專利名稱：搬運車輛機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種搬運車輛機器人，用于在機械式立體車庫中存取轎車、小型 面包車和其它小型車輛，由縱行機構(gòu)、升降機構(gòu)、橫移機構(gòu)、載車托板和智能
控制系統(tǒng)組成，涉及鋼結(jié)構(gòu)、機械傳動和可編程序邏輯控制器(PLC)應(yīng)用等技
術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
建設(shè)立體車庫解決了地皮緊張、交通擁堵、保密防盜、環(huán)境保護等許多棘 手問題。土建自走式的立體停車場占地面積大、工程造價高，目前國際流行的 是機械式立體車庫。從90年代未期，我國即有機械式立體車庫的生產(chǎn)制造。
然而國內(nèi)現(xiàn)有的各類機械式立體車庫均為進出不便、存取車輛緩慢、整體 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程造價較高，運行和管理費用較高。首先，在存放車輛時,均需要 司機將車輛開進車庫內(nèi)，再走出車庫；取出車輛時，均需要司機進入車庫內(nèi)，再 將車輛開出車庫。其次，有的在地面一層需要大敞口，有的進出口只能開設(shè)在車
庫兩側(cè)，有的進出口只能開設(shè)在車庫中間。而且，多數(shù)類型每一泊位均有各自獨 立的搬運傳送系統(tǒng)，既有升降傳動機構(gòu),又有橫移傳動機構(gòu)。在存取某臺車輛 時，需要其它幾乎全部車輛升降或橫移竄位讓出通道，才能將某車存入或取出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種搬運車輛機器人，采用PLC控制，使其攜持或驅(qū)動載車托 板縱行、升降及橫移，進行三維運行，自動進出車庫和進出泊位，搬運車輛， 進而開發(fā)一種車輛進出方便、存取車輛快捷、整體結(jié)構(gòu)簡單、工程造價低廉， 而且運行和管理費用較低的機械式立體車庫，以適應(yīng)我國市容管理、交通整治 和環(huán)境保護的需要。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將鏈輪、鏈條組成的傳動付以及動力電機、葺線驅(qū)
動裝置等安裝固定在鋼結(jié)構(gòu)框架上，組成一套獨立的搬運傳送裝置——搬運車
輛機器人，并將其設(shè)置于立體車庫內(nèi)部。采用可編程序邏輯控制器(PLC)控制， 使其能夠攜持或驅(qū)動載車托板進行縱行、升降及橫移等三維運行，自動進出車 庫和進出泊位，搬運車輛。
采取的具體措施是
1. 將立體車庫劃分若干停車單元，每個單元垂直劃分出互相平行且相等的 .三部分，兩側(cè)為停車空間，設(shè)置若干停車層、位；中部為機器人運作空間，作 為搬運傳送車輛的公共通道；在運作空間兩側(cè)上部設(shè)有2條縱行導(dǎo)軌，作為機 器人縱行之用。
2. 由縱行框架、1臺低速縱行電機、1套鏈輪傳動付及4個導(dǎo)輪(2對)等 組成機器人縱行機構(gòu)。其縱行電機固定在縱行框架上，2對導(dǎo)輪安裝在縱行框架
卜'部兩側(cè)，銜接在車庫縱行導(dǎo)軌上，縱行電機主軸和1對導(dǎo)輪軸桿上均裝有鏈 輪，由封閉鏈條連接起來。
當縱行電機啟動時，通過鏈輪、鏈條帶動縱行導(dǎo)輪在立體車庫兩側(cè)上部的 縱行導(dǎo)軌上滾動，即可使機器人攜持載車托板在運作空間內(nèi)縱向行走。
3. 由升降框架、l臺低速升降電機，5套鏈輪傳動付、4個導(dǎo)向鏈輪和4條 開式鏈條等組成機器人升降機構(gòu)。其升降電機固定在縱行框架上，升降框架垂 直貫穿于運作空間上下、固定在縱行框架下部。升降電機主軸上、框架中間軸 桿中部和兩側(cè)均裝有鏈輪，導(dǎo)向鏈輪安裝在升降框架上部四角。升降框架軸桿 屮部的鏈輪由封閉鏈條與升降電機主軸上的鏈輪連接在一起，軸桿兩側(cè)的鏈輪 由開式鏈條通過導(dǎo)向鏈輪與橫移框架連接起來，將橫移框架懸掛在升降框架內(nèi) 導(dǎo)向鏈輪下。
當升降電機啟動時，通過鏈輪、鏈條傳動，帶動橫移框架在升降框架內(nèi)上 下運行，即可使機器人攜持載車托板在其運作空間內(nèi)垂直升降。
4. 由橫移框架、l臺低速橫移電機、2套直線驅(qū)動裝置、2套鏈輪傳動付
及2條橫移導(dǎo)軌等組成機器人橫移機構(gòu)。其橫移電機和直線驅(qū)動裝置固定在橫 移框架上，橫移電機主軸上裝有2件同軸鏈輪，2套直線驅(qū)動裝置均由電動推桿 和伸縮滑座等組成；伸縮滑座內(nèi)裝有雙聯(lián)鏈輪和傳導(dǎo)滾軸輪。2套雙聯(lián)鏈輪中其 小鏈輪通過封閉鏈條分別與電機主軸上2件同軸鏈輪連接起來(組成2套鏈輪 傳動付)，其大齒輪即驅(qū)動鏈輪與傳導(dǎo)滾軸輪嚙合在一起。
5. 由托板框架、其框架下部兩側(cè)的4個導(dǎo)輪(2對)及下部中間的開式剛性 鏈條組成載車托板，其2對導(dǎo)輪可以銜接在機器人橫移框架上的2條橫移導(dǎo)軌 上；其剛性鏈條可以與橫移框架上直線驅(qū)動裝置伸縮滑座內(nèi)雙聯(lián)鏈輪中的驅(qū)動 鏈輪互相嚙合。
6. 在進出車庫和進出泊位的行程路線上，也設(shè)有橫移導(dǎo)軌及若干雙聯(lián)鏈輪； 使載車托板的導(dǎo)輪也可以銜接在進出車庫或進出泊位行程路線上的導(dǎo)軌上，其 開式剛性鏈條也可以與進出車庫或進出泊位行程路線上雙聯(lián)鏈輪中的驅(qū)動鏈輪 互相嚙合。
當橫移電機啟動時，通過鏈輪、鏈條和驅(qū)動鏈輪、開式剛性鏈條傳動，即 可使機器人驅(qū)動載車托板沿其橫移機構(gòu)上的橫移導(dǎo)軌左右運行，進出橫移框架、 進出車庫或進出泊位。
7. 由通訊電器、行程開關(guān)、光電傳感器、繼電器、接觸器和可編程序邏輯 控制器(PLC)組成智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以PLC為核心，其輸入端連接通訊電 器、行程開關(guān)及光電傳感器，分別安裝在車庫內(nèi)外機器人的行程路線上，其輸 出端連接繼電器及接觸器，分別與機器人縱行、升降及橫移機構(gòu)中的動力電機 連接相連接。
存取車輛時，司機由通訊電器向機器人發(fā)出指令，行程開關(guān)、光電傳感器 向PLC反饋信息，其模擬電路即向繼電器、接觸器發(fā)出信號，繼電器、接觸器 控制縱行、升降及橫移電機、直線驅(qū)動裝置攜持或驅(qū)動載車托板進行三維運行, 進出車庫、進出泊位，實現(xiàn)機器人自動控制搬運車輛。
釆取上述措施，本發(fā)明的搬運車輛機器人可以攜持或驅(qū)動載車托板縱行、 升降及橫移，進行三維運行，自動進出車庫、進出泊位，自動控制搬運車輛。
將本發(fā)明在配置在各類機械式立體車庫內(nèi)，其車庫即可建在地上，也可建 在地下，其進出口即可單門也可以多門，能夠充分適應(yīng)不同的地域條件和地理
環(huán)境，滿足城市規(guī)劃和用戶需要；在進出口外即可存取車輛，使得車輛進出方 便、存取車輛快捷，大大縮短了存取時間，給司機提供很大方便。而且，避免 了車輛進出的能源消耗，杜絕了車庫內(nèi)的尾汽污染及火災(zāi)隱患。
由于搬運車輛機器人僅僅是一套獨立的搬運傳送裝置，用其可以搬運--座 機械式立體車庫內(nèi)的全部車輛。因此，采用本發(fā)明的機械式立體車庫，整體結(jié) 構(gòu)簡單，工程造價低廉，便于集中控制和集中維護。機器人運作空間是搬運傳 送車輛的公共通道，機器人直接、單獨搬運每臺車輛，不但方便快捷，而且搬 運某臺車輛均不需其它車輛升降或橫移竄位，降低了運行成本，節(jié)約能源。
本發(fā)朋涉及的縱行、升降、橫移機構(gòu)及載車托板，是最常規(guī)的機械傳動裝 置與型鋼框架的組合，涉及的智能控制系統(tǒng)，是最成熟的PLC應(yīng)用，凡屬相關(guān) 行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員均可理解、掌握和實現(xiàn)。
與國內(nèi)外同類車庫相比較，采用本發(fā)明的機械式立體車庫，車輛進出方便、 存取車輛快捷、整體結(jié)構(gòu)簡單、工程造價低廉，而且運行和管理費用較低，能 夠充分適應(yīng)我國市容管理、交通整治和環(huán)境保護的需要。
立體車庫是公益性設(shè)施，它可以促進市容管理、加強交通整治、利于環(huán)境
保護，利國利民。采用本發(fā)明的搬運車輛機器人建設(shè)機械式立體車庫，經(jīng)濟實 用，更加符合我國國情。目前正值我國已加入WTO、進一步改革開放之際，國內(nèi) 大中城市改革建設(shè)如火如荼，市容管理、交通整治和環(huán)境保護大刀闊斧，實施 本發(fā)明建設(shè)機械式立體車庫，必將取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
圖l為機器人與立體車庫配置立剖面示意圖。
圖2為機器人與立體車庫配置平剖面示意圖。 圖3為機器人縱行機構(gòu)主視示意圖。 圖4為機器人縱行機構(gòu)俯視示意圖。 圖5為機器人升降機構(gòu)主視示意圖。 圖6為機器人升降機構(gòu)側(cè)視示意圖。
圖7為機器人橫移機構(gòu)及載車托板進入橫移框架傳動示意圖。 圖8為機器人橫移機構(gòu)及載車托板進入車庫泊位傳動示意圖。 圖9為控制系統(tǒng)硬件組成框圖。

圖10為控制系統(tǒng)軟件流程框圖。
在圖1、圖2中，1為機器人縱行機構(gòu)，2為機器人升降機構(gòu)，3為載車托 板，4為機器人橫移機構(gòu)，5為立體車庫。
在圖3、圖4中，l為縱行框架，2為縱行電機，3為主動鏈輪，4為封閉鏈 條，5為從動鏈輪，6為縱行導(dǎo)輪(4件2對)。縱行電機2固定在縱行框架1上 部，2對縱行導(dǎo)輪6安裝在縱行框架1下部兩側(cè)，主動鏈輪3和從動鏈輪5分 別固定在電機2主軸和1對導(dǎo)輪6軸桿上，封閉鏈條4將主動鏈輪3和從動鏈 輪5連接起來。
在圖5、圖6中，l為縱行框架，2為升降電機，3為主動鏈輪，4為封閉鏈 條，5為從動鏈輪(5件)，6為導(dǎo)向鏈輪(4件)，7為升降框架，8為橫移框架。 升降電機2固定在縱行框架1上，主動鏈輪3固定在升降電機2的主軸上，從 動鏈輪5固定在升降框架7的中軸上(中部1件，兩側(cè)各2件)，導(dǎo)向鏈輪6安 裝在升降框架7的四角，橫移框架8的四角通過開式鏈條、導(dǎo)向鏈輪6懸掛在 升降框架7內(nèi)。升降框架7軸桿中部的從動鏈輪5由封閉鏈條4與升降電機主 軸匕的主動鏈輪3連接起來，軸桿兩側(cè)的從動鏈輪5由開式鏈條通過導(dǎo)向鏈輪6 與橫移框架8的四角連接在一起，將其懸掛在升降框架7內(nèi)的導(dǎo)向鏈輪6下。 在圖7、圖8中，1為橫移框架，2為橫移電機，3為直線驅(qū)動裝置(2套)， 4為鏈輪傳動付(2套)，5為雙聯(lián)鏈輪(2套)，6為傳導(dǎo)滾軸輪(2件)，7為接 力雙聯(lián)鏈輪(多套)，8為載車托板。橫移電機2和直線驅(qū)動裝置3固定在橫移 框架1上，直線驅(qū)動裝置3由電動推桿和伸縮滑座等組成，雙聯(lián)鏈輪5和傳導(dǎo) 滾軸輪6安裝在直線驅(qū)動裝置3的伸縮滑座上，接力雙聯(lián)鏈輪7分別安裝在進 出車庫和進出泊位的行程路線上。電機2主軸鏈輪、雙聯(lián)鏈輪5中的小鏈輪由 封閉鏈條連接起來，其雙聯(lián)鏈輪5中的大鏈輪即驅(qū)動鏈輪與傳導(dǎo)滾軸輪6嚙合 在一起，載車托板8下部兩側(cè)設(shè)有2對4個導(dǎo)輪、中間設(shè)有l(wèi)條剛性開式鏈條， 橫移框架1和進出車庫、泊位的行程路線上各設(shè)有2條橫移導(dǎo)軌。
在圖9中，1為通訊電器。機器人工藝流程軟件固化在其程序存儲器ROM 內(nèi)。2為監(jiān)控電路。可對運行過程中的調(diào)度信息、方向信息和選擇信息識別反饋， 與速度控制電路相互備用。3為速度控制電路。控制機器人各機構(gòu)的運行速度。 4為PLC及輸入輸出接口。實現(xiàn)PLC與驅(qū)動設(shè)備的匹配及信號的轉(zhuǎn)換。5為電機 驅(qū)動系統(tǒng)。按PLC指令驅(qū)動各動力電機。6為繼電器線路。機器人、橫移框架或 載車托板運行到某一泊位時，行程開關(guān)順序動作，在各電機停機瞬間各制動器 斷電將相應(yīng)電機制動，以實現(xiàn)機器人各機構(gòu)準確定位。7為安全線路。當機器人 運行到極限位置或發(fā)生異常狀態(tài)時根據(jù)光電傳感器反饋信號將其制動。8為測距 脈沖發(fā)生器。將各電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換輸出脈沖個數(shù)，反饋給PLC合成指令，以實現(xiàn) 機器人各機構(gòu)準確運行。9、 10、 11分別為相應(yīng)電機的制動器。12為縱行電機。 13為升降電機。14為橫移電機。15為直線驅(qū)動裝置(2套)。當通訊電器發(fā)出 指令，托板載車進出車庫或進出泊位時，實現(xiàn)橫移機構(gòu)傳動連接或斷開，以便 將載車托板與橫移框架結(jié)合或脫離。
具體實施例方式
在圖l、圖2中，存車時，將車輛停泊在進出口外的載車托板3上，司機在 通訊電器上劃長、設(shè)置密碼"確定"后，托板3即載車進入機器人橫移機構(gòu)4
上，接著機器人縱行機構(gòu)1和升降機構(gòu)2攜持橫移機構(gòu)4、托板3將車輛送進某 一泊位。取車時，司機劃卡、輸入密碼"確定"后，機器人縱行機構(gòu)l、升降機 構(gòu)2、橫移機構(gòu)4及載車托板3按相反順序運行。
在圖3、圖4中，當PLC發(fā)出信號，縱行電機2啟動時，通過鏈輪3、封閉 鏈條4、鏈輪5帶動2對縱行導(dǎo)輪6在立體車庫兩側(cè)上部的縱行導(dǎo)軌上滾動，即
可使機器人攜持載車托板在運作空間內(nèi)縱向行走。
在圖5、圖6中，當PLC發(fā)出信號，升降電機啟動時，通過主動鏈輪3、封 閉鏈條4、從動鏈輪5、開式鏈條繞過導(dǎo)向鏈輪6，帶動橫移框架8在升降框架 7內(nèi)上下運行，即可使機器人攜持載車托板在其運作空間內(nèi)垂直升降。
在圖7中，當橫移框架1升降至與進出車庫行程路線同一水平位置，PLC發(fā) 出信號，載車托板8進入車庫時，直線驅(qū)動裝置3驅(qū)動雙聯(lián)鏈輪5、傳導(dǎo)滾軸輪 6與接力雙聯(lián)鏈輪7嚙合；橫移電機2啟動，通過鏈輪傳動付4、雙聯(lián)鏈輪5、 傳導(dǎo)滾軸輪6、接力雙聯(lián)鏈輪7和托板8下部的開式剛性鏈條，即可將托板8從 車庫進出U外沿橫移導(dǎo)軌載車傳送到橫移框架1上。雙聯(lián)鏈輪5、 7中的大鏈輪 即驅(qū)動、接力鏈輪與托板8下部的開式剛性鏈條嚙合，驅(qū)動傳送托板；其上的 小鏈輪通過鏈條遠程傳遞電機動力。
在圖8中，當橫移框架1升降至與進出泊位行程路線同一水平位置，PLC發(fā) 出信號，載車托板8進入泊位時，直線驅(qū)動裝置3中的雙聯(lián)鏈輪5、傳導(dǎo)滾軸輪 6與接力雙聯(lián)鏈輪7嚙合；橫移電機2啟動，通過鏈輪傳動付4、雙聯(lián)鏈輪5、 傳導(dǎo)滾軸輪6、接力雙聯(lián)鏈輪7和托板8下部的開式剛性鏈條，即可將托板8從 橫移框架1上沿橫移導(dǎo)軌載車送進停車泊位。
權(quán)利要求
1.一種搬運車輛機器人，由縱行機構(gòu)、升降機構(gòu)、橫移機構(gòu)、載車托板與智能控制系統(tǒng)的組合，其特征是機器人整體為型鋼框架結(jié)構(gòu)，縱行機構(gòu)設(shè)置在機器人上部，升降機構(gòu)貫穿于機器人上下、橫移機構(gòu)懸掛在機器人下部，載車托板銜接在橫移機構(gòu)上，智能控制系統(tǒng)分別與車庫內(nèi)外機器人行程路線上的通訊電器、行程開關(guān)、光電傳感器和縱行、升降及橫移機構(gòu)中的動力電機相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搬運車輛機器人，其特征是機器人縱行機構(gòu)由縱 行框架、固定在其框架上的縱行電機、鏈輪傳動付、安裝在其框架下部兩側(cè)的4 個導(dǎo)輪組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搬運車輛機器人，其特征是機器人升降機構(gòu)由固 定在縱行框架上的升降電機、鏈輪傳動付、安裝在縱行框架下部、垂直貫穿于 機器人中部上下的升降框架以及其框架內(nèi)的導(dǎo)向鏈輪和開式鏈條組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搬運車輛機器人，其特征是機器人橫移機構(gòu)由開 式鏈條懸掛在升降框架內(nèi)導(dǎo)向鏈輪下的橫移框架、固定在其框架上的橫移電機、 直線驅(qū)動裝置、鏈輪傳動付和橫移導(dǎo)軌組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搬運車輛機器人，其特征是載車托板由托板框架、 其框架下部兩側(cè)的4個導(dǎo)輪(2對)及下部中間的開式剛性鏈條組成；其(2對) 導(dǎo)輪銜接在機器人橫移框架上的2條橫移導(dǎo)軌上，其開式剛性鏈條與橫移框架 上直線驅(qū)動裝置內(nèi)雙聯(lián)鏈輪中的驅(qū)動鏈輪互相嚙合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搬運車輛機器人，其特征是智能控制系統(tǒng)以可編 程序邏輯控制器(PLC)為核心，輸入端連接通訊電器、行程開關(guān)及光電傳感器， 分別安裝在車庫內(nèi)外機器人的行程路線上，輸出端連接繼電器及接觸器，分別 與機器人縱行、升降及橫移機構(gòu)中的動力電機相連接。
全文摘要
一種搬運車輛機器人，用于搬運各種小型車輛，由縱行機構(gòu)、升降機構(gòu)、橫移機構(gòu)、載車托板和智能控制系統(tǒng)組成，涉及鋼結(jié)構(gòu)、機械傳動、可編程序邏輯控制器(PLC)應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域。將鏈輪傳動付以及動力電機、直線驅(qū)動裝置等安裝固定在鋼結(jié)構(gòu)框架上，組成一套獨立的搬運傳送裝置，并將其設(shè)置于立體車庫內(nèi)部。采用PLC控制，使其攜持或驅(qū)動載車托板縱行、升降及橫移，進行三維運行，自動進出車庫和進出泊位，搬運車輛，進而開發(fā)一種車輛進出方便、存取車輛快捷、整體結(jié)構(gòu)簡單、工程造價低廉，而且運行和管理費用較低的機械式立體車庫，以適應(yīng)我國市容管理、交通整治和環(huán)境保護的需要。
文檔編號E04H6/18GK101165296SQ20061004801
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者李文杰, 潘丙福, 藍家瑞, 馬紹斌 申請人:藍家瑞