CN108136580B - 用于机器人的电池和硬驱动交换站 - Google Patents

Abstract

示例方法包括通过移动机器人设备从第一电池组的电池接收电力以便在环境内操作。该方法还包括在移动机器人设备和第一电池组之间建立第一数据通道。该方法还包括使用第一数据通道将由移动机器人设备在操作期间获取的传感器数据传输到第一电池组的本地数据存储组件。该方法另外包括由移动机器人设备导航到电池交换站以将包含电池和具有传感器数据的本地数据存储组件的第一电池组传输到电池交换站。该方法进一步包括在将第一电池组传输到电池交换站之后，从电池交换站接收第二电池组以继续在环境内操作。

Description

用于机器人的电池和硬驱动交换站

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月7日提交的美国专利申请No.14/876,947的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

仓库可以用于由各种不同类型的商业实体(包括制造商、批发商和运输商)存储货物。示例存储货物可包括原材料、零件或组件、包装材料和成品。在一些情况下，仓库可配备装卸码头，以允许货物装载到运输卡车或其他类型的车辆上或从其卸载。仓库还可以使用允许存放托盘的多排托盘架、包含一堆盒子或其他物品的扁平运输结构。另外，仓库可以使用诸如起重机和叉车的机器或车辆来提升和移动货物或货物托盘。人类操作员可被雇用来操作机器、车辆和其他设备。在一些情况下，机器或车辆中的一个或多个可以是由计算机控制系统引导的机器人设备。

发明内容

示例系统和方法涉及用于移动机器人的可交换电池组。电池组可以包括可再充电电池以及本地数据存储组件。当本地数据存储组件接收并存储由机器人获取的传感器数据时，电池可以向机器人提供电力。一旦电池耗尽和/或本地数据存储组件已满，则电池组可被传输到电池交换站。在交换站，电池可以被再充电，同时存储在电池组的本地数据存储组件上的传感器数据被恢复并且被擦除。一旦电池组具有完全充电的电池和空的数据存储组件，它可以被重新部署到另一移动机器人。

在一个示例中，提供了一种方法，包括：通过移动机器人设备接收来自第一电池组的电池的电力以便在环境内操作。所述方法还包括：通过所述移动机器人设备建立所述移动机器人设备与所述第一电池组之间的第一数据通道。所述方法还包括：使用第一数据通道将由移动机器人设备在操作期间获取的传感器数据传输到第一电池组的本地数据存储组件。所述方法另外包括：由所述移动机器人设备导航到电池交换站，以将包含所述电池和具有传感器数据的所述本地数据存储组件的所述第一电池组传输到所述电池交换站。所述方法还包括：在将第一电池组传输到电池交换站之后，从电池交换站接收第二电池组以继续在环境内操作。

在另一示例中，公开了一种电池交换站，包括：数据存储系统；用于从移动机器人设备接收电池组的多个端口；以及控制系统。端口包括：电池充电器，用于对耦合到所述端口的电池组的电池进行充电；以及通信接口，用于将数据从电池组的本地数据存储组件传输到数据存储系统。所述控制系统被配置为：使所述多个端口中的给定端口的通信接口与耦合到给定端口的给定电池组建立数据通道。所述控制系统还被配置为：在给定电池组的电池由给定端口的电池充电器充电的同时，使用数据通道将存储的数据从给定电池组的本地数据存储组件传输到数据存储系统。

在另一示例中，公开了一种电池组，包括：电池，被配置为向机器人提供电力；本地数据存储组件，被配置为存储在机器人操作期间获取的数据；以及控制器。所述控制器可被配置为：在电池组物理耦合至给定机器人使得电池组的电池向给定机器人提供电力的同时，在电池组与给定机器人之间建立第一数据通道。所述控制器还可以被配置为：使用第一数据通道将数据从给定的机器人传输到电池组的本地数据存储组件以用于存储。所述控制器另外可以被配置为：在电池组物理耦合到电池交换站使得电池组的电池由电池交换站充电的同时，在电池组和电池交换站之间建立第二数据通道。所述控制器还可以被配置为：使用第二数据通道将存储在电池组的本地数据存储组件中的数据传输到电池交换站。

在另一示例中，一种系统，可以包括：用于通过移动机器人设备接收来自第一电池组的电池的电力以便在环境内操作的组件。所述系统还包括：用于通过所述移动机器人设备建立所述移动机器人设备与所述第一电池组之间的第一数据通道的组件。所述系统还包括：用于使用第一数据通道将由移动机器人设备在操作期间获取的传感器数据传输到第一电池组的本地数据存储组件的组件。所述系统另外包括：用于由所述移动机器人设备导航到电池交换站，以将包含所述电池和具有传感器数据的所述本地数据存储组件的所述第一电池组传输到所述电池交换站的组件。所述系统还包括：用于在将第一电池组传输到电池交换站之后，从电池交换站接收第二电池组以继续在环境内操作的组件。

前述发明内容仅仅是说明性的，并不意图以任何方式进行限制。除了以上描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述和附图，进一步的方面、实施例和特征将变得明显。

附图说明

图1A示出了根据示例实施例的机器人队列。

图1B是示出根据示例实施例的机器人队列的组件的功能框图。

图2A示出根据示例实施例的机器人卡车卸载机。

图2B示出根据示例实施例的基座上的机器人臂。

图2C示出根据示例实施例的自主导引车辆。

图2D示出根据示例实施例的自主叉车。

图3是根据示例实施例的电池组的框图。

图4示出根据示例实施例的用于机器人的电池交换站。

图5是根据示例实施例的方法的框图。

图6A-6D示出了根据示例实施例的在包括电池交换站的建筑物内操作的移动机器人。

具体实施方式

这里描述了示例方法和系统。这里描述的任何示例实施例或特征不一定被解释为比其他实施例或特征优选或有利。这里描述的示例实施例并不意味着限制。将容易理解的是，所公开的系统和方法的某些方面可以以各种各样的不同配置进行布置和组合，所有这些都在这里予以考虑。

此外，图中所示的特定布置不应被视为限制。应该理解，其他实施例可以包括给定附图中所示的每个元件的更多或更少。此外，所示元件中的一些可以被组合或省略。另外，示例实施例可以包括在图中未示出的元件。

在示例中，电池交换站可配备有多个电池充电器，以为机器人队列内的移动机器人提供充电电池。特别是，该电池交换站可用充电电池代替移动机器人的旧电池，这可防止机器人坐着等待电池充电。另外，电池交换站还可以包含通信接口(例如，高带宽以太网连接)，以从耦合到正在电池交换站处再充电的电池的硬驱动下载数据。这种布置可以允许将在机器人操作期间获取的数据传送到电池交换站处的数据存储系统。数据存储系统可以是用于机器人队列的中央数据存储系统，其允许数据从多个机器人传送到单个中央位置而不依赖于无线通信信道。替代地，电池交换站处的数据存储系统可以本地地高速缓存从机器人传送的数据，然后以不干扰其他网络流量的速率通过无线信道将数据上传到中央数据存储系统。

根据示例实施例，队列内的每个移动机器人设备可以被提供有包括电池、硬驱动和控制器的电池组。当机器人设备在空间内操作时，电池向机器人设备提供电力。控制器在携带电池组的特定机器人设备和电池组上的硬驱动之间建立数据通道。数据通道可以用于将机器人设备获取的数据(例如，传感器数据或日志数据)传送到电池组的硬驱动以用于存储。当电池组的电池耗尽(或接近耗尽)时和/或当电池组的硬驱动已满(或接近满)时，机器人设备可导航到电池交换站。

在电池交换站处，包括电池和硬驱动的电池组可以从机器人设备移除并附接到该电池交换站处的可用端口。该端口可以包括给电池组的电池充电的电池充电器、以及同时从电池组的硬驱动下载数据的数据通信接口。在一个示例中，电池交换站可以配备有诸如机器人臂的机器人操纵器，以从各个移动机器人移除电池组并且将电池组连接到可用端口。随后也可以控制机器人操纵器以选择位于该操作台的具有充电电池和空的硬驱动的替换电池组，并且将替换电池组附接到移动机器人。例如，具有包括弱电池和少量剩余的硬驱动空间的电池组的自主导引车辆(AGV)可以被控制以导航到电池交换站，其中机器人臂将电池组从AGV拉出，将电池组附接到可用端口，并为AGV提供包含完全充电的电池和空的硬驱动的新的电池组。

电池组的控制器可以建立数据通道以将存储在电池组的硬驱动中的数据传送到电池交换站。例如，控制器可以使用电池组上的千兆以太网接口将数据从电池组中的硬驱动传送出去。通过允许通过电池交换站的硬线连接从电池组的硬驱动捕获数据，队列内的机器人设备可能不需要存储操作自身期间获取的数据中的大部分。例如，从诸如机器人上的诸如相机的传感器获取的数据可最初由机器人控制系统处理，然后中继到电池组上的硬驱动以用于存储并最终传送到电池交换站。机器人继续操作(例如，映射数据)所需的某些信息可以存储在与机器人保持在一起的单独位置中。

在一些示例中，队列可以包含使用不同类型的电池的许多不同类型的移动机器人。因此电池交换站可以配备用于不同类型的电池和/或移动机器人的不同类型的电池充电器。此外，给定电池组内的硬驱动的大小可对应于电池组内的电池的电池寿命。具体地，硬驱动可足够大以存储机器人在由电池寿命指示的时间量内可获取(或预期获取)的数据。

在另一示例中，该系统还可以使电池管理策略自动化。每个电池组可具有AR码或条形码，因此系统可以识别单个电池组。电池交换站的控制系统可以统计单个电池已被再充电多少次(例如，以确定何时完全改变水或空电池)。控制系统还可以跟踪哪些电池花费时间在哪些机器人设备、电池在过去充电多长时间、以及用于高效电池管理的其他相关属性。该电池使用信息可以由控制系统用来选择电池组以提供给特定的移动机器人。

现在将详细参考各种实施例，其示例在附图中示出。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开和所描述的实施例的全面理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地模糊实施例的各方面。

示例实施例可以涉及部署在仓库环境内的机器人队列。更具体地说，可以在环境内部署固定和移动组件的组合，以促进盒子、包裹或其他类型对象的自动化处理。示例系统可涉及将盒子和/或其他物体诸如自动装载到储存容器中或到运输车辆和/或从其卸载。在一些示例实施例中，盒子或物体可被自动组织并放置到托盘上。在示例中，使装载/卸载卡车的过程和/或从物体创建托盘的过程自动化以更容易地存储在仓库内和/或用于往返于仓库的运输，这可以提供许多工业和商业优势。

根据各种实施例，使在仓库处装载和/或卸载运输卡车的过程和/或创建托盘的过程自动化可以包括部署一个或多个不同类型的机器人设备，以移动物体或执行其他功能。在一些实施例中，一些机器人设备可通过与轮式基座、完整基座(例如，可在任何方向上移动的基座)或天花板、墙壁或地板上的轨道耦合而制成可移动的。在另外的实施例中，也可以使一些机器人设备固定在环境内。例如，机器人操纵器可以定位在仓库内不同选定位置的架空基座上。

如这里所使用的，术语“仓库”可以指机器人设备可以操纵、处理和/或存储盒子或物体的任何物理环境。在一些示例中，仓库可以是单个物理建筑物或结构，其可以另外包含某些固定组件，诸如用于存储物体的托盘的托盘架。在其他示例中，可以在物体处理之前或期间将一些固定组件安装或以其他方式定位在环境内。在另外的示例中，仓库可以包括多个单独的物理结构，并和/或还可以包括物理结构也不覆盖的物理空间。

此外，术语“盒子”可以指可以放置在托盘上或者装载到卡车或容器上或者从卡车或容器卸载的任何物体或物品。例如，除了矩形固体，“盒子”可以指罐、鼓、轮胎或任何其他“简单”形状的几何物品。另外，“盒子”可以指提包、箱子或其他类型的容器，其可以包含一个或多个用于运输或存储的物品。例如，塑料存储箱、玻璃纤维托盘或钢箱可以由仓库内的机器人移动或以其他方式操纵。这里的示例也可以应用于除盒子以外的物体，并应用于各种尺寸和形状的物体。另外，“装载”和“卸载”可以各自用于暗示另一个。例如，如果示例描述了用于装载卡车的方法，则应该理解的是，也可以使用基本上相同的方法卸载卡车。如这里所使用的，“码垛”是指将盒子装载到托盘上并且以使得托盘上的盒子可以在托盘上存储或运输的方式堆叠或布置盒子。另外，术语“码垛”和“卸垛”可以各自用于暗示另一个。

在示例中，异构仓库机器人队列可以用于多个不同的应用。一种可能的应用包括订单履行(例如，针对个人客户)，其中可以打开个案并且可以将来自个案的单独物品放入包装内以完成单独订单。另一可能的应用包括分发(例如，到商店或其他仓库)，其中可以构造混合托盘，其包含不同类型的产品组以运送到商店。另一可能的应用包括交叉对接，其可涉及在运输容器之间运输而不存储任何物品(例如，物品可从四个40英尺拖车移动并装载到三个较轻的拖拉机拖车中，并且也可以被码垛)。许多其他应用也是可能的。

现在参考附图，图1A描绘了根据示例实施例的仓库设置内的机器人队列。更具体地，不同类型的机器人设备可以形成异构机器人队列100，其可以被控制以合作执行与仓库环境内的物品、物体或盒子的处理有关的任务。这里示出了某些示例类型和数量的不同机器人设备以用于说明目的，但是机器人队列100可以采用更多或更少的机器人设备，可以省略此处所示的某些类型，并且还可以包括未明确示出的其他类型的机器人设备。此外，此处显示的仓库环境具有某些类型的固定组件和结构，但其他类型、数量和位置的固定组件和结构的也可以用于其他示例。

机器人队列100内示出的一种示例类型的机器人设备是自主导引车辆(AGV)112，其可以是相对小的移动设备，其具有可用于从一个位置运输单独包裹、箱子或提包到仓库内的另一位置的轮子。另一示例类型的机器人设备是自主叉车114，即，具有叉车的移动设备，其可用于运输盒子的托盘和/或提升盒子的托盘(例如，将托盘放置到机架上以用于存储)。另一示例类型的机器人设备是机器人卡车装载机/卸载机116，即，具有机器人操纵器以及诸如光学传感器的其他组件的移动设备，以便于将盒子装载到卡车或其他车辆和/或从卡车或其他车辆卸载盒子。例如，机器人卡车卸载机116可以用于将盒子装载到运送卡车118上，运送卡车118可以停靠在仓库附近。在一些示例中，运送卡车118的运动(例如，将包裹运送到另一仓库)也可以与队列内的机器人设备协调。

除了这里所示的那些之外的其他类型的移动设备也可以被包括或代替。在一些示例中，一个或多个机器人设备可以使用除地面上的轮子之外的不同运输模式。例如，一个或多个机器人设备可以是机载设备(例如，四轴飞行器)，并且可以用于诸如移动物体或收集环境的传感器数据的任务。

在另外的示例中，机器人队列100还可以包括可以定位在仓库内的各种固定组件。在一些示例中，可以使用一个或多个固定机器人设备来移动或以其他方式处理盒子。例如，基座机器人122可以包括升高在基座上的机器人臂，该基座固定到仓库内的底层。基座机器人122可以被控制以在其他机器人之间分发盒子和/或堆叠和拆散盒子的托盘。例如，基座机器人122可拾取并移动来自附近托盘140的盒子并将盒子分发给各AGV 112以运输到仓库内的其他位置。

在另外的示例中，机器人队列100可以采用位于仓库空间内的附加的固定组件。例如，高密度存储机架124可以用于存储仓库内的托盘和/或物体。存储机架124可被设计和定位成便于与队列内的一个或多个机器人设备(诸如自主叉车114)相互作用。在另外的示例中，某些地面空间也可以或替代地被选择并用于存储托盘或盒子。例如，托盘130可以定位在仓库环境内的选定位置处一段时间，以允许托盘被机器人设备中的一个或多个拾取、分发或以其他方式处理。

图1B是示出根据示例实施例的机器人仓库队列100的组件的功能框图。机器人队列100可以包括各种移动组件中的一个或多个，诸如AGV 112、自主叉车114、机器人卡车装载机/卸载机116和运送卡车118。机器人队列100还可以包括定位在仓库或其他环境内的一个或多个固定组件，诸如底座机器人122、密度存储容器124和电池交换/充电站126。在进一步的示例中，图1B中所示的不同数量和类型的组件可以被包括在队列内，某些类型可以被省略，并且额外的功能和/或物理组件也可以被添加到图1A和1B所示的示例中。为了协调分开的组件的动作，诸如基于云的远程服务器系统的全局控制系统150可以与一些或全部系统组件和/或单独组件的单独的本地控制系统通信(例如通过无线通信)。

在示例中，可以在部署机器人队列100的其余部分之前安装某些固定组件120。在一些示例中，可以在确定诸如基座机器人122或电池交换站126的某些固定组件120的放置之前引入一个或多个移动机器人来映射空间。一旦地图信息可用，系统就可以确定(例如通过运行模拟)如何布置可用空间内的固定组件。在某些情况下，可以选择布局以最小化所需固定组件的数量和/或这些组件使用的空间量。固定组件120和移动组件110可以在分开的阶段部署或全部一次部署。在另外的示例中，某些移动组件110可能仅在特定时间段期间被引入或完成特定任务。

在一些示例中，全局控制系统150可以包括将任务分配给队列100内的不同机器人设备的中央规划系统。中央规划系统可以采用各种调度算法来确定哪些设备将在哪个时间完成哪些任务。例如，可以使用拍卖类型系统，其中单独的机器人对不同任务投标，并且中央规划系统可以将任务分配给机器人以最小化总体成本。在另外的示例中，中央规划系统可以跨越一个或多个不同资源(诸如时间、空间或能量利用)优化。在进一步的示例中，规划或调度系统还可以合并盒子拾取、包装或存储的几何和物理的特定方面。

规划控制也可以跨各个系统组件分布。例如，全局控制系统150可以根据全局系统规划发布指令，并且各个系统组件也可以根据单独的本地规划进行操作。此外，全局规划中可能包含不同级别的详细信息，其他方面可供各个机器人设备在本地进行规划。例如，移动机器人设备可以由全局规划者分配目标目的地，但是到达这些目标目的地的全部路线可以在本地规划或修改。

在另外的示例中，中央规划系统可以与各个机器人设备上的本地视觉结合使用，以协调机器人队列100内的机器人的功能。例如，中央规划系统可以用于使机器人相对靠近他们需要去的地方。然而，中央规划系统难以控制毫米级精度的机器人，除非机器人用螺栓固定在轨道上，或者使用其他测量组件精确控制机器人位置。因此可以使用本地视觉和各个机器人设备的规划来允许不同机器人设备之间的弹性。可以使用总体规划器来使机器人靠近目标位置，此时机器人的本地视觉可接管。在一些示例中，可以对大多数机器人功能进行位置控制以使机器人相对接近目标位置，然后可以在需要本地控制时使用视觉和握手。

在进一步的示例中，视觉握手可以使两个机器人能够通过AR标签或其他特性来彼此识别，并且执行队列100内的协作操作。在附加示例中，物品(例如，待运送的包裹)也可以或替代地被提供有视觉标签，机器人设备可以使用这些标签来使用本地视觉控制对物品进行操作。具体地，标签可以被用于促进机器人设备对物品的操纵。例如，托盘上的特定位置上的一个或多个标签可用于通知叉车在哪里抬起或如何抬起托盘。

在另外的示例中，固定和/或移动组件的部署和/或规划策略可以随着时间被优化。例如，基于云的服务器系统可以并入来自队列内的各个机器人和/或来自外部源的数据和信息。随后可以随时间改进战略，以使队列能够使用更少的空间、更少的时间、更少的功率、更少的电力或跨越其他变量进行优化。在一些示例中，优化可以跨越多个仓库，可能包括具有机器人队列的其他仓库和/或传统仓库。例如，全局控制系统150可以将关于运送车辆的信息和设施之间的运送时间并入到中央规划中。

在一些示例中，中央规划系统有时可能失败，诸如当机器人卡住时或者当包裹掉落在某个位置并丢失时。因此，本地机器人视觉也可以通过插入冗余来处理中央规划器失败的情况，从而提供稳健性。例如，当自动托盘插孔(jack)通过并识别物体时，托盘插孔可以将信息发送到远程的基于云的服务器系统。这些信息可用于修复中央规划中的错误，帮助本地化机器人设备或识别丢失的物体。

在进一步的示例中，中央规划系统可以动态地更新包含机器人队列100以及由机器人设备处理的物体的物理环境的地图。在一些示例中，可以利用关于动态物体(例如，移动机器人和由机器人移动的包裹)的信息来不断更新地图。在其他示例中，动态地图可包含仓库内(或跨多个仓库)组件的当前配置或位置的信息、以及有关近期预期内容的信息。例如，地图可以显示移动机器人的当前位置和未来机器人的预期位置，这可用于协调机器人之间的活动。地图还可以显示正在处理的物品的当前位置以及物品的预期未来位置(例如，物品现在何处以及预期物品何时被运出)。

在另外的示例中，机器人中的一些或全部可以扫描处理中不同点处的物体上的标签。扫描可用于查找可应用于单个组件或特定物品的视觉标签，以便于查找或跟踪组件和物品。当物品被机器人操纵或运输时，这种扫描可产生不断移动的物品痕迹。潜在的好处是增加供应商和消费者两侧的透明度。在供应商侧，可以使用关于库存当前位置的信息来避免积压和/或将物品或托盘移动到不同位置或仓库以预测需求。在消费者侧，可以使用关于特定物品的当前位置的信息来以更高的准确度确定特定包裹什么时候将被递送。

在一些示例中，机器人队列100内的一些或全部移动组件110可周期性地从配备有多个电池充电器的电池交换站126接收充电电池。具体地，电池交换站126可以用充电电池代替移动机器人的旧电池，这可以防止机器人不得不坐下并等待电池充电。电池交换站126可以配备有机器人操纵器，诸如机器人臂。机器人操纵器可以从单独的移动机器人移除电池并将电池附接到可用的电池充电器。机器人操纵器然后可以将位于电池交换站126处的充电电池移动到移动机器人中以更换所移除的电池。例如，具有弱电池的AGV 112可以被控制移动到电池交换站126，在那里机器人臂从AGV 112中拉出电池，将电池放入充电器中，并且给AGV 112提供新电池。

在进一步的示例中，电池交换可以由中央规划系统进行调度。例如，单独的移动机器人可被配置为监视它们的电池充电状态。机器人可以周期性地向中央规划系统发送指示其电池状态的信息。当需要或方便时，中央规划系统可以使用此信息调度队列内单独机器人的电池更换。

在一些示例中，队列100可以包含使用不同类型的电池的多个不同类型的移动组件110。电池交换站126因此可以配备有用于不同类型的电池和/或移动机器人的不同类型的电池充电器。电池交换站126还可以配备有可以替换用于不同类型的机器人的电池的机器人操纵器。在一些示例中，移动机器人可以具有包含多个电池的电池容器。例如，诸如托盘车的自主叉车114可以具有带有3或4个电池的桶。电池交换站126处的机器人臂可以被配置为抬起整个电池桶并将单独的电池附接到电池交换站126处的架上的电池充电器。机器人臂然后可以找到充电电池以更换旧电池，并且在将桶重新插入托盘车之前，将那些电池移动回桶中。

在进一步的示例中，电池交换站126的全局控制系统150和/或分开的控制系统也可以使电池管理策略自动化。例如，每个电池可具有条形码或其他识别标记，使得系统可以识别单独的电池。电池交换站126的控制系统可以计数单独的电池已被再充电多少次(例如，以确定何时完全改变水或空电池)。控制系统还可以跟踪哪些电池已经在哪些机器人设备上花费了时间、电池在过去在电池交换站126处再充电花费多长时间、以及用于高效电池管理的其他相关属性。控制系统可以使用该电池使用信息来选择用于机器人操纵器的电池以给予特定的移动机器人。

在另外的示例中，在一些情况下，电池交换站126也可涉及人类操作者。例如，电池交换站126可以包括人可以安全地执行手动电池更换或将新电池递送到电池交换站以在需要时部署到队列100中的设备。

图2A-2D示出了可以被包括在机器人仓库队列内的机器人设备的几个示例。也可以包括与这里所示的机器人设备以及其他类型的机器人设备形式不同的其他机器人设备。

图2A示出了根据示例实施例的机器人卡车卸载机。在一些示例中，机器人卡车卸载机可以包括一个或多个传感器、一个或多个计算机以及一个或多个机器人臂。传感器可以扫描包含一个或多个物体的环境以捕获视觉数据和/或三维(3D)深度信息。然后可将来自扫描的数据集成到较大区域的表示中以提供数字环境重建。在另外的示例中，重建的环境然后可以用于识别要拾取的物体、确定物体的拾取位置、和/或规划一个或多个机器人臂和/或移动基座的无碰撞轨迹。

机器人卡车卸载机200可以包括机器人臂202，机器人臂202具有用于抓握环境内物体的抓握组件204。机器人臂202可以使用抓握组件204拾取和放置盒子以装载或卸载卡车或其他容器。卡车卸载机200还可以包括具有用于移动的轮子214的可移动的推车212。轮子214可以是允许推车212以两个自由度移动的完整轮子。另外，在整体推车212上可以包括围绕前传送带210的卷绕。在一些示例中，围绕前传送带的卷绕可以允许卡车装载机200将盒子从卡车容器或托盘卸载或装载到卡车容器或托盘，而不必旋转夹具204。

在进一步的示例中，机器人卡车卸载机200的感测系统可以使用附接到机器人臂202的一个或多个传感器(诸如传感器206和传感器208)，其可以是二维(2D)传感器和/或3D深度传感器，所述传感器感测当机器人臂202移动时感测关于环境的信息。感测系统可以确定关于可以由控制系统(例如，运行运动规划软件的计算机)来有效地拾取和移动盒子的环境的信息。控制系统可以位于设备上或可以与设备进行远程通信。在进一步的示例中，来自具有固定安装在移动基座上的一个或多个2D或3D传感器(诸如前导航传感器216和后导航传感器218)以及安装在机器人臂(诸如传感器206和传感器208)上的一个或多个传感器的扫描可以被集成以建立环境的数字模型，包括卡车或其他容器的侧壁、地板、天花板和/或前壁。利用该信息，控制系统可以使移动基座导航到用于卸载或装载的位置。

在进一步的示例中，机器人臂202可以配备有夹具204，诸如数字吸气格栅夹具。在这样的实施例中，夹具可以包括一个或多个吸气阀，其可以通过远程感测或单点距离测量和/或通过检测是否实现吸气来打开或关闭。在另外的示例中，数字吸气格栅夹具可以包括铰接延伸部。在一些实施例中，利用流变流体或粉末致动吸气夹具的可能性可以实现对具有高曲率的物体的额外夹持。

卡车卸载机200可另外包括电机，该电机可以是由电力供电的电机，或者可以由诸如基于气体的燃料或太阳能的多种不同的能源供电。另外，电机可以被配置为从电源接收电力。电源可以向机器人系统的各种组件供电并且可以表示例如可再充电的锂离子电池或铅酸电池。在示例实施例中，这种电池的一个或多个组可以被配置为提供电力。其他电源材料和类型也是可能的。

图2B示出了根据示例实施例的基座上的机器人臂。更具体地说，基座机器人220可以定位在诸如仓库环境的环境内并且用于拾取、移动和/或以其他方式操纵伸手可及的物体。在一些示例中，基座机器人220可以专门用于重物提升而不需要电池操作。基座机器人220可以包括具有端部执行器安装夹具224的机器人臂222，其可以与关于机器人卡车卸载机200描述的机器人操纵器202和夹具204相同类型。机器人臂222可以被安装在基座226上，其可以允许机器人臂222容易地拾取和移动附近的包装，诸如在不同的移动机器人之间分配包装。在一些示例中，机器人臂222也可以操作为构造和/或解构盒子托盘。在另外的示例中，基座226可以包括致动器以允许控制系统改变机器人臂222的高度。

在进一步的示例中，基座机器人220的底部表面可以是托盘形结构。例如，底部表面的尺寸和形状可以大致相当于仓库内用于物体运输或存储的其他托盘。通过将基座机器人220的底部成形为托盘，基座机器人220可以通过托盘车或不同类型的自主叉车被拾起并移动到仓库环境内的不同位置。例如，当运送卡车到达仓库的特定对接端口时，可以拾取基座机器人220并将其移动到更靠近运送卡车的位置，以更有效地处理来自或去往运送卡车的盒子。

在另外的示例中，基座机器人220还可以包括一个或多个视觉传感器以识别基座机器人220附近的盒子和/或其它机器人设备。例如，基座机器人220的控制系统或全局控制系统可以使用来自基座机器人220上的传感器的传感器数据来识别盒子以用于基座机器人220的机器人臂222和夹具224拾取或操纵。在进一步的示例中，传感器数据还可以用于识别移动机器人设备，以便确定在哪里分配各个盒子。其他类型的机器人固定操作站也可用于异构机器人队列。

图2C示出根据示例实施例的自主导引车辆(AGV)。更具体地说，AGV240可以是能够运输各个盒子或箱子的相对较小的移动机器人设备。AGV 240可以包括轮子242以允许在仓库环境内移动。另外，AGV 240的顶部表面244可以用于放置盒子或其他物体以用于运输。在一些示例中，顶部表面244可以包括旋转传送器以将物体移动到AGV 240或从AGV 240移动物体。在另外的示例中，AGV 240可以由一个或多个电池供电，所述一个或多个电池可以在电池充电站处快速再充电和/或在电池交换站换取新电池。在进一步的示例中，AGV 240可以另外包括这里没有具体标识的其他组件，诸如用于导航的传感器。可能取决于仓库处理的包裹的类型，具有不同形状和尺寸的AGV也可以被包括在机器人仓库队列内。

图2D示出根据示例实施例的自主叉车。更具体地说，自主叉车260可以包括用于提升和/或移动盒子托盘或其他较大材料的叉车升降机262。在一些示例中，叉车升降机262可以被升高以到达仓库内的存储架或其他固定存储结构的不同货架。自主叉车260可另外包括用于移动以在仓库内运输托盘的轮子264。在另外的示例中，自主叉车可以包括电机和电源以及感测系统，诸如关于机器人卡车卸载机200所描述的那些。自主叉车260的尺寸或形状也可以与在图2D中示出的不同。

图3是根据示例实施例的电池组的框图。更具体地说，电池组300可以包括图3中所示的组件，包括电池302、本地数据存储组件304、控制器306和通信接口308。在进一步的示例中，电池组300可以包括比这里示出的组件更少或更多的组件，并且某些组件也可以以其他方式组合或划分。

电池302是被配置为向移动机器人设备提供电力以允许机器人在环境内操作的设备。例如，电池302可以用于为机器人上的电子器件、致动器和传感器的操作提供电力。另外，电池302可以是可再充电的，使得位于电池交换站处的电池充电器可以在机器人设备的操作期间电池耗尽之后对电池再充电。电池302可以包括两个或更多个电化学电池，该两个或更多个电化学电池将存储的化学能转换为电能以给机器人供电。在电池交换站处，电池充电器可以将电流施加到电池以反转在使用电池302期间发生的化学反应。可以使用的可再充电电池的示例类型包括锂离子电池、NiMh电池、NiCD电池、NiZn电池和AgZn电池。也可以使用其他类型的可再充电电池。

本地数据存储组件304是被配置为存储由移动机器人设备在操作期间获取的数据的设备。在一些示例中，本地数据存储组件304是使用涂覆有磁性材料的一个或多个旋转盘来存储数字信息的硬驱动(HDD)。在其他示例中，本地数据存储组件304是包括作为数字存储介质的闪存的固态驱动(SSD)。在任一情况下，本地数据存储组件304可以是可擦除的，使得在数据已经被传送到电池交换站之后，机器人所获取的数据可以从本地数据存储组件304中被擦除。

在进一步的示例中，本地数据存储组件304的容量可以对应于电池302的电池寿命。具体地，本地数据存储组件304可以足够大以存储在机器人使用来自电池302的电力可操作的时间量期间期望由机器人获取的数据量。例如，如果电池302的电池寿命为8小时，则本地数据存储组件304可以足够大以存储达8小时的数据。在一些示例中，队列可以采用不同的电池大小(例如，用于不同类型的机器人或执行不同类型的操作的机器人)。不同的硬驱动容量可以用来对应不同的电池大小。例如，第一电池组可以包括电池寿命为2小时的电池和具有存储达2小时数据的硬驱动。第二个电池组可包括电池寿命为6小时的电池和具有存储达6小时数据的更大容量的硬驱动。

控制器306是可以利用通信接口308促进与本地数据存储组件304的连接的计算机。更具体地，控制器306可以使用通信接口308在电池组300与正在携带的机器人设备之间建立硬线数据通道。控制器306还可以使用通信接口308来在电池组300与电池交换站的再充电电池302的端口之间建立单独的硬线数据通道。在一些示例中，通信接口308可以是以太网接口，诸如作为安装在电池组300内的电路板或网卡。在进一步的示例中，通信接口308可以使用多种不同方式的数据传输硬件，包括光纤、同轴电缆或短距离无线以传输数据到本地数据存储组件304并从本地数据存储组件304获取数据。

控制器306可提供断开和重新连接功能以建立数据通道，以允许电池组300连接到不同机器人的控制系统以允许将数据传输到本地数据存储组件304。控制器306还可使用此功能来建立数据通道，以允许电池组300将数据从本地数据存储组件304传输到电池交换站的数据存储系统。因此，控制器306能够访问本地数据存储组件304而不必使用SATA(串行ATA)接口，并且控制器306还可以便于连接到多个不同类型的机器人和/或其他控制系统。在进一步的示例中，电池302也可以向控制器306提供电力。

在进一步的示例中，控制器306还可以用作电池302的管理系统之上的抽象层。控制器306然后可以促进携带电池组300的机器人和/或附接电池组300的电池交换站对电池状态信息的访问。例如，电池302的管理系统可以监视和报告电池302的状态，其可以包括诸如电压、温度、充电水平等的信息。然而，该报告可以由电池管理系统使用对于电池302的供应商特定的协议来进行。在示例中，控制器306可以为机器人设备或电池交换站提供简单的标准协议以访问电池状态信息(例如，使用传输控制协议(TCP)、表示状态传输(REST)或不同的通信协议)。因此，机器人或电池交换站可以访问来自多个不同供应商的电池的电池状态信息，而不必知道不同的电池特定协议。

在一些示例中，电池组300可以被存储在机器人设备中的托盘内，并且整个托盘可以被传输到电池交换站处的端口。在进一步的示例中，电池组300可包括容纳电池组300的每个组件的密封容器。密封容器可包括一个或多个开口(例如，以允许电池302或通信接口308与机器人或电池交换站的端口连接)。也可以使用包括作为电池组的一部分耦合到硬驱动的电池的其他物理配置。

图4示出根据示例实施例的用于机器人的电池交换站。更具体地说，电池交换站400可以包括用于从诸如AGV 470的移动机器人接收电池组的多个端口402、404、406、412、414和416。端口412、414和416被示出为当前为空(例如，等待接收具有耗尽电池的电池组)。如图所示，每个端口都包含电池充电器和通信接口。具体地，端口412包括电池充电器422和以太网接口432，端口414包括电池充电器424和以太网接口434，并且端口416包括电池充电器426和以太网接口436。电池充电器可以被配置为对附接到端口的电池组的电池充电，同时通信接口用于将数据从电池组的硬驱动传输到电池交换站的数据存储系统(例如，分开的硬驱动)。电池充电器和通信接口可以不同地定位或采取与如图所示的不同的形式。

将端口402、404和406示出为包含处于不同状态的电池组。具体地，端口402可能已经接收到电池组452，其包括耗尽的电池和全硬驱动。电池组452可能由使用电池组452的电池用于操作诸如AGV 470的机器人刚刚提供给电池交换站400。此外，端口404可能在更早的时间点已经接收电池组454。因此，端口404的电池充电器可能已部分地对电池组454的电池充电，而端口404的通信接口传输了存储在电池组454的硬驱动上的一部分数据。另外，端口406可能已经接收电池在甚至更早的时间点接收电池组456。因此，端口406的电池充电器可能已经完全给电池组456的电池充电，而端口406的通信接口传输了存储在电池组456的硬驱动上的所有数据。在该示例中，电池组456现在可以准备好重新部署到队列(例如AGV470)。

在示例中，每个端口的通信接口可以允许建立足够高的带宽连接，使得可以在由端口的电池充电器完全再充电电池所需的时间量内，将来自电池组的硬驱动的所有数据从电池组传输。每个端口的通信接口可以使用多种不同方式的数据传输硬件，包括光纤、同轴电缆或短距离无线以传输来自附属电池组的硬驱动的数据。

在进一步的示例中，电池交换站400可以包括具有不同类型的电池充电器的多种不同类型的端口，以用于队列内的不同类型的机器人。例如，较小的端口可用于为AGV的电池充电，而较大的端口可用于为自主叉车升降机的电池充电。

在一些示例中，电池交换站400还可以包括机器人臂460以在交换站处的机器人与端口之间移动电池。例如，可以控制机器人臂460以从诸如AGV470的移动机器人移除容纳用过的电池组的托盘，并且然后可以控制机器人臂460将电池组附接到交换站处的可用端口，诸如端口412-416。机器人臂460也可以被控制以将具有再充电的电池和空的硬驱动的电池组与交换站处的移动机器人重新附接。在其他示例中，除了使用机器人臂之外，电池组可以以其他方式在机器人和交换站之间移动。

在进一步的示例中，电池交换站400还可以包含控制系统。控制系统可以使用端口中的一个的通信接口来建立与附接到该端口的电池组的数据通道。例如，交换站的控制系统可以与电池组的本地控制系统(诸如参考图3所描述的控制器306)进行通信。然后可以使用数据通道来将来自电池组的硬驱动的数据传输到电池交换站的数据存储系统。在数据传输完成后，它可被擦除以释放存储器用于将来由另一机器人设备使用。

在另外的示例中，控制系统还可以被配置为确定将接收的电池组附接到哪些端口以及交换站处的哪些可用电池组提供给特定的机器人。在一些示例中，控制系统可以基于正被再充电的电池组的电池和空的硬驱动来识别何时电池组准备好重新部署。控制系统然后可以识别交换站处的特定机器人以提供电池组。

控制系统还可以采用各种电池管理策略来确定哪些电池组也提供给哪些机器人。例如，控制系统可以存储指示各个电池组的使用历史(例如，花在特定机器人上的时间)的使用数据。控制系统然后可以使用使用数据来确定如何在队列内部署电池组。例如，可识别电池性能不佳的电池组，并且只有在没有其他电池组可用的情况下才部署。

在其他示例中，电池交换站400可以具有多个分开的控制系统。例如，交换站的每个端口可以具有分开的控制系统，以便于仅与附接到特定端口的电池组进行通信。在进一步的示例中，每个端口也可以具有其自己的数据存储组件以从各个电池组的硬驱动接收传输的存储器。然后端口的数据存储组件中的每个可以将数据中继到中央数据存储系统(例如，周期性地或稍后选择的时间点)。

在一些示例中，电池交换站的数据存储系统可以是机器人队列的中央数据存储系统。数据存储系统因此可以收集并本地存储由多个机器人随时间获取的数据。在其他示例中，电池交换站的数据存储系统可以用作临时高速缓存以保持由机器人获取的数据，直到数据可以被传输到不同的位置。例如，数据可以以不会干扰其他无线网络业务(例如，来自相互通信的机器人)的速率和/或时间通过无线网络从临时高速缓存传输到远程中央数据存储系统。因此，电池交换站处的临时高速缓存可以允许在电池被再充电时从机器人快速传输数据，并且还允许在稍后选择的时间将数据无线传输到远程位置而不中断机器人队列的操作。

图5包括示出根据示例实施例的可允许环境内的移动机器人设备进行操作的方法500的流程图。方法500可以由先前关于图1A-1B和/或2A-2D示出和描述的任何移动机器人设备执行。另外，方法500的部分或全部可以由这种机器人设备的本地控制系统来执行。在进一步的示例中，方法500也可以由多个不同可能类型的移动自主设备或车辆执行。在进一步的示例中，方法500的部分或全部也可以由与一个或多个机器人设备通信的远程控制系统(诸如关于图1B所描述的全局控制系统150)来执行。

此外，注意，结合这里描述的流程图描述的功能可以实现为特定功能和/或配置的通用功能硬件模块、由处理器执行的用于实现结合图5所示的流程图描述的特定逻辑功能、确定和/或步骤的程序代码的部分。在使用时，程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质上，例如，诸如包括盘或硬驱动的存储设备。

另外，图5中所示的流程图的每个框可以表示被连线以执行该处理中的特定逻辑功能的电路。除非特别指出，取决于所涉及的功能，图5中所示的流程图中的功能可以与所示出或讨论的功能的顺序无关地执行，包括基本上同时执行分开描述的功能，或者甚至在一些示例中以相反的顺序执行，只要所述方法的整体功能得以保持。

如图5的块502所示，方法500可以涉及移动机器人设备从第一电池组的电池接收电力以便在环境内操作。例如，电池可以为机器人提供电力以导航，用于机器人的控制系统起作用，并且用于机器人的传感器在操作期间接收传感器数据。在与第一电池组一起操作时，机器人可以执行许多不同的功能。在一些示例中，机器人可以是如前所述的对于机器人的仓库队列执行操作的各种类型的移动机器人中的一种。

图6A示出根据示例实施例的在仓库设置内携带电池组的移动机器人设备的示例。更具体地说，机器人630可以提供有包括电池和用于数据存储的硬驱动的电池组640。如图所示，电池组640最初可以包含完全充电的电池和空的数据存储组件。机器人630还可以具有用于从环境收集信息的任何数量的不同传感器，诸如立体相机632。

机器人630可以被控制以在仓库600内操作。例如，机器人630可以在仓库600中的不同位置之间拾取和运送盒子。仓库600还可以包括具有如参考图4所述的多个端口的电池交换站602。例如，一个可用端口可以包括通信接口604和电池充电器606，并且第二可用端口可以包括通信接口608和电池充电器610。仓库600还可以包括固定在交换台602处的固定机器人臂620以在各个移动机器人和交换台602之间移动电池组。

返回参考图5，方法500还可以涉及移动机器人设备在移动机器人设备和第一电池组之间建立第一数据通道，如块504所示。更具体地，机器人设备的控制系统可以使用通信接口(诸如以太网接口)与电池组的本地控制系统进行通信。数据通道可以用于机器人设备和电池组之间的数据的连续或周期性传输。

如块506所示，方法500还可以涉及机器人设备使用第一数据通道将在操作期间由移动机器人设备获取的传感器数据传输到第一电池组的本地数据存储组件。更具体地，传感器数据可以是当机器人在环境中移动时、由机器人上的深度传感器、视觉传感器和/或其他类型的传感器获取的指示环境的数据。数据的传输可以与机器人设备从电池组的电池接收电力以继续在环境内操作同时发生。

在一些示例中，传感器数据可以在其被接收时从移动机器人连续传输到电池组。在其他示例中，数据可首先由移动机器人的控制系统处理。例如，可以处理数据以仅确定要通过存储到电池组的硬驱动而日志记录的数据的特定部分。在一个示例中，移动机器人可识别操作中的错误，并将所识别错误的时间周围获取的日志数据存储到电池组的硬驱动(例如，以帮助在稍后的时间点调试错误)。

图6B示出了根据示例实施例的在稍后的时间点的来自图6A的移动机器人。更具体地说，在移动机器人630已经与电池组640操作一段时间之后，电池组640的电池可以如图所示部分耗尽。另外，电池组640的数据存储组件可以被部分填充。例如，来自移动机器人630上的立体传感器632的传感器数据可以被传输到电池组640的数据存储组件。在一个示例中，由立体传感器632捕获的每帧数据可以被日志记录到电池组640的数据存储组件。通过使用硬线路连接最终在电池交换站处捕获该数据，大量数据最终可以由队列的控制系统恢复，如果仅依靠与机器人630的无线连接，这可能是不可行的。

返回参考图5，方法500还可以涉及机器人设备导航到电池交换站，如块508所示。更具体地，机器人设备可以导航到交换站以将包括其电池和本地数据存储组件的第一电池组传输到电池交换站。随后可以在存储在本地数据存储组件上的来自机器人的传感器数据传输出电池组的本地数据存储组件的同时将电池再充电。

在一些示例中，响应于确定其电池组中的电池耗尽(例如，低于阈值电荷水平)，机器人设备可以导航到电池交换站。在其他示例中，响应于确定电池组的硬驱动已满(例如，低于阈值量的可用剩余存储器)，机器人设备可以导航到电池交换站。

图6C示出根据示例实施例的在稍后的时间点的来自图6B的移动机器人。更具体地，在移动机器人630在仓库600内操作一段时间之后，随着电池组640的硬驱动充满机器人630获取的数据，电池组640的电池可能耗尽。机器人630然后可以导航到电池交换站602以放下电池组640，使得电池组640中的电池可以被再充电并且所存储的传感器数据可以被恢复(例如，到耦合到电池交换站602的数据存储系统)。例如，电池组640可以通过机器人臂620物理地传输到包含通信接口608和电池充电器610的交换站处的可用端口。然后可以使用通信接口608来传输存储的数据从电池组640的数据存储组件(例如，使用有线或其他类型的硬线物理数据连接)，同时电池充电器610为电池组640的电池再充电。

返回参考图5，方法500还可以涉及移动机器人设备从电池交换站接收第二电池组以继续在环境内操作，如块510所示。更具体而言，在将包含耗尽的电池和/或充满的数据存储组件的第一电池组传输到交换站之后，然后机器人设备可以接收具有再充电的电池和空的硬驱动的另一电池组。因此，机器人设备可以继续在队列内操作而不必等待其先前使用的电池被再充电，并且不必等待其先前用于存储传感器数据的硬驱动被清空。

如图6C所示，可用电池组650可在电池交换站602处可用。具体地，另一机器人可能已经放下电池组650，并且在电池组650的硬驱动被清空了存储的数据的同时，电池组650的电池可能已经在站602处被再充电。因此，可以(例如，通过交换站602的控制系统)控制机器人臂620来拾取可用电池组650并将其传送到机器人630中。

图6D示出根据示例实施例的在稍后的时间点的来自图6C的移动机器人。更具体地，在从交换站602接收电池组650之后，机器人630可以继续在仓库600内操作。具体地，机器人630现在可以从电池组650的电池接收电力，并建立新的数据通道以将传感器数据传输到电池组650的硬驱动。同时，机器人630先前使用的电池组640可以由交换站602处理，以便使电池组640准备好重新部署。具体地，电池组640的电池可以被再充电，而机器人630先前收集的传感器数据从电池组640的硬驱动中恢复。一旦电池组640的电池被再充电并且电池组640的硬驱动被清空，电池组640就可以被提供给机组中的另一个机器人。

本公开不受本申请中所描述的特定实施例的限制，其旨在作为各个方面的说明。对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离其精神和范围的情况下做出许多修改和变化。根据前面的描述，除这里列举的那些之外，在本公开的范围内的功能上等同的方法和设备对于本领域技术人员将是显而易见的。这些修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。

以上详细描述参考附图描述了所公开的系统、设备和方法的各种特征和功能。在附图中，除非上下文另有规定，否则相似的符号通常标识相似的组件。这里和附图中描述的示例实施例并不意味着限制。可以使用其它实施例，并且可以做出其他改变，而不脱离这里呈现的主题的精神或范围。将容易理解的是，如这里一般性描述的和附图中示出的本公开的方面可以以各种各样的不同配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都被明确地考虑于此。

表示信息处理的块可以对应于可以被配置为执行这里描述的方法或技术的特定逻辑功能的电路。替代地或另外地，表示信息处理的块可对应于模块、段或程序代码的一部分(包括相关数据)。程序代码可以包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实现该方法或技术中的特定逻辑功能或动作。程序代码和/或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质上，诸如包括盘或硬驱动或其他存储介质的存储设备。

计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如短时间段存储数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质在更长时间段存储程序代码和/或数据，诸如次要或持久长期存储，比如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被认为是例如计算机可读存储介质或者有形存储设备。

此外，表示一个或多个信息传输的块可对应于同一物理设备中的软件和/或硬件模块之间的信息传输。然而，其他信息传输也可以在不同物理设备中的软件模块和/或硬件模块之间。

附图中所示的特定布置不应被视为限制。应该理解的是，其他实施例可以包括给定图中所示的每个元件的更多或更少。此外，所示元件中的一些可以被组合或省略。另外，示例实施例可以包括图中未示出的元件。

虽然这里已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里公开的各个方面和实施例是用于说明的目的，而不是限制性的，真正的范围由所附权利要求书指出。

Claims (14)

1.一种电池交换站，包括：

数据存储系统；

用于从移动机器人设备接收电池组的多个端口，其中端口包括：

电池充电器，用于对耦合到所述端口的电池组的电池进行充电；以及

通信接口，用于将数据从电池组的本地数据存储组件传输到数据存储系统；以及

控制系统，其被配置为：

使所述多个端口中的给定端口的通信接口与耦合到给定端口的给定电池组建立数据通道；以及

在给定电池组的电池由给定端口的电池充电器充电的同时，使用数据通道将存储的数据从给定电池组的本地数据存储组件传输到数据存储系统。

2.如权利要求1所述的电池交换站，其中，所述控制系统还被配置为：

确定特定电池组的电池已被再充电，其中所述特定电池组耦合到所述多个端口中的特定端口；

确定所述特定电池组的本地数据存储组件已被清空；以及

在确定所述特定电池组的电池已被再充电并且所述特定电池组的本地数据存储组件已被清空之后，使得所述特定电池组被传输到所述电池交换站附近的第一机器人。

3.如权利要求2所述的电池交换站，其中，在特定端口处从不同于所述第一机器人的第二机器人接收所述特定电池组。

4.如权利要求1所述的电池交换站，还包括机器人操纵器，其中所述机器人操纵器被配置为：

从位于电池交换站附近的移动机器人设备移除特定电池组；以及

将特定电池组附接到所述多个端口中的至少一个可用端口。

5.如权利要求1所述的电池交换站，其中所述多个端口包括多种类型的电池充电器，以对机器人设备队列内的相应的多个不同类型的移动机器人设备的电池充电。

6.如权利要求1所述的电池交换站，其中，所述控制系统还被配置为使所述给定端口的所述通信接口与所述给定电池组的本地控制系统通信。

7.如权利要求1所述的电池交换站，其中所述控制系统还被配置为：

存储指示各个电池组的使用历史的使用数据；以及

基于使用数据，选择具有再充电的电池和空的本地数据存储组件的特定电池组以传输到位于所述电池交换站附近的特定移动机器人设备。

8.如权利要求1所述的电池交换站，其中所述多个端口中的每一个的所述通信接口包括以太网接口。

9.一种电池组，包括：

电池，被配置为向机器人提供电力；

本地数据存储组件，被配置为存储在机器人操作期间获取的数据；以及

控制器，被配置为：

在电池组物理耦合至给定机器人使得电池组的电池向给定机器人提供电力的同时，在电池组与给定机器人之间建立第一数据通道；

使用第一数据通道将数据从给定机器人传输到电池组的本地数据存储组件以用于存储；

在电池组物理耦合到电池交换站使得电池组的电池由电池交换站充电的同时，在电池组和电池交换站之间建立第二数据通道；以及

使用第二数据通道将存储在电池组的本地数据存储组件中的数据传输到电池交换站。

10.如权利要求9所述的电池组，还包括密封容器，所述密封容器容纳电池、本地数据存储组件和控制器。

11.如权利要求9所述的电池组，其中，所述电池的电池寿命对应于所述本地数据存储组件的大小，使得所述本地数据存储组件足够大以存储在机器人操作期间由电池的电池寿命指示的一段时间内可获取的数据量。

12.如权利要求9所述的电池组，其中所述电池组的电池还被配置为向所述电池组的控制器提供电力。

13.如权利要求9所述的电池组，还包括用于建立所述第一数据通道和所述第二数据通道的以太网接口。

14.如权利要求9所述的电池组，其中所述控制器还被配置为：

在电池交换站处电池被再充电并且本地数据存储组件被清空之后，在电池组被物理地耦合到不同的机器人使得电池组的电池向所述不同的机器人提供电力的同时，在电池组与所述不同的机器人之间建立第三数据通道；以及

使用第三数据通道将来自所述不同机器人的数据传输到电池组的本地数据存储组件以用于存储。

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