3.3.8 湖南神鼎科技停车AGV
湖南神鼎科技成立于2019年，该公司团队成员从事停车AGV的研究开发迄今也有近3年的时间，开发了多款停车AGV产品，其中龙门架式立体停车AGV和剪叉式立体停车AGV相对而言具有工作台面高度低、结构简单可靠、无须车抬板等辅助托举或停车机械构件等优点。下面将分别介绍这两款产品。
1.龙门架式立体停车AGV
龙门架式立体停车AGV的结构如图3-51所示。举升平台上设计有导向机构，两侧各设计有复合轴承（叉车导向架上常用的复合轴承），复合轴承可以在导向龙门架的C形槽中滚动，从而在举升平台上下运动过程中起到导向作用。
为了保证支撑平台有足够离地间隙（一般留有约30 mm），且支撑平台与举升平台有足够的抗弯刚度的前提下，工作台面最大高度小于115 mm（方便工作台面可以直接伸到汽车车底下），布置在支撑平台和举升平台间的液压举升机构做了巧妙设计，其结构及工作原理示意图如图3-52所示。
在举升开始前，支撑平台和举升平台贴合在一起，液压油缸和油缸摆臂处在水平状态，如图3-52（a）所示。举升时，液压油缸受油压，开始推动油缸活塞运动，由于油缸处在水平状态，向上的分力很小，无法推动举升平台向上运动；随着油缸内的油压上升，推力变大，与油缸通过安装支架铰接在一起的摆杆可以被推动，在受到足够大的推力时，摆杆将沿着摆杆安装支架的转轴转动，就可以将举升平台顶起。由于摆杆的省力作用，在液压系统工作压力范围内摆杆就可以推动举升平台（连同负载）。在摆杆转动过程中，摆杆的滚轮会在举升平台下表面滚动，以减小摆杆与举升平台间的摩擦。随着摆杆转动到一定角度，举升平台也就上升到一定高度〔如图3-52（b）所示〕，此时液压油缸与举升平台的角度足够大，在系统工作压力范围内就可以让液压油缸产生足够的垂直方向的分力。这时摆杆在限位结构的作用下，不再转动，油缸活塞在液压作用下，继续顶出，这样活塞杆就推动举升平台继续举升〔如图3-52（c）所示〕，直至达到给定的举升高度（或者是系统的最大设计举升高度）。而且通过简单的力学分析可以得出，随着举升高度的增加，油缸在举升既定重量的负载时，油缸内的油压将逐渐变小。这种结构可以保证在较小尺寸的油缸（油缸直径与举升平台、支撑平台相加的总高度接近）、一定的液压系统压力下，能够举起足够的重量。
图3-51 龙门架式立体停车AGV结构示意图
来源于专利CN 201922276324.9（申请号）。
图3-52 液压举升机构结构及工作原理示意图
来源于专利CN 201922276324.9（申请号）。
AGV取车托举的工作过程如下：AGV通过定位导航与避障系统行驶接近待停车辆，然后从车辆的一端沿着车辆中心线方向将工作平台驶入车底，直至图3-53（a）所示的后夹持臂挡杆与车辆的一组轮胎接触。此时图3-53（b）、图3-53（c）所示前、后夹持臂的电动推杆通电工作，推动前、后夹持臂夹持杆运动，当夹持杆上的压力传感器与轮胎接触受压，就会反馈一个信号，表明夹持杆与轮胎接触，前、后夹持臂的电动推杆停止工作，此时车辆、轮胎、AGV及夹持臂的位置关系如图3-53（a）所示。AGV就可以举升平台，在AGV开始举升时，夹持臂受垂直向下的压力，夹持杆后端微微抬起，这样就让安装在夹持杆后端的限位齿条啮合，从而保证夹持杆在受力时无法后退。举升过程工作原理如前文所述。
图3-53 夹持臂机构结构与工作原理示意图
来源于专利（申请号）201921776431.1。
当AGV托举车辆行驶到停车位时，如果将车辆停放在第一层，AGV将在定位导航系统指引下自动行驶到车位中央停下，通过降低液压举升系统的油压缓慢将举升平台降下，直至举升平台与支撑平台贴合，此时轮胎也贴近了地面。夹持臂电动推杆通电反转，带动夹持臂夹持杆回转至起始位置（缩进夹持臂支撑架中），车辆轮胎着地，车辆就停好了。如果需要将车辆停放在第二层支架上，则需将车辆举升到超过第二层支架的高度，再控制AGV驶入停车位中央停下。接着控制液压系统缓慢泄压，让举升平台缓慢下降，直至车辆轮胎与第二层支架接触，并托住轮胎，夹持臂上的压力传感器不再受压，表明车辆已经被第二层支架托起，停放工作完成。此时AGV控制夹持臂电动推杆通电反转，带动夹持臂夹持杆回转至起始位置（缩进夹持臂支撑架中）。在这种状态下，举升平台宽度小于第二层支架中空部分宽度，液压系统将完全泄压，举升平台迅速下降到起始位置，AGV驶离停车位，整个停车工作全部完成。（注：车辆停放在第二层车位时，第一层车位是空的，不能停有车辆。）
第一层车位的取车过程同前文所述的取车托举过程，第二层车位的取车过程如下：AGV在定位导航系统指引下自动行驶到车位前面，控制液压系统将举升平台举升到超过第二层支架平面50～80 mm的高度，以这种状态沿着车位中心线的方向驶入车位，直至后夹持臂挡杆与轮胎接触，接着按照正常的取车流程将车辆夹持托起，托起车辆后控制AGV后退，驶入过道，再将举升平台缓慢降至托举行驶状态高度，AGV就可正常行驶将车辆送到取车交换区。（注：在第二层车位取车时，第一层车位是空的，不能停有车辆。）
这款AGV性能参数与适用停放的车辆参数如表3-6所示。
表3-6 龙门架式立体停车AGV的性能参数与适停车辆参数
2.剪叉式立体停车AGV
龙门架式立体停车AGV的门架高度接近3m，应用场景受限。另外由于举升平台和支撑平台的高度受限于最小离地间隙和举升平台工作高度，一般情况高度（举升平台+支撑平台）不超过80 mm，这种情况要保证支撑平台和举升平台的抗弯刚度，在结构设计上的挑战很大。另一种剪叉式立体停车AGV在结构上很好地解决了这两个问题，它的结构示意图如所示。
剪叉式立体停车AGV使用剪叉机构来代替龙门架实现导向功能，降低了AGV的高度；同时让举升剪叉结构的支承面在举升过程中落在地面上，大大降低了支承面的结构刚度要求。其停车工作过程原理如下：
图3-54 剪叉式立体停车AGV结构示意图
来源于专利202020134801.8（申请号）。
AGV在空载行驶状态时，液压举升剪叉机构支撑板收拢在举升平台的中间，此时前万向轮、中间支撑轮着地，举升平台离地间隙大约有30 mm，举升平台上平面高度离地110 mm左右。取车时，AGV通过定位导航系统引导，控制AGV沿车辆总线中心线的方向从车辆的一端驶入车底，进入车底前，后夹持臂后杆在蜗轮蜗杆的作用下，从收拢位置伸出，直至被限位在与AGV纵向中心线垂直的位置。举升平台伸入车底，直至伸出的后夹持臂后杆与车辆的一组轮胎贴紧（由安装在夹持臂后杆上的压力传感器判断）。此时前夹持臂和后夹持臂前杆作动，在前夹持臂蜗轮蜗杆的作用下与一组轮胎贴紧，后夹持臂前杆与后杆一起贴紧另一组轮胎。由于蜗轮蜗杆的力量很大，足以推动前后夹持臂持续贴紧轮胎，直到轮胎相对于安装在夹持臂上的滚轮滚动，逐渐离开地面，从而实现了车辆的夹持和托离地面。AGV就可以进行车辆搬运了。到达停车位附近，如果车辆停放在第一层，AGV就会直接驶入车位中央停住，控制夹持臂中的蜗轮蜗杆机构反转，夹持臂缓慢后移，轮胎在夹持臂滚轮上缓慢滚动下降，直至轮胎接触地面，即完成了车辆的放置。AGV收拢夹持臂至起始折叠位置，就可以驶离停车位，完成车辆停放工作。如果需要将车辆停放在第二层，AGV在行驶到车位中央后，控制液压举升剪叉机构作动，系统液压逐步上升，在液压较小时，压力将推动液压举升剪叉机构支撑板与举升平台逐渐分开，直至液压举升剪叉机构支撑板与地面接触，随着系统液压逐步增大，达到能够推动剪叉机构的摆杆运动，顶起举升平台，这样就可以连同举升平台一起将车辆托举起来，直到举升平台的高度超过第二层折叠支架（这种折叠支架的结构和工作原理将在第4章关于停车位子系统的介绍中有详细说明）的高度。此时第二层折叠支架的活动支架作动，由垂直折叠位置转动到水平位置锁定。此时AGV控制夹持臂缓慢松开，轮胎相对于夹持臂的滚轮滚动下降，逐渐落在活动支架上，活动支架受压，安装在活动支架上的压力传感器（由弹簧和位置开关组合形成）就可以判断车辆被放置在活动支架上了，直至夹持臂上的压力传感器不再受压，夹持臂就可以迅速回到起始位置。此时举升平台的宽度就小于第二层支架的中空宽度，AGV将控制剪叉机构下降高度，直至安装在举升平台上的前万向轮和中间支撑轮着地。由于液压剪叉机构的油缸是双向作动油缸，油缸活塞伸出长度继续缩短，则将拉起着地的液压举升剪叉机构支撑板，直至液压举升剪叉机构支撑板回到它的工作起始位置，这样整个AGV又处在只有轮子着地的情况，便可以驶离车位，完成整个车辆停放工作。
其取车工作过程原理如下：
若从第一层车位取车，其工作过程同在交换区取车一致。若从第二层车位取车，则需先将AGV行驶到第一层车位中央（注：此时第一层车位是空置的。），控制液压剪叉机构将举升平台托举到超过第二层支架的高度。接着释放后夹持臂后杆，使后杆与车辆的一组轮胎贴紧，接着释放前夹持臂和后夹持臂前杆，夹紧轮胎直至车辆被夹起，车辆就被托举在举升平台上了。此时夹持臂上的压力传感器受压，而活动支架上的压力传感器不受压。停车场系统将控制第二层支架释放活动支架的锁止机构，让活动支架从水平位置转回垂直折叠位置。此时第二层支架的中空宽度大于整个车辆的宽度，也大于AGV举升平台的宽度。AGV就可以控制剪叉机构缓慢下降，直至安装在举升平台上的前万向轮和中间支撑轮着地，这时液压举升剪叉机构支撑板不再受力。随着剪叉机构的油缸活塞伸出长度继续缩短，液压举升剪叉机构支撑板将回到它的工作起始位置，这样整个AGV又处于只有轮子着地的状况，从而可以驶离车位，将取下的车辆送去取车交换区。取车交换区的放置动作就只需释放夹持臂，让轮胎着地即可。
这款AGV性能参数与适用停放的车辆参数如表3-7所示。
可见这种AGV结构简单，高度小，而且举升平台有足够的高度来设计提高举升平台的抗弯刚度，适应性好，特别适合现有地下停车场的改造和新建地下停车场的扩容（直接增加至少一倍的车位）。