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2019全国3D大赛12周年精英联赛国赛

作品：智能泊车AGV

奖项：国赛一等奖

参赛院校：常熟理工学院       

参赛方向：数字工业设计大赛

团队名称：凌境喷射机

指导老师：张凯   

团队成员：韩刚 杜鹏辉 董旭升 林翊 杨月    

随着汽车保有率的提高以及城市的快速发展，城市中心的停车空间紧缺问题亟待解决。

设计理念：受AGV理念启发，本项目研究建立智能搬运小车的基本模型并在进行优化后，做出实物小车，确保能使小车能在遥控、自动光电导航两种模式下实现多方向的智能移动，且能准确的通过伸缩车身拖带车辆停放到准确位置。

小车整车装配

1. 全向抽屉式车身

2. 丝杆升降组

3. 纵向主动导轨

4. 横向齿条式滑轨

5. 麦轮系

6. 车轮支承机构

7. 控制单元及导航系统

全向抽屉式车身

为实现小车的整体化伸缩功能，车身采用三层式半包围设计，分别是：

1. 内层承载层（灰色，内部机构固定）

2. 中间移动层（蓝色，分为上下两部分，上部可与下部相对竖直方向移动，下部与内层纵向固定，可横向相对位移，动力源：横向齿条式滑轨）

3. 外层支承层（红色，与中间层上部横向固定，可纵向相对位移，动力源：纵向主动导轨  ;  与内层通过抬升系统竖直方向位移，动力源：丝杆抬升系统）

丝杆抬升系统

小车抬升装置采用可伸缩式联动丝杆抬升机，通过中央电机传递动力，经过多级减速机及蜗杆机构，以使举升丝杠获得稳定的大扭矩动力，将汽车抬离地面。

创新点与亮点

创新点：利用中间层车身的双边双层设计，实现了仅三层车身（两个相对面）的无干涉全向相对位移。

竖直方向动力源丝杆升降机，直接连接内层车身与外层车身，将负荷转移至强度最大的内层，且与麦轮邻近，将可能产生的弯矩降至最低。

半包围抽屉式车身极大地提高了伸缩及承载的稳定性，多轨道设计亦可作为加强筋，提升车身的抗弯矩能力。

亮点：支撑锁紧机构与水平面倾斜40度，在水平力下卡紧车轮下侧，当车轮压紧机构中央的压板时，压板通过齿条、链轮二级传动，链条连接第一个直线弹簧并通过第二个直线弹簧带动两侧夹板内收以适应不同宽度的轮胎，并紧紧卡住轮胎侧面，防止小车侧行时因惯性带来的滑移，当机构离开车轮时，齿轮通过扭力弹簧及直线弹簧自动回正与车轮接触面覆盖合成橡胶，增大与轮胎间的摩擦，提升可靠性。

智能换电两种搬运模式：智能泊车AGV搭载两块锂电池，并独立供电，当其一电量耗尽时，向调度中心发出请求换电信号并使用另一块锂电池供电，待换电处空闲时，驶至换电处，只需外层车身纵向展开，即可自行更换满电电池。

除支承车轮的搬运模式外，智能泊车AGV也可借助车抬板直接抬升汽车。商场附近的无人停车场可实现系统联动，在夜间等停车场空闲时段，泊车AGV接受调度至地下库房搬运货物，极大地提高了停车场-商场仓库的运作效率，大幅降低机器人成本。

纵向主动导轨与横向齿条式滑轨

马达驱动的丝杆式导轨滑块沿小车竖向滑动，带动丝杆升降机构及竖向固定在升降机构上的外层车身向前推送，并通过持续的直线力将车轮支承机构压紧在车轮内侧，以卡紧汽车。

横向伸缩动力源采用步进电机驱动的齿轮齿条式滑轨，齿条部分与中间层车身固定，横向伸缩时带动中间层车身相对内层横向移动，改变小车宽度以适应不同尺寸的家用车。

作品优化

与第一代泊车AGV相比，采用整体式车身伸缩结构，承载稳定性有了大幅提升，车身厚度减至仅12cm，低于家用轿车最小离地间隙标准智能化换电。两种搬运模式，采用国内最先进的无标识激光导航，更加美观化，产品化。

专家点评：作品针对当下典型问题进行创新研究，立足于市场，具有很好的实用性和可开发价值。