CN106232470A - 在两个可移动物体间建立临时连接的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于在彼此可相对移动的两个物体(101,102)之间实现临时连接的装置(100)包括：各个连接设备(114,154)，被聚集到一起以便联合建立所述连接；可移动机械手(110)，用于相对于第一物体持续地使第一连接设备移位；控制设备(120)，用于控制所述机械手相对于第一物体的运动；以及传感器设备(130)，用于在所述物体彼此相对移动时持续地读取第一连接设备与第二连接设备之间的相对位置。本发明的特征在于，控制设备用于在物体彼此相对移动时持续地控制所述机械手以便第一连接设备相对于第一物体被移位并到达第二连接设备，并从而连接到第二连接设备。本发明还涉及一种方法。

Description

在两个可移动物体间建立临时连接的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种在两个彼此相对移动的物体之间建立临时连接的装置和方法，具体地说，其中两个物体都包括各自的连接设备，且其中临时连接是通过连接设备被彼此连接来建立的。
背景技术
在很多情况下，彼此可相对移动的物体之间需要被连接起来，例如彼此可相对移动的各种车辆或者向着陆地上的固定设施移动的移动中车辆等情况。这种临时连接被建立并维持一段时间的需求也是很常见的，且在这段时间内，这些物体不仅是可移动的，而且实际上是彼此可相对移动。
例如，以前已知的码头船只自动系泊系统，该系统在用于例如淡水供应和电力的连接被建立并维持时，会保持船只处于待定状态。
US2010272517公开了一种这种类型的系统，其中，船只被码头上的停泊设备轻柔地捕捉，该停泊设备被推向船体并然后通过按压船体来减慢船只朝向码头的速度。所述停泊设备可以包括吸盘。
US821526公开了一种相似的系统，其中，当船只正在停泊时，停泊设备活动地跟随船只的运动。
对于陆地车辆来说，已知例如US2011082612中公开了探测这种车辆的位置，以与这种车辆接合并将其带至可以在该车辆与充电站之间建立电连接的位置。
在该相同的早先技术领域内，已知可以用多轴机械臂自动将连接器移至车辆处来建立电连接。
在航空电子学领域内，已知US20100282912中公开了相对于第二飞机形式的第二移动中物体来致动飞机形式的第一可移动物体，以便通过各自的连接设备的方式来建立这两个物体之间的连接。
如果能提供一种灵活自动的方法来在彼此可相对移动的两个物体之间创建连接将会非常理想，其中物体能被允许在连接正在被建立和维持时以至少部分不可预测的方式彼此可相对移动。
此外，在很多应用中，例如公共交通领域内，例如电动交通渡轮和经济舱，最好能在船舶位于装载站时的有限充电时间内传输尽可能多的电能给该船舶。这个问题尤为重要，因为它需要大量的投资以提供可以传输大功率电能的充电系统。
例如，对于通海船闸中的船只和客轮也存在相应的问题，其中也只有有限的时间来充水和排水等。
发明内容
本发明解决了上述的问题。
因此，本发明涉及一种在彼此可相对移动的两个物体之间提供临时连接的装置，其中，所述物体中的第一物体包括第一连接设备，所述物体中的第二物体包括第二连接设备，籍此通过使这两个连接设备被聚集在一起并互相连接来建立所述临时连接，其中，所述装置还包括可移动的第一机械手(robot)，用于持续地使第一连接设备相对于第一物体移动，以及控制设备，用于控制所述第一机械手的运动并因此控制所述第一连接设备相对于所述第一物体的位移，其中，该装置还包括传感器，用于在所述物体正在彼此相对移动时持续读取所述第一物体或所述第一连接设备与所述第二连接设备之间的相对位置，其特征在于，当所述第一物体和第二物体彼此相对移动时，所述控制设备用来持续控制所述第一机械手，这样所述第一连接设备就能相对于所述第一物体被移位并到达所述第二连接设备处，并然后与所述第二连接设备连接，如此，所述临时连接就建立好了。
此外，本发明涉及一种用于在两个彼此可相对移动的物体之间提供临时连接的方法，其中，所述物体中的第一物体包括第一连接设备，所述物体中的第二物体包括第二连接设备，其中，所述临时连接是通过将两个连接设备聚集在一起并相互连接而被建立的，其中控制设备持续控制可移动的第一机械手的运动，使得所述第一连接设备可以因此相对于所述第一物体而被移位，其中，在所述物体正在彼此相对移动时，传感器设备持续读取所述第一物体或所述第一连接设备与所述第二连接设备之间的相对位置，其特征在于，当所述第一物体和第二物体彼此相对移动时，所述控制设备持续控制所述第一机械手，使得所述第一连接设备可以相对于所述第一物体被移位并到达所述第二连接设备处，并然后连接所述第二连接设备，如此，所述临时连接就建立好了。
附图说明
在下文中，将会部分地结合附图来更加详细地描述本公开，其中：
图1a示出了根据本发明的装置的第一实施方式的侧视图；
图1b示出了根据本发明的装置的第二实施方式的侧视图；
图2a和图2b分别示出了根据本发明的装置的第三实施方式的俯视图和侧视图；
图3a至图3c示出了俯视观察到的使用根据本发明的装置的第四实施方式执行的三种不同的连续步骤；
图4a至图4g示出了各种类型的连接的侧视图；
图5a至图5c示出了俯视观察到的使用根据本发明的装置的第五实施方式的三种不同的连续步骤；
图6示出了根据本发明的激活设备的侧视图；
图7是示出了根据本发明的方法的流程图；以及
图8示出了根据本发明的装置的第六实施方式的侧视图。
具体实施方式
图1a和图1b分别展示了根据本发明的装置的两种优选实施方式的各自的示意图。图1a和图1b针对相同的部件共享参考编号。
装置100因此被布置成用于在彼此可相对移动的第一物体101与第二物体102之间提供临时连接。所述第一物体101包括第一连接设备114，所述第二物体102包括第二连接设备154。所述临时连接是通过两个连接设备114和154被聚集在一起并互相连接而被建立的。
“连接”在本发明中的含义不仅仅是、且最好不主要为、且最好完全不是指代在物体之间构成系泊，而是旨在将介质或能量从一个物体传输给其他的物体。请参阅下面的例子。
所述装置100还包括至少一个移动式机械手110，用于持续地使所述第一连接设备114相对于所述第一物体101移动；以及控制设备120，用于控制所述机械手110的运动进而控制所述第一连接设备114相对第一物体101的运动。
另外，所述装置100还包括传感器设备130，用于当所述两个物体101和102彼此相对移动时持续读取所述第一物体101或所述第一连接设备114与所述第二连接设备154的相对位置。
根据本发明，所述控制设备120用于，当所述第一物体101和所述第二物体102彼此相对移动时，持续控制所述机械手110的运动，使得所述第一连接设备114会相对于所述第一物体101被移位并到达所述第二连接设备154处并然后与所述第二连接设备154相连接，这样，所述临时连接就因此被建立了。图1a和图1b都用虚线示出了当所述临时连接已经被建立之后的情况。
不同的元件110、120和130彼此通信。
因此，所述第一连接设备114通过所述机械手110相对于所述第一物体101是可移动的。在图1a和图1b中，示出了所述机械手110通过安装的接头113连有若干可移动的硬链段(rigid segment)112，但是应当意识到，也可以使用其他类型的机械手，例如，横走式机械手(traverse robot)和起重型机械手(crane robot)，请见下文所述。因为所述传感器设备130被安排成读取所述第二连接设备154相对于所述第一连接设备114或相对于所述第一物体101的相对位置，因此，由于所述机械手110能够给出关于所述连接设备114相对于所述物体101、间接地相对于所述第一连接设备114的位置的反馈，所以所述控制设备120能够传输信号给所述机械手110，使得所述第一连接设备114朝着所述第二连接设备154的方向移位并到达第二连接设备154处，即到达所述临时连接能够被建立的位置处。
在图1b中示出了同样优选的替代方法，同样地，第二机械手150也被用来结合控制设备160与传感器设备170来使用。机械手150、控制设备160、传感器设备170、链段152和接头153分别相当于所述机械手110、所述控制设备120、所述传感器设备130、所述链段112和所述接头113，且具有与之对应的功能。所述机械手150因此被安排成用于使所述连接设备154相对于所述物体102移动；所述传感器设备170被安排成用于当所述物体101和102彼此相对移动的时候，持续读取所述物体102或所述连接设备154与所述连接设备114之间的相对位置；以及所述控制设备160被安排成用于控制所述机械手150的运动，进而控制所述连接设备154相对于所述连接设备114的移位。
因此，所述机械手110和150在这种情况下进行合作，以便一起使所述连接设备114和154相互接近并到达连接能够被建立的相对于彼此的位置。所述合作能够通过所述控制设备120和160彼此单独行动来实现，或者能够通过所述控制设备120和160以如此已知的方式(例如，使用无线互联网)相互通信以协调移位操作来实现。下文中的有关具有单个机械手的装置的描述适用于对在图1b中列举的两个机械手一起工作的配置做必要的修正。
本发明的一个重要方面是，当所述第一物体101和第二物体102彼此相对移动时，所述第一连接设备114移至所述第二连接设备154，然后连接所述第二连接设备154。也就是说，所述物体101和102不仅仅是彼此相对可移动的，而且当通过所述物体101、或者所述物体102或者这二者相对于固定坐标系统移动来将所述连接设备114和154聚集在一起时且最好也在所述连接被建立时，它们确实移动。
这样的装置使得在不同类型且彼此可相对移动的物体之间自动地建立连接成为了可能，且在很多这样的情况下能够给所述的物体101和/或另一个物体102的操作员带来明显改进的安全性和/或舒适性。
另外，通过所述传感器设备130、所述控制设备120和所述可移动机械手110的方式来使用这种装置，可以甚至在所述物体101和102已经到达相对于彼此的稳定位置之前就建立了连接。因此，实现了一种更加灵活的在所述物体101和102之间建立临时连接的方法，该灵活性进而能用于提高在所述物体101与102之间传输介质的效率。
这样的效率收益和其他的优势将会在后面部分的描述中得到更加全面的理解，其中本发明将会通过大量示例性实施方式进行更加具体地介绍。
至于指挥设备120，其可以是任何合适的类型，且优选地包括微处理器、数字存储器、用于测量数据或位置数据的至少一个输入和用于控制机械手的运动的至少一个输出。控制软件被布置成在控制设备硬件上被执行，并因此基于若干预定义规则和模式来完成所述的控制。所述控制装置针对信息的数字通信而与所述装置100的其他部件联系，例如与所述传感器设备130和所述机械手110联系。
用于感测所述连接设备154相对于所述物体101的位置的传感器设备130，可能同样有不同的类型。优选的传感器设备包括不用联系所述连接设备154来进行操作的传感器设备，例如：光学传感器设备，该光学传感器设备包括一个或多个带有用于识别所述连接设备154上的特定的事先已知的视觉标记或位于相对于所述连接设备154的已知位置处的已知结构的图像分析软件的相机，所述视觉标记是例如指示船舶的标识的文本，例如舰艇的IMO(国际海事组织)编号；基于激光或者基于超声波的探测设备，用于扫描包括所述连接设备的表面和/或用于识别所述表面的结构和/或到这样的表面的距离；红外相机等。雷达技术、远距离射频识别等能够用于识别正在接近的物体，该正在接近的物体此后能够例如被视觉地识别。
优选地，所述传感器设备的操作分为两个阶段，第一个阶段涉及探测最好也识别正在接近的车辆。这可以使用雷达、自动识别系统、远距离射频识别或其他上面所述的方式来完成。第二步涉及视觉地识别船只的地点，尤其是船只上的一个或多个连接设备的位置。
用于这种视觉识别的合适设备的示例包括工业相机，优选用于探测红外光，可替换地装备有自己的光源，例如激光光源，例如台湾马瑞缇林(Meritilin)公司的型号为IPR438ESX的商用相机。这样的相机可以例如与软件一同使用，所述软件例如商业上由来自挪威的Tordivel AS公司提供的品牌名称为Scorpion Vision的软件。
优选地，所述物体101和102是彼此可相对移动的，且他们在所述设备114沿着至少两个运动维度(例如穿过某表面)、优选沿着至少三个运动维度X、Y、Z(例如在空间中)相对于所述设备154运动期间彼此相对移动。至于所述控制装置120，优选地，用于通过所述机械手110控制所述设备114沿着至少两个运动维度、优选三个运动维度X、Y、Z且最优选地至少沿着与所述物体101和102在所述运动期间沿着其彼此相对移动的维度数量相同的维度的运动。这同样适用于所述机械手能够沿着其使所述连接设备114移位的操作维度的数量。
图2a从俯视图的角度、图2b从侧视图的角度示出了本发明的示例实施方式，其中，两个物体中的一个物体201是固定的，且包括机械手210，而另一个物体202是相对于第一物体可移动的。在本示例中，物体201被永久地安装在码头203上，另一个物体202被永久地安装在船只204上或浮在码头旁边的水面上的舰艇上。优选地，按照上面描述建立的所述连接是具有在所述物体201和202之间传输电能、淡水或废水和/或粉末、气态或液态补给(如沼气和食物)用途的连接。例如，所述电能可以通过电气连接和电缆被供给给舰艇204；淡水可以通过加压供水系统和水管被供给给船只204；废水可以通过包括开口的连接从舰艇204中排除，其中在该开口中插入软管并将废水从船只204中吸出；或者补给可以通过相应的连接被传输给船只204，但是被插入所述开口中的软管被用于传输这些补给到所述船只204中。
所述第一物体201也可以固定安装在浮动桥柱或服务船只上。在这样的情况下，因此，物体201和物体202都是能够相对于彼此且相对于固定坐标系(X，Y，Z)可移动的。在所有这些情况下，不管事实如何且在物体201和物体202彼此相对移动时都能够建立连接，这能促进上面所述类型的物质在桥柱和港口上的有效传输。
连接设备214和254以及控制设备220和传感器设备230类似于上面描述的部件114、254、120和130，因为其是固定坐标系(X，Y，Z)。
例如，当装置200被安装以在码头上使用时，以及在其他实施方式中，当在第一物体和第二物体之间具有期望连接时第二物体的位置能够在相对广泛的区域内相对于第一物体变化时，优选地，至少其中一个机械手被固定安装在粗调节装置上，通过这样的方式所述机械手210和/或所述第一连接设备214在至少一个方向上、优选在至少两个方向上相对于第一物体201被移位。控制器220然后用于控制粗调节装置相对于所述第二物体202的位置，并且也用于控制所述机械手210相对于所述粗调节装置的运动，这样就可以相对于所述第二连接设备254对所述第一连接设备214的位置进行微调。
这样的粗调节装置能够使所述装置200被快速地调整到针对所述连接的建立的大概位置(general position)，而且能够随后在所述粗调节被完成之后就高效率和高准确率地建立起连接。优选地，所述微调在所述机械手210的帮助下，在所述粗调节完成之前就开始了，这样所述微调就能在粗调节完成之后的很短时间之内以令人满意的精度完成。在所述运动被所述微调请求之前，这优选通过所述控制设备220使用关于粗调节的最终位置的已有信息作为近似计算的基础来完成。
优选地，所述粗调节装置包括线性路径(linear path)215a，沿着所述线性路径215a，可以使装载着所述机械手210的载物器(carriage)215b在图2a和图2b中通过所述控制设备220控制的电机沿Y方向运动。
在特别优选的实施方式中，也在图2a和图2b中以示例的目的示出，所述第一物体201固定安装于与船只或客轮通海船闸相邻的位置处，其中水面线是可变的(Z方向)。在这个情况中，优选地，固定的系统物体201还包括所述机械手210被安装于其上的高度调节设备。所述高度调节设备优选包括平台215f，该平台由被所述控制设备220控制的电动升降设备215e来支撑，并且电动升降设备215e继而由所述粗调节装置的所述载物器215b来支撑。平台215f之后运载机械手210，该机械手210继而用于进行微调。
在示出的例子中，所述粗调节装置还包括置于所述载物器215b上且由电动线性移位装置215c支撑的载物器215d，在所述控制设备220的控制下，借助电动线性移位装置215c，所述载物器215d可以在X方向上相对于所述载物器215b线性移位。
换句话说，所述机械手210本身在三个垂直方向或基本垂直的方向(在示出的示例中，就是X、Y、和Z方向)上是可移位的。取决于所述码头203的几何条件或所述连接将被建立的位置，所述路径215a、路径215c和所述升降设备215e遵循各自的曲线路径也是可能的。
还优选地是，在有通海船闸的例子中，所述控制设备220用于通过控制所述高度调节设备与实际水面线相对应来持续控制所述机械手210在垂直方向(Z方向)上的位置。该控制优选在上面提到的粗调节阶段期间进行。
特别优选地，所述控制设备220用于，在第一步中，控制所述高度调节设备到达与当前水面线垂直对应的位置，以及在第二步中，在所述连接正在被建立和维持时，不管有任何正在进行的水面线变化，都控制所述高度调节设备维持受控的高度位置。这意味着，例如，某客轮到达了所述机械手210处，然后在Y方向上机械手210被粗调节到了校正位置以与所述连接设备254的当前位置相对应，以及在Z方向上，取决于当前的水面线。当所述连接正在被建立时，以及在建立之后，所述水面线会因所述通海船闸的常规操作而升高或下降，籍此所述机械手210在Z方向上的位置会被持续地粗调节以基本上时刻与水面线相对应。这就意味着所述连接的建立和维持可以与通海船闸的当前操作状态无关，从而为通过以及正位于通海船闸中的船只与客轮的计划和维护与服务的效率提供了更好的机会。
在图2a和图2b中，在所述机械手210的当前粗对准的位置中示出了所述机械手210的局部活动半径(local action radius)216a。当也考虑所述机械手210的粗调节的可能性时，还示出了所述机械手210的全局活动半径216b。请注意，所述粗调节装置扩展了所述机械手210的总的活动半径。
如之前提到的，在图2a和2b中，所述物体202是固定安装在船只204上的，其中船只204可以被看作是在表面(水面)上可移动的车辆。在这种情况下，因为水位受波浪、潮流、通海船闸活动等等影响而变化，所以表面本身是可移动的。在陆地上的情况则不同，其中地面形成了固体表面，并且其中，舰艇是例如汽车、公共汽车、卡车、火车等的陆地车辆。
当其中一个所述物体被永久安装在车辆上时，优选地，所述第二物体是永久安装站，以用于通过在物体间建立的连接来提供电能、淡水或废水和/或补给或者用于从被考虑的车辆的排气口收集和排除废气。后者例如在车库、车间等地方是有用的，其中到达车辆的排气管形式的连接设备能够通过机械手自动地连接到吸罩形式的相应连接设备上，以从排气管中将排放的废气吸取出来进行处理。在这种情况下，相对于排气管位置来控制吸罩位置的机械手可以被安排成被挂于粗调节装置中，所述粗调节装置包括沿着车库或厂间的天花板或车道延伸的线性移位路径。
如在上面提到的，在可代替的实施方式中，两个物体可以都被安装在各自的车辆上，例如漂浮在公共水面上的浮桥、船只或客轮。可替代地，其中一个物体可以永久地安装在地面或建筑物上，而另一物体安装在飞行船(Flying craft)上，或者两个物体都可以安装在各自的飞行船上。当在这样的情况下连接被建立时，各个飞行船处于各自的飞行状态中并因此在地面以上，而且所述连接是在所述物体之间用于传输电能、淡水或废水和/或补给的连接。在特别优选的实施方式中，其中一个物体是电动飞行器，例如所谓的无人机，如无人驾驶直升机，它们的电池由通过来自安装在地面或建筑物上或携带充电站的飞行舰艇上的充电站的连接供给的电功率进行充电。例如，这种无人机可用于分配消防用水或农业中不同的农药制剂、化肥等。
图3a-3c示出了一种特别优选的实施方式，其中，物体301和302可以相对于彼此获得停放位置(图3c)，其中所述物体被布置成在空间上非常靠近，以便机械手可以维持连接，其中所述物体也可以获得不同的分开的位置(图3a)，其中所述物体之间保持一定的距离，优选位于不可能建立连接的距离处，因为进入的物体的连接设备不在机械手连接设备可及的范围之内。优选地，停放位置中的至少其中一个物体在各自的平衡位置或相对于其他物体的活动中心周围移动，且这种平衡位置或活动中心相对于彼此或相对于停放位置中的第二物体的位置来说是固定的。平衡位置或活动中心的例子包括，当使用泊线停泊的舰艇在其邻近不可移动的码头的有限操纵范围(limited room for manoeuvre)内移动时；当直升飞机盘旋在坚实陆地上的充电站上方时；以及当两艘船只依次停泊并在系泊所允许的限定的相关操纵范围内移动时。
在这种配置的第一个例子中，根据本发明的带有连接机械手的服务船只接近并系泊于包括用于供应淡水的固定安装的连接设备的舰艇。在这个情况下，停放位置由正在稳定地系泊于客轮处的船只决定，但是其中所述服务船只和所述客轮都围绕各自的活动中心移动，其中活动中心是相对于彼此不可移动的。分开的状态由还没有到达客轮但与客轮相距一定距离的服务船只决定。
在第二个这样的例子中，汽车到达维修点并且根据上面描述的连接到被安装在机械手上的排放废气收集连接设备，籍此，所述汽车在进入工作间之后平稳地停放在工作坑之上。当所述汽车到达工作坑上面的不可移动的位置时就达到了停放位置，由此，两个物体彼此之间都因此不可相对移动，而且分开的位置由汽车在工作坑上还没有停止但被安排在与工作坑相距一定距离处来决定。
第三个例子是，当船只或客轮到达其需要被系泊或以其他方式安静的停下的码头处且在所述船只或客轮与码头上永久安装的装置之间建立连接时。在这样的情况中，停放位置由仍然位于码头旁边的船只或客轮决定，藉此所述船只或客轮因此在活动中心周围旋转，其中该活动中心相对于码头上的固定安装的机械手而言是不可移动的。分开的状态最终由与这个停放位置相距一定距离的船只或客轮决定。
图3a-3c示出了根据所述的第三个例子的装置300，其中根据本发明的物体302被固定地安装在电动车辆渡轮304上。所述物体包括连接设备354，用于通过所述连接设备354向电池供应电流，该电池用来给所述渡轮的推进设备提供用于前进操作的能量。所述物体还包括无线通信设备371，用于与相应的无线通信设备321进行无线通信，其中无线通信设备321由码头303布置且是第二物体301的一部分。所述通信设备371和321本身是传统的通信设备，且例如可以是：蓝牙连接；他们本身不是主要用于相互通信，而是用于身份认证，例如RFID连接等；声学连接或无线互联网连接。380表示通过其能够发生通信的无线网络或无线通信链路，例如互联网。
所述物体301还包括永久安装的机械手310，、感测设备330和控制设备320；以及码头303包括弹性减震器305或类似设备，通过弹性减震器305所述渡轮被压迫以仍然停在所述停放位置中。X和Y方向与其他图中的一样。
所述物体301和302因此被布置成从分开的位置处被带到停放位置。所述控制设备320还被布置成控制所述机械手310，以便所述连接可以在所述物体301和302从分开的位置向停放位置移动且在他们到达停放位置之前时被建立起来。
图3a示出了这样的分开的位置，其中，例如正在朝码头305前进以卸货并装载新车辆以通过水道进行运输的渡轮304被定位，以便所述连接设备354位于所述机械手310能够与所述连接设备314联系的可达范围316a之外。图3b示出了连接建立时的情况。渡轮304且因此物体302还没有到达其邻近码头303的能够将车辆卸货并装载的停放位置，而是位于连接设备314刚好能连上连接设备354的位置处，以便当所述机械手310被移位到极端位置时连接是可能的。
因此通过利用所述机械手310的自由运动并结合所述传感器设备330的感测和所述控制设备320的逻辑，电气连接可以比现有技术可能完成地更早。这个不同之处在很多情况中是必要的。但面对电气车辆渡轮时，例如，在渡轮到达码头之前的最后几米的路途可能会花费十多秒，但是上岸充电的总时间可能包含不到十分钟。通过本发明实现的额外的充电时间因此代表了总充电时间的显著份额。
相应地，还优选地是，所述控制设备320用于控制所述机械手310，这样所述连接在所述物体301和302从停放位置移动时就断开了，在所述物体301和302已经离开停放位置之后，去往第二分开的位置时，所述第二分开的位置与上面描述过的相似，且其中所述物体301和302再次位于彼此相距一定距离的位置。
这可以通过若干不同的方法来实现，如所有都具有共同的参考数字的图4a-4d中所示的，示出了物体401的机械手410的臂或链段412，其中机械手410控制连接设备414的位置，连接设备414被布置成与连接设备454一起用于建立临时连接，连接设备454被布置在另一物体402上，该另一物体402是相对于第一物体401可移动的，即使在连接已经被建立之后。连接器414由所述机械手410的支撑部件416支撑，以及所述连接设备454由物体450的支撑部件456支撑。
图4a示出了这样一种情况，在所述连接被建立之后，连接设备414通过本地安排的紧固设备454a而被维持在所述连接设备454处，根据连接类型的不同，紧固设备454a可以由各个物体414和454上的协作弹簧锁设备(cooperating snap-lock means)或磁力设备构成。在这个位置中，控制设备(未示出)将不会主动地控制所述机械手410的运动，代替地，所述连接设备414的运动R2将会被动地跟随所述连接设备454的运动R1。一旦所述连接将被断开，所述物体401和/或所述物体402会致使所述附属设备454a的啮合被释放，藉此所述连接设备414可以从连接中被带出并远离所述连接设备454。对于很多类型的连接来说，这是简单的且因此是最优选的方式。
在替代实施方式中，所述控制设备替代地被布置成主动(actively)且持续地控制所述机械手410的运动，以便机械手410的被布置成操纵或者维持所述连接设备414的部件416相对于所述连接设备454而言是静止的。
第一个这样的例子如图4b所示，其中所述控制设备用于主动且持续地控制所述机械手410，这样，所述连接设备414在相对于连接设备454来维持连接时是静止的。换句话说，所述物体414的运动R2将会主动地跟随所述物体454的运动R1。当所述连接将被断开时，所述控制设备可以使所述部件416简单地将所述连接设备414带离所述连接设备454。在这种情况下，不需要固定设备，虽然将图4a中的实施方式与图4b中的实施方式结合起来也是有可能的。优选地，所述机械手在所述连接设备414和454之间维持一定的压力。
第二个这样的例子如图4c所示，其中部件416用于在连接已经被建立以后释放所述连接设备414，且其中所述控制设备之后主动且持续地控制所述机械手410的运动以便所述部件416的运动R2相对紧密地跟随所述连接设备454的运动R1，如最多相距0.2米。实际的连接用从所述连接设备414到所述物体401的电缆414a或类似物固定，且藉此能够供应电力、淡水等。一旦连接将被断开，所述控制设备就可以控制所述部件416相对于所述设备454的位置，这样所述部件416就能够与设备414重新啮合并之后将后者带离所述连接并远离所述设备454。之后将有可能立即且以受控的方式断开所述连接，因为部件416能够总是保持靠近所述设备414且能与其速度进行同步。
因此，所述机械手410在这样的情况中用于，在连接已经被建立之后，使自身能从所述连接设备414中脱离出来，这样所述连接设备414至少在相对于所述机械手410的有限区域或空间内是可自由移动的，且不用考虑所述主动控制。
也涉及这种自由运动的另一个实施方式在图4d中示出，其中所述控制设备不主动地控制所述部件416或者设备414的位置，而是通过所述机械手410的运动来允许主体454的运动R1是独立的，或至少在有限的空间内是独立的。相反，所述部件416已经以与上面结合图4c描述的方式相对应的方式释放了所述设备414，且优选被包括在所述机械手410中的柔性紧固设备414b将所述机械手410连接到所述连接设备414。所述连接如图4c中的情况所示是由电缆414a或其他类似物固定的。当所述连接将被断开时，这就可以使用紧固设备414b来完成，其中所述紧固设备414b被布置成用于在连接起来的物体401和402通过被布置成将被拉扯并然后将所述设备414和454拉开来离开彼此时通过使用拉力来断开连接。优选地，收集设备(例如包括卷轴414c)用于捕获设备414并使设备414与所述部件416恢复适当的啮合以便建立随后的连接。如图4e所示，还优选地是，所述控制设备用于在连接断开之前，控制所述机械手410操纵所述连接设备414到达这样一个位置，即在断开期间，拉紧的紧固设备414b与所述连接设备414离开与所述连接设备454的啮合的拉开方向之间的角度A落在预定范围内，在该预定范围内，对于连接设备414、454中的任何一者而言，所施加的拉力和所述拉开部件导致的损害都不是危险性的。
图4g和图4f顺序地显示了另一个优选项，其中所述控制设备(图4f)首先被布置成用于将设备416带到物体450附近的且能够捕获或接收物体450的设备457的位置中，其中设备457被布置成用于与所述连接设备414啮合并将其带到直到与所述连接设备454啮合。因此，设备414首先通过设备416或设备457从设备416上松开。此后，所述控制设备优选地主动地控制所述设备414的运动R2，这样所述设备414就可以相对于所述设备457保持静止。可替换地，所述物体450的控制设备控制所述设备457的夹紧设备457a，这样可以进一步的使其与所述设备414啮合，这因此会导致所述夹紧设备457a相对于所述物体450的受控运动。
然后(图4g)，所述设备457将第一连接设备414带到与第二连接设备454啮合，这样所述连接因此就被建立了。一旦所述连接将被断开，这可以以上面描述的任意一种方式发生。
因此，在该实施方式中，是第一机械手110控制和/或将连接设备114移交给第二机械手150，如图1b所示。第二机械手150然后连接连接设备114和154。因此，例如，安装在车辆上的定制机械手能够自行处理复杂的连接程序，包括门等。此外，所述连接可以被维持的整个工作范围被扩展了，且第一机械手110可以在机械手110和150之间的距离变大时协助布线/铺管。
图1a-1b和3a-3c示出了固定地安装在支撑上的各个机械手110和310，其中机械手包括至少2个、优选地至少三个部件，每个部件的相关角度可以被控制。对此有用的机械手类型以及本发明的其他应用类型的示例是ABB公司销售的商号为IRB 2600的机械手。
另一方面，图2a-2b示出了包含至少两个、优选至少3个部件的机械手210，且这些部件是彼此可相对移位的。除了可移位的部分之外，这样的机械手优选还包含至少一个、优选至少两个、优选至少三个部件，且这些部件的相对角度能够被控制。带有可移动部件的合适的机械手的例子包括商号为IRB 6620LX的机械手。
通常，优选地是，此处描述的机械手有若干轴且是伺服控制的，而且优选地，其还是标准类型。
这些列举出来的机械手也可以进一步地用于修改过的形式，例如安装在一对横走式起重机和升降机上的IRB 2600(如图2a-2b所示)，或者带有扩展臂梁并辅以针对不同类型的连接设备的若干个夹紧设备和工具的IRB 6620LX。
一般情况下，当更大的舰艇系泊在码头上并将长边朝向码头时优选使用类似于所述装置215e的线性导线(linear traverse)，而当更小的船只船头或船尾朝向码头来系泊时，永久安装在码头上的机械手能够有利地被使用。
为了举例的目的，图5a-c示出了更优选的实施方式，其中，其上永久地安装了上面描述过的类型的物体502并沿着公共汽车路线行驶的电动公共汽车504通过上面描述过的另一类型的物体，该另一类型的物体是公共汽车站501的形式，该公共汽车站501配备了针对被布置在公共汽车504中的电池的充电站。所述公共汽车站501还配备有两个互相合作的机械手510和510’，这两个机械手自身及其沿着各自的轨道515a、515b的位置由与上面描述的控制设备相似的控制设备(未示出)控制。所述机械手510和510’被提供了各自的部件516和516’以便与连接设备514啮合并支撑连接设备514，连接设备514用于在所述公共汽车504位于公共汽车站501处或附近时将电缆514d连接到公共汽车上的连接设备554，以传输电能给所述公共汽车504上的电池。所述电缆514d由自身常规的拉伸设备514e保持绷紧。
装置500(例如图5a-5b中所示的装置)包括至少两个可移动的机械手510和511’，在优选的实施方式中这两个机械手被布置成相互合作，这样它们中的其中一个用于建立所述连接并然后将它自身从所述连接设备514中释放出来，而另一个则被布置成随后断开所述连接，优选地通过再次抓住所述连接设备514并将其带离所述设备554来断开所述连接。
当所述物体的连接设备554因此到达所述机械手510的可达范围之内时(图5a)，所述机械手510以与上面描述的方式相对应的方式将所述连接设备514带至所述连接设备554处且从而建立所述连接，籍此充电开始。例如当所述公共汽车即将朝公共汽车站转向但在所述机械手510的可达范围之内时，如上所述，所述连接优选在所述公共汽车504且因此所述物体502最终已经到达汽车站501附近的停放位置之前被建立。
此后，所述机械手510释放与所述连接设备514的啮合，该连接设备514然后当所述公共汽车正在朝所述公共汽车站501附近的停放位置移动(图5b)时通过与所述连接设备554的啮合而被支撑。同时，所述公共汽车504的电池由电缆514d充电。
当所述公共汽车504再次将要离开所述公共汽车站501(图5c)时，所述机械手510’将所述部件516’带向所述连接设备514并与其啮合，断开所述设备514与设备554之间的啮合，并将设备514从设备554上移走。这些优选地发生在所述公共汽车504且因此所述物体502离开它在所述公共汽车站501的停放位置且正在离开公共汽车站501的路上、但所述连接设备554仍然在所述机械手510’的可达范围内之后。
所述机械手510’之后例如可以通过所述机械手510和510’沿着轨道515a、515b滑动来与所述机械手510交换位置，在此之后，所述机械手510’准备好与电池需要充电的下一辆公共汽车建立连接。
应当理解，相似的系统500也能被安装在例如交叉路口中的红灯时，以便电气车辆可以在它们到达、等待绿灯并重新开始行驶期间被连接并被充电。通过本发明，这种情况下的车辆即使在短暂的停车时也能被提供最大的充电时间。
作为一种代替，所述机械手510和510’中的其中一个也可以先在沿着所述轨道515a和515b的第一位置中建立连接，然后当所述公共汽车504向着所述公共汽车站501移动时，再次跟着所述连接设备554沿着轨道515a和515b移动，然后在沿着轨道515a和515b的不同位置处断开连接。这也意味着，所述连接可以被维持最长的延长时间。
若不使用轨道515a和515b，还可以使用例如横走式起重机或电缆传输系统。
在可在地面上移动的带轮子的舰艇将被连接到以其他方式坐落在地面上的物体的另一个实施方式中，所述第一物体是所谓的码头牵引车或其他牵引车，所述第二物体是拖车等。码头牵引车用于快速并高效地在港口、终点站、转运站等中移动拖车。在这个情况中，机械手被永久地安装在这样的码头牵引车上，并且用于以与上面描述的方式相似的方式将所述码头牵引车与将被移动的拖车连接并且也有可能从将被移动的拖车中释放所述码头牵引车。这因此包括管理用于气压刹车系统的连接设备和管材、以及用于电气系统的连接设备和布线，所述电气系统例如是制动系统、刹车灯、尾灯和转向信号等等。使用这样的系统，所述码头牵引车与拖车之间的连接可以快速并安全地做好。就连接自身而言，这样的系统也可以用于通过所述连接自动地验证装备，例如所述制动系统的状态。
当司机因此将所述码头牵引车带至/返回至处于待定状态的拖车处时，所述机械手用于自动地定位所述拖车上的连接设备，并然后甚至在所述牵引器和拖车已经通过所谓的“第五轮”而被连接之前时就自动地将软管、电缆等等连接到这些连接设备上，其中“第五轮”是用来将牵引车连接到拖车上的耦合或耦合盘。
根据优选的实施方式，上面描述的传感器设备包括相机，该相机被布置成与图像处理软件合作以便能够识别所述机械手的连接设备将连接、所从属的连接设备的类型，该类型根据在例如传感器设备的数据库中为其存储了识别信息的多个可能的类型来进行识别。所述类型的识别通过视觉特性的识别(例如待定状态的连接设备的形状，或预定视觉标记(例如二维图案、字符等))而发生。
在这种情况下，优选地，所述装置包括选择设备，用于基于处于待定状态的连接设备的已识别连接类型来选择若干个可能的连接设备中的其中一个，并将该连接设备用作被所述机械手推进到已识别连接设备以便建立连接的连接设备。
因此，在这种情况下，所述机械手将要与其连接的物体包括具有至少两个不同连接设备(优选是标准类型)的组，且所述机械手包括一个或多个夹紧设备，用于定位多个连接设备中的可选择的一个连接设备并与之啮合。
这在图1a中示意性地示出，其中除了所述连接设备114，三种不同的可替代类型的连接设备114’都被布置在所述机械手110的可达范围之内，这样所述机械手110就可以依据传感器设备130检测到的连接设备154类型来接取(pick up)类型与连接设备154的类型相对应的连接设备114和114’。优选地，所述机械手还包括位于所述连接设备114附近的视觉传感设备，该视觉传感设备跟随所述连接设备114的运动并因此能被带到邻近连接设备154的位置处，以便于所述连接设备154的类型的识别。
图6示出了更加优选的实施方式，其中，机械手610包括链段612、连接设备保持部件616和连接设备614，而正在靠近的物体602包括连接设备保持部件656和连接设备654。在这个情况下，除了连接设备614，所述机械手610还包括激活设备(activating means)617，用于例如通过使用吸盘617a打开覆盖在连接设备654上的门657来激活连接设备654。所述控制设备用于控制所述机械手610，以便在第一步中利用激活设备617激活所述连接设备654以及在第二步中在所述设备614和654之间建立连接。当所述连接随后被断开时，优选地，所述激活设备617例如通过使激活设备617在所述连接被维持时保持所述门657的开启并在那之后关闭所述门657或允许其被关闭，来再次对所述连接设备657进行去激活。
这样的激活设备617可以以很多不同的方式来设计，取决于将由根据本发明的系统处理的连接设备654的一种或多种类型。例如，盖子可以被拧下来、解锁或者打开，或者采用其他的方式来使用，例如使用按钮或使用在通信链路(比如链路380)上给出的被数字传输的指令。
在特别优选的实施方式中，本发明的装置用于仅在以下情况下建立上面描述的连接，也即在某时间段期间物体彼此之间相对运动的幅度和/或频率落入可接受的、预定义的、各自的范围内。换句话说，所述控制设备120用于控制所述机械手110，使得不是在所述物体101和102已经相对于彼此充分静止了充分长的连续时间段之前建立所述连接。
同时，控制器120还被布置成甚至在所述条件得到满足之前就主动且持续地控制所述机械手110的运动，以便所述连接设备114相对于连接设备154而言是静止或充分静止的。这使得能够在对长的总连接时间的期许与对将被建立的连接的安全性要求之间(例如在恶劣天气中的海上)实现有效的平衡，以便最低限度的安全性可以得到保证。还优选地是，所述控制设备120还用于在以下情况下过早地断开连接，也即在所述连接被维持时物体101和102的相对运动的幅度和/或频率超出了预定的各自的值，或所述物体101和102出于某些原因分开超过了预定的距离，或所述连接设备154被移位到所述物体101周围的预定安全区域之外，或遵循操作人员手动给予设备100的特定指令。
还优选地是，关于正在靠近的物体102的信息，例如总重、当前航线和加速度等等都可由所述控制设备120例如经由通信链路(如链路380)使用，而且所述控制设备用这些数据来事先计算在维持安全的情况下建立连接的适当时机。
在这种情况下，系统会事先考虑如由所述传感器设备130测量的物体运动，以及例如所计算的惯性和所述机械手在它工作范围的不同部分的精度和灵活性。这样的预估例如可以由当正在靠近的物体102移动得太快时、当所述机械手正操作在对冲击的敏感性大于某阈值并继而取决于所述速度的模式中时没有建立起来的连接构成。
在可能的连接时机被考虑时能够被考虑的参数将典型地随着若干个因素而变化。例如，就速度或位置的不确定性而言，相对更大的安全区域对于连接而言在以下情况下可能是需要的，也即多个操作将被同时或顺序地执行，比如打开一扇门然后连接所述连接设备。此外，关于当前天气的信息，例如海浪、风、洋流、雪、冰或霜冻，可以被馈送给所述控制设备，然后被用来暂时地增加需要的安全容限，以便允许将在有风险的天气条件下建立连接。
此外，优选地是，所述装置100包括数据库，该数据库包括关于将被处理的各种类型的可移动物体102的数据；所述传感器设备130包括识别设备，该识别设备继而用来自动识别在所述数据库中存在其识别信息的类型的且正在接近所述物体101的可移动物体102。例子包括车辆上车牌的光学读数、渡轮或公共运输车辆上的已识别QR代码、或如上所述的通过AIS、RFID或其他合适技术得到的识别信息的非光学远程读取，例如IMO号码。所述传感器设备130在这样的情况中用于在类型识别已经完成之后确定这种已被识别类型的对象102的大概位置。然后，所述传感器设备130用于通过所述数据库中的数据确定连接设备154相对于物体102的大概位置的位置。这样，若干预定类型的物体102可以被所述装置100接收，在某种程度上例如会对船闸和码头中不同类型的船只和客轮有用；对各种类型的电动道路车辆的充电有用；以及对管理相同或不同物体102上的多个类型的连接有用。
有利地是，所述数据库也可以包括关于将被连接的舰艇的特定数据，例如安全计划和区域、填充/排空能力等等，这些特定数据可以应用于待定中的客轮，而且影响了以下方面，也即如何、是否、何时和以怎样的顺序来通过所述装置100建立不同的连接。
在进一步的优选实施方式中，如图3a所示，装置300还包括位于所述物体301和302之间的数据通信链路380以及包括在所述传感器设备130中的用于自动识别和确定类型存在于所述数据库中且正在接近所述物体101的可移动物体102的位置的识别设备，所述设备与上面描述的识别设备相似。在这个例子中，然而，所述传感器设备130用于接收关于所述连接设备354的位置的数据，且优选也通过所述数据通信链路380接收关于连接设备354的类型的信息。然后，所述传感器设备用于首先如上面描述的那样检测所述物体102的大概位置，并然后基于通过所述数据通信链路380接收到的从所述物体302传输给物体301的数据来检测连接设备354相对于所述物体302的大概位置的位置。可替换地，可从中央服务器接收该数据。
图7示出了根据本发明的用于在彼此可相对移动的两个物体(如上面描述的那些物体)之间提供临时连接的方法。所述方法使用了上面描述的类型的系统100。两个物体都包括各自的连接设备，且所述临时连接是通过将两个物体的各自的连接器聚在一起并彼此连接起来而被建立的。就像上面描述的，控制设备持续地控制移动式机械手的运动，以便所述连接设备中的第一连接设备因此相对于相应的物体被移位，以及传感器设备在物体彼此相对移动时持续地检测所述物体或所述连接设备与其他连接设备之间的相对位置。
在第一步中，所述装置被激活，意味着所述传感器设备被设置到了正在靠近的物体将能被识别的位置中。所述激活可以例如通过雷达技术识别到存在正在靠近的物体而被发起；由视觉识别发起；通过无线电链路(例如通过AIS(自动识别系统)发起；通过所谓的大范围RFID、激光或超声波发起；通过正在靠近的物体上的船员经由通信链路发起；在特定的时间发起；或以其他的方式发起。
在第二步中，正在靠近的物体被识别，其可以包括连接设备的类型、数量和相对位置的识别；可能需要的激活设备的识别；以及针对连接将被建立的需求服务的识别。
在第三步中，所述机械手准备好了。这可以包括一个或多个连接设备的类型选择；用于连接的一个或多个电缆和/或软管系统；将被使用的一个或多个激活设备；以及机械手的位置的规划和可能还会执行所述机械手位置的粗调节。
在第四步中，通过使用局部感测来识别正在靠近的物体的连接设备，例如通过视觉识别。然后，这个位置持续地推进，至少直到所述连接被建立为止，且感测的位置在随后的控制中被使用。
在第五步中，当所述物体正在彼此相对移动时，所述控制设备此后持续地控制所述机械手的连接设备的位置，这样就可以使之相对于所述机械手被安装于其上的物体而被移位并到达正在靠近的物体的连接设备。
在第六步中，所述临时连接通过相互连接起来的连接设备而被建立。
在第七步中，媒介(例如淡水、电力等)在所述物体之间被传输，该步骤优选地在第六步之后基本上立即开始，而且优选地是在所述物体已经到达上面描述的停放位置之前开始。优选地，所述传感器设备视觉地检查传输过程中的故障，例如泄露，并在检测到这种故障后停止传输。优选地，所述传输始终在所述连接被断开之前就终止了。当传输电力时，所述传输可以在后期终止，例如在分离开始前的最大0.1秒、优选最大0.01秒。当传输液体、粉状物质或气体时，软管中存在压力，且被传输的媒介和所述装置本身(例如在泵中)有惯性，所以所述传输需要在连接被断开前至少1秒、更加优选地至少大约5秒、但是优选地不超过10秒时被停止。
在第八步中，一旦所述传输完成，所述连接就被断开。优选地，因为安全原因，安装了机械手的物体决定所述传输将何时完成。
在第九步中，所述机械手之后被重置，以便随后与另一个物体或者同一个物体进行连接。
应当意识到，上面关于根据本发明的装置描述的所有内容同样也适用于根据本发明的方法，反之亦然。
图8示出了优选的系统800，用于当在永久安装在地面803上的物体801(包括机械手810)和安装在飞行舰艇804上的物体802之间实现连接时使用。所述机械手810包括连接设备814，物体802包括相应的连接设备854，其以与上面针对其他实施方式描述的方式相对应的方式进行操作。
根据这个实施方式，优选是无人驾驶的的飞行舰艇804还优选地包括提升设备859，例如旋转器，用于给所述舰艇804施加提升力，因此使之能在所述地面803和所述物体801上方悬停。此外，所述连接是为了向舰艇804装载或从舰艇804卸载物质(例如液体、粉末或粒状物质)的连接。在这种装载或卸载过程中，会影响到所述舰艇804的重量，这就是为什么在所述连接被维持的情况下如果所述舰艇804需要维持其盘旋的位置，则其用于高度控制的控制装置(未示出)必须对这种变化进行补偿。这继而也就意味着，所述控制装置必须被相对地推进，从而避免在这种重量变化时将很容易出现的波动。
根据此实施方式，在所述物体801中包括反力(counter force)装置818，其与所述物体801的控制设备相连接并由其控制。所述反力装置818的连接设备818a用于将与所述舰艇804的相应连接设备858相连接。所述连接设备858可以采用环或钩的形式，且所述连接设备818a可以通过所述机械手810以类似于所述设备814的连接方式的方式来连接。电线818b在所述设备818a与张紧装置818c之间延展，用于使张紧线818b保持在一定的张力。
根据优选的实施方式，首先，所述设备814被连接，然后所述设备818a被连接，虽然以相反的顺序进行也是可能的。当所述设备818a连接所述设备858以便被紧固在地面803上的张紧装置818c维持所述舰艇804与所述803之间的张力时，所述提升设备859可以以张紧力的形式将所述舰艇804从基准面(anvil)上提升起来。
为了装载和/或卸载材料，所述物体801还用于通过由所述物体801的控制设备对所述张紧装置818c的控制，来通过所述舰艇804在装载/卸载时的重量变化来补偿张紧力的相应变化，这样提升设备859必须传达给舰艇804以维持舰艇804的特定盘旋高度的力就能够基本维持不变，即使当所述舰艇804的重量由于装载/卸载而发生变化时。在优选的实施方式中，所述物体801的控制设备检测被加到舰艇804上的重量或从其移走的重量。在另一个优选的实施方式中，所述反力装置818包括张紧力传感器，用于检测力传感器连接着的电线818b上的张紧力并用于反馈给所述张紧装置818c，张紧装置818c继而用于沿着线818b保持检测到的张紧力恒定。
这就需要所述舰艇804的控制功能非常简单且没有引发不期望波动的风险，这对于无人驾驶车辆例如电动无人机而言是特别优选的。
优选地，所述反力装置818因为安全原因而包括扭矩锁，以便如果沿着线818b的张紧力超过预定限制值，则其与所述舰艇804的啮合就被断开。所述扭矩锁优选地被布置在连接设备818a中，以便与所述连接设备858的啮合在这样高的张紧力下释放。值得注意的是，这样的反力装置818并不会导致所述物体801主要用于所述舰艇804的系泊，而是主要用于当所述舰艇804被提供了对抗其能够提升的阻力时装载/卸载所述的物质。
上面已经描述了许多实施方式。然而，对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明基本思想的情况下还可以对这些实施方式做很多的修改。
因此，针对特定实施方式描述的原理可以应用于很多其他实施方式的场景中，例如根据图3a的基于通信的识别可以与图5a-5c中示出的用于电动车辆的充电站结合使用；或者结合图4a-4e描述的用于维持连接的各种选项可以自由地与这里公开的各种实施方式相组合使用。一般情况下，如果适用的话，这里描述的所有实施方式都可以自由地组合。
所述升降装置215e也可以用于调整所述机械手210不仅相对于水面而且也相对于将要被连接的船只或客轮的各种高度的高度。
此外，除了若干个别的连接设备114、114’，这里描述的机械手可以具有若干不同的激活设备617，这些激活设备被单独地适用于激活不同类型的连接设备654，这些连接设备的类型通过使用上面描述的传感器设备而被自动地检测。这样的激活设备617也可以包括多个合作的夹紧设备等，以便基于连接设备的类型来执行并行或按序激活措施。
所述通信链路380也可以被用于对针对所述物体301的自动传递的各种服务执行排序，例如淡水的补充或岸边动力的提供，例如船舶302在待定状态的物体靠近之前的希望。这在例如港口和海上船闸中是有用的。
除了漂浮在水上和在地面上滚动的舰艇，本发明的原理还可以被应用于在水下运动的物体(例如水下舰艇)和太空中的物体，例如航天飞机和人造卫星。
因此，本发明并不限于此处描述的实施方式，而是可以在所附权利要求书的范围内进行修改。

Claims (20)

1.一种用于在彼此可相对移动的两个物体(101,102；201,202；301,302；401,402；501,502；601,602；801,802)之间提供临时连接的装置(100；200；300；500；800)，其中，所述物体中的第一物体包括第一连接设备(114；214；314；414；514；614；814)，所述物体中的第二物体包括第二连接设备(154；254；354；454；554；654；854)，籍此所述临时连接通过两个所述连接设备被聚集在一起并彼此连接而被建立起来，其中所述装置还包括可移动的第一机械手(110；210；310；410；510；610；810)和传感器设备(130；230；330)，所述可移动的第一机械手用于持续使所述第一连接设备相对于所述第一物体移位，所述传感器设备用于在所述物体彼此相对移动时持续测量所述第一物体或所述第一连接设备与所述第二连接设备之间的相对位置，其中所述装置还包括控制设备(120；220；320)，用于控制所述第一机械手的运动并因此基于来自所述传感器设备的信号控制所述第一连接设备相对于所述第一物体的移位，以及其中所述控制设备用于当所述第一物体和所述第二物体彼此相对移动时持续控制所述第一机械手，以便所述第一连接设备相对于所述第一物体被移位并到达所述第二连接设备，并连接所述第二连接设备以便所述临时连接被如此建立起来，其特征在于，所述控制设备用于控制所述第一机械手，以便当所述物体从第一分开位置向着停放位置移动时所述连接被维持，其中在所述第一分开位置中所述物体位于彼此相距一定距离的位置处，在所述停放位置中所述物体被布置成彼此接近以致于所述第一机械手能够实现所述连接且所述物体可能围绕其运动的各自的平衡位置或运动中心是相对于彼此不可移动的，以便所述连接在所述物体有时间到达所述停放位置之前就被建立了。
2.根据权利要求1所述的装置(100；200；300；400；500；600；800)，其特征在于，两个所述物体(101,102；201,202；301,302；401,402；501,502；601,602；801,802)相互之间跨越至少两个、优选三个运动维度而相对移动，以及所述控制设备(120；220；320)用于在至少两个、优选三个运动维度中控制所述第一机械手(110；210；310；410；510；610；810)。
3.根据权利要求1或2所述的装置(100；200；300；400；500；600；800)，其特征在于，两个所述物体中的其中一个物体(101；201；301；401；501；601；801)被固定布置，而另一个物体(102；202；302；402；502；602；802)相对于所述第一物体是可移动的。
4.根据权利要求3所述的装置(200；300)，其特征在于，所述物体之一(201；301)被固定安装于码头(203；303)上，所述物体中的另一个物体(202；302)被固定安装于漂浮在码头旁的水面上的船只或客轮(204；304)上，以及所述连接是用于在所述物体之间传输电功率、淡水或废水、和/或食物的连接。
5.根据权利要求4所述的装置(200；300)，其特征在于，固定安装的物体(201；301)通过船只或客轮海上船闸而被固定安装，在所述船只或客轮海上船闸中水面在高度方向上是可移动的，以及固定安装的物体包括其上安装有所述第一机械手(210；310)的高度调节设备，以及所述控制设备(220；320)用于通过控制所述高度调节设备来持续控制所述第一机械手的高度位置与当前的水面线相对应。
6.根据权利要求3所述的装置(100；200；300；400；500；600；800)，其特征在于，所述物体之一(102；202；302；402；502；602；802)安装于能在支撑上移动的舰艇(204；304；504；804)上，以及所述物体中的另一个物体(101；201；301；401；501；601；801)是永久安装的站，用于利用所述连接在所述物体之间传输电功率、淡水或废水和/或补给，可替换地用于收集并移除来自所述舰艇的排放系统的排放烟雾。
7.根据权利要求1或2所述的装置(100)，其特征在于，两个所述物体(101,102)都被布置成相对于固定坐标系统(X,Y,Z)和相互之间可相对移动。
8.根据前述任一权利要求所述的装置(100；200；300；400；500；600；800)，其特征在于，所述控制设备(120；220；320)用于控制所述第一机械手(110；210；310；410；510；610；810)，以便在所述物体(101,102；201,202；301,302；401,402；501,502；601,602；801,802)从所述停放位置移动到第二分开位置时且在所述物体已经离开所述停放位置之后所述连接被断开，其中在所述第二分开位置中，所述物体再次被布置成彼此相距一定距离。
9.根据前述任一权利要求所述的装置(400)，其特征在于，两个所述物体(401,402)甚至在所述连接已经被建立之后都是彼此可相对移动的，以及所述控制设备用于主动且持续地控制所述第一机械手(410)，以便用于操纵或维持所述第一连接设备(414)的第一机械手的一部分相对于所述第二连接设备(454)而言是不可移动的。
10.根据权利要求9所述的装置(400)，其特征在于，所述控制设备用于主动且持续地控制所述第一机械手(410)，以便所述第一连接设备(414)相对于所述第二连接设备(454)是不可移动的。
11.根据前述任一权利要求所述的装置(400)，其特征在于，所述第一机械手(410)用于在所述连接已经被建立之后，将其自身从所述第一连接设备(414)上释放，以便所述第一连接设备在那之后在相对于所述第一机械手的至少有限表面或体积内是可自由移动的。
12.根据权利要求11所述的装置(400)，其特征在于，所述装置包括至少一个可移动的额外机械手(450)，其中所述第一机械手(410)和所述额外机械手被布置成进行合作，以便其中之一用于维持所述连接并在那之后将其自身从所述第一连接设备(414)上释放，而另一个用于断开所述连接。
13.根据权利要求11所述的装置(400)，其特征在于，柔性紧固设备(414b)用于将所述第一机械手(410)连接至所述第一连接设备(414)，以及所述紧固设备用于在连接着的物体移动分开时通过拉力断开所述连接，以及所述控制设备用于在所述连接断开之前控制所述第一机械手来操纵所述第一连接设备到一个位置，在该位置中在所述断开期间所述紧固设备与所述第二连接设备(454)之间的角度(A)落在预定间隔内，在该预定间隔内所述拉力导致的损害不会对任何所述连接设备带来危险。
14.根据前述任一权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述第一物体(101)包括具有至少两个不同的标准类型的连接设备(114’)的组，以及所述第一机械手(110)包括夹紧设备，用于定位并与所述连接设备中的可选的一个连接设备啮合，以及所述装置包括选择设备，用于基于所述第二连接设备(154)的连接类型选择所述连接设备之一并将该连接设备用作所述第一连接设备。
15.根据前述任一权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述装置还包括：第二可移动机械手(150)，用于将所述第二连接设备(154)相对于所述第二物体(102)进行移位；第二传感器设备(170)，用于在所述物体(101,102)彼此相对移动时，持续地测量所述第二物体或所述第二连接设备与所述第一连接设备(114)之间的相对位置；以及第二控制设备(160)，用于控制所述第二机械手的运动，由此控制所述第二连接设备相对于所述第一连接设备的移位。
16.根据前述任一权利要求所述的装置(200；300；500)，其特征在于，所述第一机械手(210；310；510)是永久安装在粗调节装置上的，通过使用所述粗调节装置，所述第一连接设备(214；314；514)沿着至少一个方向、相对于所述第一物体(201；301；501)是可移位的，以及所述控制设备(220；320)用于控制所述粗调节设备相对于所述第二物体(202；302；502)的位置，以及所述控制设备还用于控制所述第一机械手的运动以微调所述第一连接设备相对于所述第二连接设备(254；354；454)的位置。
17.根据前述任一权利要求所述的装置(600)，其特征在于，所述第一机械手(610)除了包括所述第一连接设备(614)之外还包括激活设备(617)，用于激活所述第二连接设备(654)，例如打开覆盖在所述第二连接设备上的门(657)，以及所述控制设备用于控制所述第一机械手以便在第一步中使用所述激活设备激活所述第二连接设备并在第二步中建立所述连接。
18.根据前述任一权利要求所述的装置(100；200；300；400；500；600；800)，其特征在于，所述装置用于仅在所述物体(101,102；201,202；301,302；401,402；501,502；601,602；801,802)相对于彼此的相对运动的幅度和/或频率在一定时间段期间落在可接受的各自的间隔内的情况下才建立所述连接，以及所述控制设备(120；220；320)用于甚至在所述条件被满足之前主动且持续地控制所述第一机械手(110；210；310；410；510；610；810)，以便所述第一连接设备(114；214；314；414；514；614；814)相对于所述第二连接设备(154；254；354；454；554；654；854)是不可移动的。
19.根据前述任一权利要求所述的装置(800)，其特征在于，所述第一物体(801)被永久安装在地面(803)上，以及所述第二物体(802)被安装在飞行舰艇(804)上，以及反力装置(818)用于被紧固于所述舰艇上并在所述舰艇和所述地面之间施加张紧力，从而在所述连接被维持时抵消所述舰艇的提升力。
20.一种用于在彼此可相对移动的两个物体(101,102；201,202；301,302；401,402；501,502；601,602；801,802)之间提供临时连接的方法，其中，所述物体中的第一物体包括第一连接设备(114；214；314；414；514；614；814)，所述物体中的第二物体包括第二连接设备(154；254；354；454；554；654；854)，籍此所述临时连接通过两个所述连接设备被聚集在一起并彼此连接而被建立起来，籍此控制设备(120；220；320)持续地控制可移动的第一机械手(110；210；310；410；510；610；810)的运动，以便所述第一连接设备由此相对于所述第一物体被移位，籍此传感器设备(130；230；330)在所述物体彼此相对移动时持续地测量所述第一物体或所述第一连接设备与所述第二连接设备之间的相对位置，以及籍此当所述第一物体和所述第二物体彼此相对移动时，所述控制设备基于来自所述传感器设备的信号持续地控制所述第一机械手，以便所述第一连接设备相对于所述第一物体被移位并到达所述第二连接设备，并连接所述第二连接设备，以便所述临时连接被如此建立起来，其特征在于，两个所述物体从第一分开位置朝着停放位置而被聚集在一起，其中在所述第一分开位置中所述物体位于彼此之间相距一定距离的位置处，在所述停放位置中所述物体被布置成彼此接近以致于所述第一机械手能够实现所述连接且所述物体可能围绕其运动的各自的平衡位置或运动中心是相对于彼此不可移动的，以及所述控制设备还用于控制所述第一机械手以便所述连接在所述物体从所述第一分开位置向着所述停放位置移动时并在所述物体有时间到达所述停放位置之前被建立起来。
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