí)施例靠近目標(biāo)汽車(chē)11留出空間。

所述的抬牙4上設(shè)有第五移動(dòng)副P(pán)5，可改變抬牙4相對(duì)于伸縮式側(cè)邊2的高度，并與抬牙裝置3的高度的改變相互獨(dú)立。

所述的抬牙4上設(shè)有連接塊10，用于為抬牙提供旋轉(zhuǎn)、縱向移動(dòng)和豎直移動(dòng)的基座。

所述的抬牙4上方設(shè)有抬升塊9，用于為整個(gè)抬牙裝置提供豎直移動(dòng)的基座。

所述的一對(duì)抬牙4之間設(shè)有第四移動(dòng)副P(pán)4，可改變一對(duì)抬牙4之間的距離，從而適應(yīng)目標(biāo)汽車(chē)11的輪胎直徑。

所述的轉(zhuǎn)向輪5通過(guò)旋轉(zhuǎn)副R₂與U型結(jié)構(gòu)的底盤(pán)連接，從而獲得萬(wàn)向行駛能力。

所述的車(chē)頭1內(nèi)設(shè)有供電、驅(qū)動(dòng)和傳感裝置6。

如圖5所示，本實(shí)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(shí)為初始狀態(tài)，兩個(gè)伸縮式側(cè)邊2之間的距離最小，伸縮式側(cè)邊2的長(zhǎng)度最短；最接近車(chē)頭1的兩個(gè)抬牙4處于完全旋出狀態(tài)，其他抬牙4全部為收攏狀態(tài)。如B所示，根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)11的實(shí)際寬度通過(guò)第一移動(dòng)副P(pán)1調(diào)整兩個(gè)伸縮式側(cè)邊2的距離。

S2：調(diào)整完畢之后，對(duì)準(zhǔn)本實(shí)施例中心平面與目標(biāo)汽車(chē)11的中心平面，驅(qū)動(dòng)U型結(jié)構(gòu)的底盤(pán)上的四個(gè)轉(zhuǎn)向輪5使得本實(shí)施例靠近目標(biāo)汽車(chē)11，直至旋出的抬牙4觸碰到目標(biāo)汽車(chē)11的車(chē)輪12，達(dá)到C狀態(tài)。

S3：兩個(gè)伸縮式側(cè)邊2根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)11的實(shí)際長(zhǎng)度通過(guò)第二移動(dòng)副P(pán)2調(diào)整各自的長(zhǎng)度，直至目標(biāo)汽車(chē)11的兩個(gè)后輪分別處于對(duì)應(yīng)的抬牙裝置3的一對(duì)抬牙4的旋轉(zhuǎn)副中心線(xiàn)之間，達(dá)到D狀態(tài)。

S4：S1中收攏的抬牙4先后通過(guò)各自的第五移動(dòng)副P(pán)5和旋轉(zhuǎn)副R₁分別調(diào)整高度、向外旋出90°，達(dá)到E狀態(tài)。

S5：S4中的抬牙4通過(guò)第四移動(dòng)副P(pán)4靠近目標(biāo)汽車(chē)11的車(chē)輪12，達(dá)到F狀態(tài)，此時(shí)所有抬牙4與目標(biāo)汽車(chē)11的對(duì)應(yīng)的車(chē)輪12貼合。

S6：四對(duì)抬牙裝置3分別通過(guò)第三移動(dòng)副P(pán)3改變自身的高度從而將整個(gè)目標(biāo)汽車(chē)11抬離地面，抬升動(dòng)作結(jié)束后，本實(shí)施例最終通過(guò)四個(gè)轉(zhuǎn)向輪5實(shí)現(xiàn)任意路徑的移車(chē)操作。

如圖6所示，本實(shí)施例有兩種可選的前進(jìn)方向，分別為正置U型式和反置U型式，并示出對(duì)應(yīng)方向的車(chē)燈安裝位置13。

本實(shí)施例中上述的移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副均可以采用但不限于任意可以實(shí)現(xiàn)相互間直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件對(duì)實(shí)現(xiàn)。

上述具體實(shí)施可由本領(lǐng)域技術(shù)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(duì)其進(jìn)行局部調(diào)整，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)且不由上述具體實(shí)施所限，在其范圍內(nèi)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。