一种搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统

技术领域

本发明涉及有自动化停车技术领域，具体涉及一种搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统。

背景技术

目前，子母车形式的停车机器人，采用把机械式停车库纵向汽车搬运器作为子车移植到了停车机器人领域，由于纵向汽车搬运器只能实现两向搬运，存取汽车时只能实现先入先出或后入先出，队列式顺序或逆序取车，目标汽车处在队列中间位置时搬运效率低甚至无法搬运，难以在停车层上实现汽车的密集存储；而且这类停车机器人由于只能采用纵向存取汽车的方式，必须在各个存取站台或货架之间留出至少汽车长度的空间才能满足停车机器人自身运行和装卸汽车的需要，占用场地面积大。有效停车场地面积小、货架布局难度大、空间利用率不高、停车位少，存取效率低等问题普遍存在于现有子母停车机器人系统中，不适宜发挥立体停车库的密集存储优势。

发明内容

针对上述问题，发明人提供了一种搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统，子车采用简单可靠的导轨式导向设计，可以使多向搬运器沿预设导轨多个方向行驶，可在空载时在行驶路线上的车辆或机械结构下方快速穿梭，既避免了多台搬运器运行时的交通堵塞问题，又能够有效提高停车效率。母车采用带升降装置的轨道式穿梭车或自动导引车(AGV)或移动机器人(AMR)，布置轨道或规划路径可从多个方向对接停车库，配合停车库的设计，可从停车库的多个方向立体进行车辆存取，实现了立体停车库的高效密集存储。

本发明中，为了便于理解，将车辆或多向搬运器子车长度方向定义为纵向，宽度方向定义为横向，纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨的定义随车辆或多向搬运器子车的方向而改变。实际工程应用中，可先定义全局坐标系再定义纵、横方向。平面指可承载多向搬运器子车运行的平面，平面高度不限于地平面，可以是平台、楼层等结构的地坪、地板等。

本发明提供了一种搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统，包括子母停车机器人和多层停车库，每层停车层上设有多个停车位；所述子母停车机器人包括母车和多台多向搬运器子车，多向搬运器子车进入母车后，由母车运载到目标停车层下方，再由母车升降多向搬运器子车，以使得多向搬运器子车进入不同层的停车层装卸车辆；

每层停车层平面上均内嵌有运行导轨，所述运行导轨包括独立或交叉布置的纵向凹槽导轨、横向凹槽导轨以及换向凹槽导轨；

所述多向搬运器子车上设有由多个导向件构成的导向组件，所述导向组件和运行导轨相配合，导引所述多向搬运器子车沿运行导轨运动；

所述母车的升降平台为侧面开口平台或四周无遮挡的全平台，侧面开口平台设有多个用于供多向搬运器子车进出的开口，所述升降平台和停车层对接位置上设有对接导向机构，所述对接导向机构用于对接运行导轨，以导引多向搬运器子车进出升降平台。

所述多向搬运器子车的车体为长车体、短车体和伸缩车体中的任意一种。

所述多向搬运器子车的车体高度小于其行驶路线上车辆的离地间隙或行驶路线上机械结构的离地间隙，所述的多向行驶搬运器子车可在行驶路线上的车辆或机械结构之下，四向或多向穿梭行驶。

进一步地，所述纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨呈“十”字形交叉为一个导轨基础元件，导向组件中的一个导向件为一个导向基础元件，一个导轨基础元件和一个导向基础元件构成一个纵横换向单元，当导向件位于纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨交叉处的空隙时，从原来的纵向凹槽导轨切换进入另一条横向凹槽导轨，或从原来的横向凹槽导轨切换进入另一条纵向凹槽导轨，完成方向转换。

进一步地，用纵横换向单元为基础可构成运行导轨呈“艹”字形交叉或“卅”字形交叉或“井”字形交叉或“田”字形交叉中的一种或多种，所述导向组件包括：与纵横换向单元的纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨相交点的数量、位置相同的导向件；

多向搬运器子车的全部导向件运行或换向时均处于低位，与运行导轨接触。

进一步地，当所述运行导轨呈“十”字形交叉或“X”字形交叉，或“十”字形与“X”字形组合为“米”字形交叉及其各自笔划增减组合交叉时，

所述导向组件包括：分别位于多向搬运器子车上各字形笔划线段的端点导向件；

当多向搬运器子车沿所需方向移动时，所需方向的导向件处于低位，与运行导轨接触，其他导向件处于高位，与运行导轨脱离。

进一步地，所述换向凹槽导轨包括：自一个方向导轨延伸至另一个方向导轨的曲线形凹槽导轨；

当多向搬运器子车由一个方向往另一个方向进行换向时，线段端点的两个导向件处于低位，位于线段端点的两个导向件之间的连线构成曲线形凹槽导轨曲线的弦，线段端点的两个导向件随多向搬运器子车移动进入，为多向搬运器子车提供导向，以实现多向搬运器子车从一个方向到另一个方向的曲线转向。

进一步地，所述换向凹槽导轨包括：以运行导轨交点为圆心的环形凹槽导轨，所述环形凹槽导轨用于导引多向搬运器子车绕环形凹槽导轨圆心进行原地自旋换向；

两个导向件分别位于环形凹槽导轨中心圆直径线段的两端点对应位置，当多向搬运器子车由一个方向往另一个方向进行换向时，线段端点的两个导向件随多向搬运器子车移动进入环形凹槽导轨，为多向搬运器子车提供导向，到达所需另一个方向时，两个导向件与另一方向运行导轨交叉处的空隙吻合，两个导向件通过运行导轨之间的空隙进入另一方向导轨，完成原地自旋换向。实际运用中，如不进行360°换向，可按换向角度选取环形凹槽导轨的一段或几段弧长制造、安装导轨。

进一步地，所述换向凹槽导轨包括：环形凹槽导轨，其中心圆的圆心为内接多边形的外心，多条运行导轨与环形凹槽导轨相交，交点之间的连线构成所述内接多边形，或者一条运行导轨与环形凹槽导轨相交，以两交点之间的环形凹槽导轨中心圆的割线为底边，再与环形凹槽导轨中心圆上的一点或多点连线构成所述内接多边形；

在所述环形凹槽导轨中心圆内接多边形的顶点对应的位置设有导向件，当多向搬运器子车由一个方向往另一个方向进行换向时，所述导向件随多向搬运器子车移动进入环形凹槽导轨，为多向搬运器子车提供导向，到达所需另一个方向时，所述导向件与另一方向运行导轨交叉处的空隙吻合，所述导向件通过运行导轨之间的空隙进入另一方向导轨，完成换向。实际运用中，如不进行360°换向，可按换向角度选取环形凹槽导轨的一段或几段弧长制造、安装导轨。

进一步地，当纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨呈“井”字形交叉时，所述换向凹槽导轨包括：以“井”字形交叉中的矩形中心为圆心的环形凹槽导轨，该矩形与环形凹槽导轨的中心圆内接，所述环形凹槽导轨用于导引多向搬运器子车绕环形凹槽导轨圆心进行原地自旋换向；

导向件设有四个，四个导向件分别位于“井”字形交叉中相交点构成的矩形顶点对应位置，当多向搬运器子车由一个方向往另一个方向进行换向时，矩形顶点的四个导向件随多向搬运器子车移动进入环形凹槽导轨，为多向搬运器子车提供导向，到达所需另一个方向时，四个导向件与另一方向运行导轨交叉处的空隙吻合，四个导向件通过运行导轨之间的空隙进入另一方向导轨，完成原地自旋换向。四个导向件中只有三个导向件进入环形凹槽导轨时，分别位于以“井”字形交叉中三个相交点构成的三角形的顶点，三角形的外心与环形凹槽导轨的中心圆圆心重合，该三角形内接于环形凹槽导轨的中心圆，也可为多向搬运器子车提供导向，完成原地自旋换向。实际运用中，如不进行360°换向，可按换向角度选取环形凹槽导轨的一段或几段弧长制造、安装导轨。

进一步地，所述对接导向机构为内嵌于升降平台且与所述运行导轨相同的对接凹槽导轨，或为布置在升降平台和停车层对接位置上的导航参照物；

其中，所述对接凹槽导轨与运行导轨对接后，所述导向组件与对接凹槽导轨/运行导轨相配合，导引多向搬运器子车进出升降平台；

所述多向搬运器子车上设有检测导航参照物的导引传感器，所述升降平台和停车层对接位置上的导航参照物对接后，导引传感器测量多向搬运器子车与导航参照物的相对位置传送给车载控制器校正控制多向搬运器子车的姿态行驶，导引多向搬运器子车进出升降平台，以及使所述导向组件与运行导轨准确配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统，实现了搬运器子车的多方向导引，可以构建多种搬运形式的多向车辆搬运器子车，凹槽导轨内嵌于地面，搬运器子车受预设凹槽导轨的导引直接在地面上快速行驶，结构及控制简单，故障率低，可靠性高。且搬运器子车在空载时，能够在停车位或车辆下方沿运行导轨进行穿梭，可快速移动至指定位置，移动路线灵活、快速，能够有效避开已占用的运行导轨，有效减少了拥堵，且能有效提高停车效率。

(2)采用纵向凹槽导轨可以布置成串行式停车位布局，采用横向凹槽导轨可以布置成并行式停车位布局，或者采用纵横换向的组合布置成矩阵式停车位布局，或者采用“米”字形与环形凹槽导轨组合可以布置成环形停车位布局，也可以采用各种运行导轨组合布局；还可以采用纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨以及换向凹槽导轨按照停车层布置直线、圆弧、曲线、圆等运行路线；使多向搬运器子车具备直行、横行、平移、转弯、自旋、换向等移动方式，行驶路线和停车位可以灵活布局，高效利用停车场地；搬运器子车在存取车辆时，可选择纵向存取或横向存取或多向存取，运行兼具轨道搬运器的快速可靠和自动导引车的灵活多变等优点。既可以满足单、双工位货架式立体停车库的功能要求，也可以满足平面移动停车层的功能需求，更可以与母车联合运用从各个停车层的多个位置、多个方向进入，进行车辆存取或经规划导轨通道到达目标停车位，构建全面的智能立体停车系统，实现车辆的高效密集存储。

附图说明

图1为实施例1中的搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统的结构示意图；

图2为实施例1中的多向搬运器子车在运行导轨上行驶的结构示意图；

图3为实施例1中的运行导轨和斜向换向凹槽导轨的交叉情况示意图；

图4为实施例1中的伸缩车体多向搬运器子车的立体图；

图5为实施例1中的伸缩车体多向搬运器子车的底部结构示意图；

图6为实施例1中的伸缩车体多向搬运器子车收缩后的结构示意图；

图7为实施例1中的伸缩机构的爆炸图；

图8为实施例1中的伸缩机构的内部示意图；

图9为实施例1中纵移轮组的结构示意图；

图10为实施例1中的多向搬运器子车纵向移动时的主视图；

图11为实施例1中的多向搬运器子车横向移动时的主视图；

图12为图2中A处的局部放大图；

图13为实施例1中的多向搬运器子车的侧面剖视图；

图14为图13中B处的局部放大图；

图15为实施例1中的多向搬运器子车移动原理图；

图16为实施例1中的母车的结构示意图

图17为实施例2中的多向搬运器子车及运行导轨的平面示意图；

图18为实施例2中母车的结构示意图；

图19为实施例3中的多向搬运器子车及运行导轨的平面示意图；

图20为实施例4中的停车系统的平面示意图；

图21为图20中C处的局部放大图；

图22为实施例5中的第二弧形导轨平面示意图；

图23为实施例6中的环形导轨示意图；

图24为实施例7中的停车系统示意图；

图25为实施例7中的母车的结构示意图；

图26为实施例8中的子母停车机器人立体停车系统的平面运行示意图；

图27为实施例9中的直线驱动变位导向组件布置图；

图28为实施例9中的变位导向组件布置图；

图29为实施例10中的多向搬运器子车及运行导轨的平面示意图。

附图标记：

11-纵向凹槽导轨；12-横向凹槽导轨；13-斜向导轨；14-第一弧形导轨；15-第二弧形导轨；16-环形凹槽导轨；17-停车架；2-多向搬运器子车；21-前伸缩段；22-后伸缩段；23-纵移轮组；24-横移轮组；25-横纵行走切换装置；31-连接段；311-蜗轮蜗杆；32-第一夹持装置；33-第二夹持装置；4-移载装置；5-角部导向轮；51-纵向可收放导向轮；52-横向可收放导向轮；53-固定导向轮；6-导向轮；7-母车；71-行走装置；72-升降机构；73-升降平台；74-对接凹槽导轨；8-滑块组件；91-滚珠丝杠；92-导轨。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明中，为了便于理解，将车辆或搬运器子车长度方向定义为纵向，宽度方向定义为横向，纵向凹槽导轨和横向凹槽导轨的定义随车辆或搬运器子车的方向而改变。实际工程应用中，可先定义全局坐标系再定义纵、横方向。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种基于子母停车机器人的立体停车系统，包括母车7、多向搬运器子车2和多层停车库，每层停车层上设有多个停车架17，每层停车层平面上铺设有内嵌于地面的凹槽导轨组成的运行导轨，车辆停放于停车架17上，停车架17下方的架空高度及停车架17之间的空间可供多向搬运器子车2空载时四向行驶。多向搬运器子车2进入母车7后，由母车运载到目标停车层下方，再由母车7升降多向搬运器子车2，以使多向搬运器子车2进入不同层的停车层。母车7可运载多向搬运器子车2移动至货架不同的方位上进行车辆存取，货架间可布置单通道路径，多台母车7同时作业时可分别移动至货架的其他方位对接停车层，从而避免交通拥堵，减少场地占用，提高存储密集度和作业效率。

子母停车机器人的母车7采用全方位驱动的激光导航自动导引车(AGV)或移动机器人(AMR)，用四个舵轮驱动，可以实现直行、横行、平移、自旋等全方位移动按规划路径从各个方向与停车库对接。升降平台的升降机构可采用现有技术，例如：采用剪叉式升降机构升降四周无阻挡的全平台升降平台；或采用四组液压驱动或电力驱动的单桅柱伸缩机构配合链轮、吊挂链条升降四侧面开口的升降平台；或采用剪叉式升降装置联合一侧面液压油缸驱动的门架共同升降一侧为侧面开口的升降平台。多向搬运器子车2采用伸缩车体结构，其总高度小于车辆的最小离地间隙；车体处于伸出状态时长度大于车辆轴距；车体处于收缩状态时，其长度小于车辆轴距，总宽度小于车辆轮距，车辆的最小离地间隙高度及轮胎之间的空间可供多向搬运器子车2空载时四向行驶。

单个停车位布置在“十”字形交叉的纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12的交点之上，全部停车位呈矩阵式布局，与之配合的“十”字形交叉的纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12呈网格状布置。运行导轨上设置若干台多向搬运器子车2，多向搬运器子车2沿运行导轨可实现纵向和横向的移动，以使得多向搬运器子车2空载时，多向搬运器子车2可在车辆下方穿梭，可以缩短行驶路程提高运行效率，实现多种调度模式。当多向搬运器子车2负载时，多向搬运器子车沿外围运行导轨移动或者沿未停车车位处的运行导轨移动。在本实施例中，换向凹槽导轨为斜向换向导轨13，斜向导轨13过纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12的交点，从而形成类似于“米”字形的交叉结构，如图3所示，根据需要可对“米”字形笔划增减组合，构成不同的交叉结构，分别设置可收放导向件位于搬运器子车上各字形笔划(线段)的端点，在对应导轨交点的位置可设置固定式安装的导向件。多向搬运器子车2可从沿纵向凹槽导轨11/横向凹槽导轨12的运动方向切换至斜向换向导轨13的平移运动，实现其多向行走的功能。

具体地，如图2-图15所示，多向搬运器子车2包括：车体、设于车体上的移载装置4和行走机构，行走机构可采用采用单方向轮驱动方式或舵轮驱动(steering driving)方式或全方向轮驱动方式，单方向轮驱动方式分为全部轮驱动或部分轮驱动(部分轮无动力)，单个车轮由电机、减速器直接驱动，或者由主电机及减速器通过分动箱及离合器等机械装置分动驱动。单方向轮纵向行驶时驱动需要驱动的纵向车轮，横向行驶时驱动需要驱动的横向车轮，如中国专利申请CN112761396A中的结构，采用横纵切换的方式实现纵向和横向的移动。

在本实施例中，行走机构包括：纵移轮组23、横移轮组24及其横纵行走切换装置25。纵移轮组23、横移轮组24及其横纵行走切换装置25均可采用中国专利申请CN112761396A中的结构。具体地，纵移轮组23由多个纵向布置的车轮构成，纵移轮组23处于地面上，其移动由纵移驱动电机驱动，以使得多向搬运器子车2在地面上行走。横移轮组24由多个横向布置的车轮构成，其移动由横移驱动电机驱动。多向搬运器子车2的横纵切换由横纵行走切换装置25来实现，本实施例中采用抬升车轮的方式，即纵向移动时，横移轮组24处于抬升状态，不与地面接触；切换横向移动时，纵移轮组23抬升，不与地面接触，横移轮组24下降，与地面接触。

移载装置4可采用车抬板式、梳齿式升降、夹抱式、夹持轮胎式、维修点顶升式等常见机构中的一种或多种机构组合，在控制模块的控制下，通过升降、夹抱、叉取等动作，改变多向搬运器子车或停车位上的车辆位置，完成车辆的装卸，从而使多向搬运器子车完成车辆搬运任务。在本实施例中，采用夹持轮胎式，根据伸缩部分伸出时传感器检测到的轮胎位置，再控制夹持装置移动机构将夹持装置移动到相应位置，实现对不同轴距的车辆轮胎位置的适配。夹持装置用于控制叉臂的伸出或转动夹持车辆轮胎，及夹持动作完成后升起叉臂，将待搬运的车辆抬起。该结构为现有结构，在此不做赘述。

进一步地，车体为长车体、短车体和伸缩车体中的任意一种，其中，长车体是指其长度大于车辆轴距，短车体是指其长度小于车辆轴距。在本实施例中，采用伸缩车体，具有更好的适用性。

进一步地，连接段31上设有导向组件，导向组件用于与纵向凹槽导轨11、横向凹槽导轨12和斜向换向导轨13相配合，以使得多向搬运器子车2沿导轨移动。导向件可以是辊、滚轴、滚筒、滚轮、柱状体、端头为半球状等结构，用于在行驶过程中与设置在地面下的凹槽导轨相配合及接触，并受其约束，引导多向搬运器子车的航向。具体地，在本实施例中，导向组件包括：分别位于多向搬运器子车2两条中心线上的两个纵向可收放导向轮51和两个横向可收放导向轮52，纵向可收放导向轮51与纵向凹槽导轨11相配合，横向可收放导向轮52和横向凹槽导轨12相配合。纵向可收放导向轮51和横向可收放导向轮52均配置成沿竖直方向升降或沿水平轴向转动，在本实施例中，采用电机带动其转动的方式来实现其进出导轨。即当多向搬运器子车2沿纵向移动时，纵向可收放导向轮51处于低位，与纵向凹槽导轨11接触，横向可收放导向轮52处于高位，与横向凹槽导轨12脱离；当多向搬运器子车2沿横向移动时，横向可收放导向轮52处于低位，与横向凹槽导轨12接触，纵向可收放导向轮51处于高位，与纵向凹槽导轨11脱离。

进一步地，在多向搬运器子车2中心设置一个固定导向轮53，在搬运器子车通过纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12的交叉点时，能够始终有两个导向轮位于导轨内，避免导向轮进入导轨时出现碰撞交叉口的情况，以提高搬运器子车行驶的稳定性和可靠性。在前伸缩段32和后伸缩段33上各设置一个纵向可收放导向轮51与纵向凹槽导轨11相配合，在车体伸缩过程中起到导向作用，并在伸展状态负载纵向行驶时起到稳定航向作用。空载收缩状态或横向行驶时，该纵向可收放导向轮51收起处于高位脱离纵向凹槽导轨11。

斜向换向时依靠呈对角布置于多向搬运器子车2上的四个导向轮6，导向轮6采用与纵向可收放导向轮51和横向可收放导向轮52相同的可收放结构。若多向搬运器子车2为纵向移动，当多向搬运器子车2在斜向导轨13与运行导轨的相交点进行换向时，则将纵向可收放导向轮51上升到高位，使其退出纵向凹槽导轨11，同时导向轮6放下到低位，进入到斜向导轨13中，受斜向导轨13的限制，使得多向搬运器子车2在进入斜向导轨13后，车身保持不动，车头指向仍为纵向，随后多向搬运器子车2前进，搬运器子车轮组采用舵轮驱动(steering driving)方式或全方向轮驱动方式，实现多向搬运器子车2沿斜向导轨13保持与原纵向平行，斜向前移动平移行驶。舵轮和全向轮、麦克纳姆轮及其相应的控制为本领域技术人员基于该结构及常规舵轮和全向轮、麦克纳姆轮控制方式即可实现，在此不做赘述。

具体地，如图16所示，母车7主要由行走装置71、升降机构72、升降平台73等部件构成，升降平台73四侧面开口为开放式结构，以使得多向搬运器子车2可从四个方向上进出升降平台。在母车7上的多向搬运器子车2和停车位区域的运行导轨需要对接时，升降平台上设置有用于导引多向搬运器子车2进入运行导轨的对接导向机构为对接凹槽导轨74。如果母车7定位精度低则导轨对接精度差，将使多向搬运器子车2的过渡行驶出现卡滞等问题。因此，可采用自动导引车技术的无轨导向和有轨导向相结合的方法实现多向搬运器子车2的平稳过渡行驶。例如：在停车层出、入库站台和母车升降平台73上铺设导航参照物磁带替代一段运行导轨和对接凹槽导轨74，在多向搬运器子车2上安装磁导航传感器检测磁带。当母车7停位出现偏差时，即母车7的升降平台73和停车层出、入库站台的磁带之间也出现偏差，多向搬运器子车2上的磁导航传感器检测到自身与磁带的偏差，多向搬运器子车2的控制模块通过控制算法计算出修正偏差所需的控制多向搬运器子车2车身转动角度、移动距离、速度等控制量，然后进行运动控制，控制驱动装置使多向搬运器子车2校正姿态沿出、入库站台的磁带行驶，最终使母车7的停位偏差得到修正，使多向搬运器子车2上的导引组件顺利进入运行导轨，导引多向搬运器子车2沿运行轨道正常行驶，完成无轨导向向有轨导向的平稳切换。反之，多向搬运器子车2从停车位区域返回母车7时，多向搬运器子车2的导向件脱离停车库的运行导轨后，磁导航传感器检测磁带偏差，其控制模块控制驱动装置使多向搬运器子车2校正姿态从出、入库站台驶入升降平台，并在过渡行驶时沿升降平台上的磁带行驶，最终母车7的停位偏差得到修正，多向搬运器子车2可以准确停位在母车7上，完成有轨导向向无轨导向的平稳切换。从而提高所述子母停车机器人与停车库对接的容错性、适应性、准确性，进而保证所述子母停车机器人立体停车系统的可靠、安全、高效运行。同理，不设置专用导航参照物，所述多向搬运器子车2配置视觉传感器或激光雷达等传感器作为导引传感器用于检测导航参照物：母车升降平台或出、入库站台等的特征以及多向搬运器子车2与导航参照物的相对位置用于导引，也可采用其他自动导引车导引技术，经控制模块计算后控制驱动装置使多向搬运器子车2校正姿态进出升降平台或使多向搬运器子车2的导向组件进入运行导轨。此项对接方法也可用于停车层内不便设置运行导轨的路段，如防火隔断门等处，多向搬运器子车2脱离运行导轨导引通过该路段导航参照物无轨导引过渡行驶再进入运行导轨导引继续行驶。所述多向搬运器子车2的姿态校正、运动控制，结合其驱动方式，单方向轮驱动方式可采用差速驱动模式，舵轮及全方向轮驱动方式可采用全方位驱动模式，相应的自动导引车控制技术为本领域技术人员基于该结构及常规控制方式即可实现，在此不做赘述。

在本实施例中，对接凹槽导轨74采用与停车位相同的纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12交叉呈“十”字形的布局，采用导轨对接导轨的方式，导引多向搬运器子车2进入停车层的形式，以提高多向搬运器子车2从升降平台73进入停车层的快捷性。

实施例2

如图17-图18所示，在本实施例中，采用两个所述纵横换向单元为基础可构成运行导轨呈“艹”字形交叉，包括一条纵向凹槽导轨11和两条横向凹槽导轨12。母车7升降平台73上的对接凹槽导轨74也采用“艹”字形的对接凹槽导轨。导向组件包括：两个分别固定式安装于多向搬运器子车纵向中心线上的固定导向轮53，其他为保持任意时刻有两个导向轮与运行导轨接触保持行驶稳定，还安装有分别位于多向搬运器子车2四角的四个角部导向轮5及一个纵向可收放导向轮51，角部导向轮5和纵向可收放导向轮51均配置成沿竖直方向升降或沿水平轴向转动。一个“艹”字形交叉的运行导轨单元可布置一个停车位站点或外围行驶路线上的一个纵横换向站点，多个停车位站点可以组成一列或者一行的停车位布局，进一步多行多列互相连接可以组成矩阵式停车位布局。

当搬运器子车2停在一个停车位站点或外围行驶路线上的一个纵横换向站点上换向行驶时，四个角部导向轮5及一个纵向可收放导向轮51均处于高位，两个固定导向轮53位于纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12交叉处的空隙时，从原来的一条纵向凹槽导轨11切换进入另两条横向凹槽导轨12，或从原来的两条横向凹槽导轨12切换进入另一条纵向凹槽导轨11，完成方向转换。为保持任意时刻有两个导向件处于运行导轨中，保持行驶稳定，当多向搬运器子车2沿纵向移动时，固定导向轮53与纵向凹槽导轨11接触，纵向可收放导向轮51处于低位，与纵向凹槽导轨11接触，角部导向轮5处于高位，与横向凹槽导轨12脱离。当多向搬运器子车2沿横向移动时，固定导向轮53与横向凹槽导轨12接触，角部导向轮5处于低位，与横向凹槽导轨12接触，可收放导向轮51处于高位，与纵向凹槽导轨11脱离。

多向搬运器子车2采用单方向轮驱动方式或舵轮驱动(steering driving)方式或全方向轮驱动方式，单方向轮驱动方式分为全部轮驱动或部分轮驱动(部分轮无动力)，单个车轮由电机、减速器直接驱动，或者由主电机及减速器通过分动箱及离合器等机械装置分动驱动。单方向轮纵向行驶时驱动需要驱动的纵向车轮，横向行驶时驱动需要驱动的横向车轮，如中国专利申请CN112761396A中的结构，采用横纵切换的方式实现纵向和横向的移动。

实施例3

如图19所示，在本实施例中，采用三个所述纵横换向单元为基础可构成运行导轨呈“卅”字形交叉，包括一条纵向凹槽导轨11和三条横向凹槽导轨12。导向组件包括：三个分别固定式安装于多向搬运器子车纵向中心线上的固定导向轮53，其他为保持任意时刻有两个导向轮与运行导轨接触，保持行驶稳定，还安装有两个横向可收放导向轮52，横向可收放导向轮52均配置成沿竖直方向升降或沿水平轴向转动。一个“卅”字形交叉的运行导轨单元可布置一个停车位站点或外围行驶路线上的一个纵横换向站点，多个停车位站点可以组成一列或者一行的停车位布局，进一步多行多列互相连接可以组成矩阵式停车位布局。

当搬运器子车2停在一个停车位站点或外围行驶路线上的一个纵横换向站点上换向行驶时，两个横向可收放导向轮52均处于高位，三个固定导向轮53位于纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12交叉处的空隙时，从原来的一条纵向凹槽导轨11切换进入另三条横向凹槽导轨12，或从原来的三条横向凹槽导轨12切换进入另一条纵向凹槽导轨11，完成方向转换。为保持任意时刻有两个导向件处于运行导轨中，保持行驶稳定，当多向搬运器子车2沿纵向移动时，固定导向轮53与纵向凹槽导轨11接触，两个横向可收放导向轮52处于高位，与横向凹槽导轨12脱离。当多向搬运器子车2沿横向移动时，两个横向可收放导向轮52处于低位和三个固定导向轮53，与横向凹槽导轨12接触。

实施例4

如图20-图21所示，在实施例1的基础上，换向凹槽导轨还包括：以运行导轨与斜向导轨13的相交点为圆心的第一弧形换向凹槽导轨14，第一弧形换向凹槽导轨14自纵向凹槽导轨11延伸至斜向导轨13。多向搬运器子车2进行换向时，纵向可收放导向轮51进入第一弧形换向凹槽导轨14，多向搬运器子车2沿第一弧形换向凹槽导轨14移动，实现多向搬运器子车2从纵向到倾斜方向的切换。该换向方式相较于实施例1，不再需要导向轮6，主要依靠多向搬运器子车2本身的转向能力。多向搬运器子车2的转向由舵轮驱动方式转向实现，也可采用全向轮驱动方式转向，多向搬运器子车2的车身发生转动，车头指向随之变化，这些转向方式均为常规方式，在此不做赘述。

实施例5

如图22所示，在实施例2的基础上，换向凹槽导轨包括自纵向凹槽导轨11延伸至横向凹槽导轨12的第二弧形换向凹槽导轨15，当多向搬运器子车2由纵向进行转向时，一个纵向可收放导向轮51和四个角部可收放导向轮5处于高位，两个固定导向轮53随多向搬运器子车2移动进入第二弧形换向凹槽导轨15，为多向搬运器子车2提供导向，以实现多向搬运器子车从纵向到横向的转向；在实施例3的基础上，中心点的固定导向轮53更换为纵向可收放导向轮51并与两个横向可收放导向轮52收起处于高位，两个固定导向轮53随多向搬运器子车2移动进入第二弧形换向凹槽导轨15，为多向搬运器子车2提供导向，以实现多向搬运器子车从纵向到横向的换向。此种转向方式，采用车身同步转动的方式，即当多向搬运器子车2车头指向从纵向切换至横向。同理，在实施例3的基础上，三个固定导向轮53更换为纵向可收放导向轮51并收起处于高位，当多向搬运器子车2由横向进行转向时，横向可收放导向轮52处于低位，并随多向搬运器子车2移动进入第二弧形导轨15，为多向搬运器子车2提供导向，以实现多向搬运器子车2从横向到纵向的转向。以上，多向搬运器子车2曲线转向完毕，对应纵向或横向行驶方向的导向件进入纵向或横向凹槽导轨，其他可收放导向件收起处于高位脱离运行导轨，多向搬运器子车2沿新的方向继续行驶。本实施例中的第二弧形换向凹槽导轨15可运用于停车位垂直于多向搬运器子车2移动方向的位置，本实施例的结构为停车位的多元化设计提供了物质基础。

实施例6

如图23所示，在本实施例中，纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12交叉呈“十”字形，换向凹槽导轨包括以纵向凹槽导轨11和横向凹槽导轨12横纵交叉点为圆心的环形凹槽导轨16，当多向搬运器子车2需要进行原地转动或掉头时，在多向搬运器子车2自身转向作用下，两个纵向可收放导向轮51或固定导向轮53均会进入到环形凹槽导轨16，在环形凹槽导轨16的限制导引作用及多向搬运器子车2自身的转动下，在实施例4的基础上，配合斜向换向凹槽导轨13的角度，多向搬运器子车2可进行0°～360°换向。

实施例7

如图24-图25所示，在本实施例中，两条纵向凹槽导轨11和两条横向凹槽导轨12交叉呈“井”字形，换向凹槽导轨为以“井”字形交叉中的矩形中心为圆心的环形凹槽导轨16，该矩形与环形凹槽导轨16的中心圆内接，环形凹槽导轨16用于导引搬运器子车2绕环形凹槽导轨16圆心进行原地自旋换向。

母车7上的对接凹槽导轨74也采用“井”字形的对接凹槽导轨。导向组件包括：四个分别位于“井”字形交叉中的矩形顶点对应位置的角部导向轮5，当搬运器子车由一个方向往另一个方向进行换向时，矩形顶点的四个角部导向轮5随搬运器子车移动进入环形凹槽导轨，为搬运器子车2提供导向，到达所需另一个方向时，四个角部导向轮5与另一方向运行导轨交叉处的空隙吻合，四个角部导向轮5通过运行导轨交叉处的空隙进入另一方向导轨，完成原地自旋0°～360°换向。

进一步地，可在所需位置补充安装多个可收放的导向轮，以保证纵向或横向移动时，导向组件中为保持任意时刻有两个导向件处于同一条运行导轨中。

实施例8

如图26所示，本实施例提供了一种搭载多向行驶搬运器的子母停车机器人立体停车系统的平面运行示意图，其立体停车库的停车层综合运用了实施例1、实施例5和实施例6中的导轨布局以及行、列或矩阵式停车位布局，利用上述实施例中的导轨布局将停车位A区(A1-A5)、B区(B1-A3)、C区(C1-C3)和D区(D1-D4)连接起来。停车层的外围停车位均延伸设置有运行导轨或导航参照物可在纵向或横向或纵横两个方向或多个方向与子母停车机器人的升降平台73上的对接凹槽导轨74或导航参照物进行对接，提供子母停车机器人多个接驳位置、通道快速收放多向搬运器子车2完成搬运任务。

具体地，举例来说，若需将车辆搬运到A区A1停车位，负载搬运器子车沿纵向凹槽导轨11驶入停车区域，其三个纵向可收放导向轮51处于低位。1号搬运器子车在到达如图16所示的环形凹槽导轨16位置处，其1个中心处纵向可收放导向轮51和2个横向可收放导向轮52处于低位，其余两个纵向可收放导向轮51处于高位，纵横换向改用横向移动的模式，横向行驶到达A1停车位。1号搬运器子车也可以在如图12所示的环形凹槽导轨16位置处转动90°，然后换向为横向行驶至B1停车位，再从B1停车位相对应的第二弧形换向凹槽导轨15曲线转向，然后纵向行驶到达A1停车位。卸下车辆完成搬运任务。

2号搬运器子车将车辆搬运到C区C2停车位，经过了如下步骤，在如图16所示的环形凹槽导轨16位置处转动90°，然后换向为横向行驶至B1停车位，再从B1停车位换向为纵向行驶至B2停车位，最终从B2停车位换向为横向行驶至C2停车位，卸下车辆完成搬运任务。

若3号搬运器子车需将车辆搬运到D4车位，可在B3停车位斜向换向，呈对角布置的两个个导向轮6放下与中心处纵向可收放导向轮51处于低位进入斜向换向凹槽导轨13，引导3号搬运器子车到达D4车位，卸下车辆完成搬运任务。

如需将D2停车位的车辆取出，若A5为空，则空载搬运器子车先移动至B3，在B3位置处切换至斜向移动，使其沿斜向换向凹槽导轨13进入D2，将车辆抬起后沿斜向换向凹槽导轨13将车辆搬运至B3停车位，然后换向为纵向行驶至B1停车位，再换向为横向行驶至环形凹槽导轨16处，换向逆时针转动45°后如1号车所示姿态，再换向为纵向驶入等待接驳的母车。

应当理解的是，多向搬运器子车2在平面上的运行不局限于一种方式，可采用多种组合方式实现点到点的移动，具体采用何种方式根据实际停车数量、车辆存放位置等因素进行考虑。

以上具体说明了多向搬运器子车2在停车层平面基于其功能可进行的该层内部调度搬运停车。本实施例还配置了三种型号的子母停车机器人，三种型号的行走装置71均配置为四舵轮全方位驱动，母车7为激光导航全方位移动机器人。型号I的升降机构72配置四套单桅柱液压伸缩臂及链轮、链条升降四侧面开口的升降平台73，升降平台73设置有呈“十”字形交叉的对接凹槽导轨74，多向搬运器子车2可四向进出升降平台73；型号II的升降机构72配置后侧双油缸液压举升门架和底部剪叉式升降机构联合升降三侧面升降平台73，与全平台升降区别在后侧有举升门架不可进出，升降平台73设置有呈“十”字形交叉的对接凹槽导轨74，多向搬运器子车2可三向进出升降平台73；型号III的升降机构72配置底部剪叉式升降机构升降全平台升降平台73，升降平台73设置有呈“十”字形交叉的磁带，多向搬运器子车2可四向进出升降平台73。如图26所示，I型子母停车机器人横向行驶到达目标C2停车位侧方，升降机构72升起升降平台73与C2停车位对接，对接凹槽导轨74与运行导轨的横向凹槽导轨12对齐，2号多向搬运器空载或载车在导向组件沿横向凹槽导轨12进入对接凹槽导轨74导引下驶入升降平台73，升降机构72降下升降平台73和多向搬运器子车2，母车7运载多向搬运器子车2及车辆前往目标站台卸载。II型子母停车机器人纵向行驶到达目标A3停车位前方，完成与I型子母停车机器人相同动作，多向搬运器子车2在导向组件沿对接凹槽导轨74进入纵向凹槽导轨11导引下驶入升降平台73，将运载的车辆通过多向搬运器子车2输送、移载停放于A3停车位，然后回收多向搬运器子车2或直接前往下一目标点运载其他多向搬运器子车。III型子母停车机器人横向行驶到达目标D1停车位侧方，升降机构72升起升降平台73与D1停车位对接，4号多向搬运器子车2驶出D1停车位运行导轨的横向凹槽导轨12，在车载磁带传感器沿出入口和升降平台73上布设的磁带导引驶入升降平台73，升降机构72降下升降平台73和多向搬运器子车2，母车7运载4号多向搬运器子车2及车辆前往目标站台卸载。1号多向搬运器子车2到达环形凹槽导轨16处，自旋换向45°角进入斜向凹槽导轨等待母车7运载。环形凹槽导轨16组合“十”字形纵横换向单元，可对接两台子母停车机器人从纵向或横向让多向搬运器子车2驶入或驶出升降平台73，实现两个方向顺序转运或接收多向搬运器子车2。繁忙时，三台子母停车机器人可在90°角、135°角、180°角沿纵向对接停车层，多向搬运器子车2通过环形凹槽导轨16自旋换向在90°角、135°角、180°角纵向驶入或驶出三台子母停车机器人的升降平台73，实现三个方向顺序转运或接收多向搬运器子车2。

本实施例还配置有上位系统统一调度子母停车机器人和母车7和多向搬运器子车2，上位系统由中控计算机和通讯模块组成，上位系统与子母停车机器人的母车7、多向搬运器子车2通过无线网络进行通讯。立体停车库由呈矩阵或圆柱塔楼等多种形式分布的多层平台构成，本实施例采用如图1所示的梳齿式停车架立体停车库。系统中母车7与多向搬运器子车2的数量根据运行环境配置，可以是1:1，也可以是a:b，母车7数量比多向搬运器子车2多或比多向搬运器子车2少。系统运行过程如下：

1、驾驶人将车辆停至入库站台上，下车；

2、上位系统收到站台的车辆安全、到位信号，中控计算机通过通讯模块发送存车任务指令给空闲的子母停车机器人；

3、空闲的子母停车机器人行驶到站台位置，升降平台对准站台，上位系统或母车控制系统发送指令给多向搬运器子车2，多向搬运器子车2根据站台类型纵向或横向驶入梳齿式停车架下方，升起梳齿架与梳齿式停车架啮合将车辆抬起，驶回母车7升降平台；

4、多向搬运器子车2降下梳齿架至低位，在升降平台驻车时，轮系切换装置使全部车轮处于低位与升降平台接触，避免多向搬运器子车2在母车7行驶时滑动；多向搬运器子车2报告上位系统和母车控制系统装载任务完成。

5、上位系统发送目标位置给子母停车机器人，子母停车机器人行驶到目标平面位置，将升降平台提升对准平台，多向搬运器子车2升起梳齿架、切换轮系至需要行驶方向。

6、多向搬运器子车2在导向轨道系统中运行到目标停车位，降下梳齿架，车辆停在停车位梳齿式停车架上，多向搬运器子车2向上位系统和母车报告卸载任务完成。

7、多向搬运器子车2驶回母车，母车向上位系统报告存车任务指令完成，等待上位系统调度指令返回休息点或开始下一次搬运任务。

8、取车任务执行过程与存车相同。

在升降平台和多向搬运器子车2的四向行驶功能配合下可直接搬运通道周边停车位的车辆。根据母车升降平台是否安装梳齿架、子母停车机器人配置比例，当所取目标车辆位于中间区域停车位时，上位系统调度子母停车机器人或单独调度母车7、多向搬运器子车2协同工作可以有多种模式或多种模式组合完成取车：

1、与通道之间间隔一个有车停车位，子母停车机器人先将障碍车辆搬运到所在区或其他区的空闲车位。再回来，多向搬运器子车2通过空车位形成的通道将目标车辆搬运到母车7上，子母停车机器人再将目标车辆搬运到站台，完成取车；或者，由另一台子母停车机器人将目标车辆搬运到站台，完成取车。

2、与通道之间间隔一个有车停车位，无空闲停车位时，两台子母停车机器人协同工作，一台子母停车机器人将障碍车辆搬运到自身上暂存，另一台子母停车机器人将目标车辆取出送至站台，前一台子母停车机器人再将障碍车辆搬运至原目标车辆停车位，完成取车。

3、与通道之间间隔多个有车停车位，一台子母停车机器人或多台子母停车机器人按模式1、2或模式组合协同工作，完成取车。

4、与通道之间间隔多个有车停车位，同层平台有空闲车位。多台子母停车机器人可将各自携带的多向搬运器子车2放入同层平台。根据存取车任务的比例，当取车任务多时或多向搬运器子车2数量大于母车7时，部分多向搬运器子车2可驻留立体车库。同平台的多向搬运器子车2在上位系统调度下，依次将障碍车辆搬运到空闲车位，为目标车辆打开搬运通道，再按模式1完成取车。同时，空闲母车7可在上位系统调度下配合其他驻留多向搬运器子车2完成其他存取车任务。

5、与通道之间间隔多个有车停车位，同层平台无空闲车位。多台子母停车机器人可将各自携带的多向搬运器子车2放入同层平台与驻留多向搬运器子车2协同工作，上位系统调度母车7到达需要位置，所有多向搬运器子车2在上位系统的调度下按同一节拍同时移动整行或整列的关联停车位上的障碍车辆，同时运用模式1、2，为目标车辆打开搬运通道，再按模式1完成取车。同时，空闲母车7可在上位系统调度下配合其他驻留多向搬运器子车2完成其他存取车任务。

实施例9

本实施例提供了一种导向组件的设置，可替代实施例1、实施例4、实施例5、实施例6、实施例8中的导向组件。

如图27所示，在多向搬运器子车2上，设有三个纵向可收放导向轮51和两个横向可收放导向轮52，两个横向可收放导向轮52分别安装在两个滑块组件8上，在驱动机构两个滚珠丝杠91的驱动下滑块组件8带动横向可收放导向轮52可分别移动到横向和两个斜向位置。多向搬运器子车2纵向行驶时，三个纵向可收放导向轮51处于低位进入纵向凹槽导轨；多向搬运器子车2自旋换向时，中心处的一个纵向可收放导向轮51处于低位位于运行导轨交点，端头两个纵向可收放导向轮51进入环形凹槽导轨16；两个横向可收放导向轮52处于高位。横向和斜向换向时，中心处的一个纵向可收放导向轮51处于低位其它两个纵向可收放导向轮51处于高位；换向为横向时，两个滚珠丝杠91的分别驱动滑块组件8带动两个横向可收放导向轮52移动到对应横向凹槽导轨12位置后，两个横向可收放导向轮52放下处于低位进入横向凹槽导轨12；换向为斜向时，两个滚珠丝杠91的分别驱动滑块组件8带动两个横向可收放导向轮52移动到对应斜向换向凹槽导轨13位置后，两个横向可收放导向轮52放下处于低位进入斜向换向凹槽导轨13。曲线转向时，中心处的一个纵向可收放导向轮51收起处于高位，端头两个纵向可收放导向轮51进入第二弧形换向凹槽导轨15。纵向可收放导向轮51或横向可收放导向轮52进入相应的凹槽导轨引导多向搬运器子车2，在驱动装置的驱动下进行换向或转向行驶。

如图28所示，在多向搬运器子车2上，设有三个纵向可收放导向轮51，一个安装在车体中心处，配合行驶、换向、转向需要收起或放下；两个分别安装在两个滑块组件8上。两个滑块组件8安装在连接对应纵向、横向、斜向换向凹槽导轨位置的导轨92上，两个滑块组件8装有驱动装置，在驱动装置的驱动下滑块组件8带动处于高位的纵向可收放导向轮51沿导轨92分别移动到对应纵向凹槽导轨11、横向凹槽导轨12、斜向换向凹槽导轨13、第二弧形换向凹槽导轨15、环形换向凹槽导轨16的位置上，放下可收放导向轮51处于低位进入相应的凹槽导轨引导多向搬运器子车2，在驱动装置的驱动下进行换向或转向行驶。

实施例10

如图29所示，在本实施例中，两条纵向凹槽导轨11中的一条与环形凹槽导轨16相交，多向搬运器子车2设有五个纵向可收放导向轮51，中部的纵向可收放导向轮51收起处于高位，其余四个纵向可收放导向轮51分为两组沿两条纵向凹槽导轨11导引多向搬运器子车2纵向行驶到达与环形凹槽导轨16相交处，收起环形凹槽导轨16外的两个纵向可收放导向轮51脱离纵向凹槽导轨11，放下中部纵向可收放导向轮51进入环形凹槽导轨16。已分别在纵向凹槽导轨11与环形凹槽导轨16交点的两个纵向可收放导向轮51中心之间的连线为环形凹槽导轨16中心圆的割线，以此割线为底边，中部纵向可收放导向轮51的中心为顶点，构成的三角形为环形凹槽导轨16中心圆的内接三角形，此内接三角形的外心与环形凹槽导轨16中心圆的圆心重合。在多向搬运器子车2的转动带动下，交点处两个纵向可收放导向轮51通过纵向凹槽导轨11与环形凹槽导轨16相交处的空隙进入环形凹槽导轨16，在环形凹槽导轨16的限制导引作用及多向搬运器子车2自身的转动下，多向搬运器子车2可转向180°到达与原导轨平行的另两条纵向凹槽导轨11处，然后收起中部纵向可收放导向轮51脱离环形凹槽导轨16，放下另一组两个纵向可收放导向轮51进入纵向凹槽导轨11，多向搬运器子车2即可在另两条纵向凹槽导轨11导引下纵向行驶。将另两条纵向凹槽导轨11按相同布局方式与原两条纵向凹槽导轨11呈一角度布置，多向搬运器子车2可沿环形凹槽导轨16转向该角度换向行驶。同理，多向搬运器子车2可以横向行驶完成沿环形凹槽导轨16的换向行驶。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。