一种适用于共享单车的自动搬运装置及方法与流程

本发明涉及自行车搬运装置领域，具体而言，是涉及一种适用于共享单车的自动搬运装置及其自动搬运方法。

背景技术

目前，共享单车已作为日常交通出行的工具，但是共享单车的出现，在给人们的绿色出行带来方便的同时也带来了一些问题：首先，共享单车在使用完毕后基本上可以随时随地停放，容易产生乱停放现象，对绿地，非机动车道甚至是机动车道等公共资源形成不合理额的占用，甚至造成各种障碍；其次，在用车高峰期会出现“潮汐现象”，需要根据后台数据的提示进行车辆调度，合理分配共享单车的流量；最后，当共享单车出现故障未及时进行检查保修，会影响用户的使用，所以需要工作人员寻找到报障车辆，将故障车辆送去维修。当出现这些问题时，工作人员需要对共享单车进行调度搬运，但由于共享单车后轮被锁直接导致共享单车不能自由搬运。如果对每个共享单车进行扫码解锁然后搬运的话，会占用很长时间，效率低下；若靠人工手动推车，后轮轮胎直接着地，与地面发生摩擦，会严重损坏轮胎，影响使用寿命；若工作人员手动长期抬起后轮仅靠前轮着地滚动搬运，同样费时费力。所以在不损坏共享单车轮胎的前提下，如何省时省力高效搬运共享单车已经成了亟待解决的新问题。

目前，已有一些共享单车搬运机构的相关设计，如中国专利申请号为cn201710713394.9的文献中提出的一种共享单车批量搬运装置，它通过多个支撑架能够一次性搬运多辆共享单车，但是该装置还是需要人力手动将活动挂钩放置在共享单车的后轮上进行驱动，而且整个装置体积设计不精简，具体操作极为不便。又如中国专利申请号为cn201711061399.4的文献中提出的一种共享单车带锁搬运装置，它将装置的滚轮置于后轮底部代替被锁住的后轮以此搬运共享单车，但是该装置每搬运一辆共享单车都需要进行繁琐的安装步骤，而且最后还是需要人力进行搬运，并没有能够体现提高搬运效率的初衷。又如中国专利申请号为cn201710712666.3的文献中提出一种万向手动共享单车搬运装置，它通过u型底座承载单车被锁住的后轮并通过万向轮实现移动，通过移动拉杆实现那个装置改变方向，但是实际上后轮置于u型架上在搬运过程中会不稳定，而且该装置实施的全过程都是人力进行，费时费力，效率不高。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的问题，提出一种适用于共享单车的自动搬运装置，该装置既不需要工作人员扫码解锁和手动推车，也不会损坏轮胎影响共享单车寿命，而且整个装置在尺寸精简的同时还能保证共享单车在搬运过程中的平稳。本发明同时还提供该共享单车自动搬运装置的搬运方法。

实现本发明一种适用于共享单车的自动搬运装置的技术方案是：下部是底盘，底盘的后上方设置一个外壳，底盘的前端左右两侧装有转向轮，底盘的后端左右两侧装有驱动轮，驱动轮由驱动部分控制前行，转向轮由转向部分控制转向；外壳的正前方铰接一个翻板，翻板前表面正中间固定连接u型槽板，u型槽板与翻板之间设置能锁定共享单车后轮的锁定装置；翻板的后方设置能升降翻板的举升机构，u型槽板的旁侧设有能识别共享单车位置的摄像头。

进一步地，所述的举升机构包括第一电机、蜗杆、蜗轮、齿条、y型杆和三个齿轮，第一电机前后水平布置且其输出轴朝向后方固定连接于第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮同轴固定套在前后水平布置的蜗杆前端，蜗杆的下方是与其相啮合的蜗轮，蜗轮同轴固定连接于左右水平布置的输出轴上，输出轴的左端固定连接第三齿轮，第三齿轮与前后水平布置的齿条相啮合，齿条4的前端与y型杆的后端铰接，y型杆的前端与所述的翻板后端左右两边相铰接。

更进一步地，所述的锁定装置包括两个左右排对称的滑槽，两个滑槽固定连接翻板上，每个滑槽中装有一个装夹钳的后端，每个装夹钳的后端和滑槽之间装有一个左右方向布置的弹簧，两个滑槽之间是两个电磁铁，两个电磁铁左右并排对称放置并固定连接翻板，每个装夹钳的后端上还固定一个衔铁，装夹钳的前端向前上方延伸至u型槽板的前上方。

上述一种适用于共享单车的自动搬运装置的搬运方法采用的技术方案是包括以下步骤：

a、当摄像头识别到共享单车的位置时，电磁铁通电，衔铁由于斥力被推向左右两端，带动装夹钳向两边打开；

b、驱动部分工作，带动驱动轮转动前进，使共享单车后轮进入u型槽板的u型槽中，电磁铁断开通电，两个装夹钳在弹簧的作用下朝向对方移动，锁定后轮；

c、第一电机启动，依次带动第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、第三齿轮转动，带动齿条前后移动，齿条通过y型杆带动翻板旋转，实现共享单车后轮的举升，将共享单车后轮抬离地面。

本发明采用上述技术方案后的有益效果是：

1.本发明利用摄像头进行识别共享单车后轮位置，然后利用电磁铁驱动进行装夹，电机驱动进行举升搬运，所用过程都是电机驱动完成，全部工作过程无需人力参与，解决了现有技术中搬运共享单车时需要大量花费人力的问题，能极大程度地提高共享单车的搬运效率，省时省力。

2.本发明的装夹机构能有效地限制共享单车后轮的径向位移，同时u型槽能有效地限制后轮的轴向位移，举升机构中的蜗轮蜗杆设计具有自锁功能，解决了现有技术中在搬运共享单车时单车不稳定的问题，同时该装置结构简单可靠，体积精简小巧，便于具体实施和推广，特别适合用于共享单车车锁无法开启或出现故障，有需要大量搬运共享单车的情况。

3.本发明可以适用于不同品牌的共享单车且能保证单车的平稳运输。

附图说明

图1为本发明一种适用于共享单车的自动搬运装置的局部剖视轴测示意图；

图2为图1中驱动机构的前视轴侧放大示意图；

图3为图2中驱动轮18处的局部爆炸放大图；

图4为图2中转向节31处的局部爆炸放大图；

图5为图1中装夹钳41处的局部爆炸放大图；

图6为图1中固定机构的后视放大图；

图7为图1中蜗轮9处的局部爆炸放大图；

图8为图1中零件y型杆2的轴侧示意图；

图9为本发明自动搬运装置固定共享单车后轮时的工作效果示意图；

图10为本发明自动搬运装置举升共享单车后轮时的工作效果示意图；

图中：1、翻板；2、y型杆；3、第一电机；4、齿条；5第一齿轮；6、第二齿轮；7、蜗轮蜗杆壳体；8、蜗杆；9、蜗轮；10、防尘罩；11、轴承；12、第一轴承端盖；13、第三齿轮；14、限位块；15、第二轴承端盖；16、输出轴；17、外壳；18、驱动轮；19、固定螺栓；20、轴承支座；21、第二电机；22、第四齿轮；23、第五齿轮；24、车轴；25、转向轮；26、蓄电池卡槽；27、底盘；28、车桥；29、横拉杆；30、主销；31、转向节；32、第六齿轮；33、第三电机；34、轮毂螺帽；35、垫块；36、u型槽板；37、滑槽；38、弹簧；39、衔铁；40电磁铁；41、装夹钳；42、摄像头；43、轴套；44、共享单车后轮。

具体实施方式

为了便于理解，现规定本发明一种适用于共享单车的自动搬运装置的空间方位是：规定以图1中u型槽36所在位置为“前”，驱动轮18所在位置为“后”；以摄像头42所在位置为“左”，u型槽36所在位置为“右”；以防尘罩10所在位置为“上”或“顶部”，驱动轮18所在位置为“下”或“底部”。

参见图1、图2和图3，本发明自动搬运装置的下部是底盘27，底盘27与地面平行。底盘27的前端左右两侧装有转向轮25，底盘27的后端左右两侧装有驱动轮18。转向轮25和驱动轮18由驱动机构驱动动作，驱动机构控制整个搬运装置的前进运动，驱动机构由同转向部分和驱动部分组成，转向部分控制转向轮25的转向，驱动部分控制驱动轮18的前行。

驱动部分包括第二电机21，第四齿轮22、第五齿轮23、车轴24。车轴24左右水平布置，其左右两端分别经轴承11连接同侧的一个驱动轮18。轴承11支撑在轴承支座20上，轴承支座20通过螺栓固定安装于底盘27上表面。车轴24与轴承11相配合且穿过轴承11后连接驱动轮18，车轴24的左右两端通过固定螺栓19固定连接于驱动轮18的正中间。在车轴24的中间通过键同轴套有一个第四齿轮22，第四齿轮22与第五齿轮23相啮合，第五齿轮23同轴套在第二电机21的输出轴上。第二电机21左右水平布置，其壳体通过螺栓固定安装于底盘27上面，第五齿轮23通过键固定连接于第二电机21的输出轴上。

第二电机21启动，带动第五齿轮23转动，第五齿轮23通过齿轮啮合带动第四齿轮22转动，第四齿轮22带动车轴24同时转动进而带动驱动轮18的转动前进，这样由驱动部分控制整个搬运装置的前进运动。

在底盘27的上表面上安装蓄电池卡槽26，用于安装固定蓄电池电源。

转向部分包括第三电机33、第六齿轮32、横拉杆29、转向节31和车桥28。

第三电机33前后水平布置，其壳体固定安装于底盘27上面，其输出轴通过键固定套第六齿轮32。横拉杆29左右水平布置在第六齿轮32的下方，横拉杆29上表面中间设有齿条，该齿条与第六齿轮32相啮合。横拉杆29两端均设有铰接口并且分别与同侧的一个转向节31铰接。横拉杆29的下方是左右水平布置的车桥28，车桥28的中间段通过螺栓固定安装于底盘27上面，车桥28的左右两端设有铰接口，分别套在一个上下垂直的主销30外，主销30固定连接转向节31，这样使车桥28的左右两端各通过一个主销30与同侧的转向节31铰接。转向节31后端通过螺栓与横拉杆29铰接，前端通过主销30与车桥28铰接。每个转向节31还套有轴承11，通过轴承11与同侧的转向轮25的正中心相连并由轮毂螺帽34进行固定安装。

第三电机33工作，带动第六齿轮32的转动，第六齿轮32通过齿轮齿条啮合带动横拉杆29的左右移动，由于转向节31与横拉杆和车桥28铰接，所以横拉杆29的左右移动会带动转向节31以主销30为轴线进行转动进而带动转向轮25的转向运动，从而控制整个搬运装置的转向运动。

参见图1、图5和图6，在底盘27的后上方设置一个外壳17，外壳17罩在驱动机构外部，外壳17的下端通过螺栓与底盘27固定连接。外壳17的正前方铰接一个l型的翻板1，l型的翻板1面向正前方。在翻板1前表面正中间固定连接一个u型槽板36，u型槽板36的上下两端通过螺栓固定在翻板1上。u型槽板36的纵截面呈圆弧形，u型槽板36左右对称布置，并且u型开口面朝正前方，u型槽板36在左右方向上的槽宽度设计的要比共享单车后轮的轮胎稍宽，便于轮胎的固定。

在u型槽板36与翻板1之间的中间段设置锁定装置，用于锁定共享单车后轮。锁定装置包括两个左右方向的滑槽37，两个滑槽37左右并排对称放置并用螺栓固定连接翻板1上。每个滑槽37中安装一个装夹钳41的后端，使装夹钳41能沿滑槽37左右来回滑动。在每个装夹钳41的后端和滑槽37之间安装一个左右方向布置的弹簧38，便于装夹钳41的复位。在两个滑槽37之间是两个电磁铁40，两个电磁铁40左右并排对称放置并用螺栓固定连接翻板1上，在每个装夹钳41的后端上还固定一个衔铁39，一个电磁铁40靠近同侧的一个衔铁39。装夹钳41的前端向前上方延伸，伸在u型槽板36的前上方，便于固定共享单车后轮。由于共享单车停在地面时其后轮稍微倾斜，当需要固定共享单车时，给电磁铁40通电，同侧的衔铁39由于斥力作用被推向左右两端，由于衔铁39和装夹钳41固定连接作用，带动装夹钳41因此向左右两边打开，便于固定共享单车后轮。

参见图1、图7和图8，在翻板1的后方设置举升机构，举升机构用于控制翻板1的升降运动，从而将共享单车后轮的升降。举升机构包括第一电机3、蜗杆8、蜗轮9、齿条4、y型杆2以及三个齿轮。其中，第一电机3前后水平布置，其壳体通过螺栓固定安装于外壳17的上表面，外壳17的下端通过螺栓与底盘27固定连接。第一电机3的输出轴朝向后方，其输出轴通过键固定连接于第一齿轮5，第一齿轮5与第二齿轮6相啮合。第二齿轮6通过键同轴固定套在蜗杆8前端。蜗杆8前后水平地置于蜗轮蜗杆壳体7内部上端，蜗杆8的前后两端各通过轴承11进行固定安装在壳体7上，轴承11由第一轴承端盖12固定安装于蜗轮蜗杆壳体7前后两端。蜗杆8的下方是与其相啮合的蜗轮9，蜗轮9置于蜗轮蜗杆壳体7内部下端并通过键同轴固定连接于左右水平布置的输出轴16上。输出轴16两端通过轴承11进行固定安装，同时轴承11和蜗轮9之间由轴套43进行定位，第二轴承端盖15通过螺栓固定安装在蜗轮蜗杆壳体7左右两端。输出轴16的左端从蜗轮蜗杆壳体7内部伸出，并且通过键固定连接第三齿轮13，第三齿轮13的下方是前后水平布置的齿条4，第三齿轮13与齿条4相啮合。齿条4的前端与y型杆2的后端铰接，同时y型杆2的前端与翻板1后端左右两边相铰接。在第一齿轮5、第二齿轮6、蜗轮蜗杆壳体7以及第三齿轮13、齿条4的外部罩有一个防尘罩10。

在u型槽板36的旁侧设有摄像头42，摄像头42通过螺栓固定安装在翻板1前端面上，能识别共享单车的位置。

当共享单车后轮被装夹钳41锁住后，第一电机3工作，通过键带动第一齿轮5转动，第一齿轮5带动第二齿轮6转动，第二齿轮6通过键带动蜗杆8转动，蜗杆8通过蜗轮蜗杆啮合带动蜗轮9转动，蜗轮9通过键带动第三齿轮13转动，第三齿轮13通过齿轮齿条啮合带动齿条4前后移动，齿条4通过y型杆2带动翻板1以翻板1与外壳17的铰接位置为轴线进行旋转，从而实现共享单车后轮的举升。

下面结合图1、图2、图6、图9和图10具体阐述本发明搬运装置的自动搬运方法：

参见图1、图6所示，当摄像头42识别到共享单车的位置时，电磁铁40通电，衔铁39由于斥力被推向左右两端，由于衔铁39和装夹钳41固定连接作用，带动装夹钳41因此向两边打开；然后第二电机21启动，带动第五齿轮23转动，第五齿轮23通过齿轮啮合带动第四齿轮22的转动，第四齿轮22的转动通过键带动车轴24的转动进而带动驱动轮18的转动前进，使装置接近共享单车后轮44并且使后轮进入u型槽板36的u型槽，然后电磁铁40断开通电，两个装夹钳41在弹簧38的作用下朝向对方移动，实现复位，因此锁定后轮44，如图9所示。之后第一电机3启动，通过键带动第一齿轮5转动，第一齿轮5通过齿轮啮合带动第二齿轮6转动，第二齿轮6通过键带动蜗杆8转动，蜗杆8通过蜗轮蜗杆啮合带动蜗轮9转动，蜗轮9通过键带动第三齿轮13转动，第三齿轮13通过齿轮齿条啮合带动齿条4前后移动，齿条4通过y型杆2带动翻板1沿翻板1与外壳17的铰接位置进行旋转，从而实现共享单车后轮44的举升，将共享单车后轮44抬离地面方便搬运，如图10所示。最后，自动搬运装置在驱动机构的作用下可以将共享单车搬运至目的地。