一种全向运动的汽车搬运机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种全向运动的汽车搬运机器人。

背景技术：

随着社会高速发展，汽车越来越普及，但随之而来的停车问题已成为各大、中城市的难题。为了解决现有存量停车场以及新型停车场停车难，效率低的问题，智能停车机器人应用越来越普遍。目前存取车智能机器人主要有带载车板的，梳齿的，轨道的几种形式。现有技术中，载车板式机器人要一直顶着载车板，在空间使用率和运输效率上是最低的。梳齿式机器人需要建造特殊的停车平台，将车抬起，再进行举升托运，由此造成空间利用率不太经济。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全向运动的汽车搬运机器人，取消建造特殊停车平台，机器人可直接进入车辆底部进行车辆搬运。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种全向运动的汽车搬运机器人，包括主机架，主机架的两侧对称布置夹取单元，每个夹取单元包括前夹取臂和后夹取臂；

所述前夹取臂包括前机械臂本体、旋转轴座、转向推杆、丝杠螺母座总成、失电制动器、减速齿轮组、机械臂闭合感应开关、机械臂打开感应开关和第一驱动电机；所述第一驱动电机的输出轴与减速齿轮组的输入端轴孔键配合连接；所述减速齿轮组的输出端轴孔与丝杠螺母座总成的丝杆一端键配合连接；所述丝杠螺母座总成的丝杠另一端与失电制动器的轴孔键配合连接；所述转向推杆一端与丝杠螺母座总成的螺母座连接，另一端与前机械臂本体连接；所述前机械臂本体固定在旋转轴座上；机械臂闭合感应开关和机械臂打开感应开关装配在主机架上；

所述后夹取臂包含第二驱动电机、行星减速机、联轴器、丝杠螺母及导轨滑块总成、驱动座、驱动推杆、后机械臂本体、机械臂旋转轴座和机械臂旋转锁定机构；所述第二驱动电机与行星减速机连接后固定在主机架上；所述联轴器一端连接行星减速机，另一端连接丝杠螺母及导轨滑块总成的丝杠；所述丝杠螺母及导轨滑块总成的丝杠通过轴承固定在主机架上；所述丝杠螺母及导轨滑块总成的导轨固定在主机架；所述丝杠螺母及导轨滑块总成的螺母座与驱动座连接；所述驱动座与驱动推杆通过旋转销连接；驱动推杆与后机械臂本体上的转轴连接；所述后机械臂本体固定在机械臂旋转轴座上；机械臂旋转锁定机构固定在主机架上；

所述主机架上设置驱动系统，所述驱动系统包括麦克纳姆轮、第三驱动电机、减速器和悬架装置，所述第三驱动电机的输出轴连接减速器，所述减速器的输出轴连接麦克纳姆轮，所述减速器通过悬架装置连接在主机架上。

进一步地，所述前夹取臂和后夹取臂上均安装有成组的重载万向轮，在载车过程中仅由机械臂承载汽车重量，机械臂与主机架柔性连接，从而保护驱动轮压力不受载车影响，延长驱动轮寿命。

进一步地，所述前夹取臂还包括限位开关感应块，所述限位开关感应块安装在丝杠螺母座总成的螺母座上，前机械臂本体完全打开时，限位开关感应块位置与机械臂打开感应开关位置相对应，用于触发机械臂打开感应开关，前机械臂本体完全闭合时，限位开关感应块位置与机械臂闭合感应开关位置相对应，用于触发机械臂闭合感应开关。

进一步地，所述后机械臂本体上具有止推柱，所述主机架上开有止推柱能够穿过的凹槽，所述后机械臂本体完全打开时，所述止推柱通过主机架上的凹槽进入主机架内部。

进一步地，所述前机械臂本体和后机械臂本体均包括机架连接块、承载式机械臂、承载轴、滑动滚轮；所述机架连接块包括安装块主体和两个带法兰面的滑动轴承，所述安装块主体具有带轴孔的第一固定件，所述承载式机械臂的端面上具有两个带轴孔的第二固定件，第一固定件的两端安装带法兰面的滑动轴承后分别与两个第二固定件嵌套连接；销轴穿过第一固定件、第二固定件、带法兰面的滑动轴承，将机架连接块和承载式机械臂连接为一体；所述承载式机械臂具有若干加强筋，相邻的加强筋之间安装滑动滚轮；所述滑动滚轮的两侧内部依次装入滑动轴承和阻尼弹簧；所述承载轴穿过滑动轴承和加强筋，固定在承载式机械臂上；所述承载式机械臂在与机架连接块连接的端面上设置缓冲单元。

进一步地，该汽车搬运机器人还包括感知单元，所述感知单元分布在整机周围，包括超声模块、视觉模块、激光模块、TOF、IMU、UWB、GPS。

本实用新型的有益效果是：本实用新型汽车搬运机器人在交接区和停车区均无需建造特殊平台结构，便可完成车辆的托举和移动，从而达到最高的空间利用率；在两个机器人协同工作夹取车辆时，可采用不同的夹取方式，可以适应不同的场合。本实用新型汽车搬运机器人的夹取臂锁定结构强度高，结构简单工作可靠。

附图说明

图1为本实用新型汽车搬运机器人整体结构示意图；

图2为本实用新型汽车搬运机器人夹取臂打开示意图；

图3为前夹取臂结构示意图；

图4为后夹取臂结构示意图；

图5为驱动系统结构示意图；

图6为安装块主体示意图；

图7为承载式机械臂示意图；

图8为承载式机械臂局部断面A-A；

图中，主机架1、前夹取臂2、前机械臂本体21、旋转轴座22、转向推杆23、丝杠螺母座总成24、失电制动器25、减速齿轮组26、机械臂闭合感应开关27、机械臂打开感应开关28、第一驱动电机29、后夹取臂3、第二驱动电机31、行星减速机32、联轴器33、丝杠螺母及导轨滑块总成34、驱动座35、驱动推杆36、后机械臂本体37、机械臂旋转轴座38、机械臂旋转锁定机构39、重载万向轮4、视觉模块5、驱动系统6、麦克纳姆轮61、第三驱动电机62、减速器63、悬架装置64、激光模块7、电池组8、承载式机械臂10、承载轴11、滑动滚轮12、滑动轴承13、阻尼弹簧14、缓冲单元15。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-4所示，本实用新型提供的一种全向运动的汽车搬运机器人，包括主机架1，主机架1的两侧对称布置夹取单元，每个夹取单元包括前夹取臂2和后夹取臂3；

所述前夹取臂2包括前机械臂本体21、旋转轴座22、转向推杆23、丝杠螺母座总成24、失电制动器25、减速齿轮组26、机械臂闭合感应开关27、机械臂打开感应开关28、第一驱动电机29；所述第一驱动电机29的输出轴与减速齿轮组26的输入端轴孔键配合连接；所述减速齿轮组26的输出端轴孔与丝杠螺母座总成24的丝杆一端键配合连接；所述丝杠螺母座总成24的丝杠另一端与失电制动器25的轴孔键配合连接；所述转向推杆23一端与丝杠螺母座总成24的螺母座连接，另一端与前机械臂本体21连接；所述前机械臂本体21固定在旋转轴座22上；机械臂闭合感应开关27和机械臂打开感应开关28装配在主机架1上；

所述后夹取臂3包含第二驱动电机31、行星减速机32、联轴器33、丝杠螺母及导轨滑块总成34、驱动座35、驱动推杆36、后机械臂本体37、机械臂旋转轴座38，机械臂旋转锁定机构39；所述第二驱动电机31与行星减速机32螺栓螺接之后固定在主机架1上；所述联轴器33一端连接行星减速机32，另一端连接丝杠螺母及导轨滑块总成34的丝杠；所述丝杠螺母及导轨滑块总成34的丝杠通过轴承固定在主机架1上；所述丝杠螺母及导轨滑块总成34的导轨通过螺栓固定在主机架1；所述丝杠螺母及导轨滑块总成34的螺母座与驱动座35螺栓连接；所述驱动座35与驱动推杆36通过旋转销连接；驱动推杆36与后机械臂本体37上的转轴连接；所述后机械臂本体37固定在机械臂旋转轴座38上；所述机械臂旋转锁定机构39固定在主机架1上；

所述主机架1上设置驱动系统6，所述驱动系统6包括麦克纳姆轮61、第三驱动电机62、减速器63和悬架装置64，所述第三驱动电机62的输出轴连接减速器63，所述减速器63的输出轴连接麦克纳姆轮61，所述减速器63通过悬架装置64连接在主机架1上。采用麦克纳姆轮61为驱动单元，可以实现单机/双机/多机前后移动、横向移动、原地旋转、转弯的运动，在狭窄的空间内，将车辆移进、移出。

所述主机架1上设置驱动系统6，还存在另外两种形式：第一种形式为采用小型重载差速轮进行驱动；另外一种形式为自带转向功能的重载驱动轮进行驱动。

一个汽车搬运机器人可夹取车辆的两个前轮或两个后轮，两个汽车搬运机器人为一组，可实现夹取一台整车，并移动到指定位置。

进一步地，所述前夹取臂2和后夹取臂3上均安装有成组的重载万向轮4，在载车过程中仅由机械臂承载汽车重量，机械臂与主机架1柔性连接，从而保护驱动轮压力不受载车影响，延长驱动轮寿命。

进一步地，所述前夹取臂2还包括限位开关感应块，所述限位开关感应块安装在丝杠螺母座总成24的螺母座上，前机械臂本体21完全打开时，限位开关感应块位置与机械臂打开感应开关28位置相对应，用于触发机械臂打开感应开关28，前机械臂本体21完全闭合时，限位开关感应块位置与机械臂闭合感应开关27位置相对应，用于触发机械臂闭合感应开关27

进一步地，所述后机械臂本体37展开到设定角度后，机械臂旋转锁定机构39的锁销会被后机械臂本体37上的结构推回，从而实现后机械臂本体37解锁，既而实现后机械臂本体37在打开状态下进行夹取；所述后机械臂本体37上具有止推柱，所述主机架1上开有止推柱能够穿过的凹槽，所述后机械臂本体37完全打开时，所述止推柱通过主机架1上的凹槽进入主机架1内部；

进一步地，如图6-8所示，所述前机械臂本体21和后机械臂本体37均包括机架连接块、承载式机械臂10、承载轴11、滑动滚轮12；所述机架连接块包括安装块主体9和两个带法兰面的滑动轴承，所述安装块主体9具有带轴孔的第一固定件，所述承载式机械臂10的端面上具有两个带轴孔的第二固定件，第一固定件的两端安装带法兰面的滑动轴承后分别与两个第二固定件嵌套连接；销轴穿过第一固定件、第二固定件、带法兰面的滑动轴承，将机架连接块和承载式机械臂10连接为一体；所述承载式机械臂10具有若干加强筋，相邻的加强筋之间安装滑动滚轮12；所述滑动滚轮12的两侧内部依次装入滑动轴承13和阻尼弹簧14；所述承载轴11穿过滑动轴承13和加强筋，固定在承载式机械臂10上；所述承载式机械臂10在与机架连接块连接的端面上设置缓冲单元15。滑动滚轮两侧内部装入滑动轴承，使得夹取轮胎时轮胎与滚轮为滚动摩擦，摩擦阻力小，增加使用寿命且降低夹取功率。滑动滚轮两侧内部装有阻尼弹簧，使得滑动滚轮转动过程中不会与承载式机械臂摩擦，从而增强滑动滚轮使用寿命；在机械臂载车的运动过程中，阻尼弹簧可以吸收汽车左右震动对机器人运动的影响。承载式机械臂通过轴销与机架连接块相连接；承载式机械臂与机架连接块相配合的面安装有缓冲单元，从而使得承载式机械臂与机器人本体为柔性连接，垂直方向上的重力由机械臂独立承担。

进一步地，该汽车搬运机器人还包括感知单元和电源管理系统，所述感知单元分布在整机周围，包括超声模块、视觉模块5、激光模块7、TOF、IMU、UWB、GPS，所述电源管理系统通过电池组8供电。

本实用新型汽车搬运机器人的工作过程为：采用两个汽车搬运机器人协同工作，每个汽车搬运机器人通过展开并锁定前夹取臂，后夹取臂展开并锁定后向前夹取臂移动，夹紧并举升车轮，两个汽车搬运机器人分别夹取车辆的前轮和后轮，通过改变两个汽车搬运机器人的距离和前后姿态，实现夹取不同轴距的汽车。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方案实施本实用新型。因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护范围。