一种基于梳齿泊车机器人的多层升降横移车库及使用方法与流程

本发明属于智能泊车技术领域，涉及升降横移车库，特别涉及一种基于梳齿泊车机器人的多层升降横移车库及使用方法。

背景技术：

随着家庭车辆的普及度增加，城市车辆随之增多，但城市内停车位却增加有限，且城市土地越来越稀缺，导致停车日益紧张，随着人们生活水平提高，对占地面积小、自动化水平高的停车方式的方式逐渐增加。采用智能泊车机器人将车辆搬运到停车位，来替代人工寻找停车位，能够有效增加相同面积下的停车数量，且在停车取车高峰期也不会出现停车场内堵塞的状况，这种停车方式和智能泊车机器人受到很多人的期待和青睐。驾驶员仅需要将车辆停放在停车交换位上，泊车机器人就会按照预设程序将车辆搬运到停车场或车库内。目前，泊车机器人包括抬板式、夹持式、夹举式、梳齿式等。其中，梳齿式泊车机器人以停车梳齿架与泊车机器人梳齿架之间的齿条交错运动，实现车辆在停车梳齿架和泊车机器人上的位置转换。对梳齿式泊车机器人来说，所有停车位上都应当设有与泊车机器人的梳齿架交错配合的梳齿架。虽然，采用智能泊车机器人能够在有限的空间内设计更多的停车位，但增加的停车位有限。

为了在停车场内设计更多的停车位，目前市场上已经出现了多种结构的立体停车库，在占用同样地面空间的停车场内可以将停车位的数量增加接进一倍的数量。其中，升降横移立体车库最为常见。升降横移立体停车库可以应用于楼层空间较高的地下停车库，且结构简单，广泛应用于商场、医院、办公楼等地。以三车位的立体车库为例，通过升降横移能够实现三车位变五车位、七车位等，实现在占地面积不变的情况下增加车位。但是，很多车辆驾驶员不会使用升降横移立体车库，需要专门的管理员来操作，浪费人力物力。更多时候，升降横移车库就没有被有效利用，浪费资源。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在上述问题，针对现有升降横移立体车库利用率低、需要专人管理、不适用于梳齿式泊车机器人的问题，本发明的目的之一是提供一种基于梳齿泊车机器人的多层升降横移车库。

本发明的目的之二是提供上述基于梳齿式泊车机器人的多层升降横移车库的使用方法。本发明采用技术方案如下：

本发明提供一种基于梳齿式泊车机器人的多层升降横移车库，所述多层升降横移车库，至少可以停放三层车辆，包括框架、底层停放架、中间层停放架和顶层停放架。所述底层停放架为固定安装在低层的停车位上的固定梳齿架。所述顶层停放架安装在框架顶部，包括可移动梳齿架及其升降装置。所述中间层停放架包括横移装置、可移动梳齿架及升降装置，其中，可移动梳齿架的升降装置安装在横移装置上，并与可移动梳齿架相连。所述可移动梳齿架的齿条与固定梳齿架的固定齿条交错设置。所述可移动梳齿架的升降装置能够带动可移动梳齿架水平升高或降低。所述可移动梳齿架能够降低到固定梳齿架的下方，且当其降低至最低位置时，其与固定梳齿架之间的空隙至少能够容纳梳齿泊车机器人的梳齿架进出。

进一步的，所述升降横移车库包括一层固定梳齿架、一层顶层停放架、一层或数层中间层停放架，其每层至少包括一个固定梳齿架、顶层停放架或中间层停放架，且某一层的一排中间层停放架的数量比一排固定梳齿架的数量或一排顶层停放架的数量均少一个。

进一步的，在框架外设有一个临时停放梳齿架，所述临时停放梳齿架是固定梳齿架或由舵轮驱动的移动梳齿架。数个升降横移车库可以共用一个临时停放梳齿架，可根据梳齿泊车机器人的数量来确定临时停放梳齿架的数量。

进一步的，所述升降装置包括电机、与电机相连接的绳轴、及绕在绳轴上与可移动梳齿架相连接的钢丝绳。同一可移动梳齿架的电机同步运行。当电机带动绳轴转动，钢丝绳随之放长或收短，从而实现可移动梳齿架的升高和降低。

进一步的，所述横移装置包括横移框、固定在横移框上的数个电机、与电机相连接并与框架上横向导轨相配合的滚轮。同一中间层停放架的电机同步运行。当电机带动滚轮转动，滚轮沿着横向导轨横向移动，从而实现中间层停放架的横向移动。

在本发明中，所述多层升降横移车库包括两种梳齿架，可移动梳齿架和固定梳齿架，每一个梳齿架可停放一辆车辆，其中中间层停放架和顶层停放架均包括可移动梳齿架。在可移动梳齿架升高的过程中，当可移动梳齿架的齿条与固定梳齿架的齿条相交错时，停放在固定梳齿架上的车辆因为可移动梳齿架的支撑作用，变为停放在可移动梳齿架上，而固定梳齿架上还可以停放另一辆车；在可移动梳齿架降低的过程中，当可移动梳齿架的齿条与固定梳齿架的齿条相交错时，停放在可移动梳齿架的车辆因为固定梳齿架的支撑作用，变为停放在固定梳齿架上。

同时，一排中间层停放架的数量比一排底层停放架或顶层停放架的数量少一个，也就是说，在车库同一排的空间内，框架的每个中间层都有一个空白位。当梳齿泊车机器人需要将车辆停放到某一顶层停放架上或取出停放在某一顶层停放架上的车辆时，需要先通过横移装置调整中间层停放架的位置，是所有中间层的空白位于该厅层停放架相对应，在通过厅层停放架的升降装置将对应的可移动梳齿架升高或降低，实现车辆在固定梳齿架与可移动梳齿架之间的交换，以便梳齿泊车机器人存车或取车。

本发明还提供上述基于梳齿泊车机器人的多层升降横移车库的使用方法，所述方法包括如下内容：

存车时，优先将车辆停放在顶层停放架，其次为中间层停放架，最后为底部停放架；

其中，将车辆停放在顶层停放架，包括：通过横移装置调整所有中间层停放架的位置，使车库所有中间层的与该顶层停放架对应的位置处没有中间层停放架；通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；

其中，将车辆停放到中间层停放架，包括：

若该中间层停放架对应的底层停放架未停放车辆，则通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；

若该中间层对应的底层停放架停放有车辆，但其旁边的底层停放架未停放有车辆，则通过横移装置调整该中间层停放架至未停放有车辆的底层停放架的上方；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；

若该中间层对应的底层停放架及其旁边的底层停放架均停放有其他车辆，则通过梳齿泊车机器人将该其他车辆从对应的底部停放架搬运到停车交换位；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；通过梳齿泊车机器人将该其他车辆从停车交换位搬运到对应的底层停车位；

其中，将车辆停放到底部停放架，包括：梳齿泊车机器人将车辆停放在该底部停放架的固定梳齿架上；

取车时，包括如下五种情况：

其一，取出停放在底部停放架上的车辆，包括：梳齿泊车机器人将车辆直接从底部停放架上搬运到停车交换位上；

其二，所有底部停放架上都停放有车辆时，取出中间层停放架上的车辆，包括：梳齿泊车机器人将对应的底部停放架上的其他车辆搬运到未停放车辆的停车交换位或临时停放梳齿架上；通过横移装置调整中间层停放架的位置，使车库其他中间层的与该中间层停放架对应的位置处没有中间层停放架；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将已经被交换到底部停放架上的车辆搬运到另一/某一停车交换位；梳齿泊车机器人将之前的其他车辆从停车交换位或临时停放梳齿架上搬运到未占用的底部停放架上；

其三，至少要一个底部停放架未停放车辆时，取出中间层停放架上的车辆，包括：通过横移装置调整中间层停放架的位置，使其对应的是未停放车辆的底部停放架，且车库其他中间层的与该中间层停放架对应的位置处没有中间层停放架；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将已经被交换到底部停放架上的车辆搬运到停车交换位上；

其四，取出顶层停放架上的车辆，且其对应的底部停放架未停放车辆，包括：通过横移装置调整所有中间层停放架的位置，使车库所有中间层的与该顶层停放架对应的位置处没有中间层停放架；通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将已经被交换到底部停放架上的车辆搬运到停车交换位上；

其五，取出顶层停放架上的车辆，且其对应的底部停放架已停放车辆，包括：梳齿泊车机器人将对应的底部停放架上的其他车辆搬运到未停放车辆的停车交换位、未占用的底部停放架或临时停放梳齿架上；通过横移装置调整所有中间层停放架的位置，使车库所有中间层的与该顶层停放架对应的位置处没有中间层停放架；通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将已经被交换到底部停放架上的车辆搬运到另一/某一停车交换位上；梳齿泊车机器人将之前的其他车辆从停车交换位或临时停放梳齿架上搬运到未占用的底部停放架上。

以三层升降横移车库为例，常见的升降横移车库占用三个地面停车位，可停放七辆车的结构，顶层可停放三辆车，中间层和底层可停放两辆车，且顶层和中间层的载车台可升降，底层和中间层的载车台可横向移动。而本发明所述多层升降横移车库，在结合了临时停放梳齿架或停车交换位后，同样选用三层结构、占用三个地面停车位时，可停放八辆车，顶层和底层都可以停放三辆车，中间层可停放两辆车，且顶层和中间层的载车台可升降，仅需要中间层可横移，底层不需要做横向移动。因为可以临时借用停车交换位，或者多个车库合用一个临时停车梳齿架，所以，大约每一个占用三个地面停车位的多层升降横移车库，相对于传统多层升降横移车库，多了一个停车位。并且，本发明所述多层升降横移车库不仅适用于占用三个地面停车位的车库，还适占用任意数量停车位的车库。可见，本发明所述多层升降横移车库相对于传统升降横移车库的结构更简单，能够停放更多的车辆，大大提供了空间利用率。

传统升降横移车库，依靠人力操作，因无法启动车辆，不能将底层的车辆从车库中运出后，再将位于顶层或中间层的车辆取出，以及将原底层的车辆搬回车库，因此，需要在车库的框架底层留一个空位，以便所有中间层或顶的车辆都能够通过升降或横移后取出。而本发明中，采用泊车机器人来实现车辆的存放和取出，不需要启动车辆，能够通过泊车机器人将车辆搬运到其他位置。采用泊车机器人搬运车辆，必然需要设置停车交换位；而适用于梳齿式泊车机器人的停车交换位必然设有梳齿架。那么，泊车机器人就可以先将底层的车辆搬运到停车交换位的梳齿架上，再将中间层或顶层的车辆取出，最后将底层的车辆停放回车库。由于是泊车机器人自动执行，整个取车流程也不需要人工干预、花费时间不长、自动化运行，对于驾驶员来说不会觉得麻烦或浪费时间。如果结合临时停车梳齿架，使泊车机器人不需要在车库与停车交换位之间来回运行，就使取车时间进一步缩短。

在设有多个停车交换位的情况下，梳齿泊车机器人可以在取车时，将对取车有阻碍的多个其他车辆先搬运到停车交换位上，至少一个剩余一个未占用的停车交换位用于停放待取车辆，并将上述多个其他车辆重新搬运回车库。但是，由于为了避免降低空间利用率不宜设置较多临时停放梳齿架，在搬运多个其他车辆时需要在车库和停车交换位来回搬运车辆，这会花费较多的时间。这会使用户觉得取车所用时间较长，使用体验差。因此，车库的每个中间层都应当有一个空白位。这样，即使最难取出的车辆，也仅需要先取出一辆非待取车辆，就可以将待取车辆搬运到停车交换位。

本发明具有以下有益效果

1、相对于传统升降横移车库来说，本发明所述多层升降横移车库的结构更简单，仅需要中间层停放架和顶层停放架可以水平升降，中间层停放架可以横移，而不需要底层固定梳齿架可以横移；

2、采用泊车机器人存车和取车，全程自动运行，无需人工管理，也不受人工干扰，便于驾驶员操作，节省人力和时间成本；

3、本发明所述多层升降横移车库，相对于传统升降横移车库，在同样规格下，可以停放较多车辆。

附图说明

图1为本发明实施例1中可移动梳齿架的结构示意图；

图2为本发明实施例1中固定梳齿架的结构示意图；

图3为本发明实施例1中可移动梳齿架和固定梳齿架的配合示意图；

图4为本发明实施例1中升降横移车库的无车状态示意图；

图5为本发明实施例1中升降横移车库的满车状态示意图；

图6为本发明实施例1中中间层停可移动梳齿架降低的示意图；

图7为本发明实施例1中顶层停可移动梳齿架降低的示意图；

其中，1为可移动梳齿架，2为固定梳齿架，3为方框，4为齿条，5为停车板，6为固定齿条，7为切槽，8为框架，9为底层停放架，10为中间层停放架，11横移装置，12为升降装置，13为顶层停放架，14为横移框，15为滚轮，16为横向导轨。

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详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例涉及一种基于梳齿式泊车机器人的多层升降横移车库，如图1-5所示，所述多层升降横移车库，可以停放三层车辆，包括框架8、底层停放架9、中间层停放架10和顶层停放架13。所述底层停放架9为固定安装在低层的停车位上的固定梳齿架2。所述顶层停放架13安装在框架8顶部，包括可移动梳齿架1及其升降装置12。所述中间层停放架包括横移装置11、可移动梳齿架1及升降装置12，其中，可移动梳齿架1的升降装置12安装在横移装置11上，并与可移动梳齿架1相连。所述可移动梳齿架1的齿条4与固定梳齿架2的固定齿条6交错设置。所述可移动梳齿架1的升降装置12能够带动可移动梳齿架1水平升高或降低。所述可移动梳齿架1能够降低到固定梳齿架2的下方，且当其降低至最低位置时，其与固定梳齿架2之间的空隙至少能够容纳梳齿泊车机器人的梳齿架进出。

所述升降装置12包括电机、与电机相连接的绳轴、及绕在绳轴上与可移动梳齿架1相连接的钢丝绳。同一可移动梳齿架的电机同步运行。当电机带动绳轴转动，钢丝绳随之放长或收短，从而实现可移动梳齿架的升高和降低。

所述横移装置11包括横移框14、固定在横移框14上的数个电机、与电机相连接并与框架上横向导轨16相配合的滚轮15。同一中间层停放架的电机同步运行。当电机带动滚轮15转动，滚轮15沿着横向导轨16横向移动，从而实现中间层停放架10的横向移动11。

本实施例中，所述升降横移车库包括一层底部停放架9、一层顶层停放架13、一层中间层停放架10，其每层至少包括一个固定梳齿架2、顶层停放架13或中间层停放架10，且某一层的一排中间层停放架的数量比一排固定梳齿架的数量或一排顶层停放架的数量均少一个。

如图2所示，所述固定梳齿架2包括一个用于停放车辆的停车板5，所述停车板5上对应轮胎的位置设有多个高度相同的固定齿条6，所述固定齿条6从停车板5的边缘先向上伸出，再沿着与停车板边缘相垂直的方向水平向停车板内延伸。所述停车板5的每个固定齿条6的两侧均设有切槽7。

如图1和3所示，所述可移动梳齿架1包括一个方框3，所述方框3两侧设有向内水平延伸的齿条4。所述可移动梳齿架1的齿条4与固定梳齿架2的固定齿条6交错设置并与切槽7相配合，且可移动梳齿架1的方框3可以套在固定梳齿架2的停车板5外。

本实施例还涉及上述三层升降横移梳齿架的存取车方法，其中，存车方法包括：

s1：检测车库内是否还有未使用的顶层停放架，若是，则通过横移装置调整所有中间层停放架的位置，使车库所有中间层的与该顶层停放架对应的位置处没有中间层停放架，通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置，梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上，通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；

若否，则进行步骤s2；

s2：检测车库内是否还有未使用的中间层停放架，若否，则进行步骤s3；

若是，则检测其对应的底层停放架是否停放有车辆，若否，则通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；

若是，则检测其对应的底层停放架旁边的底层停放架是否停放有车辆，若否，则通过横移装置调整该中间层停放架至未停放有车辆的底层停放架的上方；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；

若是，则通过梳齿泊车机器人将该其他车辆从对应的底部停放架搬运到停车交换位；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；梳齿泊车机器人将车辆停放在对应的固定梳齿架上；通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最高位置；通过梳齿泊车机器人将该其他车辆从停车交换位搬运到对应的底层停车位；

s3：检测车库内未占用的底层停放架位置，梳齿泊车机器人将车辆停放在该固定梳齿架上。

其中，取车方法包括：

s1：检测车辆停放在车库中的位置，若车辆停放在顶层停放架上，则进行步骤s2，若车辆停放在中间层停放架上，则进行步骤s3，若车辆停放在底部停放架上，则进行步骤s10；

s2：检测车辆所停放的顶层停放架对应的底部停放架是否停放有其他车辆，若是，则进行步骤s4-5、s8-9，若否，则进行步骤s5、s8；

s3：检测车库内是否还有空余底部停车架，若是，则进行步骤s6-8，若否，则进行步骤s4、s6、s8-9；

s4：梳齿泊车机器人将对应的底部停放架上的其他车辆搬运到未停放车辆的停车交换位或未占用的底部停放架上；

s5：通过横移装置调整所有中间层停放架的位置，使车库所有中间层的与该顶层停放架对应的位置处没有中间层停放架；通过升降装置调整该顶层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；如图7所示，

s6：通过横移装置调整中间层停放架的位置，使其对应的是未停放车辆的底部停放架，且车库其他中间层的与该中间层停放架对应的位置处没有中间层停放架；如图6所示；

s7：通过升降装置调整该中间层停放架的可移动梳齿架的位置至最低位置；

s8：梳齿泊车机器人将已经被交换到底部停放架上的车辆搬运到另一/某一停车交换位上；

s9：梳齿泊车机器人将之前的其他车辆从停车交换位上搬运到未占用的底部停放架上；

s10：梳齿泊车机器人将底部停放架上的车辆搬运到某一停车交换位上。

实施例2

本实施例涉及一种适用于梳齿式泊车机器人的双层升降车库。本实施例所述双层升降车库与实施例1中的三层升降横移车库的区别仅在于，本实施例中的三层升降横移车库还包括一个临时停放梳齿架。该临时停放梳齿架是由舵轮驱动的移动梳齿架，位于框架外。

本实施例还涉及上述三层升降横移车库的存取车方法。本实施例的存取车方法与实施例1中的存取车方法的区别仅在于步骤s4和s9。本实施例中步骤s4为：梳齿泊车机器人将对应的底部停放架上的其他车辆搬运到未停放车辆的停车交换位、未占用的底部停放架或临时停放梳齿架上；s9为：梳齿泊车机器人将之前的其他车辆从停车交换位或临时停放梳齿架上搬运到未占用的底部停放架上。