CN114341450B - 用于转移车辆的自主系统 - Google Patents

Abstract

在一些实施例中，提供了一种用于接合停放的目标车辆的车轮的移动机器人单元，所述移动机器人单元包括框架，所述框架可从第一配置调整到第二配置，以及从所述第二配置调整到所述第一配置，其中，在所述第二配置中，所述框架接合所述车轮以将足够的反作用力施加到所述车轮上，以从地面提升所述车轮和由所述车轮支撑的车辆重量；以及至少两个车轮组件，所述至少两个车轮组件将所述框架支撑在所述地面上，每个车轮组件包括至少一个可转向车轮，所述可转向车轮接触所述地面。

Description

用于转移车辆的自主系统

相关申请

本申请根据35USC§119(e)要求2019年8月12日提交的美国临时专利申请NO.62/885,321的优先权，其内容通过引用全部并入本文。

技术领域

在本发明的一些实施方式中，本发明涉及用于转移车辆的自主系统，例如转移停放在停车场中的车辆，更具体地但不限于，涉及包括用于接合、提升和/或转移车辆的多个移动机器人单元的系统。

背景技术

Amanatiadis等人的题为“AVERT：用于车辆提取和运输的自主多机器人系统”的论文(2015)公开了“本文提出了一种基于“用于轮子的机器人”概念的用于自主车辆提取和运输的多机器人系统。所开发的原型能够以精巧的操控从受限空间快速地并且在任何方向上提取车辆。新型提升机器人能够全方位运动，因此它们能够在所需要的车辆下方行进并停靠在其车轮上，以实现同步提升和提取。整个开发的系统应用于关于可用轨迹路径、车轮识别、局部和起落架障碍物检测的推理，以便使过程完全自动化。通过室内停车场的实验来说明了AVERT机器人系统的有效性和效率，证明了传统车辆的成功的自主导航、停靠、提升和运输”(摘要)。

发明内容

根据一些实施例的一个方面，提供了一种用于接合停放的目标车辆的车轮的移动机器人单元，包括：框架，所述框架可从第一配置调整到第二配置，以及从所述第二配置调整到所述第一配置；其中，在所述第二配置中，所述框架接合所述车轮以将足够的反作用力施加到所述车轮上，以从地面提升所述车轮和由所述车轮支撑的车辆重量；以及至少两个车轮组件，所述至少两个车轮组件将所述框架支撑在所述地面上，每个车轮组件包括至少一个可转向车轮，所述可转向车轮接触所述地面。

在一些实施例中，所述至少两个车轮组件限定平行于所述移动机器人单元在上行进的地面的平面。

在一些实施例中，所述可转向车轮包括仅限定与所述地面接触的单一区域的轮胎。

在一些实施例中，所述框架包括可移动部分，所述可移动部分配置成相对于彼此接近或远离，以在所述第二配置中停靠在所述目标车轮上。

在一些实施例中，可移动部分包括两个相对的细长元件，所述两个相对的细长元件定位成当机器人单元接合车轮时沿其宽度尺寸接合目标车轮。

在一些实施例中，所述细长的元件包括细长的圆筒，每个圆筒具有不光滑的外表面。

在一些实施例中，所述圆筒配置成在接近时将以下力中的一个或多个施加到所述车轮上以提升所述车轮：平行于所述地面的力；垂直于所述地面的力；与所述地面成0-90度角的力。

在一些实施例中，所述细长的圆筒彼此平行。

在一些实施例中，所述细长的圆筒彼此不平行。

在一些实施例中，所述框架包括平行四边形机构，所述平行四边形机构包括多个梁，所述多个梁布置成在所述第一配置中使所述圆筒彼此远离并且在所述第二配置中使所述圆筒彼此接近。

在一些实施例中，所述框架包括滑动机构，所述滑动机构包括可滑动地容纳在相应壳体内的轴；其中，所述轴从所述壳体向外延伸以在所述第一配置中使所述圆筒彼此远离，并且所述轴滑入所述壳体以在所述第二配置中使所述圆筒彼此接近。在一些实施例中，所述车轮组件包括旋转脚轮。

在一些实施例中，所述车轮组件包括圆周轴承。

在一些实施例中，所述可转向车轮配置成沿着笛卡尔坐标系的两个轴线以及沿着与所述轴线成角度的任何矢量移动。

在一些实施例中，所述机器人单元包括四个车轮组件，并且其中所述框架限定两个相对的翼部，使得一对车轮组件定位在第一翼部中并且一对车轮组件定位在第二翼部中。

在一些实施例中，每个车轮组件包括致动所述可转向车轮的转动的集成驱动马达。

在一些实施例中，每个车轮组件包括致动所述可转向车轮的转向的集成转向马达。

在一些实施例中，所述可转向车轮具有40毫米至120毫米的直径。

在一些实施例中，所述机器人单元的高度在80毫米至150毫米之间。

在一些实施例中，所述车轮组件中的每一个包括具有公共轴线的单个车轮或一组两个子车轮。

在一些实施例中，所述至少一个可转向车轮的转向轴线垂直于所述地面。

在一些实施例中，由所述车轮承载的所述车辆重量为至少300千克。

根据一些实施例的一个方面，提供了一种系统，该系统包括：至少两个移动机器人单元；以及控制单元，所述控制单元配置成朝向所述目标车轮导航所述移动机器人单元中的每一个。

在一些实施例中，该系统包括用于接合四轮车辆的四个移动机器人单元，每个移动机器人单元配置成提升所述目标车辆的总重量的约为四分之一的负载。

根据一些实施例的一个方面，提供一种用于接合车辆的车轮以转移车辆的自主系统，包括：至少两个移动机器人单元，每个机器人单元可操作以接合目标车轮；控制单元，所述控制单元编程为：(i)将所述机器人单元中的每一个导航到不同的目标车轮；(ii)控制所述机器人单元从第一配置调整到第二配置，其中在所述第二配置中，所述机器人单元接合所述目标车轮以提升所述目标车轮。

在一些实施例中，所述控制单元还被编程为：(iii)同步所述机器人单元的群运动，以将提升的车辆转移到选定的位置。

在一些实施例中，控制单元被进一步编程为：(iii)转动所述机器人单元中的每一个以相对于其目标车轮定向所述机器人单元中的每一个。

在一些实施例中，所述机器人单元中的每一个配置成围绕枢转点转动。

在一些实施例中，所述控制单元与停车计费系统通信。

在一些实施例中，所述控制单元与手机应用程序通信。

在一些实施例中，所述控制单元配置成基于从GPS系统、超声波传感器、基于电磁的导航系统、相机、距离传感器、接近传感器、激光雷达、雷达中的一个或多个所接收的输入来导航所述机器人单元中的每一个。

在一些实施例中，该系统包括四个移动机器人单元。

在一些实施例中，所述机器人单元中的每一个包括至少一个转向马达和至少一个驱动马达，并且所述控制单元配置成控制所述至少一个转向马达和所述至少一个驱动马达的致动。

在一些实施例中，所述机器人单元中的每一个包括多个车轮组件，所述多个车轮组件提供所述机器人单元的运动，每个车轮组件包括集成转向马达和集成驱动马达。

根据一些实施例的一个方面，提供了一种使用多个移动机器人单元以接合和转移停放的车辆的方法，包括：将多个移动机器人单元中的每一个分别引导到不同的目标车轮；通过多个机器人单元的同步致动将所述车辆从地面提升；将所述车辆转移到不同于起始位置的位置；以及将所述车辆降低回地面。

在一些实施例中，所述转移的速度高达25km/h。

在一些实施例中，所述引导包括将所述机器人单元中的每一个定向成与所述目标车轮对准。

在一些实施例中，所述目标车轮以非平行定向停放。

在一些实施例中，所述目标车轮相对于所述车辆的中心长轴线处于0-85度的角度。

在一些实施例中，在所述引导和所述转移中的至少一个的期间，所述机器人单元中的每一个配置成以1-100m/s^2之间的速率加速。

在一些实施例中，所述引导、所述提升、所述转移和所述降低在少于3分钟的时间段内完成，以转移所述车辆至少50米的距离。

在一些实施例中，该方法还包括命令所述移动机器人单元返回储存和/或移动到不同的车辆和/或充电站。

在一些实施例中，所述分别引导包括识别所述目标车轮的位置和定向；将所述机器人单元导航到所识别的位置；根据所识别的方位来定向所述机器人单元；以及将所述机器人单元停靠在所述目标车轮上。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和/或科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然可以在本发明的实施例的实践或测试中使用与本文描述的方法和材料类似或等效的方法和材料，但是下面描述示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，包括定义的专利说明书将进行控制。另外，材料、方法和实施例仅是说明性的，并非意在必要地限制。

本发明实施例的方法和/或系统的实现可以涉及手动、自动或其组合执行或完成所选任务。此外，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际仪器和设备，可以通过使用操作系统的硬件、软件或固件或其组合来实现几个选择的任务。例如，用于执行根据本发明实施例的所选任务的硬件可以被实现为芯片或电路。作为软件，根据本发明实施例的所选任务可以实现为由计算机使用任何合适的操作系统执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施例中，根据此处描述的方法和/或系统的示例性实施例的一个或多个任务由数据处理器执行，诸如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或非易失性存储器，例如，用于存储指令和/或数据的磁硬盘和/或可移动介质。可选地，也提供网络连接。还可选地提供显示器和/或诸如键盘或鼠标的用户输入设备。

附图说明

本发明的一些实施例仅以示例的方式参照附图描述。现在特别参考附图详细地强调，所示的细节是作为示例并出于对本发明实施例的说明性讨论的目的。在这一点上，结合附图进行的描述使本领域技术人员清楚了如何实施本发明的实施例。在附图中：

图1A是根据一些实施例的使用自主转移系统转移车辆的方法的流程图；

图1B是根据一些实施例的控制自主转移系统的一般方法的流程图；

图1C是根据一些实施例的包括用于移动车辆的多个移动机器人单元的系统的示意图；

图1D示意性地示出了根据一些实施例的移动机器人单元车轮的转向轴线；

图1E是表示根据一些实施例的移动机器人单元车轮在表示车轮在其上滚动的表面的笛卡尔坐标系上的移动方向的矢量的图；

图2是根据一些实施例的接合四轮车辆的自主转移系统的多个移动机器人单元的图；

图3A-3C示意性地示出了根据一些实施例的用于通过机器人单元框架接合和提升车轮的方法；

图4是根据一些实施例的包括平行接近机构的移动机器人单元的图；

图5A-5B示出了根据一些实施例的处于打开配置和接合配置的图4的平行接近机构；

图6是根据一些实施例的包括滑动接近机构的移动机器人单元的图；

图7A-7B示出了根据一些实施例的处于打开配置和接合配置的图6的滑动接近机构；

图8示出了根据一些实施例的包括滑动接近机构的移动机器人单元；

图9A-9B示出了根据一些实施例的处于打开配置和接合配置的图8的滑动接近机构；

图10是根据一些实施例的包括非平行接近机构的移动机器人单元的图；

图11A-11B示出了根据一些实施例的处于打开配置和接合配置的图10的非平行接近机构；

图12A-12C示出了根据一些实施例的包括圆周轴承的移动机器人单元车轮组件；图13A-13C示出了根据一些实施例的用于包括圆周轴承的移动机器人单元的双子车轮组件；

图14示出了根据一些实施例的限定垂直转向轴线的移动机器人单元车轮组件；图15示出了根据一些实施例的用于限定垂直转向轴线的移动机器人单元的双子车轮构造；以及

图16示出了根据一些实施例的在移动机器人单元中使用以接合和提升摩托车或自行车车轮的机构。

具体实施方式

一些实施例的一个方面涉及车辆转移系统，其包括至少两个单独致动的移动机器人单元，每个机器人单元配置成接合目标车轮。在一些实施例中，多个移动机器人单元中的每一个朝着被转移的车辆的目标车轮导航，接合目标车轮，然后，通过机器人单元的同步致动，将车辆从地面抬起并由多个机器人单元承载。在示例性系统中，四个移动机器人单元中的每一个接合四轮车的车轮，机器人单元中的每一个配置成提升并承载约为车厢总重量的四分之一的负载。

在一些实施例中，机器人单元由控制单元控制，可选地远程地控制。在一些实施例中，每个机器人单元包括一个或多个马达，该马达致动车轮在地面上的运动。在一些实施例中，每个机器人单元包括一个或多个马达，用于以选定的转向角致动机器人单元的转向，例如通过使机器人单元的多个车轮转向以面对期望的方向。在一些实施例中，每个机器人包括一个或多个马达，用于致动机器人单元的多个车轮的转动，并沿着期望的方向以选定的速度驱动机器人单元。

例如如本文所述的系统可以用于停车场，例如用于将车辆转移到可用的停车位和/或将车辆从停车位转移到选定的位置，例如停车场出口。

在一些实施例中，该系统与停车场控制平台、停车计费平台、例如转移车辆的驾驶人员的终端用户(例如，经由专用手机应用程序)、其他数据库或信息源通信。一些实施例的一个方面涉及用于在停车中转移车辆的移动机器人单元，机器人单元由多个车轮组件从地面支撑，每个组件包括一个或多个旋转车轮(为了简单起见，将通过以下描述包括单个车轮的车轮组件)。在一些实施例中，车轮是可转向的，例如围绕与机器人单元行进的地面垂直的转向轴线。通过多个旋转车轮组件在地面上移动的机器人单元的潜在优点可以包括能够在任何期望的方向(例如朝向目标车轮)上操纵机器人单元，包括直接的侧向移动；使机器人单元以任何期望的方位(例如，与所述目标车轮的方位匹配的方位)转动，使所述机器人单元围绕该机器人单元的距离点或中心枢转；和/或其它可能不可能的操作，例如，如果车轮不是可转向的，而只是配置为向前或向后滚动。

在一些实施例中，车轮组件包括驱动模块和转向模块，其中所述驱动模块驱动车轮转动；所述转向模块用于使车轮以选定的角度转向，例如面向目标车轮。

在一些实施例中，驱动模块和/或转向模块包括一个或多个马达。可选地，机器人单元中的每个车轮组件的每个马达的致动可以单独控制。其中每个车轮组件配置成用于车轮的驱动和/或转向的电动致动的机器人单元的一些潜在优点可以包括能够快速加速和/或减速、减少或避免机器人单元在地面上的滑动以及允许机器人单元以期望的方向和/或速度的精确操纵。一种包括多个移动机器人单元的系统，其中每个机器人单元配置成在任何选定的方向上移动，例如通过使机器人单元轮转向以面对选定的方向，然后驱动机器人单元车轮的转动以在选定的方向上推进机器人单元，该系统的潜在优点可以包括能够操纵所携带的车辆，但在某些情况下，如果车辆被直接操纵，则也许不可能，例如驾驶车辆而直接操纵。例如，机器人单元可以配置成使车辆围绕其中心枢转，这是不能通过车辆的标准驱动来执行的操作。

在一些实施例中，转向模块提供车轮的360度转向的全转弯、车轮的高达180度转向的转弯、车轮的高达270度转向的转弯、或中间的、更大的或更小的转向角度或范围。在一些实施例中，转向模块包括轴承，例如周向轴承，轮轴联接到该轴承并配置成在该轴承内转动。其它示例可以包括旋转脚轮和/或构造成提供车轮转向的其它框架或机构。

在一些实施例中，车轮组件包括多于一个的车轮，例如包括两个或更多个子车轮。可选地，在这种构造中，子车轮经由公共轴联接，并且车轴可围绕垂直转向轴(例如，垂直于车轮滚动的地面的转向轴)转向。在包括子车轮的实施例中，可以通过转向模块和/或通过以相反方向(例如顺时针转动一个子车轮和逆时针转动另一个子车轮)驱动子车轮来致动转向，从而产生公共轴绕转向轴的转动。

在一些实施例中，多个车轮组件提供移动机器人单元以任何选定的方向跨过地面移动。由于机器人单元的可转向的车轮，该单元作为一个整体能够被转向以面对任何期望的方向，然后沿着该方向移动。这可以允许机器人单元在狭窄角落转弯，围绕点枢转，沿着表示地面的理论笛卡尔坐标系的两个轴(即沿着x轴，y轴)或者沿着与轴成角度的任何矢量直接移动。

在使用的示例性方法中，每个机器人单元朝向目标车轮导航。在一些实施例中，机器人单元足够低以从车辆下方(即车辆底盘下方)接近目标车轮。另外或可选地，一些或所有移动机器人单元从车辆的外侧接近目标车辆。可选地，接近不是从车辆下方，而是从车辆侧面、后方和/或前方方向。

在一些实施例中，使用一个或多个传感器(例如相机和/或其他距离或定位指示传感器)来识别目标车轮的位置和/或定向，例如识别目标车轮是否位于转向位置。然后，来自传感器的数据被用作用于引导机器人单元并将其相对于目标车轮定向的输入，例如通过控制单元，例如通过控制单元发送指示与机器人单元车轮组件相关联的一个或多个马达(例如，驱动马达、转向马达)的致动的信号。在一些实施例中，将机器人单元相对于目标车轮对准包括将机器人单元定向成使得机器人单元长轴基本上垂直于平行于目标轮轴的轴。

在一些实施例中，机器人单元包括框架，该框架可从打开位置改变到接合位置，在该接合位置中，框架的至少一部分的形状和/或尺寸被设计成以对接到目标车轮(例如，车轮轮胎)上以将其提升。在一些实施例中，通过经由机器人单元框架施加足够的将负载提升到地面之上来的反作用力来执行提升。在一些实施例中，通过使框架部件，例如相对的圆筒，彼此接近而施加该作用力，以接近并推动目标车轮。圆柱形状(每个接近部件的)的潜在优点可以包括减少目标车轮的表面(例如轮胎外表面)和圆筒之间的摩擦，也可以在圆筒相对于轮胎的运动期间(例如在圆筒的接近期间或远离圆筒一定距离)。圆柱形状的另一个潜在优点(或通常为接近部件的圆形外表面)可包括降低切割或刺穿目标车轮的轮胎的风险。

在一些实施例中，一旦车辆从地面提升，则执行多个机器人单元的同步群运动以由此将车辆运送到所选择的目的地，例如可用的停车空间，在该处车辆之后被降低回地面。

在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明不一定局限于以下描述和/或附图和/或实施例中所示的部件和/或方法的构造和布置的细节。本发明能够以其他实施例实施或者以各种方式实现或实施。

在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明在应用中不一定局限于以下描述或实施例所例示的细节。本发明能够以其他实施例实施或者以各种方式实现或实施。

现在参考附图，图1A是根据一些实施例的用于使用自主系统转移车辆的方法的流程图。

例如如本文所述的系统和/或方法可用于将目标，可选地将车辆(例如，汽车、小型卡车、摩托车、自行车、踏板车)从第一位置转移到第二位置。在一些实施例中，该系统用于停车场，包括室内或室外停车场，用于将车辆从第一位置(例如，停车场的入口)移动到第二位置(例如，可用的停车空间)。该系统可用于各种尺寸、形状和/或平面布置的停车场，并且至少在一些实施例中，不需要任何基础设施或其他结构准备。可选地，系统由用户(例如，停车场所有者)自行安装。

流程图1A描述了使用包括多个(例如，2、3、4、6、7、8)移动机器人单元的系统来转移车辆的一般方法，该移动机器人单元配置成从一个位置到另一个位置接合停放的或以其他方式静止的车辆。在一些实施例中，该方法不涉及驱动车辆本身，或者以其他方式致动车辆的自运动。在被移动机器人单元接合之前，车辆可以被关闭，并停放在任何地点、位置和/或方位。

在步骤101中，根据一些实施例，多个移动机器人单元中的一个或多个接收来自控制单元的命令。可选地，该命令包括将至少一个车辆从其当前位置转移到新位置的任务。

在步骤103中，根据一些实施例，多个移动机器人单元中的每一个朝向目标对象，例如，停靠的或以其他方式静止的车辆，移动(例如，跨过地面)。可选地，机器人单元保持储存或保存在充电站中，并且在从控制单元接收到命令时启动它们的移动。

在一些实施例中，机器人单元的导航(例如，通过中央控制单元和/或通过配置在单元中的每一个中的处理器)是基于从以下一个或多个所接收的输入：GPS系统(室外和/或室内GPS或类似GPS的系统，例如，通过“惊奇世界机器人(Marvelmind robotics)”)、超声波传感器、基于电磁的导航系统、相机、距离传感器、接近传感器中，激光雷达、雷达、罗盘、陀螺传感器、加速计和/或其它测量或传感装置。

在一些实施例中，机器人单元和/或控制单元中的每一个包括一个或多个相机，并且根据由相机获取的图像或视频分析来执行导航。图像分析的一些示例包括识别所述目标车辆、确定转移所述车辆的清晰路径、确定使每个所述机器人单元到达所述车辆的路径、确定返回到所述控制单元和/或返回到另一目标车辆的路径、识别所述目标车辆的一个或多个车轮的方位、确定所述目标车辆的尺寸(例如，高度、宽度)、识别所述路径上的障碍物和/或视觉引导(例如，其他车辆，人、停车场界限、墙壁、地面上指示停车位的颜色或其他标记、车道标记等)。

在步骤105中，根据一些实施例，移动机器人单元相对于目标车辆定位。在一个示例中，四个机器人单元从中心后部和/或中心前部位置接近四轮汽车，在汽车底盘下方滚动，然后横向移动，使得每个机器人单元邻近汽车的一个车轮。值得注意的是，本申请还设想了其它布置，例如，对于四轮汽车，可以使用两个机器人单元，由此每个机器人单元接合两个车轮(例如，两个前车轮、两个后车轮、两个左侧车轮、两个右侧车轮)和/或其它组合。

在步骤107中，根据一些实施例，机器人单元接合车轮。在一些实施例中，机器人单元通过从打开位置转换到接合位置来接合车轮，在打开位置中机器人单元的至少一部分的形状和/或尺寸被设计成以接触或接收车轮的至少一部分，在接合位置中机器人单元牢固地对接至车轮。在一个示例中，如下面进一步示出的，机器人单元框架的两个或更多个圆筒彼此接近，在车轮的轮胎上闭合，例如在轮胎的相对侧上闭合。

在步骤109中，根据一些实施例，通过多个机器人单元将车辆从地面提升。可选地，机器人单元提升车轮，使得车轮中的最低点(例如轮胎的最低点)被提升到距离地面1-5厘米、0.5-4厘米、1-10厘米、或中间的、更长的或更短的距离。参考上述示例，在一些实施例中，车轮的提升是通过进一步接近两个圆筒、向上(即在垂直于地面的方向上)移动圆筒和/或两者的组合。

在一些实施例中，多个机器人单元同步以同时提升所有车轮。同时提升所有车轮可以减小或防止车辆倾斜；并且可以允许平滑且未中断的转移过程。

在步骤111中，根据一些实施例，通过多个机器人单元将提升的车辆转移到选定的位置(例如转移到可用的停车空间)。在一些实施例中，协调多个机器人单元的移动，可选地考虑机器人单元相对于被转移的车辆和/或相对于转移路径的特定位置。在一些实施例中，转移车辆涉及以下类型的运动中的一种或多种或其组合：线性运动(例如，线性向前或向后运动)；横向运动；转动(例如围绕枢转点的转动，围绕可能远离机器人单元的任意点的转动)；沿着曲线移动。

在一些实施例中，机器人单元中的每一个获得相应车轮的足够强的抓地力，使得在转移期间，即使在车辆沿着急转弯的操纵期间，狭窄角落，在窄车道内，车辆被从所有车轮方向上(例如从4个方向)支撑到小停车空间和/或其他位置中。如果直接操纵车辆(通过驾驶车辆)，则很难甚至不可能实现这种操作。

在一些实施例中，机器人单元被提供足够的动力，以在颠簸、沿着斜坡(例如，上升和/或下降斜坡)和/或跨越表面中的任何其他不规则(例如，地面中的裂缝、凹陷)上运载车辆。在一个示例中，马达单元的功率在500-5000瓦、1000-2000瓦、800-3000瓦的范围内，或中间的、更高的或更低的。

在步骤113中，根据一些实施例，车辆降低回到地面。可选地，降低车辆是通过将机器人单元框架转换回打开位置或部分打开位置，从而释放对车轮的保持。可选地，控制一个或多个参数，例如降低到地面的速度、多个机器人单元中的每一个将相应的车轮降低到地面的顺序、降低的持续时间和/或诸如经由控制单元控制的其它参数。可选地，车辆逐渐下降到地面，潜在地降低车辆倾斜、撞到地面、撞击周围障碍物等的风险。在一些实施例中，通过将所有机器人单元同时转换到打开位置来将车辆降低到地面。

在步骤115中，根据一些实施例，机器人单元脱离车轮。在步骤117中，根据一些实施例，机器人单元从被转移的车辆下方导航到新位置，例如返回储存和/或返回到充电站和/或到不同的车辆，例如执行另一转移任务。可选地，机器人单元仅在没有待处理的转移任务时才返回储存或返回到充电站。

图1B是根据一些实施例的用于控制自主转移系统的一般方法的流程图。

在步骤131中，根据一些实施例，为系统定义一个或多个转移任务参数，包括，例如，车辆的开始位置、车辆的结束位置、车辆沿其移动的路径、多个机器人单元的移动速度、多个机器人单元的加速度和/或减速度、要完成任务的时间框架，车辆的起始方位和/或结束方位(例如，车辆可由机器人单元转动以使其面对停车场的出口)，和/或其他参数。在一些实施例中，参数由用户(例如经由与控制单元通信的专用手机应用程序)插入；另外或可选地，参数由控制单元自动设置和/或调整。可选地，基于从如上文所述的测量和/或感测设备所接收的输入自动设置(例如，计算)参数。

在步骤133中，根据一些实施例，根据所定义的参数操作多个移动机器人单元。可选地，每个机器人单元与其他机器人单元分开操作，例如通过从控制单元接收考虑到相对于车辆的特定地点、定向、速度、位置和/或特定机器人单元的其他特性的命令。在一些实施例中，每个机器人单元朝向目标车轮导航。可选地，机器人单元由控制单元导航，例如通过控制单元发送指示致动与机器人单元车轮组件(例如驱动马达、转向马达)相关联的一个或多个马达的信号。在一些实施例中，机器人单元根据目标车轮的位置定向。可选地，定向是通过将机器人单元对准，使得机器人单元的长轴线垂直于目标轮轴。在一些实施例中，目标车轮相对于车辆中心长轴线处于非平行位置(在示例中，目标车轮朝向或远离路缘或停车空间标记停靠)，并且机器人单元转动直到其与非平行目标车轮对准。可选地，转动包括枢转机器人单元，例如以1-360度之间的枢转角度枢转，例如15度、30度、60度、90度、180度、220度、300度、或中间的、更大的或更小的角度。

在步骤135中，根据一些实施例，机器人单元中的每一个接合其目标车轮，以提供将车辆从地面的提升。在一些实施例中，接合是通过将机器人单元框架的至少一部分接近至目标车轮的轮胎。在一些实施例中，通过经由机器人单元框架将反作用力施加到目标车轮上，该反作用力的方向和大小适于向上推动车轮并远离地面。由机器人单元施加的反作用力被选择为足够高，以支持车辆总重量的至少25％、30％、50％、或中间的、更高的或更低的百分比。在一个示例中，为了提升平均重量为1600千克的中型四轮车，每个机器人单元配置成支撑大约四分之一重量的提升，即400千克。在一些实施例中，由机器人单元施加的反作用力足以连同作用在该目标车轮上的车辆重量一起提升该目标车轮，例如为该车辆的总重量的“1/4”、“1/3”、“1/2”、或中间的、更大的或更小的分数。在一些实施例中，机器人单元配置成提升100-600千克之间的总重量，例如250千克、300千克、450千克、或中间的、更大的或更小的重量。

在一些实施例中，其中车辆重量均匀地分布在车辆的车轮之间，多个机器人单元中的每一个配置成提升近似相似的重量。可选地，例如在车辆重量未在车轮之间均匀分布的实施例中，用于提升车辆的多个机器人单元可配置成施加不同的反作用力，从而提升不同的负载。

在一些实施例中，控制单元对所有机器人单元的同时提升进行计时。可选地，控制单元为所选的一个或多个机器人单元设置不同的提升时间和/或提升范围和/或提升顺序，例如，如果车辆停在斜坡(例如下坡)上，则可能期望首先提升前轮，然后提升后轮。可选地，前轮被提升到比后轮更高的程度。

在步骤137中，根据一些实施例，当控制单元致动机器人单元车轮的机动运动(包括车轮转动和/或车轮的转向)时，机器人单元被控制以沿着转移路径转移提升的车辆。可选地，机器人单元的每个车轮组件包括可由控制单元控制的驱动马达和/或转向马达。在一些实施例中，根据所定义的任务参数致动每个机器人单元的车轮组件的马达，以提供机器人单元以选定的速度和/或方向移动。

在步骤139中，根据一些实施例，控制单元同步多个机器人单元的群运动，从而将车辆转移到所选位置，并且之后将车辆降低回地面。

图1C是根据一些实施例的包括用于移动车辆的多个移动机器人单元的系统的示意图。

在一些实施例中，系统161包括多个移动机器人单元163。可选地，每个机器人单元配置成接合目标车轮165。在一些实施例中，机器人单元的形状和尺寸被设计成在车辆167下方移动，例如不会撞到位于上方的车辆底盘。可选地，如图1C的示例所示，机器人单元从内侧接合目标车轮，例如，机器人单元在车辆下方移动，然后相对于车辆的中心横向移动以接合目标车轮。可选地，机器人单元从车轮的外侧接合目标车轮。

从内侧接合目标车轮的潜在优点可包括当被机器人单元接合时使车辆“地面足迹”最小化，潜在地允许改进的可操作性、进入小停车位以及改进可用地面空间的使用。

移动机器人单元的示例性尺寸可以包括在700-1200毫米、500-1000毫米、200-400毫米之间的、或中间的、更长的或更短的长度，在80-150毫米、50-100毫米、70-200毫米之间的、或中间的、更大或更小的高度，以及在300 -700毫米、100-500毫米、200-1000毫米之间的、或中间的、更长的或更短的宽度。

在一些实施例中，机器人单元包括电源，例如可充电电池。在室外停车场中使用的示例中，机器人单元可装备有用于自供电的太阳能板。

在一些实施例中，机器人单元由控制单元169控制。在一些实施例中，控制单元配置成产生用于激活机器人单元的命令信号，可选地，分别激活机器人单元中的每一个机器人单元。在一些实施例中，控制单元与机器人单元中的每一个进行通信(例如经由结合在机器人单元中的处理器(例如芯片))。控制单元和机器人单元之间的通信是无线的，并且例如经由Wi-Fi、蓝牙、电磁波、红外线、卫星、移动通信和/或其它来执行。

在一些实施例中，控制单元169从一个或多个传感器(此处未示出)和/或其他数据获取或提供装置(包括例如相机、距离传感器、GPS系统、激光雷达扫描仪、雷达、移动系统和/或其他装置)获取和/或接收输入。传感器可以配置在控制单元中，结合在移动机器人单元中或在移动机器人单元上，和/或远程配置(例如，停车场摄像机)。

在一些实施例中，控制单元169与终端用户171通信，例如，车辆的驾驶员、停车场管理员或车主、和/或其他。可选地，控制单元与专用手机应用程序通信。在一个示例中，车辆的驾驶员可以通过手机应用程序在特定时间设置由系统拾取，系统可以在停车场入口自动识别驾驶员并命令机器人单元接近车辆，系统可以通知驾驶员他们的车辆现在在停车场出口附近等待他们，和/或其他。

在一些实施例中，控制单元169与外部平台173通信，例如，停车场管理系统、停车计费系统、交通控制系统和/或其他。

在一些实施例中，控制单元169包括用于记录数据的存储器，例如高峰时间、用户数据、车辆数据(例如车牌)和/或其他数据。

可以由系统执行的操作的一些示例包括：自动地将汽车从第一位置移动到第二位置，例如从停车场入口移动到可用的停车位；将汽车从停车空间移动到拾取位置；将汽车移入和/或移出电梯或平台；与用户(例如驾驶员)通信，与停车计费系统、记录使用数据、优先转移任务(例如根据驾驶员定义的时间限制)、和/或其他操作通信。

在一些实施例中，控制单元169配置成主机器人单元的一部分，其中主机器人单元将多个其他机器人单元作为从机器人操作。可选地，主机器人单元与一个或多个从机器人单元远程通信。在包括四个移动机器人单元的系统的示例中，机器人单元中的一个可以用作主机器人，控制另外三个机器人单元的操作。

图1D示意性地示出了根据一些实施例的移动机器人单元车轮的转向轴线。

在一些实施例中，例如如上所述，每个机器人单元包括至少2个、至少3个、至少4个车轮组件，或允许机器人单元在地面上移动的中间的、更大的或更小的数量的车轮组件。

在一些实施例中，每个车轮组件配置成能够使相关车轮转向(或者，在一些实施例中，多个子车轮)。图1D示意性地示出了机器人单元车轮181，其在轴183上转动，例如细长杆或轴穿过车轮的中心。在一些实施例中，车轮181通过转向机构(此处未示出)围绕转向轴线185转向。转向机构可以包括例如开环电气系统，例如包括步进电机。另外或可选地，转向机构可包括闭环电动系统和/或液压伺服系统。可选地，在闭环机构中，控制单元接收(例如，来自诸如编码器的传感器的)如期望转向角、目标车轮的当前位置和/或其他位置、地点和/或定向相关参数的输入，并且生成用于指示机器人单元的一个或多个驱动马达和/或一个或多个转向马达的信号。在一些实施例中，闭环系统的控制单元根据PID(比例-积分-微分)算法或类似算法操作。

在一些实施例中，转向轴线185基本上垂直于地面187(或机器人单元在其上行进的其他表面)。在一些实施例中，车轮181可以360度转弯，角度可达180度、达90度或中间的、更大的或更小的角度。

在一些实施例中，车轮组件装备有一个或多个传感器(诸如编码器，未示出)，用于检测车轮的转向角和/或转向速度和/或移动速度。

可转向车轮，例如转向轴线垂直(例如垂直于地面)的可转向车轮，潜在的优点可以包括：车轮可以被转向成沿着X轴线188、Y轴线189或沿着任何矢量191以与轴线成角度的横向运动，例如如图1E所示。可选地，机器人单元配置成直接侧向移动，而不需要机器人单元车轮的滑动运动。机器人单元的直接横向运动，其中车轮被避免转动(即滚动，例如以与简单的向前或向后运动类似的方式)和滑动，该直接横向运动的潜在优点可包括增强与地面的摩擦和更平滑的运动，例如与经由不能转向的车轮的机器人单元的运动相比。图1E中所示的笛卡尔坐标系表示移动机器人单元行进的地面。在一些实施例中，包括多个可转向车轮的机器人单元，可通过协调机器人单元车轮的转向，来转向以与目标车轮对准。在目标车轮处于非平行对准的情况下，例如，在车辆中心长轴线和目标车轮之间存在转向角的情况下，将机器人单元与目标车轮的定向对准。

在一些实施例中，车轮181可在0-120度、0-160度、0-180度、0-270度、0-360度或中间的、更高的或更低的范围内转向。

在一些实施例中，通过包括一个或多个滑环的转向马达执行车轮的360度转向，该滑环提供车轮面向任何方向，同时车轮的驱动马达仅在单一方向上继续转动车轮。

在一些实施例中，车轮181可以被转向至仅180度，但是结合使车轮在两个方向上转动的能力(例如，通过驱动马达)，可以在任何期望的方向上操纵车轮(以及可选地作为整体的机器人单元)，可选地不使用滑环。

在一些实施例中，车轮181可转向小于180度，但是结合车轮在两个方向上的转动(例如如上所述)，并且通过使用补偿不连续运动的控制算法(例如来回操纵以“校正”机器人单元面对的方向)，可以实现改进的操纵。

在一些实施例中，车轮组件(未示出)的驱动马达包括轮内马达，例如无刷或刷式马达。在一些实施例中，驱动马达包括齿轮马达，在示例中包括行星齿轮马达。在一些实施例中，驱动马达配置在车轮外部，并且经由一个或多个齿轮、同步带或链条可操作地附接到车轮。

在一些实施例中，驱动马达驱动单个车轮的转动；或者，例如在包括子车轮的车轮组件的情况下，驱动马达可以驱动多于一个车轮(例如，两个子车轮)的转动。在一些实施例中，车轮181包括连续的外表面，并且在地面上滚动期间，仅单个(有限的)接触区域形成与地面的接触。可选地，车轮181包括轮胎。

图2是根据一些实施例的接合四轮车辆的自主转移系统的多个移动机器人单元的图。

根据一些实施例，从底部示出了车辆201的视图，其中车轮(例如前车轮203、后车轮205)各自由机器人单元207接合。在该示例中，前车轮203以非平行定向停放，以例如介于10-80之间的转向角α转向，例如20，45，60度或相对于平行于车辆的中心长轴线211的轴线209的中间的、更大的或更小的角度。

在一些实施例中，如在该示例中进一步示出的，每个机器人单元相对于目标车轮对准，使得机器人单元的长轴线213垂直于目标车轮轴215。

在一些实施例中，如在该示例中进一步示出的，每个机器人单元207包括两个车轮组件217，每个组件包括通过公共轴221彼此连接的两个子车轮219。

在一些实施例中，子车轮可沿着基本上垂直于公共轴221的单个垂直转向轴线转向。在一些实施例中，这种车轮组件的转向通过例如下面进一步描述的圆周轴承来实现。

在一些实施例中，机器人单元中的每一个的每个车轮组件被转向以面对与其他车轮组件相同的方向223，以便沿着由223指示的方向转移车辆201，可选地，沿着由223限定的矢量线性地转移车辆201。在一些实施例中，机器人单元中的每一个的每个车轮组件被转向以面对垂直于从枢轴点延伸到组件中车轮的转向轴线的线的方向(例如223)。

在一些实施例中，每个车轮组件包括用于驱动车轮的滚动运动的马达，以及用于致动转向(未示出)的另一马达。驱动马达的潜在优点可以包括，例如通过提供车轮组件的车轮的较高的加速度和/或减速速率，来启动移动和/或快速停止的能力，机器人单元作为一个整体可以以相同的高速率加速和/或减速。

在一些实施例中，通过控制(例如同步)机器人单元中的每一个中的每个车轮组件的致动，由机器人单元承载的车辆可以在标准车辆构造不允许的方向上移动，例如，在现场转动、直接横向移动、围绕点紧密枢转。

图3A-3C示意性地示出了根据一些实施例的用于通过机器人单元框架接合和提升车轮的替代方法。

在一些实施例中，每个机器人单元包括框架，其中框架的至少一部分配置成被重新成形和/或重新定位和/或重新布置以接合目标车轮。在一个示例中，框架包括至少两个细长元件，例如圆筒301，被定位和配置成从打开位置到接合位置彼此接近，在所述接合位置中圆筒对接到目标车轮303上并将其提升。可选地，每个圆筒轴向滚动。在一些实施例中，圆筒彼此相对定位，可选地使得它们的长轴线平行。当接合目标车轮时，圆筒彼此接近，直到圆筒与例如目标车轮轮胎之间形成接触。然后，在一些实施例中，接近力继续施加到圆筒上以将该力传递到轮胎上以提升目标车轮。在一些实施例中，当圆筒最初接触车轮轮胎时，圆筒在两个第一接触区域处分别接触轮胎。当圆筒彼此接近时，每个圆筒移动(例如滚动)与轮胎的第二接触区域接触，其中第二接触区域比第一接触区域更彼此(在轮胎表面上)靠近。

在车轮轮胎的材料具有相对高的摩擦系数的一些实施例中，例如在近似期间，可以通过每个圆筒围绕圆筒的中心长轴线的轴向滚动来促进圆筒相对于轮胎表面的运动。注意，在一些实施例中，提供了其他布置形状和/或横截面轮廓的细长元件。可选地，细长元件成形为使得细长元件和目标车轮(例如，目标车轮轮胎)之间的摩擦最大化，潜在地允许当机器人单元以任何速度、加速或减速速率移动时维持对提升的车轮的保持。

在一些实施例中，圆筒接合目标车轮的轮胎，沿着轮胎的宽度尺寸延伸。图3A-3C是示出用于接合目标车轮303以提升目标车轮303的各种方法的横截面侧视图。右侧栏上的附图示出了处于提升位置的车轮303。在一些实施例中，车轮303被提升，使得车轮303的胎面的最低点305位于距地面309的距离307上，该距离307可以是1厘米、0.5厘米、1.5厘米、2厘米、5厘米、10厘米或中间的、更长的或更短的高度。可选地，距离307仅足够长以防止车轮303与地面309之间的接触。

在一些实施例中，如图3A所示，圆筒301彼此接近，将力311施加到平行于地面的目标车轮上。在一些实施例中，例如在图3A的配置中，每个圆筒301配置成沿着圆筒长轴线自由转动。

在一些实施例中，如图3B所示，圆筒301施加基本上垂直于地面的力313。在该配置中，由于圆筒301与轮胎的接触区域保持恒定，因此在一些实施例中圆筒301不可转动。

在一些实施例中，如图3C所示，力315以相对于地面的角度施加。可选地，力通过圆筒相对于地面的平行和垂直组合运动而以一定角度施加。在一些实施例中，例如在图3C的配置中，每个圆筒301配置成沿着圆筒长轴线自由转动。

图4是根据一些实施例的包括平行接近机构的移动机器人单元的图。

在一些实施例中，机器人单元401包括框架，该框架包括通过多个梁彼此连接的两个相对的翼部403，在示例中，一组梁407附接到翼的最外部分上，以及一组梁409附接到翼的最内部分上。一个或多个长梁421沿着机器人单元401的长度延伸，连接所述两组梁。

在所示示例中，每个翼部403包括两个车轮组件411，每个车轮组件包括围绕轴415转动的车轮413。在一些实施例中，轴415延伸以使得其端部安装在联接到轴承417的圆周环内，该环构造成允许轴415在其中转动，以使得车轮413可以转向以面对期望的方向。在一些实施例中，每个车轮组件包括控制转动方向、转动速度中的一个或多个的驱动马达。在一些实施例中，每个车轮组件包括转向马达，该马达以限定的转向角转动车轮以面对特定方向，使得通过驱动马达的致动，车轮在该方向上行进。

在一些实施例中，如本文进一步示出的，细长元件例如圆筒419沿着翼部403的最内面的长度延伸。可选地，圆筒419可绕其中心长轴线轴向转动。可选地，圆筒419包括非光滑表面，例如包括凹槽、突起、锯齿和/或其他不规则的表面，当圆筒接触轮胎时，这些表面可增强目标车轮轮胎的抓握。

在一些实施例中，致动器451例如在两个梁409之间延伸。可选地，致动器451配置成向梁施加力以修改机器人单元框架的配置，例如从第一打开状态到第二接合状态。在一些实施例中，致动器包括用于将能量转换为机械能、用于转移和/或产生机械能的装置，例如电动机、一个或多个齿轮、丝杠、液压机构(例如液压缸)。可选地，限位开关控制致动器的操作。

图5A-5B示出了根据一些实施例处于打开配配置(5B)和接合配置(5A)的图4的平行接近机构。

在一些实施例中，机器人单元框架的梁布置在打开配置(例如图5B所示出)和接合配置(例如图5A所示出)之间可调节。在所述接合配置中，在一些实施例中，圆筒419和翼部403彼此接近。

在一些实施例中，在机器人单元的打开配置中的圆筒419之间的距离421足够长以提供用于将两个圆筒定位在目标车轮轮胎的相对侧上，例如40-80厘米、30-100厘米、20-60厘米之间的距离，或中间的、更长的或更短的距离。在一些实施例中，在接合配置中，圆筒彼此朝向移动，从而将距离421减小到足够短以牢固地接合目标车轮轮胎的，例如15-40厘米、10-50厘米、20-70厘米之间的距离、或中间的、更长的或更短的距离。在一些实施例中，可选地基于诸如来自由相机获取的图像或来自距离传感器的输入，实时地设置(例如，由控制单元)距离421，使得通过相应地调节距离421，同一框架可用于各种目标车轮直径和尺寸。可选地，例如基于对车辆尺寸或重量的估计，可选地基于诸如上述的输入，实时地调节由每个机器人单元施加的用于提升车辆的力的量。

在一些实施例中，在打开配置中机器人单元朝向目标车轮导航，相对于车轮对准，然后通过将车架调节到接合配置来接合车轮以将其提升。

图6是根据一些实施例的包括滑动接近机构的移动机器人单元的图。

如图6所示的示例的机器人单元602包括两个车轮组件601，每个车轮组件601配置在相对的翼部603上。在一些实施例中，每个车轮组件包括由公共轴607连接的两个子车轮605。在一些实施例中，子车轮可绕单个转向轴线转向，例如通过被接收在提供了公共轴607的转动的圆周轴承609内，例如绕垂直于由地面限定的平面的轴线转动。如在该示例中进一步示出的，翼部603经由滑动机构连接，该滑动机构包括可在壳体613内滑动的细长轴611，由此提供接近和/或远离圆筒615。图7A-7B示出了处于打开配置(7A)和接合配置(7B)中的图6的机器人单元602，其中，通过在壳体613内进一步前进的轴611使翼部603彼此靠近。

在一些实施例中，轴611相对于壳体613的相对运动由致动器(未示出)致动，该致动器配置在轴611和/或壳体613内或以其它方式可操作地附接至轴611和/或壳体613。在一个示例中，致动器配置在轴和壳体外部，例如平行于轴和壳体延伸。在一个示例中，致动器至少部分地配置在壳体613内。在一些实施例中，致动器包括适于驱动轴和壳体的相对运动的马达和/或其它部件。

图8是根据一些实施例的包括滑动接近机构的移动机器人单元801的图，例如如上所述，其中该滑动接近机构具有包括四个单轮组件的框架。图9A-9B示出了处于打开配置(9B)和接合配置(9A)中的图8的机器人单元，其中通过使轴在其相应壳体内滑动更深而使翼部彼此靠近。

图10是根据一些实施例的包括非平行接近机构的移动机器人单元的图。

在一些实施例中，机器人单元1001包括相对的翼部1003，每个翼部1003在该非限制性示例中包括车轮组件1005，车轮组件1005包括单个转向轮1007。在一些实施例中，如示例中所示，两个翼部通过铰链或枢轴连接，其中枢轴的铰链可包括第三车轮组件1009。在一些实施例中，通过驱动第三车轮组件1009的车轮1011的运动，例如与机器人单元的相应中心1013相对的运动，翼部的远端部分(即，最远离铰链的部分)彼此靠近，从而圆筒1015接近。通过使车轮1011沿相反方向(朝向各自的中心1013)移动，将翼部彼此推开。在一些实施例中，翼部1003彼此接近和/或远离由致动器1017所驱动，例如，包括马达的致动器。图11A-11B示出了处于打开配置(11B)和接合配置(11A)中的图10的机器人单元，其中例如响应于第三车轮组件1009的移动(例如滚动)，翼部彼此靠近。图12A-12C示出了根据一些实施例的包括圆周轴承的移动机器人单元车轮组件。在一些实施例中，车轮组件1201，如等距视图(12A)、俯视图(12B)和剖视图(12C)所示，包括至少一个车轮1203，车轮1203定位在中心轴1205上并且配置成围绕该轴转动。可选地，车轮1203包括马达，例如车轮内马达。在一些实施例中，轴1205延伸以使得其端部连接到环1209。在一些实施例中，环1209由轴承1207支撑。在一些实施例中，轴承1207配置成承载轴向负载，例如推力轴承或其他转动轴承。在一些实施例中，环1209可选地在其外周中包括用于容纳延伸到转向马达(未示出)的皮带的凹槽。可选地，环1209在其外圆周上包括齿轮，例如与转向马达联接的直齿轮或锥齿轮，用于执行可转向车轮1203。包括用于使车轮1203能够绕轴线1213转向的圆周轴承的车轮组件的潜在优点可以包括该组件的总高度1211可以保持相对较低，例如在7-20厘米、10-15厘米、5-30厘米、或中间的、更长的或更短的高度范围内。

在一些实施例中，环1209和轴承1207形成为单个整体部件，例如，限定周向凹槽轴承。

图13A-13C示出了根据一些实施例的用于包括圆周轴承的移动机器人单元的双子车轮组件。

在一些实施例中，车轮组件1301，如等距视图(13A)、俯视图(13B)和剖视图(13C)所示，包括两个子车轮1303，该两个子车轮1303定位在中心公共轴1305上，并且每个子车轮配置成围绕该轴转动。可选地，每个子车轮1303包括车轮内马达。

在一些实施例中，轴延伸使得其端部联接至由轴承1307支撑的环1308。

在一些实施例中，子车轮可以相同的方向和相同的速度转动(例如，通过未示出的驱动马达)以致动车轮组件的向后或向前移动(例如，在预选转向方向上，相对于由转向轴线1313限定)。可选地，通过在彼此相反的方向上和/或以不同的速度转动子车轮(例如，顺时针转动第一子车轮和逆时针转动第二子车轮)，轴1305在轴承1307内可滑动地转动，并且车轮组件的转向方向作为整体可以改变。因此，在一些实施例中，子车轮组件的转向可以通过例如如上所述的皮带和/或齿轮中的一个或两个来执行，和/或通过沿相反方向和/或以不同速度驱动子车轮的转动来执行。

包括多个子车轮(例如，2个子车轮、3个子车轮、4个子车轮，或中间的、较大的或较小的数量)的组件的潜在优点可包括改进了载荷分布(即，每个子车轮承载的负载与将由单个车轮承载负载相比更小)。包括子车轮的组件的另一个潜在优点是，如上所述，可以通过沿相反方向和/或不同速度驱动子车轮的转动运动来控制转向。

图14示出了根据一些实施例的限定垂直转向轴线的移动机器人单元车轮组件。在一些实施例中，车轮组件1401包括车轮1403，车轮1403可选地包括集成的(例如“车轮内”)驱动马达(未示出)，用于致动车轮的转动。

在一些实施例中，叉状部1405从车轮1403(例如从车轮的中心)垂直地延伸到顶板1407。在一些实施例中，顶板1407包括皮带轮1409或齿轮传动装置，该皮带轮1409或齿轮传动装置的转动由皮带或链条(未示出)驱动，该皮带或链条延伸到较小的车轮1411(该较小的车轮1411又可由电动马达致动)。通过较小的车轮1411的转动使皮带转动，使该皮带轮1409转动，从而使可转向车轮1403相对于转向轴线1415在期望的方向和/或范围上转动。

在一些实施例中，车轮组件1401包括一个或多个传感器，例如编码器1413，其配置成检测转向角度、转动速度和/或其他操作相关参数。可选地，编码器是绝对编码器。

在一些实施例中，机器人单元车轮组件包括旋转脚轮，例如当车辆被提升时，所述旋转脚轮在负载下提供脚轮(并且从而提供车轮)的360度转动。在一些实施例中，脚轮保持车轮定向在所选择的转向方向上。

在一些实施例中，机器人单元车轮组件包括一个或多个制动器。在一个示例中，使用电制动器。可选地，以与车轮组件的驱动马达和/或转向马达同步的方式控制制动器。在一些实施例中，一个或多个制动器可操作地附接到车轮1403。

在一些实施例中，通过驱动马达致动减速(可选地至停止)。可选地，在减速期间产生的能量用于给机器人单元供电，例如用于给机器人单元的电池充电。

图15示出了根据一些实施例的用于限定垂直转向轴线的移动机器人单元的双子车轮构造。

在一些实施例中，机器人单元车轮组件包括两个子车轮1501。可选地，子车轮经由公共轴1503连接。在一些实施例中，公共轴承1505提供了轴1503围绕垂直转向轴线1507的转动，从而使子车轮以选定的转向角转向。

图16示出了根据一些实施例的用于移动机器人单元中的用于接合和提升摩托车和/或自行车车轮的机构。

在一些实施例中，多个机器人单元的系统被配置用于转移摩托车、电动脚踏车和/或其他两轮车辆。

在一些实施例中，机器人单元(仅示出其一部分)配置成接合和提升摩托车车轮。可选地，机器人单元框架构造成从多于两个方向上支撑被接合的车轮，例如从前方1603、后方1605和一个或两个侧向方向1607、1609上支撑车轮1601。例如如图16所示的多个方向的支撑可以减少或防止当被提升时被接合的车轮侧倾。在一些实施例中，构造成从多个方向支撑车轮的机器人单元框架包括一组四个细长元件，例如四个圆筒1611，其布置成两两相对：一对圆筒从前方和后方接合车轮，第二对圆筒在车轮的侧面接合车轮(例如轮胎)。在一些实施例中，每对中的圆筒配置成彼此接近。

术语“包括(comprises,comprising,includes,including)”、“具有(having)”以及它们的等效物意味着“包括但不限于”。

术语“由……构成”是指“包括并限于”。

术语“基本上由……构成”意味着组合物、方法或结构可包括附加成分、步骤和/或部件，但仅当附加成分、步骤和/或部件不实质上改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本和新颖特征时。

这里使用的单数形式“一(a、an)”、“该(the)”和“所述(the)”包括多个引用，除非上下文清楚地另有规定。例如，术语“化合物”或“至少一种化合物”可以包括多种化合物，包括它们的混合物。

在整个申请中，本发明的各种实施例可以以范围格式呈现。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应被解释为对本发明范围的不灵活的限制。因此，范围的描述应当被认为已经具体公开了该范围内的所有可能的子范围以及个体数值。例如，应该考虑对诸如从1到6的范围的描述，具体公开了诸如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等的子范围，以及在该范围内的个体数值，例如，1、2、3、4、5和6。这无论范围的宽度如何都适用。

每当在这里指示数值范围时，其意指在指示范围内包括任何所述的数字(分数或积分)。术语，“第一指示数字和第二指示数字的范围/之间的范围”，以及“从第一指示数字到第二指示数字的范围”，在这里可互换地使用，并且意味着包括第一指示数字和第二指示数字以及它们之间的所有分数和整数。

应当理解，为了清楚起见，在分离的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以分离地或者以任何适当的子组合提供，或者作为适合于本发明的任何其他描述的实施例。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被认为是这些实施例的基本特征，除非该实施例在没有这些元件的情况下不可操作。

虽然已经结合本发明的具体实施例描述了本发明，但显然，对于本领域技术人员来说，许多替代方案、修改方案和变化方案将是显而易见的。因此，本发明旨在包含落入所附权利要求书的精神和广泛范围内的所有这些替代、修改和变化。本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用全部并入本说明书中，其程度与每一单独的出版物、专利或专利申请通过引用具体和单独地并入本说明书中的程度相同。另外，在本申请中引用或识别任何引用不应被解释为承认这种引用可用作本发明的现有技术。就所使用的部分标题而言，它们不应被解释为必然限制。另外，本申请的任何一个或多个优先权文件在此通过引用全部并入本文。

Claims (48)

1.一种用于接合停放的目标车辆的车轮的移动机器人单元，包括：

框架，所述框架可从第一配置调整到第二配置，以及从所述第二配置调整到所述第一配置；其中，在所述第二配置中，所述框架接合车辆车轮以将足够的反作用力施加到所述车辆车轮上，以从地面提升所述车辆车轮和由所述车辆车轮支撑的车辆重量；

所述框架具有至少两个车轮组件，所述至少两个车轮组件将所述框架支撑在所述地面上，每个车轮组件包括至少一个可转向车轮，所述可转向车轮接触所述地面；其中所述框架限定两个相对的翼部，使得所述至少两个车轮组件中的至少一个车轮组件定位在第一翼部中，并且所述至少两个车轮组件中的至少一个车轮组件定位在第二翼部中。

2.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述至少两个车轮组件限定平行于所述移动机器人单元在上行进的地面的平面。

3.根据权利要求1或2所述的移动机器人单元，其中，所述可转向车轮包括仅限定与所述地面接触的单一区域的轮胎。

4.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述框架包括可移动部分，所述可移动部分配置成相对于彼此接近或远离，以在所述第二配置中停靠在目标车辆车轮上。

5.根据权利要求4所述的移动机器人单元，其中，所述可移动部分包括两个相对的细长的元件，所述两个相对的细长的元件定位成当所述移动机器人单元接合所述车辆车轮时沿着所述目标车辆车轮的宽度尺寸接合所述目标车辆车轮。

6.根据权利要求5所述的移动机器人单元，其中，所述细长的元件包括细长的圆筒，每个圆筒具有不光滑的外表面。

7.根据权利要求6所述的移动机器人单元，其中，所述圆筒配置成在接近时将以下力中的一个或多个施加到所述车辆车轮上以提升所述车辆车轮：平行于所述地面的力；垂直于所述地面的力；与所述地面成0-90度角的力。

8.根据权利要求6所述的移动机器人单元，其中，所述细长的圆筒彼此平行。

9.根据权利要求6所述的移动机器人单元，其中，所述细长的圆筒彼此不平行。

10.根据权利要求6所述的移动机器人单元，其中，所述框架包括平行四边形机构，所述平行四边形机构包括多个梁，所述多个梁布置成在所述第一配置中使所述圆筒彼此远离并且在所述第二配置中使所述圆筒彼此接近。

11.根据权利要求6所述的移动机器人单元，其中，所述框架包括滑动机构，所述滑动机构包括可滑动地容纳在相应壳体内的轴；其中，所述轴从所述壳体向外延伸以在所述第一配置中使所述圆筒彼此远离，并且所述轴滑入所述壳体以在所述第二配置中使所述圆筒彼此接近。

12.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述车轮组件包括旋转脚轮。

13.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述车轮组件包括圆周轴承。

14.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述可转向车轮配置成沿着笛卡尔坐标系的两个轴线以及沿着与所述轴线成角度的任何矢量移动。

15.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，每个车轮组件包括致动所述可转向车轮的转动的集成驱动马达。

16.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，每个车轮组件包括致动所述可转向车轮的转向的集成转向马达。

17.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述可转向车轮具有40毫米至120毫米的直径。

18.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述移动机器人单元足够低以从所述车辆的地盘接近车轮。

19.根据权利要求18所述的移动机器人单元，其中，所述移动机器人单元的高度在80毫米至150毫米之间。

20.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述车轮组件中的每一个包括具有公共轴线的单个车轮或一组子车轮。

21.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述至少一个可转向车轮的转向轴线垂直于所述地面。

22.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，由所述车辆车轮承载的所述车辆重量为至少300千克。

23.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述至少两个车轮组件定位在所述框架的相对的翼部，每个车轮组件包括所述至少一个可转向车轮，以使得当所述车辆车轮通过所述框架被接合时所述车辆车轮位于所述至少两个车轮组件之间。

24.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述框架配置成相对于所述车辆车轮对准，以使得当所述车辆车轮通过所述框架接合时，所述移动机器人单元的长轴线基本上垂直于与所述车辆车轮的轴平行的轴线。

25.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述至少两个车轮组件配置成均通过所述至少一个可转向车轮限定与所述地面接触的区域，并且配置成在所述框架的运动期间提供转向。

26.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述至少两个车轮组件与所述车辆车轮线性对准，并且配置成以与所述车辆车轮近似的方向行进。

27.根据权利要求1所述的移动机器人单元，其中，所述移动机器人单元配置成接合一个车辆车轮，并且其中四个移动机器人单元配置成接合从所述车辆的底座下方接合四轮车辆。

28.一种系统，包括：

根据权利要求1所述的至少两个移动机器人单元；以及

控制单元，所述控制单元配置成朝向所述目标车辆车轮导航所述移动机器人单元中的每一个。

29.根据权利要求28所述的系统，包括用于接合四轮车辆的四个移动机器人单元，每个移动机器人单元配置成提升所述目标车辆的总重量的至少25%的负载。

30.一种用于接合车辆的车轮以转移车辆的自主系统，包括：

根据权利要求1所述的至少两个移动机器人单元，每个移动机器人单元可操作以接合目标车轮；其中所述移动机器人单元包括框架，所述框架具有至少两个车轮组件，并且其中所述框架限定两个相对的翼部，使得所述至少两个车轮组件中的至少一个车轮组件定位在第一翼部中，并且所述至少两个车轮组件中的至少一个车轮组件定位在第二翼部中：以及

控制单元，所述控制单元编程为：

(i) 将所述移动机器人单元中的每一个导航到不同的目标车辆车轮；

(ii) 控制所述移动机器人单元从第一配置调整到第二配置，其中在所述第二配置中，所述移动机器人单元接合所述目标车辆车轮以提升所述目标车辆车轮。

31.根据权利要求30所述的自主系统，其中所述控制单元被进一步编程为：

(iii) 同步所述移动机器人单元的群运动，以将提升的车辆转移到选定的位置。

32.根据权利要求30所述的自主系统，其中所述控制单元被进一步编程为：

(iii) 转动所述移动机器人单元中的每一个以相对于其目标车辆车轮定向所述移动机器人单元中的每一个。

33.根据权利要求32所述的自主系统，其中，所述移动机器人单元中的每一个配置成围绕枢转点转动。

34.根据权利要求30所述的自主系统，其中，所述控制单元与停车计费系统通信。

35.根据权利要求30所述的自主系统，其中，所述控制单元与手机应用程序通信。

36.根据权利要求30所述的自主系统，其中，所述控制单元配置成基于从GPS系统、超声波传感器、基于电磁的导航系统、相机、距离传感器、接近传感器、激光雷达、雷达中的一个或多个所接收的输入来导航所述移动机器人单元中的每一个。

37.根据权利要求30所述的自主系统，包括四个移动机器人单元。

38.根据权利要求30所述的自主系统，其中，所述移动机器人单元中的每一个包括至少一个转向马达和至少一个驱动马达，并且所述控制单元配置成控制所述至少一个转向马达和所述至少一个驱动马达的致动。

39.根据权利要求30所述的自主系统，其中，所述移动机器人单元中的每一个包括多个车轮组件，所述多个车轮组件提供所述移动机器人单元的运动，每个车轮组件包括集成转向马达和集成驱动马达。

40.一种使用多个移动机器人单元以接合和转移停放的车辆的方法，包括：

将根据权利要求1所述的多个移动机器人单元中的每一个分别引导到不同的目标车辆车轮；

通过多个移动机器人单元的同步致动将所述车辆从地面提升；

将所述车辆转移到不同于起始位置的位置；以及

将所述车辆降低回地面。

41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述转移的速度高达25km/h。

42.根据权利要求40或41所述的方法，其中，所述引导包括将所述移动机器人单元中的每一个定向成与所述目标车辆车轮对准。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，所述目标车辆车轮以非平行定向停放。

44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述目标车辆车轮相对于所述车辆的中心长轴线处于0-85度的角度。

45.根据权利要求40所述的方法，其中，在所述引导和所述转移中的至少一个的期间，所述移动机器人单元中的每一个配置成以1-100 m/s^2之间的速率加速。

46.根据权利要求40所述的方法，其中，所述引导、所述提升、所述转移和所述降低在少于3分钟的时间段内完成，以转移所述车辆至少50米的距离。

47.根据权利要求40所述的方法，还包括命令所述移动机器人单元返回储存和/或移动到不同的车辆和/或充电站。

48.根据权利要求40所述的方法，其中，所述分别引导包括识别所述目标车辆车轮的位置和定向；将所述移动机器人单元导航到所识别的位置；根据所识别的方位来定向所述移动机器人单元；以及将所述移动机器人单元停靠在所述目标车辆车轮上。