自适应伸缩式U型移车系统的制作方法

本发明涉及的是一种机器人自动化领域的技术，具体是一种自适应伸缩式U型移车系统。

背景技术：

目前码头装卸汽车一般采用人工的方式，由于作业环境恶劣，因此效率低下，工人身体健康也得不到保证。在各个停车场，由于人工停车灵活性低下，因此停车场使用率得不到提升。种种现状引发了研究自主移车机器人的热潮。

现有的智能泊车机器人系统对于停车场具有较高要求，驾驶员需要将车停放在经过改造的车位上，因此通用性不是很强；现有的移车机器人系统是通过四个子机器人分别去抬目标车的车轮，并且是挤压式的抬升动作，因此对于丝杠强度、控制同步性具有极高要求，移车速度也十分缓慢；现有的一些系统虽然可以实现汽车的自主移动，但是它的结构非对称，对于抬牙根部强度要求很高。

技术实现要素：

本发明针对现有技术无法适应不同底盘高度、不同宽度以及不同位姿轮胎的车辆，导致无法合适固定的缺陷，提出一种自适应伸缩式U型移车系统，由车头和分置两侧的伸缩式侧边构成U型结构，伸缩式侧边长度和宽度可调，并在其上设置高度可调的抬牙装置，抬牙装置上设有高度、宽度和转角可调的一对抬牙，如此可自适应目标汽车的底盘高度、车轮直径和车轮姿态，从而以最大的灵活度实现对目标汽车的包络，并通过U型结构底盘上的转向轮实现任意路径的移车，结构简单，工作可靠。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：车头、两个平行设置的伸缩式侧边、四个转向轮和四对抬牙装置，其中：两个伸缩式侧边分别与车头的两侧相连，与车头构成U型结构，转向轮设置于U型结构的底盘四角；四对抬牙装置两两对称分别设于两个伸缩式侧边的内侧。

所述的伸缩式侧边与车头通过用于调节伸缩式侧边与车头的距离的第一移动副连接。

所述的伸缩式侧边的中央设有用于改变伸缩式侧边的长度的第二移动副。

所述的伸缩式侧边在第二移动副两侧设有槽。

所述的抬牙装置通过第三移动副设置于伸缩式侧边的槽内，可改变抬牙装置的高度。

所述的抬牙装置上设有用于抬升抬牙装置的施力装置。

所述的施力装置的形式包括但不限于：曲柄摇杆式、滑块摇杆式和剪刀式。

所述的抬牙装置包括：一对抬牙、两个连接块和一个抬升块，其中：一对抬牙通过对应的连接块分别设置于抬升块两侧。

所述的抬牙上设有旋转副，可将抬牙旋入伸缩式侧边的内部。

所述的抬牙上设有用于改变抬牙相对于伸缩式侧边的高度的第四移动副。

所述的第三移动副与第四移动副独立工作，使得抬牙相对于伸缩式侧边的高度的改变与抬牙装置相对于伸缩式侧边的高度的改变是相互独立。

所述的一对抬牙之间设有用于改变抬牙间距的第五移动副。

所述的车头内设有供电、驱动和传感装置。

本发明涉及一种基于上述系统的移车方法，包括以下步骤：

①在初始状态下，接近车头的两个抬牙处于完全旋出状态，其他抬牙全部为收拢状态，根据目标汽车的实际宽度通过第一移动副调整两个伸缩式侧边的距离；然后驱动U型结构的底盘上的四个转向轮使得所述系统靠近目标汽车，直至旋出的抬牙触碰到目标汽车的车轮；

②两个伸缩式侧边通过第二移动副根据目标汽车的实际长度调整各自的长度，直至目标汽车的两个后轮分别处于对应的抬牙装置的一对抬牙的旋转副中心线之间；然后依次通过第五移动副和旋转副调整收拢的抬牙的高度、并向外旋出90°；

③通过第四移动副使抬牙靠近并贴合目标汽车的车轮，四对抬牙装置分别通过第三移动副改变自身的高度从而将整个目标汽车抬离地面，所述系统与目标汽车作为一个整体通过四个转向轮实现任意路径的移车操作。

技术效果

与现有技术相比，本发明设计合理，减少了零部件，利用较多的运动副来适应不同尺寸的车辆，结构对称，利用相对整体性降低控制难度，提高系统稳定性。

附图说明

图1为本发明传动关系简图；

图2为本发明结构示意图；

图中：(a)为左视图；(b)为右视图；

图3为抬牙装置示意图；

图4为施力装置示意图；

图中：(a)为曲柄摇杆式，(b)为滑块摇杆式，(c)为剪刀式；

图5为本发明工作示意图；

图中：A～F为各工作状态；

图6为本发明工作方向示意图；

图中：(a)为正置U型式，(b)为反置U型式；

图中：1为车头、2为伸缩式侧边、3为抬牙装置、4为抬牙、5为转向轮、6为供电、驱动和传感装置、7为施力装置、8为槽、9为抬升块、10为连接块、11为目标汽车、12为车轮、13为车灯安装位置、R₁和R₂为旋转副、P₁～P₅为移动副。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例包括：车头1、两个平行设置的伸缩式侧边2、四个转向轮5和四对抬牙装置3，其中：两个伸缩式侧边2分别与车头1的两侧相连，与车头1构成U型结构，转向轮5转动设置于U型结构的底盘四角；四对抬牙装置3两两对称分别设于两个伸缩式侧边2的内侧。

所述的伸缩式侧边2与车头1通过第一移动副P1连接，可改变伸缩式侧边2与车头1的距离。

所述的第一移动副P1可根据目标汽车11的实际宽度调整两个伸缩式侧边2之间的宽度。

所述的伸缩式侧边2的中央设有第二移动副P2，可根据目标汽车11的实际长度改变伸缩式侧边2的长度。

所述的伸缩式侧边2在第二移动副P2两侧设有槽8。

所述的抬牙装置3通过第三移动副P3设置于伸缩式侧边2对应的槽8内，可改变抬牙装置3的高度，从而适应目标汽车11的底盘高度。

如图4所示，所述的抬牙装置3上设有施力装置7，可抬升抬牙装置3。

所述的施力装置7的形式包括但不限于：曲柄摇杆式、滑块摇杆式和剪刀式。

如图3所示，所述的抬牙装置3包括一对平行设置的抬牙4。

所述的抬牙4上设有旋转副R₁，可将抬牙4旋入伸缩式侧边2的内部，为本实施例靠近目标汽车11留出空间。

所述的抬牙4上设有第五移动副P5，可改变抬牙4相对于伸缩式侧边2的高度，并与抬牙装置3的高度的改变相互独立。

所述的抬牙4上设有连接块10，用于为抬牙提供旋转、纵向移动和竖直移动的基座。

所述的抬牙4上方设有抬升块9，用于为整个抬牙装置提供竖直移动的基座。

所述的一对抬牙4之间设有第四移动副P4，可改变一对抬牙4之间的距离，从而适应目标汽车11的轮胎直径。

所述的转向轮5通过旋转副R₂与U型结构的底盘连接，从而获得万向行驶能力。

所述的车头1内设有供电、驱动和传感装置6。

如图5所示，本实施例的工作方式具体包括以下步骤：

S1：如图5中A所示，此时为初始状态，两个伸缩式侧边2之间的距离最小，伸缩式侧边2的长度最短；最接近车头1的两个抬牙4处于完全旋出状态，其他抬牙4全部为收拢状态。如B所示，根据目标汽车11的实际宽度通过第一移动副P1调整两个伸缩式侧边2的距离。

S2：调整完毕之后，对准本实施例中心平面与目标汽车11的中心平面，驱动U型结构的底盘上的四个转向轮5使得本实施例靠近目标汽车11，直至旋出的抬牙4触碰到目标汽车11的车轮12，达到C状态。

S3：两个伸缩式侧边2根据目标汽车11的实际长度通过第二移动副P2调整各自的长度，直至目标汽车11的两个后轮分别处于对应的抬牙装置3的一对抬牙4的旋转副中心线之间，达到D状态。

S4：S1中收拢的抬牙4先后通过各自的第五移动副P5和旋转副R₁分别调整高度、向外旋出90°，达到E状态。

S5：S4中的抬牙4通过第四移动副P4靠近目标汽车11的车轮12，达到F状态，此时所有抬牙4与目标汽车11的对应的车轮12贴合。

S6：四对抬牙装置3分别通过第三移动副P3改变自身的高度从而将整个目标汽车11抬离地面，抬升动作结束后，本实施例最终通过四个转向轮5实现任意路径的移车操作。

如图6所示，本实施例有两种可选的前进方向，分别为正置U型式和反置U型式，并示出对应方向的车灯安装位置13。

本实施例中上述的移动副和转动副均可以采用但不限于任意可以实现相互间直线运动或旋转运动的构件对实现。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。