一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，本实用新型专利技术通过在两个承载面上设置行走机构、升降机构、夹持机构、电气控制单元、中央控制单元和充电单元，能够通过中央控制单元指令控制，可根据停车场主控系统发来的指令在行驶过程中提前调整夹臂位置，当到达汽车停靠位置时只需轻微动作，即可完成对汽车的夹持工作。本实用新型专利技术的智能汽车搬运机器人较现有汽车搬运设备能够显著提升汽车搬运时间，提高汽车搬运过程中的安全系数，实现安全快速智能停车。

Intelligent vehicle handling robot based on UWB positioning

The utility model discloses an intelligent vehicle handling robot based on UWB positioning, the utility model two is arranged on the bearing surface of the walking mechanism, a lifting mechanism, a clamping mechanism, electrical control unit, the central control unit and a charging unit, through the central control unit according to the control instruction, sent to the main parking field the command control system in the process of moving ahead adjustment arm position, when arrive at the bus stop position when only a slight movement, to complete the work on the car to clip. Compared with the existing vehicle handling equipment, the intelligent vehicle handling robot of the utility model can significantly improve the vehicle handling time, improve the safety factor in the process of vehicle handling, and realize safe, rapid and intelligent parking.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人。
技术介绍
随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，城市人均汽车占有量不断增加，但是随着城市人口的增加，人们的居住空间越来越小，可供停车的位置日趋紧张，为了适应停车的需要，人们开始大量使用智能立体车库。目前，立体车库主要有平面移动、垂直升降及巷道堆垛等几种型式，在汽车的搬运上有载车板、升降梳齿和车轮夹持等几种方法，其中车轮夹持式以结构紧凑、存取车速度快，土建成本低等优点应用越来越广泛。汽车搬运机器人在车库中运行时导航的现有方式主要有电磁式、视频、激光式等，通过导航系统以实现在车库中汽车的自动存取。公开号为“CN105220918A”的名称为“一种汽车搬运机器人”的中国专利公开了一种搬运载车板的机器人，此技术方案是针对机器人多个顶升机构很难实现同步会导致载车板上的汽车出现倾斜、跌落损毁等安全事故的缺点而提出的。但是，由于此载车板搬运机器人在存取车时仍有一个存取载车板的过程，增加了存取车的时间，工作效率比较低。授权公告号为“CN204457020U”公开了：“一种AGV汽车搬运器，包括两个结构的小车，及连接两个所述小车的连接机构，所述小车包括架体、设置在所述架体上的行走机构、万向轮组、伸缩液压杆机构和电气控制系统。”此技术方案主要有以下几点不足之处：1、该专利所采用的AGV的导航系统为电磁、视频、激光等方式，如果停车场结构发生变化，导航系统的改造费用较大。2、该专利所述小车转向功能是通过小车左右驱动轮有差速来实现的，这会增加小车运行时所需的空间，所需转向的时间也会增加。3、该专利在存取的是时候必须是小车钻入汽车底下然后通过传感器获取车轮位置，调整小车位置，进而夹持车轮，这会大大增加整个存取车过程所需的时间。4、夹持臂机构中间空隙不可调，如果车轮较小，则有可能导致夹持机构上调时，车轮仍未离地，或者车轮较大时，汽车直接置于夹持臂之上，在运送的过程中极易发生安全事故。5、该专利所述汽车搬运器的宽度只有单一的型号，在实际情况中，汽车大小差别很大(如路虎和奇瑞QQ之间的差距)，这就会导致如果该专利所述搬运器能够搬运奇瑞QQ的话，当该专利所述汽车搬运器搬运路虎的时候，其结构就会显得过于小从而导致安全隐患，如果该专利所述汽车搬运器正好搬运路虎，则其搬运奇瑞QQ时就很有可能钻不到QQ车底下。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，提出了一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，本装置能根据指令自动运行，在智能车库中快速，安全的存取汽车。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，包括行走机构、升降机构、夹持机构、电气控制单元、中央控制单元、充电单元和承载机构，其中：所述承载机构包括两块上下布置的第一承载面、第二承载面，所述第一承载面和第二承载面通过升降机构支撑连接，位于上端的第二承载面的两侧对称布设有夹持汽车轮胎的夹持机构；所述第一承载面和第二承载面在实际设计过程中可根据实际情况改变大小。所述第一承载面的端部均设置有防撞传感器，所述防撞传感器将采集的信号发送给控制单元，所述第一承载面上还设有UWB定位标签，以实现对机器人的定位；所述充电单元设置于第一承载面上，包括连接着的电能存储模块和无线充电线圈，所述第一承载面底端设有行走机构；所述中央控制单元，根据停车场道路信息和实际环境构建电子地图，根据待取汽车的位置和搬运机器人的位置，确定行走路线，根据规划的行走路线和搬运机器人的现有速度，计算出机器人的加速度，发出使机器人到达指定地点的路线信息和完成搬运的动作指令；所述电气控制单元与中央控制单元通信，接收中央控制单元发出的路线信息和动作指令，并控制行走机构、升降机构、夹持机构或/和充电单元进行相应的动作，实现指定汽车的搬运。优选的，所述第一承载面和第二承载面均为一体式结构，且均为矩形。所述行走机构，包括四组受控万向轮及其驱动转向步进电机，其中，所述受控万向轮及其驱动转向步进电机分别驱动四组受控万向轮的转动和行走，所述驱动转向步进电机与控制单元连接，接收控制指令。所述四组受控万向轮结构相同，均包括两个对称布设的万向轮，且四组受控万向轮分别布置在所述第一承载面底端的四个端部。所述夹持机构包括两个导轨和四组伸缩液压杆，所述导轨设置于第二承载面的两端，每组伸缩液压杆包括两个夹持杆，四组伸缩液压杆两两对称设置于导轨的两端，每组伸缩液压杆的外侧设置有液压推动装置，液压推动装置推动夹持杆沿导轨进行运动和固定，实现轮胎的夹持与紧固。优选的，所述液压推动装置为液压推动油缸。所述每组伸缩液压杆套设于不同的伸缩油缸内，所述伸缩液压杆上设有对射光电传感器和距离传感器，根据对射光电传感器和距离传感器的数据来调整伸缩液压杆的位置和长度。优选的，所述伸缩液压杆朝向汽车车轮的一侧为弧形。所述升降机构为液压升降装置，具体包括若干个升降液压杆和液压泵，所述升降液压杆固定在第一承载面和第二承载面之间，用于调整第一承载面和第二承载面的距离，所述液压泵连接升降液压杆。所述电气控制单元，包括指令接收模块、电控箱、UWB定位标签和若干个防撞传感器，所述防撞传感器设置在第一承载面的端部，所述UWB定位标签设置于第一承载面的几何中心，所述指令接收模块设置在第一承载面的几何中心线上，接收中央控制单元的加速或减速指令，所述电控箱控制行走机构的转向电机和驱动电机以及液压泵。所述中央控制单元与停车场监控服务器连接，接收服务器的电子地图、位置信息和待取车辆信息。优选的，所述待取车辆信息包括轮胎的位置、直径、宽度、前轮和后轮间距和停车位置。一种基于上述UWB定位的智能汽车搬运机器人的控制方法，包括以下步骤：(1)根据UWB定位技术对搬运机器人进行定位，根据停车场的电子地图确定其和待取车辆的最短路径，规划行驶路径；(2)根据规划的路径计算搬运机器人应有的加速度，控制其运行至待取车辆位置，行驶到待取车辆底部；(3)接收待取车辆信息，根据车轮的前轮和后轮间距和直径，调整伸缩液压杆的位置和间距，使其与车轮相对应，根据对射光电传感器和距离传感器检测到的数据，来对伸缩液压杆位置和伸缩长度进行调整，从而实现对汽车轮胎的夹持；(4)完成夹持过程后，调整第一承载面和第二承载面之间的距离，使汽车离开地面；(5)根据UWB定位技术和停车场的电子地图确定停车场出口和待取车辆的最短路径，规划行驶路径，使搬运机器人运送汽车到停车场出口。所述步骤(1)中，在搬运机器人没有搬运任务时，搬运机器人停留在具有无线充电功能的停车位上进行充电，此时若有汽车停入车库入口，停车场管理系统通过摄像头对汽车进行模式识别，把检测到的汽车的车辆的型号、轮胎的位置、前轮和后轮间距和停车位置，通过无线传输发送给搬运机器人，其中轮胎的位置信息是根据坐标化的地图得到，(比如设置车库第一入口出的右上角为整个车库坐标系的原点，根据摄像头模式识别得出轮胎的坐标，发送给搬运机器人，从而使得小车能根据汽车轮胎位置坐标来提前调整夹臂机构，从而实现当搬运机器人钻到汽车底部时，汽车轮胎正好位于每对夹臂机构的中央的目的)。所述步骤(1)中，规划路径时，充分利用空车车位，进行最优路径的确定，且避开已停车的停车位。所述步骤(1)中，电子地图采用Mapinf本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，其特征是：包括行走机构、升降机构、夹持机构、电气控制单元、中央控制单元、充电单元和承载机构，其中：所述承载机构包括两块上下布置的第一承载面、第二承载面，所述第一承载面和第二承载面通过升降机构支撑连接，位于上端的第二承载面的两侧对称布设有夹持汽车轮胎的夹持机构；所述第一承载面的端部均设置有防撞传感器，所述防撞传感器将采集的信号发送给控制单元，所述第一承载面上还设有UWB定位标签，以实现对机器人的定位；所述充电单元设置于第一承载面上，包括连接着的电能存储模块和无线充电线圈，所述第一承载面底端设有行走机构；所述中央控制单元，根据停车场道路信息和实际环境构建电子地图，根据待取汽车的位置和搬运机器人的位置，确定行走路线，根据规划的行走路线和搬运机器人的现有速度，计算出机器人的加速度，发出使机器人到达指定地点的路线信息和完成搬运的动作指令；所述电气控制单元与中央控制单元通信，接收中央控制单元发出的路线信息和动作指令，并控制行走机构、升降机构、夹持机构或/和充电单元进行相应的动作，实现指定汽车的搬运。

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，其特征是：包括行走机构、升降机构、夹持机构、电气控制单元、中央控制单元、充电单元和承载机构，其中：所述承载机构包括两块上下布置的第一承载面、第二承载面，所述第一承载面和第二承载面通过升降机构支撑连接，位于上端的第二承载面的两侧对称布设有夹持汽车轮胎的夹持机构；所述第一承载面的端部均设置有防撞传感器，所述防撞传感器将采集的信号发送给控制单元，所述第一承载面上还设有UWB定位标签，以实现对机器人的定位；所述充电单元设置于第一承载面上，包括连接着的电能存储模块和无线充电线圈，所述第一承载面底端设有行走机构；所述中央控制单元，根据停车场道路信息和实际环境构建电子地图，根据待取汽车的位置和搬运机器人的位置，确定行走路线，根据规划的行走路线和搬运机器人的现有速度，计算出机器人的加速度，发出使机器人到达指定地点的路线信息和完成搬运的动作指令；所述电气控制单元与中央控制单元通信，接收中央控制单元发出的路线信息和动作指令，并控制行走机构、升降机构、夹持机构或/和充电单元进行相应的动作，实现指定汽车的搬运。2.如权利要求1所述的一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，其特征是：所述行走机构，包括四组受控万向轮及其驱动转向步进电机，其中，所述受控万向轮及其驱动转向步进电机分别驱动四组受控万向轮的转动和行走，所述驱动转向步进电机与控制单元连接，接收控制指令。3.如权利要求2所述的一种基于UWB定位的智能汽车搬运机器人，其特征是：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂青，李成栋，高修崇，田崇翼，陶亮，汪明，
申请(专利权)人：山东建筑大学，山东掌控物联网科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37