3.3.3 深圳怡丰停车AGV

3.3.3 深圳怡丰停车AGV

深圳怡丰是国内领先的智能立体停车整体方案设计者和设备供应商,自2003年7月成立以来,停车设备产品从单一的升降横移产品发展到六大系列30多个品种,落地建设了多个停车库项目。目前自主研发了三代停车AGV产品,分别是梳齿式停车AGV、车抬板式停车AGV、滚筒式停车AGV。其结构在行业内具有代表性,下面将详细介绍这三款产品。

1.梳齿式停车AGV

梳齿式停车AGV是深圳怡丰开发的第一代智能停车AGV,其结构结合了机械式立体车库中常用的梳齿交换机构和驮举式AGV车体,采用双驱动舵轮中心直线布置驱动,可以实现纵向、横向、原地转向行驶。基于激光导航,AGV可以在平面道路上自由行使,行驶精度为10 mm,定位精度可达5 mm。图3-23显示了深圳怡丰梳齿式停车AGV产品实物照片,图3-24显示了深圳怡丰梳齿式停车AGV的结构示意图。

其工作过程如下:车辆先驶入如图3-25所示的停车交换区梳齿式停车支架,支架在旁边的举升机构作用下,连同车辆一起举升到一定高度(深圳怡丰的产品举升高度大概是350 mm)。AGV行驶到停车支架下,通过定位雷达确定好位置,确保AGV的梳齿机构与停车支架的梳齿机构交错开了。AGV停下,通过举升机构(其详细结构图如图3-26所示)抬起支撑平台,AGV的梳齿穿过停车支架的梳齿,就将车辆托举到AGV支撑平台上。为了更好地固定好车辆,AGV上的电机驱动横向推杆横向向外运动,直至抵住左右车轮轮胎。由于AGV的梳齿架上设计有横向滚轮,轮胎可以相对滚轮滚动,在横向推杆横向运动时,滚轮滚动,就不与轮胎产生滑动摩擦,既避免了轮胎的磨损,又减小了横向推杆的推力。横向推杆分别从左右两边顶住轮胎,这样就能将车辆定位。AGV就可以托举车辆驶出停车交换区停车支架,前往停车位。到达停车位,定位确认后先收拢横向推杆,再稳定降下举升机构,AGV的梳齿穿过停车支架的梳齿,将车辆放置到停车位梳齿架上(如图3-27所示)。取车过程相反,AGV从停车位梳齿支架上托举车辆,取送至取车交换区梳齿式停车支架,用户就可以在取车交换区驾驶车辆离开。

图3-23 梳齿式停车AGV产品实物图

来源于深圳怡丰产品手册。

图3-24 梳齿式停车AGV结构示意图

来源于专利CN 204715836 U。

其主要技术参数列举在表3-3之中。

图3-25 停/取车交换区梳齿式停车支架

来源于网络。

图3-26 举升机构结构示意图

来源于专利CN 204715836 U。

图3-27 停车位处梳齿停车支架

来源于网络。

表3-3 深圳怡丰梳齿式停车AGV技术参数表

(表中数据来源于深圳怡丰产品手册)

此类停车AGV结合堆垛式立体车库技术被应用到南京夫子庙停车库项目上,其应用场景如图3-28所示。

2.车抬板式停车AGV

梳齿式停车AGV的停车位梳齿架的安装需要在停车场地面打孔安装,停/取车交换区梳齿式停车支架需要举升机构,而且梳齿式停车AGV上还设计有复杂的支撑平台举升机构与横向推杆作动机构,结构复杂。同时由于停车位梳齿架与AGV的梳齿机构在工作中一定要处在交错状态,对AGV的定位精度和停位精度要求较高。为了避免以上问题,深圳怡丰还开发了一款应用车抬板技术的车抬板式停车AGV,其产品实物图片和停车示意图如图3-29所示。

车抬板式停车AGV相对而言结构简单,其详细结构示意图如图3-30所示。其工作过程如下:车辆行驶到停车交换区的车抬板上,AGV通过定位系统行驶到停车交换区车抬板下,确认好位置后,控制液压泵工作,驱动升降导柱,顶起升降板,从而托举车抬板,连同车抬板和车辆一起被托举离开地面。AGV再按照系统规划的行驶路径,导航行驶到停车位。确认行驶到位后,AGV控制液压系统缓慢泄压,升降导柱在车辆的重力下,缓慢下降,直至车抬板支撑脚到达地面,升降板回到起始位置。AGV完成停车任务。取车过程相反,AGV将根据系统调度规划,将车辆连同车抬板送至取车交换区。深圳怡丰车抬板式停车AGV主要技术参数列举在表3-4之中。

图3-28 深圳怡丰南京夫子庙项目应用案例

来源于深圳怡丰南京夫子庙项目介绍文件。

图3-29 深圳怡丰车抬板式停车AGV

来源于深圳怡丰产品手册。

图3-30 车抬板式停车AGV结构示意图

来源于专利CN 204715826 U。

表3-4 深圳怡丰车抬板式停车AGV技术参数表

(表中数据来源于怡丰产品手册)

车抬板AGV停车技术,最大的特点就是使用了车抬板(其结构示意图如图3-16所示),这样大大简化了AGV的结构,同时使AGV的定位要求大大降低。

使用过程中,将车抬板放置在车位和停车交换区,再通过不断地交换车抬板就可以实现车抬板的循环使用,也不需要添加额外的车抬板放置地点。

但是通常为了进一步简化AGV的控制,车位上就不放置车抬板。空余的车抬板通过车抬板的垒放设备来存放,这样就必须添加一套甚至多套车抬板垒放设备,以便AGV将空闲的车抬板送到设备垒放,也便于AGV从车抬板垒放设备取车抬板放置到停车交换区车辆停放点。图3-31展示了车抬板垒放设备结构示意图。

图3-31 车抬板垒放设备示意图

来源于专利CN 105986693 A。

3.滚筒式停车AGV

从上文的介绍可以看出梳齿式停车AGV和车抬板式停车AGV虽然在AGV的定位和行驶控制上较为简单,但是都需要添加额外的车辆定位设备(停车交换区的梳齿架或车抬板),对用户的停车提出了一定要求——要将车辆驶入专用的设备,同时也增加了停取车的过程动作;另外由于需要额外的梳齿架或者车抬板,停车位的高度也需要相应增加。为了解决上述问题,深圳怡丰在2019年4月推出了第三代停车AGV的展示产品——滚筒式停车AGV,其产品外观效果如图3-32所示,产品主体结构示意图及搬运作动部分结构示意图分别如图3-33、图3-34所示。

图3-32 深圳怡丰滚筒式停车AGV产品外观效果图

来源于专利CN 305092085 S。

图3-33 深圳怡丰滚筒式停车AGV主体结构示意图

来源于专利CN 208716331 U。

图3-34 滚筒式停车AGV搬运作动部分结构原理图

来源于专利CN 208918373 U。

根据公开的专利文献CN 208716331 U介绍可以看出,该产品有前后两个回转夹持机构,四个立式舵轮,中间车抬板两侧布置有两个滚杆式支撑架,车抬板中部布置有辅助支撑万向从动滚轮。回转夹持臂后部布置有推拉机构,使夹持机构能够前后运动。其夹持车辆的工作过程(参见公开的专利文献CN 208918373 U)如下:

AGV通过导航定位系统行驶到待停车辆的一端,此时夹持臂处在与待停车辆纵向中线平行位置,AGV可以直接沿着待停车辆纵向中线从车辆的一端驶入车底,直到越过第一组轮胎位置,如图3-35(a)所示状态。轮胎夹持装置作动,使夹持臂旋转到图示的横向位置〔如图3-35(b)所示状态〕,接着轮胎夹持装置后拉,使夹持臂与轮胎贴紧〔如图3-35(c)所示状态〕。此时AGV向前行驶,轮胎夹持装置继续后拉,这样第一组轮胎就被送到了左右滚杆输送机构上〔如图3-35(d)所示状态〕。此时AGV继续前行,滚杆输送机构像传送履带一样运动,继续让第一组轮胎的位置相对于AGV后移〔如图3-35(e)所示状态〕,而此时夹持臂又回到与待停车辆纵向中线平行位置,直至越过第二组轮胎〔如图3-35中的图(f)所示状态〕;轮胎夹持装置再作动,使夹持臂旋转到如图3-34所示的横向位置,接着轮胎夹持装置后拉,使夹持臂与第二组轮胎贴紧。接着AGV继续前行,滚杆输送机构继续像传送履带一样运动,让第二组轮胎的位置相对于AGV后移,直至整个车辆完全停放在AGV的左右滚杆输送机构上,另一组轮胎夹持装置作动,让夹持臂运动到如图3-34所示的横向位置,且贴紧第一组轮胎〔如图3-35中的图(g)所示状态〕,即完成了待停车辆的夹持步骤。AGV就可以驮着待停车辆去停车位放置了。

图3-35 滚筒式停车AGV车辆夹持过程示意图

来源于专利CN 208716331 U。

车辆放置过程刚好相反:夹持臂回到与待停车辆纵向中心线平行位置,左右滚杆输送机构反向运动,推动车辆离开AGV,直至一组轮胎接触地面。AGV相对车辆向后运动,左右滚杆输送机构继续反向运动,推动待停车辆相对AGV继续分开,直至第二组轮胎接触地面,车辆放置工作即告完成。

可见整个待停车辆夹持与放置过程中,车辆相对于地面仅在高度方向上发生变化,而AGV相对于待停车辆的位置一直在变化。这样保证了在取放过程中,对车辆轮胎造成的影响最小。