[发明专利]一种用于维护车辆之车轮的机器人装置及其方法

说明书

一种机器人工具，其具有底盘和支撑在底盘上的车轮维护子系统，所述车轮维护子系统具有能够与车轮的界面部件进行互动的子系统接口部件，所述车轮维护子系统的子系统接口部件能够与车轮的对应界面部件进行互动，使得所述车轮维护子系统能够进行维护车轮的操作，以及控制系统，所述控制系统被用来控制底盘及所述车轮维护子系统的运作以便进行所述的车轮维护操作。所述车轮维护子系统是底盘子系统，工具支撑子系统，紧固件安装/拆卸子系统，紧固件存储子系统，举升子系统，车轮握持子系统中的一个或多个。

相关专利的交叉引用

用于向美国提交的本专利申请，是2018年8月17日提交的美国专利申请16104792的一部分的继续，其名称为“用于安装和拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置和方法”。

根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2018年5月3日提交的序列号为62666481的美国临时申请以及2018年5月11日提交的序列号为62670596的美国临时申请的优先权。

上述临时申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中，并且出于所有目的而成为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及一种用于自动地维护车辆的车轮的机器人工具以及方法。

背景

在维护车轮的完整操作过程中，无论是维护新车轮，还是维护已安装在车辆上，或是已经从车辆上卸下的车轮，都可能有非常多的具体步骤需要执行。例如，这种维修可能涉及以下任何一项或所有工作内容：找到并识别待维护的目标车轮，顶起目标车轮所在车辆的某一部分，从车辆轮毂螺栓上松开并卸下用于固定车轮的螺母或其他类型的紧固件，并将取下的车轮紧固件妥善放置以备安装原来的车轮或另一个车轮，握持和取出车轮，检查车轮的损坏情况、车轮胎面花纹所余的使用寿命、车轮动平衡状态，测试和调节轮胎压力等等。各种车辆有不同类型、品牌和型号，相应地，各种不同车辆和车轮也会有各种不同的宽度，直径和配置。当前，大多数车轮维护工作，是在各种位于道路旁边或其他地点的车辆维修厂的维修工位中，由维修技工以人工方式手动执行的。现今这种人力密集型的车轮维护方式，是昂贵，并且通常也不太方便的。

共同审批中的美国专利申请16104792描述了一种螺纹紧固件自动安装/拆卸装置，该装置适用于将车轮安装到车辆上或从车辆上卸下。然而，安装和拆卸诸如车轮螺母之类的螺纹紧固件只是自动更换车轮的一部分操作。如果除了初始的控制，车轮维护的其余操作可以被自动地执行，以便部分或全部消除人工干预与劳动，那么这将会非常具有价值。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种机器人工具，具有一个底盘，和至少一个支撑在底盘上的车轮维护子系统，所述车轮维护子系统，具有一个操作轴线，以及能够与车轮的界面部件进行结合的子系统接口部件，所述子系统接口部件与车轮界面的结合，能够允许所述车轮维护子系统对车轮进行维护操作，此外，此机器人工具还具有能够对车轮维护子系统的运作进行控制的控制系统，使得车轮维护子系统能够执行所述车轮维护操作。

所述底盘具有用于将底盘支撑在支持表面上的滚轮，第一和第二滚轮驱动马达能够驱动相应的第一和第二滚轮绕大致水平的轴线旋转，从而改变操作轴线的位置。上述滚轮驱动马达最好是各自独立的，并且能够使第一和第二滚轮具有不同的旋转速度和不同的旋转方向。所述底盘最好还具有第三和第四驱动马达，分别驱动第一和第二滚轮各自独立地绕竖直轴线旋转而改变角度，从而改变所述第一和第二滚轮的驱动方向。

本机器人工具还可以进一步包括位于上方且通过连接装置连接到底盘的、用于支撑车轮维护子系统的支撑板，以及用于调节所述连接装置以改变支撑板与底盘的间距，从而改变机器人工具操作轴线的位置的驱动马达。机器人工具还可包括用于改变支撑板相对于底盘的角度，从而改变操作轴线的指向的驱动马达。