CN113650999B - 搬运机器人换电方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种搬运机器人、换电系统及方法，涉及机器人技术领域，用于解决搬运机器人由于充电时间较长而造成的工作效率下降的技术问题。该搬运机器人包括机器人本体以及设置在机器人本体上的若干存储单元；每个存储单元用于容置目标对象，目标对象可通过货物搬运装置在任意一个存储单元中进行装卸；若干存储单元中至少存在一个用于容置电池的目标存储单元，电池用于为搬运机器人供电。采用本公开的技术方案，能够提高了搬运机器人的工作效率。

Description

搬运机器人换电方法

技术领域

本公开涉及机器人技术领域，尤其涉及一种搬运机器人、换电系统及方法。

背景技术

随着机器人技术的快速发展，搬运机器人在智能仓储中扮演着重要的角色，可以代替人工对货物进行搬运，提高货物搬运的效率。在搬运机器人工作至亏电时，现有的方式通常是控制搬运机器人前往指定充电位置进行充电，但是，由于充电时间通常较长，机器人充电的过程势必会影响搬运机器人的工作效率。

发明内容

本公开实施例提供一种搬运机器人、换电系统及方法，用以解决搬运机器人由于充电时间较长而造成的工作效率下降的技术问题。

第一方面，本公开实施例提供一种搬运机器人，包括：机器人本体以及设置在机器人本体上的若干存储单元；每个所述存储单元用于容置目标对象，所述目标对象为货物或者电池，所述目标对象可通过货物搬运装置在任意一个所述存储单元中进行装卸；所述若干存储单元中至少存在一个用于容置所述电池的目标存储单元，所述电池用于为所述搬运机器人供电。

在一些可能的实施例中，所述目标存储单元中设置有导电触点，所述电池容置于所述目标存储单元中时，所述电池通过所述导电触点为所述搬运机器人供电。

在一些可能的实施例中，所述货物搬运装置为外置搬运装置或者设置在所述机器人本体上的内置搬运装置。

在一些可能的实施例中，所述机器人本体包括底盘和安装在所述底盘上的机器人货架；所述机器人货架上设置有所述若干存储单元，所述内置搬运装置用于在充电桩与所述存储单元之间搬运所述电池，或者，所述内置搬运装置用于在仓储货架与所述存储单元之间搬运货物。

在一些可能的实施例中，所述的搬运机器人还包括：设置于所述机器人本体上的调节组件；所述调节组件用于驱动所述内置搬运装置移动至任意一个所述存储单元，以对任意一个所述存储单元中的所述目标对象进行装卸。

在一些可能的实施例中，所述若干存储单元沿竖直方向分布在所述机器人货架上；所述调节组件为升降组件，所述升降组件用于驱动所述内置搬运装置沿竖直方向移动。

在一些可能的实施例中，所述目标存储单元为所述若干存储单元中距离所述底盘最近的存储单元。

在一些可能的实施例中，所述搬运机器人还包括安装在所述底盘上的备用电源，所述备用电源用于在所述电池从所述目标存储单元中卸下后，为所述搬运机器人供电。

在一些可能的实施例中，所述备用电源为超级电容或备用电池。

在一些可能的实施例中，所述搬运机器人还包括安装在所述底盘上的取电部，所述取电部用于与设置在地面上的供电部接触连接，以在所述电池从所述目标存储单元中卸下后，所述取电部从所述供电部取电，为所述搬运机器人供电。

在一些可能的实施例中，所述搬运机器人还包括安装在所述底盘上的电量检测装置，所述电量检测装置至少用于检测所述电池的电量。

第二方面，本公开实施例提供一种搬运机器人换电系统，包括：至少一个充电桩以及如第一方面中提供的任意一种可能的搬运机器人；所述充电桩上设置有电池充电仓，所述电池充电仓用于对从所述搬运机器人的目标存储单元中卸下的电池充电。

在一些可能的实施例中，所述充电桩包括沿竖直方向设置的多个所述电池充电仓。

在一些可能的实施例中，所述充电桩上设置有货物搬运装置，所述货物搬运装置用于在所述目标存储单元与任意一个所述电池充电仓之间搬运所述电池。

在一些可能的实施例中，所述货物搬运装置包括：机械臂以及夹持机构；所述夹持机构设置在所述机械臂的执行末端，以在所述机械臂的驱动下，所述夹持机构在所述目标存储单元与任意一个所述电池充电仓之间搬运所述电池。

在一些可能的实施例中，所述货物搬运装置还包括：气动吸盘机构；所述气动吸盘机构用于所述夹持机构夹持所述电池时，吸附在所述电池的表面。

在一些可能的实施例中，所述目标存储单元设置在所述搬运机器人的机器人货架上；所述目标存储单元的第一侧壁设置有电池入口，所述目标存储单元的第二侧壁以及第三侧壁均设置有导向槽，所述导向槽用于容置所述夹持机构；其中，所述第二侧壁与所述第三侧壁为相对侧壁，并均与所述第一侧壁垂直。

第三方面，本公开还提供一种搬运机器人换电方法，应用于如第二方面中任意一种可能的搬运机器人的电池更换系统，所述方法包括：

控制搬运机器人的电量检测装置检测待更换电池的电量，所述待更换电池位于所述搬运机器人的目标存储单元中；

当所述待更换电池的电量处于亏电状态时，控制所述货物搬运装置从所述目标存储单元中取出所述待更换电池，并控制所述货物搬运装置将所述待更换电池移送至目标位置；以及

控制所述货物搬运装置取出目标充电桩中的满电电池，并控制所述货物搬运装置将所述满电电池移送至所述目标存储单元。

在一些可能的实施例中，当所述货物搬运装置为设置在所述机器人本体上的内置搬运装置时，所述目标位置为空置充电桩，所述空置充电桩包括至少一个空置电池充电仓。

在一些可能的实施例中，在控制所述货物搬运装置取出目标充电桩中的满电电池的步骤之前，所述方法还包括：

控制所述搬运机器人从第一预设位置运动至第二预设位置；其中，当所述搬运机器人位于所述第一预设位置时，所述货物搬运装置用于在所述空置充电桩与所述目标存储单元之间搬运所述待更换电池，当所述搬运机器人位于所述第二预设位置时，所述货物搬运装置用于在所述目标充电桩与所述目标存储单元之间搬运所述满电电池。

在一些可能的实施例中，控制所述搬运机器人从第一预设位置运动至第二预设位置的步骤包括：

所述搬运机器人根据第一标识码确定所述第一预设位置；

所述搬运机器人获取所述目标充电桩的位置信息，并根据所述目标充电桩的位置信息确定运动路线；

当所述搬运机器人在所述运动路线上获取到第二标识码时，根据所述第二标识码确定所述第二预设位置，并控制所述搬运机器人停止在所述第二预设位置。

在一些可能的实施例中，当所述货物搬运装置设置在充电桩上时，所述目标位置为空置充电桩，所述空置充电桩包括至少一个空置电池充电仓，所述货物搬运装置用于在所述目标存储单元与任意一个所述空置电池充电仓之间搬运所述待更换电池。

在一些可能的实施例中，当所述货物搬运装置包括机械臂以及夹持机构时，所述目标位置为空置充电桩，所述空置充电桩包括至少一个空置电池充电仓，所述货物搬运装置用于在所述目标存储单元与任意一个所述空置电池充电仓之间搬运所述待更换电池。

在一些可能的实施例中，所述目标位置为所述若干存储单元中不同于所述目标存储单元的另一个存储单元或空置充电桩。

在一些可能的实施例中，当所述目标位置为所述若干存储单元中不同于所述目标存储单元的另一个存储单元时，控制所述货物搬运装置将所述满电电池移送至所述目标存储单元的步骤之后，所述方法还包括：

控制所述货物搬运装置将所述待更换电池移送至所述目标充电桩。

本公开提供的搬运机器人、换电系统及方法，通过在机器人本体上设置若干存储单元，其中，存储单元可以利用货物搬运装置对其中的目标对象进行装卸，通过将若干存储单元中至少一个存储单元设置为用于容置电池的目标存储单元，此外，通过沿用搬运机器人所适配的货物搬运装置，实现对于目标存储单元中电池的自动装卸，进而达到搬运机器人自动更换电池的目的，提高了搬运机器人的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开根据一实施例示出的搬运机器人的结构示意图；

图2是本公开根据一实施例示出的搬运机器人换电系统的结构示意图；

图3是本公开根据另一实施例示出的搬运机器人换电系统的结构示意图；

图4是本公开根据又一实施例示出的搬运机器人换电系统的结构示意图；

图5是本公开根据一实施例示出的搬运机器人换电方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了解决因搬运机器人的充电时间较长，影响搬运机器人的工作效率的问题，本公开实施例提供的搬运机器人、换电系统及方法中，通过在机器人本体上设置若干存储单元，并将若干存储单元中至少一个存储单元设置为用于容置电池的目标存储单元，从而利用容置于目标存储单元中的电池能够为搬运机器人供电；此外，通过沿用搬运机器人所适配的货物搬运装置，实现对于目标存储单元中电池的自动装卸，进而达到搬运机器人自动更换电池的目的，以提高搬运机器人的工作效率。

图1是本公开根据一实施例示出的搬运机器人的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的搬运机器人，包括：机器人本体100以及设置在机器人本体100上的若干存储单元，其中，各个存储单元可以用于容置目标对象，目标对象可以为货物或者电池。并且，在上述若干存储单元中至少存在一个用于容置电池的目标存储单元120，目标存储单元120中设置有导电触点，以使在电池容置于目标存储单元120中时，电池通过导电触点为机器人本体100进行供电。货物或者电池的装卸一般是由搬运机器人配置的货物搬运装置140来实现。

货物搬运装置140可以为搬运机器人自带的货物搬运机构，用于搬运货物，在本实施例中，货物搬运装置140除了用于搬运货物外，还用于搬运电池。货物搬运装置140可以为设置在机器人本体100外的外置搬运装置，也可以为设置在机器人本体100上的内置搬运装置，即可以通过设置在机器人本体100外的外置搬运装置对搬运机器人中的货物进行装卸，或者通过设置在机器人本体100上的内置搬运装置对搬运机器人中的货物进行装卸。在本实施例中，不对货物搬运装置140的具体形式进行具体限定，只需保证货物搬运装置140可以对货物或电池在各个存储单元中的装卸即可。

在本实施例中，将设置于机器人本体100上的若干存储单元中的一个或者数个存储单元作为目标存储单元120，同时，利用搬运机器人中用于装卸货物的货物搬运装置140进行电池的装卸，当搬运机器人电量不足时，可以通过货物搬运装置140先将目标存储单元120中的电池取出，然后通过货物搬运装置140将满电电池装载至目标存储单元120中，从而实现搬运机器人的自动更换电池。由于本实施例中的搬运机器人，可以实现自动更换电池，不需要停止在指定充电位置进行充电，因此明显提高了搬运机器人的工作效率。

可以理解的，利用本实施例提供的搬运机器人来实现自动更换电池，对搬运机器人的整体结构改动较小，只需将原先用于放置货物的其中一个存储单元设置为用于容置电池的目标存储单元120，并且利用原先用于装卸货物的货物搬运装置140来将电池安装在目标存储单元120上，或者将电池从目标存储单元120上取下，无需额外增加用于自动更换电池的执行机构；此外，从自动更换电池的方法实现方式上来看，本实施例利用原先用于装卸货物的货物搬运装置140更换电池，无需对搬运机器人的目标对象的装卸方式进行改变，因此，具有本实施例所述结构的搬运机器人，在提高了搬运机器人的工作效率的情况下，也不会增加搬运机器人的制作成本。

可见，在本实施例中，机器人本体100上设置有若干存储单元，其中，存储单元可以利用货物搬运装置140对其中的目标对象进行装卸，通过将若干存储单元中至少一个存储单元设置为用于容置电池的目标存储单元120，此外，通过沿用搬运机器人所适配的货物搬运装置140，实现对于目标存储单元120中电池的自动装卸，进而达到搬运机器人自动更换电池的目的，以提高搬运机器人的工作效率。

需要说明的，在本实施例以及下述实施例中，搬运机器人在工作时，一般利用设置于机器人本体100中的主电源供电，当主电源的电量不足时，即搬运机器人馈电时，上述设置在目标存储单元中开始向搬运机器人供电，以便搬运机器人继续工作。上述电池的结构可以与主电源相同，也可以不相同，此外，上述电池的容量也可以与主电源的容量相同，也可以不相同，本实施例中对电池的结构和容量不作限定。

在一种可能的实施方式中，机器人本体100包括底盘130和机器人货架 110，其中，底盘130可以在仓储区的地面或其他支撑面上行走，例如在集装箱的底面、货船的甲板面上行走。机器人货架110通常沿竖直方向安装在底盘130上，即机器人货架110直立安装在底盘130上，可以跟随底盘130一起移动。机器人货架110设置有若干存储单元，这些存储单元可以沿竖直方向间隔排布在机器人货架110上。

设置在机器人货架110中的上述若干存储单元中，可以将其中一个、两个或两个以上的存储单元作为目标存储单元120，例如，将若干存储单元中的一个存储单元作为目标存储单元120，优选地，将若干存储单元中距离底盘130最近的存储单元作为目标存储单元120，即将若干存储单元中位于最底层的一个存储单元作为目标存储单元120，如此设计，可以缩短目标存储单元120与底盘130之间的导线或信号线的长度，提高搬运机器人的可靠性；此外，由于目标存储单元120靠近底盘130，使得机器人货架110的重心离地面更近，从而降低搬运机器人的重心，提高搬运机器人的移动稳定性。

需要说明的，电池通过导电触点为搬运机器人进行供电，在一种可能的实施方式中，各存储单元中均设置有导电触点，使得各存储单元均可作为目标存储单元120使用。导电触点具体可以弹片、凸点等导电结构。在目标存储单元120中，导电触点的数量一般为两个，分别与容置于该目标存储单元 120中的电池的正、负极电性连接，以便电池通过导电触点为搬运机器人供电。

当货物搬运装置140为内置搬运装置时，内置搬运装置用于在充电桩与存储单元之间搬运电池，或者，用于在仓储货架与存储单元之间搬运货物。为了更好地实现上述功能，如图1所示，在一种可能的实施方式中，搬运机器人还包括调节组件150，调节组件150用于驱动内置搬运装置移动至任意一个存储单元，以对任意一个存储单元中的目标对象进行装卸。其中，调节组件150可以为升降组件，示例性地，升降组件包括沿竖直方向间隔设置在机器人货架110上的主动链轮和从动链轮，主动链轮和从动链轮之间通过的链条连接，链条与内置搬运装置连接，其中主动链轮与安装在机器人货架上的电机的输出轴连接，当电机的输出轴转动时，带动主动链轮转动，从而带动链条绕主动链轮和从动链轮转动，进而带动内置搬运装置进行升降移动。

图2是本公开根据一实施例示出的搬运机器人换电系统的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的搬运机器人换电系统用于自动更换电池，该搬运机器人换电系统包括：至少一个充电桩(例如，可以包括目标充电桩310 与空置充电桩320)以及上述实施例所述的搬运机器人。其中，在充电桩上可以设置有电池充电仓301，电池充电仓301用于容置电池以对电池进行充电。在搬运机器人需要更换电池时，控制货物搬运装置140卸载目标存储单元120中的待更换电池210。可以理解的，当电池充电仓301中没有电池时，此时电池充电仓301为空置电池充电仓或闲置电池充电仓。

当位于目标存储单元120中的待更换电池210的电量不足时，上述搬运机器人换电系统的换电过程如下：

当搬运机器人的电量不足时，即当位于目标存储单元120中的待更换电池210处于亏电状态时，先控制货物搬运装置140将待更换电池210搬运并卸载至目标位置，目标位置可以为空置充电桩320上的空置电池充电仓301 或不同于目标存储单元120的另一个存储单元。然后，可以继续通过货物搬运装置140取出目标充电桩310中的满电电池220，值得说明的，满电电池220可以为电量充沛的电池。在通过货物搬运装置140取出目标充电桩310中的满电电池220之后，继续控制货物搬运装置140将满电电池220搬运并装载至目标存储单元120中。

在本实施例中，通过先控制货物搬运装置140卸载目标存储单元120中的待更换电池210，然后，控制货物搬运装置140将待更换电池210搬运并卸载至目标位置，再控制货物搬运装置140取出目标充电桩310中的满电电池220，接下来，控制货物搬运装置140将满电电池220搬运并装载至目标存储单元120，从而通过沿用搬运机器人上的货物搬运装置140进行货物装卸的方式，实现从目标存储单元120中取出待更换电池210，以及将满电电池220安装在目标存储单元120中，进而达到搬运机器人自动更换电池的目的，以提高搬运机器人的工作效率。

此外，为了实现在待更换电池210从目标存储单元120中取出之后，搬运机器人能够继续进行工作，优选地，搬运机器人中设置有备用电源，备用电源可以安装在搬运机器人的底盘中，备用电源可以是超级电容或备用电池。备用电源可以用于在待更换电池210从目标存储单元120中卸下后，为搬运机器人进行供电。当在搬运机器人装上满电电池220之后，可以利用满电电池220对备用电源进行重新充电，以使备用电源保持充足的电量，为后续需要更换满电电池220时为搬运机器人供电。

需要说明的，在本实施中，搬运机器人工作时所需的电量一般优先使用主电源中的电量，当主电源中的电量不足是，先使用容置于目标存储单元中的电池的电量，最后使用备用电源的电量，即在本实施例中，搬运机器人所需的电量提供者的优先级是主电源优先于目标存储单元120中的电池，目标存储单元120中的电池优先于备用电源。当然，如果目标存储单元120中没有安装电池，当主电源的电量不足时，可以由备用电源供电。

上述备用电源还可以是外置电源，例如，可以在搬运机器人的底盘上设置取电部，取电部用于与设置在地面上的供电部接触连接，以在待更换电池 210从目标存储单元120中卸下后，取电部从供电部取电，为搬运机器人进行供电。其中，取电部可以是设置为导电杆或导电片等导体，取电部的一端与搬运机器人供电端口连接，另一端通过触杆与地面上的供电体连接，以满足对搬运机器人在更换电池过程中的供电。

此外，当目标充电桩310与空置充电桩320之间存在间距时，在控制货物搬运装置140取出目标充电桩310中的满电电池220之前，还需控制搬运机器人从第一预设位置运动至第二预设位置；其中，第一预设位置靠近空置充电桩320，当搬运机器人位于第一预设位置时，货物搬运装置140用于在空置充电桩320与目标存储单元120之间搬运待更换电池210；第二预设位置靠近目标充电桩310，当搬运机器人位于第二预设位置时，货物搬运装置140用于在目标充电桩310与目标存储单元120之间搬运满电电池220。

在一种可能的实施方式中，搬运机器人可以根据第一标识码(例如：二维码或者条形码)确定第一预设位置，然后，搬运机器人获取目标充电桩310 的位置信息，并根据该位置信息确定运动路线；当搬运机器人在运动路线上获取到第二标识码时，根据第二标识码确定第二预设位置，并控制搬运机器人停止在第二预设位置。

在上述实施例的基础，继续参照图2，对于搬运机器人上存储单元的设置方式，可以是设置在搬运机器人的机器人货架110上。具体的，机器人货架110上设置有若干存储单元。搬运机器人上的货物搬运装置140可以用于在仓储货架与存储单元之间搬运货物，或者，用于在充电桩与目标存储单元 120之间搬运电池。其中，当存储单元为目标存储单元120时，货物搬运装置140用于在充电桩与目标存储单元120之间搬运电池。具体的，可以是将目标存储单元120中待更换电池210搬运至空置充电桩320上，也可以是将目标充电桩310中的满电电池220搬运至目标存储单元120中，即实现搬运机器人自动更换电池的功能。而当存储单元不为目标存储单元120时，货物搬运装置140可用于在仓储货架与存储单元之间搬运货物，即实现搬运机器人搬运货物的功能。

并且，搬运机器人还可以包括调节组件150，其中，调节组件150用于驱动货物搬运装置140移动至任意一个存储单元，以对任意一个存储单元中的目标对象进行装卸，即调节组件150可以驱动货物搬运装置140沿着存储单元的分布方向进行运动。例如，当存储单元的分布方向为水平方向时，则调节组件150可以驱动货物搬运装置140沿着水平方向进行运动。

而在另一种可能的实施方式中，继续参照图2，若干存储单元沿竖直方向分布在机器人货架110上，则调节组件150可以为升降组件，升降组件用于驱动货物搬运装置140沿竖直方向移动，其中，机器人货架110安装在底盘130上，目标存储单元120可以为若干存储单元中在竖直方向上距离底盘 130最小的存储单元，或者说，目标存储单元120为若干存储单元中位于最底层的一个存储单元。通过将若干存储单元中在竖直方向上距离底盘130最小的存储单元设置为目标存储单元120，可以在目标存储单元120中装载电池时，使搬运机器人具有稳定的重心，从而提高搬运机器人的移动稳定性。

在上述实施例的基础上，为了节省占地空间，同时满足多个搬运机器人的充换电需求，充电桩还可以包括沿竖直方向设置的多个电池充电仓，即所设置的充电桩为多层结构，在每层结构中均设置电池充电仓，从而实现一个充电桩可以同时容纳多个电池并对多个电池进行充电。

基于图2所示的搬运机器人换电系统，若在该换电系统中，当所有充电桩上均已放置有电池，没有空置电池充电仓时，为了使得搬运机器人能够继续完成自动更换电池的功能，可以选择若干存储单元中不同于目标存储单元 120的另一个存储单元作为目标位置。

示例性地，在位于目标存储单元120中的电池的电量不足，需要更换电池时，可以控制搬运机器人运动至指定位置，然后控制货物搬运装置140卸载目标存储单元120中的待更换电池210。此时，由于没有空置电池充电仓，可先控制货物搬运装置140将待更换电池210从目标存储单元120中卸载下来，然后，通过调节组件150驱动货物搬运装置140，将待更换电池210搬运并卸载至另一个不同于目标存储单元120的存储单元，例如，可以为机器人货架110中位于目标存储单元120上方的上一个存储单元。然后，继续通过货物搬运装置140取出目标充电桩310中的满电电池220，并将满电电池 220搬运并装载至目标存储单元120。最后，再控制货物搬运装置140将待更换电池210搬运并装载至目标充电桩310中。

可以理解的，也可以将满电电池220放置在不同于目标存储单元120的一个存储单元中，即存储单元也可以作为电池仓使用。例如，将目标存储单元120上方或下方的一个存储单元作为电池仓，满电电池220放置在该作为电池仓使用的存储单元中。当需要在目标存储单元120中安装满电电池220 时，货物搬运装置140可以从该作为电池仓使用的存储单元中取出满电电池 220，然后将该满电电池220安装在目标存储单元120中。

图3是本公开根据另一实施例示出的搬运机器人换电系统的结构示意图。如图3所示，该搬运机器人换电系统包括：至少一个充电桩以及上述实施例所述的搬运机器人。在搬运机器人需要更换电池时，控制货物搬运装置140 卸载目标存储单元120中的待更换电池210。

在本实施例中，搬运机器人换电系统包括三个充电桩，每个充电桩上可以设置有一个电池充电仓，电池充电仓用于容置电池以对电池进行充电。在三个充电桩中，其中一个充电桩为空置充电桩310，另外两个充电桩为目标充电桩320。当货物搬运装置140从目标存储单元120取出待更换电池210 后，将待更换电池210移送至空置充电桩310上充电。然后，货物搬运装置 140从其中一个目标充电桩320取出满电电池220，并将该满电电池220移送至目标存储单元120中。

货物搬运装置140可以设置在充电桩上，货物搬运装置140用于在目标存储单元120与任意一个充电桩的电池充电仓之间搬运满电电池220或待更换电池。本实施例中货物搬运装置140的工作原理可以参照图2所示实施例中货物搬运装置140的工作原理，二者的区别在于，在本实施例中，货物搬运装置140设置在多个充电桩之间，以使货物搬运装置140能够从各个充电桩上装卸电池，从充电桩与存储单元之间装卸电池，以及存储单元之间装卸电池或货物。

在上述实施例的基础上，为了节省占地空间，同时满足多个搬运机器人的换电需求，充电桩还可以包括沿竖直方向设置的多个电池充电仓，即所设置的充电桩为多层结构，在每层结构中均设置电池充电仓，从而实现充电桩可以同时容纳多个电池并对多个电池进行充电。相应的，调节组件150用于驱动货物搬运装置140沿竖直方向移动，从而使得货物搬运装置140可以对充电桩的各层电池充电仓中的电池进行装卸。

在上述实施例中，货物搬运装置140为设置在充电桩上的外置搬运装置但并不限于此，货物搬运装置140还可以为设置在机器人本体100上的内置搬运装置。图4是本公开根据又一实施例示出的搬运机器人换电系统的结构示意图。如图4所示，该搬运机器人换电系统包括：至少一个充电桩以及搬运机器人。其中，在充电桩上可以设置有电池充电仓，电池充电仓用于容置电池以对电池进行充电。在搬运机器人需要更换位于目标存储单元120中的电池时，控制货物搬运装置140卸载目标存储单元120中的待更换电池210。

本实施例中的搬运机器人、充电桩与上述实施例中的搬运机器人、充电桩基本相同，因此可参见上述实施例中的相关描述。本实施例与上述实施例的不同之处主要在于货物搬运装置140，在本实施例中，货物搬运装置140 包括：机械臂141以及夹持机构142。其中，夹持机构142设置在机械臂141 的执行末端，以在机械臂141的驱动下，夹持机构142在目标存储单元120 与任意一个电池充电仓301之间搬运电池。可选的，货物搬运装置140还包括气动吸盘机构143，其中，气动吸盘机构143用于夹持机构142夹持电池时，吸附在电池的表面，以提高搬运电池时的安全性，防止电池掉落。

继续参照图4，目标存储单元120可以为若干存储单元中距离搬运机器人的底盘最近的一个存储单元。目标存储单元120的第一侧壁上开设有电池入口，目标存储单元120的第二侧壁以及第三侧壁上设置有导向槽121，导向槽121用于容置夹持机构142；其中，第二侧壁与第三侧壁为相对侧壁，并均与第一侧壁垂直。

当搬运机器人进行更换位于目标存储单元120中的待更换电池210时，先控制机械臂141运动至指定位置，然后通过夹持机构142将待更换电池210 搬运并卸载至空置充电桩310上的空置电池充电仓。在将待更换电池210搬运并卸载空置的空置充电桩310上之后，可以继续通过机械臂141驱动夹持机构142取出目标充电桩320中的满电电池220，满电电池220可以为电量充沛的电池。在通过机械臂141驱动夹持机构142取出目标充电桩320中的满电电池220之后，可以继续控制机械臂141驱动夹持机构142将满电电池 220搬运并装载至目标存储单元120中。

值得说明的，在本实施例中，通过先控制机械臂141驱动夹持机构142 卸载目标存储单元120中的待更换电池210，然后，控制机械臂141驱动夹持机构142将待更换电池210搬运并卸载至目标位置，再控制机械臂141驱动夹持机构142取出目标充电桩320中的满电电池220，然后，控制机械臂 141驱动夹持机构142将满电电池220搬运并装载至目标存储单元120，从而通过机械臂141驱动夹持机构142夹持和搬运电池的方式，实现对于目标存储单元120中待更换电池210的自动装卸，进而达到搬运机器人自动更换电池的目的，以提高搬运机器人的工作效率。

图5是本公开根据一实施例示出的搬运机器人换电方法的流程示意图。如图5所示，本实施例提供的搬运机器人换电方法，用于更换放置在目标存储单元120中的电池，该换电方法包括：

步骤501、控制货物搬运装置卸载目标存储单元中的待更换电池。

具体的，首先控制搬运机器人的电量检测装置检测待更换电池210的电量，待更换电池210位于搬运机器人的目标存储单元中；当待更换电池210 的电量小于设定电量时，确定待更换电池的电量处于亏电状态。当待更换电池210的电量处于亏电状态时，搬运机器人电量不足，需要更换电池，此时，可以控制搬运机器人运动至指定位置，然后控制货物搬运装置140卸载目标存储单元中的待更换电池210。

在本步骤中，货物搬运装置140可以为设置在充电桩上的外置搬运装置，可以为设置在机器人本体100上的内置搬运装置。在一种可能的实施方式中，如图3所示，货物搬运装置140可以设置在充电桩上，货物搬运装置140用于在目标存储单元120与任意一个充电桩的电池充电仓之间搬运电池。

步骤502、控制货物搬运装置将待更换电池搬运并卸载至目标位置。

继续参照图3，当搬运机器人需要更换位于目标存储单元120中的待更换电池210时，先控制货物搬运装置140将待更换电池210搬运并卸载至目标位置，目标位置可以为空置充电桩310上的空置电池充电仓。

步骤503、控制货物搬运装置取出目标充电桩中的满电电池。

继续参照图3，在将待更换电池210搬运并卸载空置的空置充电桩310 上之后，可以继续通过货物搬运装置140取出目标充电桩320中的满电电池 220，满电电池220可以为电量充沛的电池。

步骤504、控制货物搬运装置将满电电池搬运并装载至目标存储单元。

在通过货物搬运装置140取出目标充电桩320中的满电电池220之后，可以继续控制货物搬运装置140将满电电池220搬运并装载至目标存储单元 120中。

值得说明的，在本实施例中，通过先控制货物搬运装置140卸载目标存储单元120中的待更换电池210，然后，控制货物搬运装置140将待更换电池搬运并卸载至目标位置，再控制货物搬运装置140取出目标充电桩310中的满电电池220，最后，控制货物搬运装置140将满电电池220搬运并装载至目标存储单元120，从而通过设置在充电桩上的货物搬运装置140，实现对位于目标存储单元120中电池的自动装卸，进而达到搬运机器人自动更换电池的目的，以提高搬运机器人的工作效率。

本实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，当搬运机器人的至少一个处理器执行该计算机程序时，电子设备执行上述的各种实施方式提供的方法。

本实施例还提供一种程序产品，该程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在可读存储介质中。搬运机器人的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该计算机程序，至少一个处理器执行该计算机程序使得搬运机器人实施上述的各种实施方式提供的方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种搬运机器人换电方法，其特征在于，应用于搬运机器人换电系统，所述搬运机器人换电系统包括：至少一个充电桩和搬运机器人，所述充电桩上设置有电池充电仓；所述搬运机器人包括：机器人本体、设置在所述机器人本体上的若干存储单元，以及货物搬运装置；其中，所述货物搬运装置为设置在所述机器人本体上的内置搬运装置；每个所述存储单元用于容置目标对象，所述目标对象为货物或者电池，所述目标对象可通过货物搬运装置在任意一个所述存储单元中进行装卸；所述若干存储单元中至少存在一个用于容置所述电池的目标存储单元，所述电池用于为所述搬运机器人供电；所述方法包括：

控制搬运机器人的电量检测装置检测待更换电池的电量，所述待更换电池位于所述搬运机器人的目标存储单元中；

当所述待更换电池的电量处于亏电状态时，控制所述货物搬运装置从所述目标存储单元中取出所述待更换电池，并控制所述货物搬运装置将所述待更换电池移送至目标位置；以及

控制所述货物搬运装置取出目标充电桩中的满电电池，并控制所述货物搬运装置将所述满电电池移送至所述目标存储单元。

2.根据权利要求1所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述目标位置为空置充电桩，所述空置充电桩包括至少一个空置电池充电仓。

3.根据权利要求2所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，在控制所述货物搬运装置取出目标充电桩中的满电电池的步骤之前，所述方法还包括：

控制所述搬运机器人从第一预设位置运动至第二预设位置；其中，当所述搬运机器人位于所述第一预设位置时，所述货物搬运装置用于在所述空置充电桩与所述目标存储单元之间搬运所述待更换电池，当所述搬运机器人位于所述第二预设位置时，所述货物搬运装置用于在所述目标充电桩与所述目标存储单元之间搬运所述满电电池。

4.根据权利要求3所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，控制所述搬运机器人从第一预设位置运动至第二预设位置的步骤包括：

所述搬运机器人根据第一标识码确定所述第一预设位置；

所述搬运机器人获取所述目标充电桩的位置信息，并根据所述目标充电桩的位置信息确定运动路线；

当所述搬运机器人在所述运动路线上获取到第二标识码时，根据所述第二标识码确定所述第二预设位置，并控制所述搬运机器人停止在所述第二预设位置。

5.根据权利要求1所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，当所述货物搬运装置包括机械臂以及夹持机构时，所述目标位置为空置充电桩，所述空置充电桩包括至少一个空置电池充电仓，所述货物搬运装置用于在所述目标存储单元与任意一个所述空置电池充电仓之间搬运所述待更换电池。

6.根据权利要求1所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述目标位置为所述若干存储单元中不同于所述目标存储单元的另一个存储单元或空置充电桩。

7.根据权利要求6所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，当所述目标位置为所述若干存储单元中不同于所述目标存储单元的另一个存储单元时，控制所述货物搬运装置将所述满电电池移送至所述目标存储单元的步骤之后，所述方法还包括：

控制所述货物搬运装置将所述待更换电池移送至所述目标充电桩。

8.根据权利要求1所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述目标存储单元中设置有导电触点，所述电池容置于所述目标存储单元中时，所述电池通过所述导电触点为所述搬运机器人供电。

9.根据权利要求8所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述机器人本体包括底盘和安装在所述底盘上的机器人货架；

所述机器人货架上设置有所述若干存储单元，所述内置搬运装置用于在充电桩与所述存储单元之间搬运所述电池，或者，所述内置搬运装置用于在仓储货架与所述存储单元之间搬运货物。

10.根据权利要求9所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述搬运机器人还包括：设置于所述机器人本体上的调节组件；

所述调节组件用于驱动所述内置搬运装置移动至任意一个所述存储单元，以对任意一个所述存储单元中的所述目标对象进行装卸。

11.根据权利要求10所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述若干存储单元沿竖直方向分布在所述机器人货架上；

所述调节组件为升降组件，所述升降组件用于驱动所述内置搬运装置沿竖直方向移动。

12.根据权利要求11所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述目标存储单元为所述若干存储单元中距离所述底盘最近的存储单元。

13.根据权利要求9-12中任意一项所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述搬运机器人还包括安装在所述底盘上的备用电源，所述备用电源用于在所述电池从所述目标存储单元中卸下后，为所述搬运机器人供电。

14.根据权利要求13所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述备用电源为超级电容或备用电池。

15.根据权利要求9-12中任意一项所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述搬运机器人还包括安装在所述底盘上的取电部，所述取电部用于与设置在地面上的供电部接触连接，以在所述电池从所述目标存储单元中卸下后，所述取电部从所述供电部取电，为所述搬运机器人供电。

16.根据权利要求9至12中任意一项所述的搬运机器人换电方法，所述电量检测装置安装在所述底盘上，所述电量检测装置至少用于检测所述电池的电量。

17.根据权利要求1所述的搬运机器人换电方法，其特征在于，所述充电桩包括沿竖直方向设置的多个所述电池充电仓。

18.根据权利要求17所述的搬运机器人换电方法，所述货物搬运装置包括：机械臂以及夹持机构；

所述夹持机构设置在所述机械臂的执行末端，以在所述机械臂的驱动下，所述夹持机构在所述目标存储单元与任意一个所述电池充电仓之间搬运所述电池。

19.根据权利要求18所述的搬运机器人换电方法，所述货物搬运装置还包括：气动吸盘机构；

所述气动吸盘机构用于所述夹持机构夹持所述电池时，吸附在所述电池的表面。

20.根据权利要求18所述的搬运机器人换电方法，所述目标存储单元设置在所述搬运机器人的机器人货架上；

所述目标存储单元的第一侧壁设置有电池入口，所述目标存储单元的第二侧壁以及第三侧壁均设置有导向槽，所述导向槽用于容置所述夹持机构；

其中，所述第二侧壁与所述第三侧壁为相对侧壁，并均与所述第一侧壁垂直。

21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至20中任一项所述的搬运机器人换电方法。

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