专利名称：魔方置位机器人的制作方法
技术领域：
本发明是一种魔方置位机器人，用于在立体车库中存取轿车、面包车等中 小型车辆，由横移机构、旋转机构、升降机构、载车托板与控制系统组成，涉 及土建、钢结构、机械传动和自动控制等技术领域。
背景技术：
国内外现有的各类机械停车设备每个泊位内均需采用升降、横移机构或在 车库内设置升降机、堆垛机等，在存放车辆时，均需要司机将车辆开进车库内， 再走出车库；在取出车辆时，均需要司机进入车库内，再将车辆开出车库。而 且，升降横移类存取每台车辆均需要其它车辆升降或横移窜位，其它类型为方 便司机开出车辆，需要在车库进出口处设置一部转盘将车辆旋转掉头。这样， 现有机械式停车设备由于进出方式的特点，进出不便、存取较慢，设置掉头转 盘还增加车库成本。发明内容本发明将横移机构、旋转机构、升降机构和送取机构组成魔方置位机器人， 设置到立体车库中，采用自动控制，存取车辆可以自动进出，又可以将车辆旋 转掉头、三维置位；每台车辆均可直接、单独搬运、传送，不需要其它车辆升 降或横移窜位； 一部设备即可存取一座车库内的全部车辆。从而使立体车库存 取方便、进出快捷，结构简单、成本低廉。本发明的技术方案是将停车泊位设置在立体车库门外，将魔方机器人设置在立体车库中部，将载车托板设计为独立结构，衔接在停车泊位、机器人送取机构和存储泊位的导轨上，控制系统与机器人各机构驱动电机相连接。采用自动控制，机器人能够将托板载车如魔方式旋转掉头、三维置位，搬运、传送 进出立体车库和存储泊位。具体措施是1. 由泊位框架、送取导轨(2条)、外延装置、中继装置和接力装置组成 停车泊位机构，其2条送取导轨安装在泊位框架上部两侧、从车库门外延伸至车库中部，其外延装置、中继装置和接力装置在2条送取导轨之间从外而内平行设置、安装在泊位框架中部间隔槽钢内外，其外延装置和中继装置由传动链轮和接力链轮组成，其接力装置由传动链轮、接力链轮、圆锥齿轮(2件)和离合器从动端组成，各接力链轮侧面的传动链轮分别由封闭链条连接起来。当 车库内接力链轮转动时，通过中继装置，即可带动车库外停车泊位上的接力链 轮转动。2. 由型钢框架或钢筋混凝土框架组成立体车库，并将其垂直划分出互相平行且相等的三部分其两侧为停车空间，设置若千层存储泊位，每个存储泊位 内设置2条送取导轨，在车辆进出口处设置一部接力装置，做为托板进出之用； 中部空间设置魔方置位机器人，作为搬运、传送车辆的运行空间，在其两侧框架上设置2条横移导轨，作为天车横移之用。3. 由横移机构、旋转机构、升降机构和送取机构组成魔方置位机器人，其横移机构设置在车库框架上，其旋转机构悬挂在横移机构中，其升降机构设置 在旋转机构上下，其送取机构设置在升降机构轿厢框架内，各机构自上而下穿 插排列，其框架均由型钢焊接而成。4. 由天车框架、横移电机(2台)、链轮传动付(2组)和导轮(4件)组 成横移机构，其横移电机安装在天车框架上，其4件导轮安装在天车框架下部 两侧并衔接在立体车库的2条横移导轨上，链轮传动付将横移电机主轴和天车 框架下部两侧主动导轮的传动轴连接起来，天车框架中部为园环形状、作为环 形导轨，用于设置旋转机构。当2台横移电机(同时)转动，通过链轮传动付 带动天车框架下部导轮转动，即可使机器人在立体车库运行空间内横向移动。5. 由旋转框架、旋转电机、链轮传动付、旋转导轮(多件)和导升框架组 成旋转机构，其旋转电机设置在旋转框架上部边缘，多件旋转导轮均布设置在 旋转框架下部边缘，衔接在天车框架中部的环形导轨上，链轮传动付将旋转电机和主动导轮传动轴连接起来，导升框架安装在旋转框架下部，作为升降机构 轿厢框架升降导向之用。当旋转电机转动时，通过链轮传动付带动导轮在天车 框架中部的环形导轨上滚动，即可带动旋转框架、导升框架转动，从而带动升 降机构、轿厢框架以及送取机构、载车托板和车辆旋转掉头。
6. 由升降电机、联轴"l、巻筒装置、滑轮组和轿厢框架组成升降机构，其 升降电机通过联轴器与巻筒装置主轴连接安装在旋转框架上，滑轮组安装在轿 厢框架上，钢丝绳缠绕在巻筒和滑轮上，通过巻筒装置和滑轮组将轿厢框架悬 挂在旋转机构的导升框架之中。当升降电机转动，通过联轴器带动巻筒转动， 将钢丝绳收回或放开，即可带动滑轮组和轿厢框架在导升框架中垂直升降。
7. 由送取框架、动源装置、驱动装置(2部)、链轮传动付(2组)和送取 导轨(2条)组成送取机构，其送取框架中部长边方向由2根型钢间隔焊接在 2短边内侦ij，其动源装置、2部驱动装置分别安装送取框架型钢间隔中部和两 端，2组链轮传动付分别将2部驱动装置和动源装置连接在一起，2条送取导 轨设置在送取框架两侧长边上部，用于载车托板导轮滚动。
8. 由送取电机、传动链轮(2件)和驱动链轮组成动源装置，其驱动链轮 安装在2.根型钢间隔中，其2件传动链轮与驱动链轮同轴固连安装在2根间隔 型钢两侧，送取电机通过联轴器与动源装置主轴连接起来。送取电机转动，通 过联轴器同时带动2件传动链轮和驱动链轮转动。
9. 由传动链轮、驱动链轮、圆锥齿轮(2件)，电磁推力器和离合器主动 端组成驱动装置，氛盧动链轮安装在2根型钢间隔中，其传动链轮和一件圆锥 齿轮与驱动链轮同轴固连安装在间隔型钢两侧；另一件画锥齿轮与离合器主动 端同轴安装在短边内外，离合器主动端可沿其轴花键滑动，2件圆锥齿轮轴线 交角90°啮合；电磁推力器安装在短边内外，其推力轴向外，其轴上拨叉插 入离合器主动端凹槽内，两侧驱动装置在送取框架短边方向左右对称。传动链 轮转动，带动同轴驱动链轮和一件圆锥齿轮转动，同时转角90°带动另一件 圆锥齿轮和离合器主动端转动。这样，当动源电机转动时，通过2组链轮传动付，分布于屮部和两侧的3
件驱动链轮即可同向同步转动，通过2部驱动装置的圆锥齿轮传动，分布于送 取框架2短边外侧的2件离合器主动端也口了同时转动。
送取机构中的驱动装置与停车泊位机构或存储泊位中的接力装置组成送 取系统。 '
10. 由主动端和从动端组成一种锥销离合器，其主动端端面h带有锥销， 从动端端面上带有锥孔，其主动端锥销中心与从动端锥孔中心相对应，其从动 端端面的锥孔密布于端面中心圆周且其外缘互相吻接，锥孔为偶数且为锥销倍 数，从而保证在任何周向位置，主动端锥销均可顺畅插入从动端锥孔，使得动 力传递安全可靠。
当推力器推出离合器主动端锥销插入从动端锥孔，即将送取系统接通，经 过传动链轮和驱动、接力装置内的圆锥齿轮改变转动方向，接力链轮即与驱动 链轮同向同歩转动。
11. 由托板框架、折棱钢板、导轮(4件)和开式刚性链条组成载车托板， 其折棱钢板铺设在托板框架上平面，其4件导轮安装在托板框架下部两侧，可 以衔接在停车泊位、悬板框架或存储泊位的送取导轨上，其开式刚性链条安装 在托板框架下部中间，可以与停车泊位、悬板框架或存储泊位上的驱动、接力 链轮互相啮合。当送取电机转动，通过驱动和接力链轮拨动开式刚性链条，即 可驱动载车托板沿送取导轨纵向运动，进出车库、进出悬板或进出泊位。
采取上述措施，存车时，将车辆停泊在立体车库外停车泊位机构的载车托 板上，送取系统接通后，托板载车从停车泊位进入立体车库中部、到达魔方机 器人升降机构轿厢框架中的送取框架上；接着送取系统断开，魔方机器人旋转 机构将轿厢框架、送取机构连旋转180° ，将托板载车掉头；接着魔方机器人 横移机构和升降机构配合，将轿厢框架、送取框架连同托板载车横移、上升到 某一存储泊位前；然后送取系统再次接通，将托板载车从送取框架上送进存储 泊位中。取车顺序相反。实施上述技术方案及具体措施，本发明的魔方置位机器人，即可以方便、 快捷地将车辆从车库门外取进立体车库，旋转掉头、三维置位，送进存储泊位 中。取车时，魔方机器人瞬间将车头朝外送到车库门外，司机即可将车辆直接 开走。
.本发明涉及的立休车库采用型钢框架或钢筋混凝土框架建设，涉及的停车 泊位机构、机器人各机构和载车托板，均是型钢框架与最常规的机械传动机构 的组合，涉及的控制系统，是最成熟的电器控制技术应用，凡属相关行业领域 的技术人员均可理解、掌握和实现。
与现有各类机械式停车设备相比较，本发明存取车辆仅在车库门外进行， 自动存取、旋转掉头完全由魔方机器人操作；每台车辆均可直接、单独搬运、 传送，不需要其它车辆升降或横移窜位； 一部设备即可存取一座车库内的全部
车辆，从而使立体车库存取方便、进出快捷，结构简单、成本低廉。而且车库 内部无需人员管理，更加保密、安全。本发明填补了当代停车设备领域空白， 体现出现代化程度和高科技水平。
停车设备是公益性设施，符合市容管理、交通整治和环境保护的需要，本 发明的魔方置位机器人，新奇独特，经济实用，更加符合中国国情。随着我国 改革开放进程，各大中城市车辆激增，实施本发明必将取得显著的经济效益和 社会效益。
图l为本发明与立体车库立面配置示意图。
图2为本发明与立体车库平面配置示意图。
图3为本发明主视示意图。
图4为本发明侧视示意图。
图5为本发明横移机构示意图。
图6为本发明旋转机构示意图。
图7为本发明升降机构示意图。图8为本发明送取机构示意图。 图9为送取机构动源装置示意图。 图10为送取机构驱动装置示意图。 图11为载车托板底视不意图。
图12为停车泊位机构示意图。
在图1和图2中，1为停车泊位，2为立体车库，3为魔方机器人，4为存 储泊位。停车泊位1设置在立体车库2门外，魔方机器人3设置在立体车库2 中部，存储泊位4设置在立体车库两侧空间。
在图3和图4中，l为车库框架，2为横移机构，3为旋转机构.4为升降 机构，5为送取机构。横移机构2设置在车库框架1中部两侧的横移导轨上， 旋转机构3设置在横移机构2天车框架内环形导轨上，升降机构4设置在旋转 机构3旋转框架上和导升框架内，送取机构5设置在升降机构4下部的轿厢框 架内。
在图5中，l为横移导轨(2条)，2为横移电机(8台)，3为主动导论(2 件)，4为链轮传动付(2组)，5为环形导轨，6为横移框架，7为从动导轮(2 件)。2台横移电机2安装横移框架6上两侧，4件导轮3、 7安装横移框架6 下部两侧、分别衔接在2条横移导轨1上，2组链轮传动付4分别将横移框架 两侧的横移电机2主轴和主动导轮3传动轴连接起来，环形导轨5焊接在横移 框架6中部。
在图6中，l为导升框架，2为旋转导轮(多件)，3为链轮传动付，4为 旋转电机，5为旋转框架。旋转电机4安装在旋转框架5上部边缘，多件旋转 导轮2安装在旋转框架5下部边缘、衔接在横移框架环形导轨上，链轮传动付 3将旋转电机4主轴和主动旋转导轮2的传动轴连接起来，导升框架1安装在 旋转框架5下部。
在图7中，l为滑轮组，2为旋转框架，3为巻筒装置，4为联轴器，5为 升降电机，6为轿厢框架，7为送取框架。巻筒装置3通过联轴器4与升降电机5连接、安装在旋转框架2匕滑轮组1安装在轿厢框架6匕钢丝绳绕过 巻筒、滑轮将轿厢框架6悬挂在旋转框架2 K，送取框架7安装在轿厢框架6 内。
在图8中，l为送取框架，2为送取导轨(2条)，3为动源装置，4为链 轮传动付(2组)，5为驱动装置(2部)。送取导轨2设置在送取框架1 i:部 两侧，动源装置3设置在送取框架1中部，2部驱动装置5设置在送取框架1 中部间隔型钢与两侧短边接壤处、并在送取框架短边方向左右对称，2组链轮 传动付4分别将动源装置3和2部驱动装置5连接起来。
在图9中，l为送取电机，2为联轴器，3为驱动链轮，4为传动链轮(2 件)，5为送取框架。驱动链轮3安装在送取框架5型钢间隔中，2件传动链轮 4与驱动链轮3同轴固连安装在间隔型钢两侧，送取电机1通过联轴器2与动 源装置主轴连接起来。
在图10中，l为传动链轮，2为驱动链轮，3、 4为圆锥齿轮，5为电磁推 力器，6为锥销离合器主动端，7为间隔型钢(2根)，8为框架短边。驱动链 轮2安装在间隔型钢7中，传动链轮1和圆锥齿轮3与驱动链轮2同轴固连安 装在间隔型钢7两侧，圆锥齿轮4与离合器主动端6同轴安装在框架短边8 内夕卜，离合器主动端6可沿其轴花键滑动，圆锥齿轮3、4轴线交角90。啮合， 电磁推力器5安装在框架短边8内外，其推力轴向外，其轴上拨叉插入离合器 主动端6凹槽内。
在图11中，l为托板框架，2为折棱钢板，3为导轮(4件)，4为开式刚 性链条。折棱钢板2铺设在托板框架1上平面，4件导轮3安装在托板框架1 下部两侧，开式刚性链条4安装在托板框架1下部中间。
在图12中，l为停车泊位，2为泊位框架，3为外延装置，4为送取导轨， 5为中继装置，6为链轮传动付(2组)，7为接力装置。停车泊位l设置在泊 位框架2外侧，2条送取导轨4设置在泊位框架2上部两侧，外延装置3、中 继装置5和接力装置7从外而内安装在泊位框架2内侧中部间隔槽钢内外，2组链轮传动付6分别将外延装置3、中继装置5和接力装置7连接起来。
具体实施例方式
在图1和图2中，存车时，将车辆停泊在车库外停车泊位1的载车托板上， 控制系统启动后，首先托板载车进入立体车库2中部魔方机器人3送取机构上， 然后魔方机器人3将托板载车旋转180° 、送进存储泊位4中。
在图5中，当两侧横移电机2 (同时)转动，通过链轮传动付4带动天车 框架6下部两侧主动导轮3滚动，同时带动两侧从动导轮7滚动，即可使机器 人在立体车库运行空间内横向移动。
在图6中，当旋转电机4转动时，通过链轮传动付3带动导轮2在旋转框 架5在天车中部的环形导轨上滚动，即可带动旋转框架5、导升框架l旋转， 从而带动升降机构、轿厢框架以及横移机构、载车托板和车辆旋转掉头。
在图7中，当升降电机5转动，通过联轴器4带动巻筒3转动，将钢丝绳 收回或放开，即可带动滑轮组1和轿厢框架6以及送取框架7在旋转机构导升 框架中垂直升降。
在图9中，当送取电机1转动，通过联轴器2和动源装置主轴同时带动传 动链轮4 (2件)和驱动链轮3转动。
在图10中，当推力器5推出离合器主动端6锥销插入接力装置离合器从 动端锥孔，即将送取系统接通，经过传动链轮1和驱动装置内的圆锥齿轮3、 4改变转动方向，接力链轮即与驱动链轮2同向同步转动。
在图12中，存车时，将车辆停泊在车库门外停车泊位l的载车托板上， 当送取系统接通，接力装置7内接力链轮向内旋转，通过链轮传动付6、中继 装置5带动外延装置3内接力链轮向内旋转，即驱动托板载车沿送取导轨4 进入立体车库内魔方机器人的送取机构上。
权利要求
1. 一种魔方置位机器人，由横移机构、旋转机构、升降机构、送取机构、载车托板与控制系统的组合，其特征是横移机构设置在车库框架上，旋转机构悬挂在横移机构中，升降机构设置在旋转机构上下，送取机构设置在升降机构轿厢框架内，载车托板为独立结构，可以衔接在停车泊位、机器人送取机构和存储泊位的导轨上，各机构自上而下穿插排列，其框架均由型钢焊接而成，控制系统与机器人各机构驱动电机相连接。
2. 根据权利要求1所述的魔方置位机器人，其特征是横移机构由天车框 架、横移电机(2台)、链轮传动付(2组)和导轮(4件)组成，其横移电机 安装在天车框架上，其4件导轮安装在天车框架下部两侧并衔接在立体车库的 2条横移导轨上，链轮传动付将横移电机主轴和天车框架下部两侧主动导轮的 传动轴连接起来，天车框架中部为园环形状。
3. 根据权利要求1所述的魔方置位机器人，其特征是旋转机构由旋转框 架、旋转电机、链轮传动付、旋转导轮(多件)和导升框架组成，旋转电机设 置在旋转框架上部边缘，多件旋转导轮均布设置在旋转框架下部边缘，衔接在 天车框架中部的环形导轨上，链轮传动付将旋转电机和主动导轮传动轴连接起 来，导升框架安装在旋转框架下部。
4. 根据权利要求1所述的魔方置位机器人，其特征是升降机构由升降电 机、联轴器、巻筒装置、滑轮组和轿厢框架组成，其升降电机通过联轴器与巻 筒装置主轴连接安装在旋转框架上，滑轮组安装在轿厢框架上，钢丝绳缠绕在 巻筒和滑轮上，通过巻筒装置和滑轮组将轿厢框架悬挂在旋转机构的导升框架 之中。
5. 根据权利要求1所述的魔方置位机器人，其特征是送取机构由送取框 架、动源装置、驱动装置(2部)、链轮传动付(2组)和送取导轨(2条)组 成，其送取框架中部长边方向由2根型钢间隔焊接在2短边内侧，其动源装置、 2部驱动装置分别安装送取框架型钢间隔中部和两端，2组链轮传动付分别将2部驱动装置和动源装置连接在一起，2条送取导轨设置在送取框架两侧长边 上部。
6. 根据权利要求5所述的魔方置位机器人，其特征是送取机构动源装置由 送取电机、传动链轮(2件)和驱动链轮组成，其驱动链轮安装在2根型钢间 隔中，其2件传动链轮与驱动链轮同轴固连安装在2根间隔型钢两侧，送取电 机通过联轴器与动源装置主轴连接起来。
7. 根据权利要求5所述的魔方置位机器人，其特征是送取机构驱动装置由 传动链轮、驱动链轮、圆锥齿轮(2件)，电磁推力器和离合器主动端组成， 其驱动链轮安装在2根型钢间隔中，其传动链轮和一件圆锥齿轮与驱动链轮同 轴固连安装在间隔型钢两侧；另一件圆锥齿轮与离合器主动端同轴安装在短边 内外，离合器主动端可沿其轴花键滑动，2件圆锥齿轮轴线交角90。啮合；电 磁推力器安装在短边内外，其推力轴向外，其轴上拨叉插入离合器主动端凹槽 内，两侧驱动装置在送取框架短边方向左右对称。
8. 根据权利要求7所述的魔方置位机器人，其特征是驱动装置锥销离合器 由主动端和从动端组成，其主动端端面上带有锥销，从动端端面上带有锥孔， 其主动端锥销中心与从动端锥孔中心相对应，其从动端端面的锥孔密布于端面 中心圆周且其外缘互相吻接，锥孔为偶数且为锥销倍数。
9. 根据权利要求1所述的魔方置位机器人，其特征是载车托板由托板框 架、折棱钢板、导轮(4件)和开式刚性链条组成，其折棱钢板铺设在托板框 架上平面，其4件导轮安装在托板框架下部两侧，其开式刚性链条安装在托板 框架下部中间。
全文摘要
一种魔方置位机器人，用于在立体车库中存取轿车、面包车等中小型车辆，由横移机构、旋转机构、升降机构、送取机构、载车托板和控制系统组成，涉及钢结构、机械传动和自动控制等技术领域。将其设置在立体车库内，采用自动控制，能够将载车托板如魔方式旋转掉头、三维置位，搬运、传送进出立体车库和存储泊位。
文档编号E04H6/18GK101532340SQ200810010608
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者原中林, 蓝家瑞, 蓝笳文, 马绍斌 申请人:蓝家瑞