CN114888774A - 用于连接自主移动机器人的系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将移动机器人(110)连接到相关设备(400)的模块(200)，以及用于将设备连接到对接站(900，1000)的装置(700，800)。模块(200)具有限定所述模块(200)的外部的壳体(210)。模块(200)包括多个锁定构件(220a，220b，220c，220d)，每个锁定构件能在空闲位置与突出位置之间移动，在所述空闲位置，所述锁定构件(220a，220b，220c，220d)布置成完全位于所述壳体(210)内，在所述突出位置，所述锁定构件(220a，220b，220c，220d)的至少一部分在所述壳体(210)的外部延伸。

Description

用于连接自主移动机器人的系统

本申请是申请日为2018年9月28日、名称为“用于连接自主移动机器人的系统”的发明专利申请No.201880063610.2的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于连接自主移动机器人及其相关设备的系统和装置。特别地，本发明涉及将运输机器人连接到周围设备，例如推车，并且选择性地将该设备(例如推车)连接到运输机器人或对接站。

背景技术

自主移动机器人广泛用于工业应用中，尤其是用于货物的物流和运输。这种机器人的典型情形是在第一位置拾取货物，并在第二位置交付货物。第一和第二位置是预先编程的，因此不需要人来执行运输。

货物通常布置在推车上，推车为被动/无源设备。因此，机器人必须连接到推车才能驱动货物，而当机器人到达交付位置时则需要断开连接。

US2017/0129705描述了一种物流中心，其中嵌套式台架、升降台车和穿梭机器人推车用于将包裹从卸货点移动到堆货区。穿梭机器人推车具有可横向伸出的臂。在每个臂的下侧，设置了一磁体，该磁体与台架的水平杆上的相应磁体接合，以将台架锁定于穿梭机器人推车。根据相关台架的宽度，可以将臂伸出至不同的长度，使得穿梭机器人推车可以供不同的台架使用。

尽管可伸缩臂具有多功能性，但它们占用了大量空间。此外，必须单独控制每个臂，以确保相应磁体的启用和停用。

鉴于此，需要对将自主移动机器人连接到周围设备进行改进。

发明内容

因此，本文教导的一个目的是提供一种用于将移动机器人连接到相关设备的改进系统，以及用于将设备连接到固定站的系统。

根据第一方面，提供了一种用于将移动机器人连接到相关设备的模块。该模块具有限定所述模块的外部的壳体，并且所述模块包括多个锁定构件，每个锁定构件能在空闲位置与突出位置之间移动，在所述空闲位置，所述锁定构件布置成完全位于所述壳体内，在所述突出位置，所述锁定构件的至少一部分在壳体的外部的延伸。

在一个实施例中，每个锁定构件能在水平面内移动。这样的运动可以例如通过纯水平运动或通过围绕布置在水平面中的旋转轴线的旋转运动来实现。在这样的实施例中，锁定构件例如可以从竖直对准的位置移动到水平对准的位置。

该模块可以包括布置成从壳体的第一侧突出的第一对锁定构件，以及布置成从壳体的相对的第二侧突出的第二对锁定构件。

该模块可以包括下部件和上部件，所述下部件构造成牢固地附接到所述移动机器人的上端，并且其中所述锁定构件布置在所述模块的上部件中。

该模块的下部件还可包括升降装置，该升降装置构造成使上部件相对于下部件在竖直方向上移动。

升降装置可包括与移动构件协作的至少一个楔形构件，使得竖直运动通过楔形构件与移动构件之间的相对水平移动来实现。

壳体可以具有矩形形状，并且升降装置可以位于壳体的每个拐角中。

至少一个锁定构件可以形成用于相关设备的锁定装置的致动器。

根据第二方面，提供了一种锁定构件模块，该锁定构件模块供用于将移动机器人连接到相关设备的顶部模块使用。锁定构件模块包括至少一个锁定构件和与其连接的驱动装置，使得至少一个锁定构件能在空闲位置与突出位置之间移动，在所述空闲位置，锁定构件布置成完全位于顶部模块的壳体内，在所述突出位置，锁定构件的至少一部分在壳体的外部延伸。

整个锁定构件模块可以作为安装到顶部模块上的独立单元来提供。

根据第三方面，提供了一种锁定装置，该锁定装置布置在配置成由自主移动机器人运输的设备上。锁定装置能在第一模式与第二模式之间操纵，以便能够将相关设备选择性锁定到机器人和锁定到对接站上。

在第一模式和第二模式之间的操纵可以借助于外部致动器来实现。

将外部致动器插入锁定装置可以实现从第一模式到第二模式的自动切换。

将外部致动器从锁定装置上移除可以实现从第二模式到第一模式的自动切换。

锁定装置可以包括用于接纳移动机器人的锁定构件的第一接合区域和用于接纳对接站的锁定构件的第二接合区域。

顶部模块的锁定构件可以形成外部致动器。

锁定装置可以进一步包括杠杆臂，该杠杆臂被弹性件偏压成能迫使所述锁定装置处于第一模式。

杠杆臂可具有设置有钩部的第一端，所述钩部用于与对接站的锁定构件接合。

钩部可以从杠杆臂成一定角度延伸，并且锁定力可以取决于角度的大小以及弹性件的偏压力。

根据第四方面，提供了一种推车。该推车包括至少一个根据第三方面的锁定装置。

该推车可以包括前端和后端，其中前端和后端中的至少一者包括两个间隔开的锁定装置。

用于接纳对接站的锁定构件的锁定装置的第二接合区域可以布置在前端或后端。

根据第五方面，提供了一种用于与根据第四方面的推车使用的对接站。该对接站包括至少一个用于与相关推车的锁定装置接合的锁定构件。

锁定构件可以是在水平方向上延伸的突出构件，并且突出构件可以具有尺寸确定为能接纳锁定装置的钩部的沟槽。

根据第六方面，提供了一种自主移动机器人，其包括根据第一方面的模块。

在一个实施例中，该模块与机器人集成在一起。

根据第七方面，提供了一种系统。该系统包括根据第六方面的移动机器人、根据第五方面的对接站和根据第四方面的推车。

根据一个方面，本发明涉及锁定安装在推车上的模块，使得有可能确保推车与移动机器人之间或推车与固定的“对接站”之间的锁定。

移动机器人已经广泛用于工业中的物流任务。对于此应用，重点是提供一种锁定模块设计，其确保推车不会布置在生产中的“临时”位置。因此，本发明的目的是确保例如用于运输货物或物品的推车始终具有与移动机器人或“对接站”的牢固连接。

“对接站”是确保推车的期望位置(相对于给定位置或给定系统)关于要借助于推车运输的物品或其它对象而言理想的单元。示例包括具有要被运输到储存区域的物品的组装线，或者是在其中将物品分类并且此后借助于推车运送到更大的集装箱等的分类区域。

提供了一个或多个锁定模块，其确保推车与移动机器人之间或推车与对接站之间的牢固连接。锁定模块具有两个位置，其中初始位置确保锁定于对接站上，而启用位置则确保与移动机器人的锁定/接合。

外部致动器可以促使锁定模块从初始位置切换到启用位置。当致动器使锁定模块转入启用位置时，致动器/锁定室在推车与移动机器人之间具有锁定功能，致动器可从该位置进行操作(作为机器人的一部分或安装在机器人上的特定装置)。

确保锁定于对接站上的锁定模块的尺寸可以设置成使得锁定力可以根据锁定接合区域的角度以及通过改变用于使锁定模块转入其锁定位置的弹力而变化。

对接站的锁定率可能会因尺寸和弹力而异，这确保在推车与对接站之间实现完全锁定(自保持机构)的可能性，以及可被手动超控并由此通过将推车从对接站中拉出来解锁推车的系统的可能性。

根据一个方面，本发明涉及一种用于将移动机器人连接到推车、台架等的顶部模块。

移动机器人已经广泛用于工业中的物流任务。对于此应用，重点是提供一种顶部模块设计，该模块设计在使用时确保对机器人区域内的使用者和人员的安全。

更重要的是，由于重心优选地尽可能低，顶部模块是紧凑的。

术语“顶部模块”包括牢固地附接到移动机器人的上侧或其一部分上的模块。该顶部模块又可以用来将能够从A行驶到B的移动机器人与推车、台架和放置货物并打算将该货物从A运输到B的类似设备连接。

因此，顶部模块的主要功能是当机器人移动到例如位置A以拾取推车时成为机器人的一部分以将机器人与推车连接，然后移动到位置B以交付推车。

为了确保牢固连接，顶部模块设置有四个水平作用的锁定销。当将这些锁定销推入顶部模块时，推车将与机器人断开连接；当它们从顶部模块突出时，推车将连接到机器人。

如果希望移动台架，则顶部模块可以设置有升降机构。当四个锁定销突出并由此连接到台架时，可以启动升降装置，藉此可以提升台架并且机器人可以将台架从位置A运输到位置B。

升降机构构造成使得当所述机构正在升降时两个楔形件被朝向彼此拉动，这提供了最佳的力传递，由此顶部模块的上部件和下部件之间的摩擦力保持在最小。

提供了一种用于将移动机器人连接到诸如推车、台架等设备的顶部模块。顶部模块包括2-4个水平作用的锁定销，这些锁定销可以从模块中突出，并由此固定相关的设备。

顶部模块可以具有上部区段和下部区段，其中2-4个水平作用的锁定销布置在上部区段上，并且其中下部区段设置有构造成使上部区段升高的升降机构，使得可以提升所连接的设备。

升降机构可以形成为使得存在四个负载区域。负载区域形成为使得当它们分开时它们具有楔形形状，当彼此挤压时，该楔形形状将水平运动转换成竖直运动。

附图说明

下面将参考附图进一步详细描述本文的教导的实施例，这些附图示出了关于如何将这些实施例简化为实践的非限制性示例，并且在附图中：

图1a是根据一个实施例的具有移动机器人、顶部模块和呈台架形式的设备的系统的等轴测视图。

图1b是根据一个实施例的具有移动机器人、顶部模块和呈推车形式的设备的系统的等轴测视图。

图2是根据一个实施例的顶部模块的等轴测视图。

图3a是图2所示的顶部模块的等轴测视图，示出了内部。

图3b是示出根据一个实施例的形成顶部模块的一部分的升降装置的细节的等轴测视图。

图4a-b是包括根据实施例的不同的锁定装置的推车的零部件的等轴测视图。

图5a-b是图4a-b所示的推车的前视图。

图6a-b是图5a-b所示的推车的俯视图。

图7a-c是根据一个实施例的锁定装置的部分截面放大图。

图7d-g是根据一个实施例的锁定装置的截面图。

图8是根据另一实施例的锁定装置的截面图。

图9是用于与图7a-g所示的锁定装置一起使用的对接站的等轴测视图。

图10是用于与图8所示的锁定装置一起使用的对接站的等轴测视图。

图11a-c示出了用于借助于具有顶部模块的移动机器人将推车连接到对接站的顺序。

图12a-c示出了从具有顶部模块的移动机器人卸载包装的顺序。

图13a-c示出了用于借助于具有顶部模块的移动机器人将台架连接到对接站的顺序。

具体实施方式

以下描述针对一种顶部模块，该顶部模块构造成安装到移动机器人上以便提供移动机器人以及诸如推车、台架、锁定装置和对接站等辅助设备的改进功能。

应当提到的是，改进的概念绝不限于本文描述的实施例，并且在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以进行多种修改。

例如在生产或物流流程内进行的重复和/或可预测的任务的数量众多。其中许多任务可以部分或完全自动化。然而，尽管任务可能是重复性的和可预测的，但仍需要为灵活性和敏捷性设置流程。这意味着固定安装在机器人上以进行重复性任务在灵活性和敏捷性方面可能被视为障碍。许多设施正在使用自主移动机器人110(例如，参见图11-13)，以便保持其流程的灵活性，并且仍然减少了需要由人进行的重复性和/或可预测的任务的数量。自主移动机器人110通常被设计为执行运输任务，例如将物品从一个地点运输到另一地点。

取决于要运输的物品，自主移动机器人110可以以多种构型布置，并且很可能需要不同类型的自主移动机器人110，或者当例如要运输的物品改变时花费了大量时间来重新配置自主移动机器人110。

为了使灵活性最大化并节省时间和成本，引入了模块200，该模块还允许不同的设备400与同一自主移动机器人110一起使用。

参考图1a，示出了一个实施例，其中模块200被布置在移动机器人110的顶部，以便将移动机器人110连接到不同的相关设备400。模块200被以单独的部件提供，即，它是被预先制造并且随后被安装/连接到机器人110。应该提到的是，在一些实施例中，模块200可以代替地与机器人110集成在一起，即，模块200形成机器人110的一部分。

在图1a中，相关的设备是台架400。因而形成顶部模块200的模块200牢固地固定到移动机器人110上，并且模块200与台架400之间的连接例如借助于台架400的锁定装置700实现，这将在后面的章节中更详细地说明。

在图1b中，模块200替代地以下文也将描述的方式连接到推车400。

借助于图2和图3，将更详细地描述模块200。该模块包括壳体210，多个锁定构件220a、220b、220c、220d，下侧面mb，上侧面mu，第一侧面s1和第二侧面s2。由于模块200的矩形形状，因此还提供了两个另外的侧面，但本文未进一步描述。

图3a是移除了下侧面mb的模块200的视图，示出了锁定构件220a、220b、220c、220d如何在模块200的壳体210内部的水平面内延伸。每个锁定构件220a、220b、220c、220d可沿水平方向移动，使得它们可以处于大致在壳体210内部的空闲状态，或者处于突出位置，在该突出位置锁定构件220a、220b、220c、220d的至少一部分伸到壳体210的外部。模块200可布置成使得每个锁定构件220a、220b、220c、220d的位置被单独控制，但是优选地，锁定构件220a-d由公共电动机230和与其联接的变速器240以同步方式控制。

在所示的示例中，电动机230居中地布置在锁定构件220a-d之间，并且螺杆242从电动机230的一个纵向端延伸出。螺杆242(在图3a中仅可见一个螺杆)驱动凸轮板244，以控制相应锁定构件220a-d的位置。

在另一实施例中，螺杆从电动机230的每个纵向端部延伸出，并且每个螺杆驱动与其连接的凸轮板。因此，在这样的实施例中，存在两个凸轮板，其不彼此连接，但由于公共电动机而同步驱动。在又一实施例中，设置了两个线性电机(未示出)，每个线性电机驱动用于移动一对锁定构件220a-d的凸轮板。

在所示的示例中，凸轮板244具有中间部分245a和两个相对的端部部分245b。V形沟槽245c形成凸轮板244的一部分，并且通过中间部分245a连接。每个沟槽245c接纳锁定构件220a-d的引导构件(未示出)。当电动机230启动时，凸轮板244将沿图3a中的方框箭头指示的方向A移动。由于V形沟槽245c的形状，锁定构件220a-d将被迫使沿垂直于方向A的方向移动，即从壳体210移出。锁定构件220a-d的向内和向外运动由此是通过沿相反的方向驱动电动机230来实现的。

锁定构件220a、220b、220c、220d布置为使得第一对锁定构件220a、220b布置成能从壳体210的第一侧面s1突伸出，并且第二对锁定构件220c、220d布置成能从壳体210的第一侧面s2突出。模块200通常可以布置在移动机器人110的顶部上，使得模块200的下侧面mb搁置在移动机器人110的顶侧面上。

图2和图3a-b所示的模块200只是如何布置模块的一个示例，技术人员应理解，锁定构件220的数量及其构型可以变化。除此之外，图2和图3a-b所示的模块200以大致矩形的形式形成，但是应当理解，该形式可以是在从例如椭圆形或圆形的形式到包括任意数量的角部的形式的范围内的任何合适的形式。

锁定构件220a、220b、220c、220d可以由用作驱动装置(未示出)的电动机230驱动，并且可以由控制器(未示出)控制。驱动装置可以不必是电动机230，而可以是适合于致动锁定构件220a、220b、220c、220d从空闲位置到伸出位置的移动的任何装置，或者从伸出位置到空闲位置的移动的任何装置。这样的驱动装置可以是例如一个或多个步进电动机、杆型致动器、气动致动器、螺线管、弹簧机构等。该配置可以使得所有锁定构件220a、220b、220c、220d由相同的驱动装置或以任何其它构型驱动。可以通过模块200内部的控制器来实现对驱动装置的控制；控制器可以是PLC或配置成将控制信号传输到顶部模块的电动机230的任何其它编程逻辑控制器。更具体地，控制器配置成与移动机器人110通信，使得控制器可以接收位置数据、触发数据或控制顶部模块200的锁定构件220a-d的启用所需的其它信号/数据。

在另一实施例中，控制器形成移动机器人110的一部分，藉此通过合适的接口在控制器与驱动装置之间建立通信。这样的接口可以是有线的，无线的，等等，并且也可以为其中控制器形成模块200的一部分的实施例提供类似的通信接口。

优选地，模块200还设置有用于从移动机器人110接收电力的电缆。如果还将控制器布置在移动机器人110内，藉此模块200可以从移动机器人110接收电力和控制两种信号，则这是特别有利的。然而，也可以为模块200设置专用电源，以驱动锁定构件220a-d。

在又一实施例中，模块200设置有升降装置260，该升降装置260允许上部件mu在竖直方向上相对于下部件mb移动。在模块200布置在移动机器人110的顶部上的典型布置中，这将允许相关设备400相对于移动机器人110被提升和降低。在诸如例如图2和图3a所示的基本矩形的模块200中，可能优选的是在模块200的每个拐角处放置一个升降装置，以允许稳定受控的升降运动。

在图3b中，更详细地示出了升降装置260的细节。升降装置260布置在一个侧面s1、s2上，这意味着矩形模块200通常需要两个升降装置260。

每个升降装置260包括电动机262，该电动机262驱动两个螺杆264a-b，每个螺杆264a-b从电动机260的相对纵向端部延伸出来。每个螺杆264a-b在其相对端连接到楔形构件266，藉此电动机262的启动将引起楔形构件266的纵向运动。楔形构件266与滚轮268接合，该滚轮268又由上部件mu附接到其上的支架269支承。因此，当电动机262启动时，楔形构件266将朝向电动机262移动，从而由于楔形构件266倾斜而迫使滚轮268竖直向上移动。由于壳体210的上部件mu经由支架269连接到滚轮268，因此上部件mu将向上升高。当运输如图1a所示的台架400时这是特别有利的，但也适用于图11-13中描绘的情形(即使是图11a-c所示的推车)。

应该提到的是，即使已经将锁定构件220a-d描述为形成顶部模块200的一部分，但在一些实施例中，顶部模块200作为单独的部件提供而没有任何锁定构件220a-d，锁定构件替代为通过形成一个或多个锁定构件模块的一部分而被添加至顶部模块200。通常，这种锁定构件模块包括一个或多个锁定构件220a-d，以及与其连接的驱动装置(例如电动机230)。锁定构件模块优选地构造成使得当其被安装到顶部模块200上时，所述至少一个锁定构件220a-d可在空闲位置与突出位置之间移动，在所述空闲位置，锁定构件220a-d布置成完全位于顶部模块200的壳体210内，在所述突出位置中，锁定构件220a-d的至少一部分在壳体210的外部延伸。

现在转到图4a-b、5a-b和6a-b，示出了相关设备400的实施例。在这些图4-6中，相关设备被示出为推车400，并且尽管这是优选的实施例，但是相关设备的许多其它形状或形式也是可行的，例如台架等。相关设备400设置有锁定装置700、800，以便允许设备400固定到移动机器人110的模块200上，或固定在如图9-10所示的对接站上。

当提到“对接站”时，这种结构应广义地解释为涵盖所有固定设施，这些固定设施将适合于限定由移动机器人以其它方式运输的设备的固定位置。例如，设备可以是具有设置有传送带的平顶的推车，该传送带被设计成形成制造场所(或其它物流行业)的一部分。为了确保传送带的正确位置，推车可以连接到形成工作站的相邻结构，该工作站例如是具有从推车的传送带接收货物的传送带的站。因此，对接站/工作站在本说明书内可以互换使用。

图4a、5a和6a示出了具有第一实施例的锁定装置700的推车400(参考7a-c进一步描述锁定装置700)，而图4b、5b和6b示出了具有第二实施例的锁定装置800的推车400(将参考图8进一步描述锁定装置800)。

以其最简单的形式，锁定装置700是布置在设备内部的一个或多个凹部702；凹部702被确定尺寸并且间隔开，使得每个凹部702被允许接纳相关模块200的锁定构件220a-d。凹部702优选地是长圆形的，以允许设备400与移动机器人110之间的高度变化。

因此，当移动机器人110位于设备400下方时，致动锁定构件220a-d，使得它们从模块200的壳体210突出，并进入设备400的锁定装置700的配合凹部702中。设备400由此附接到移动机器人110上，移动机器人110将通过再次将锁定构件220a-d致动为远离凹部702的向内运动来释放设备400。

尽管在图4a-b中仅示出了一个凹部702，但其余三个凹部702的相应位置用箭头表示。

锁定装置700、800还允许设备400被固定到对接站900、1000(见图9-10)上，或被固定到工作站，例如具有锁定构件910的固定传送带设置，或者固定到类似设施。在这样的实施例中，设备400设置有两个改进的锁定装置700、800，其间隔开并且面向推车400的前侧面cf。与推车400的前侧面cf相对的是推车400的后侧面cb，其也可以设置两个改进的锁定装置700、800。在任何情况下，前侧面cf和后侧面cb都设置有两个间隔开的锁定装置700，用于将模块200固定到设备400上，如上面已经描述的。

在一些实施例中，锁定装置700的操作允许双重功能；在第一步骤中，锁定装置700相对于对接站/工作站固定设备的位置，而在第二步骤中，锁定装置700还提供拉力，使得锁定装置700(和相关设备)被压向对接/工作站。该顺序在图7d-g进一步描绘。

在图7a-c中，示出了锁定装置700的一个实施例。图7a示出了处于第一模式的锁定装置，在第一模式中在第一接合区域710或第二接合区域720中不存在外部激励。当锁定装置700布置在由移动机器人110操作的相关设备400上时，第一接合区域710面向布置在移动机器人110上的模块200的第一侧面s1或第二侧面s2。该布置使得锁定构件220a、220b、220c、220d中的一个与第一接合区域710对准，使得当锁定构件220a、220b、220c、220d处于其突出位置时，锁定构件220a、220b、220c、220d将通过凹部702进入第一接合区域710。布置在锁定装置内部700的是包括设置有钩部740的第一端1f的杠杆臂730。杠杆臂730布置成使得杠杆臂730的第二端1s以如下方式位于第一接合区域710附近：当例如相关模块的锁定构件220a、220b、220c、220d被接纳在接合区域710内时，锁定构件220a、220b、220c、220d与杠杆臂730相互作用。该相互作用引起杠杆臂730被锁定构件220a-d的端部推动，并绕作为杠杆臂730一部分的枢销750枢转，使得在杠杆臂730的第一端1f处的钩部740沿与由锁定构件220a、220b、220c、220d施加在杠杆臂730上的力相反的方向移动。除此之外，杠杆臂730可以被弹簧/弹性件760偏压，使得杠杆臂730与对接/工作站的锁定构件接合。

第二接合区域720适合于接纳对接站900的锁定构件910。对接站900及其相关联的锁定构件910将在后面的段落中进一步详细说明。现在，看图7b将显示处于第二模式的锁定装置700。相关模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d通过第一接合区域710接合杠杆臂730，使得杠杆臂730沿与弹簧760的接合力相反的方向移动。第二接合区域720接纳对接站900的锁定构件910，从而允许锁定构件910的沟槽行进穿过第二接合区域720的凹部704并自由地通过杠杆臂730的钩部740。

应当注意，在一些实施例中，可以允许锁定构件910从第二接合区域720行进并且通过杠杆臂730的钩部740，而不必使用模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d来移动杠杆臂730。这是通过以下方式实现的：使杠杆臂730的第一端1f成形为使得，当由来自对接站900的锁定构件910的力施加时，弹簧760被压缩，杠杆臂730移动，并且对接站900的锁定构件910能够通过杠杆臂的钩部740。

现在转到图7c，再次示出了处于第一模式的锁定装置700。可以看到锁定构件910的沟槽920与杠杆臂730的钩部740接合，使得锁定构件910固定到锁定装置700。模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d 200处于其空闲位置。这种布置的一个效果是，当移动机器人110移开时，包括模块200，该模块200包括附接到移动机器人110上的锁定构件220a、220b、220c、220d，锁定装置700将不会随移动机器人110一起移动，而是通过对接站900的锁定构件910的附接而保持在原位。如上所述，锁定装置700可附接到相关的设备400(例如推车)上，并且这意味着相关设备400将通过对接站900而停留工作并且移动机器人110可以自由例如拾取另一相关设备400。

上述说明是从移动机器人110将相关设备400留在对接站900的角度给出的。该说明当然也涵盖了相反的情形，即以第一模式开始，如图7c所示，其中可以连接到相关设备400的锁定装置700连接到对接站900。模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d将与锁定装置700的第一接合区域接合，如图7b所示，从而推动杠杆臂730并引起杠杆臂730绕枢销750枢转。这使杠杆臂730的第一端1f沿与锁定构件220a、220b、220c、220d的推动运动相反的方向上移动，并且杠杆臂730的钩740与对接站900的锁定构件910的沟槽920脱离

锁定装置700的另一实施例在图7d-g中示意性示出。如先前所建议的，该实施例涉及具有双重功能——即相对于对接站900固定设备400的位置，以及将设备400拉向对接站900——的锁定装置700。

推车400或其它设备在每个侧面上设置有两个锁定装置700。每个锁定装置700具有两个间隔开的接合区域710，用于接纳移动机器人110的模块200的相应的锁定构件220a-d。在图7d-g中，为了简单起见省略了顶部模块200的主要零部件，因此仅示出了锁定构件220a-d。

杠杆臂730设置成以与上文参考图7a-c所述相同的方式与相关对接/工作站的锁定构件910接合。这意味着杠杆臂730的一端1f设置有钩部740。

杠杆臂730借助于两个间隔开的弹簧760a-b被弹簧偏压向空闲位置(在图7g中示出)。第一弹簧760a位于最前接合区域710的面向对接站的区域中，并且第二弹簧760b位于最后接合区域710的区域中。弹簧760a-b没有彼此连接，但是它们可以彼此独立地推动杠杆臂730。

在图7d中，设备400被锁定到模块200，即，锁定构件220a-d插入到接合区域710中。在图7e中，设备400移动以与对接站900的锁定构件910接合；即，每个锁定构件910由锁定装置700以与上文参考图7a-c所述相同的方式接纳。可以看出，设备400不一定是完全推靠在对接站900上。

当模块200要释放设备400时，这以两步顺序完成。最初，如图7f所示，模块200的最前部锁定构件220c被启动以将其从锁定装置700中抽出。弹簧760a将由此促使杠杆臂730移动，使得钩部740与对接站900的锁定构件910接合。

在第二步骤中，最后部的锁定构件220d从锁定装置700退出，如图7g所示。然后，弹簧760b将迫使杠杆臂730的后部移动。然而，该移动由杠杆臂730与锁定装置壳体702之间的连接控制。杠杆臂730具有销732，该销732被接纳在壳体720的倾斜沟槽704中，使得杠杆臂730在朝向顶部模块200移动时也被迫使向后移动。效果将是在对接站900的锁定构件910上的拉动作用，因为钩部740阻止杠杆臂730从对接站900的锁定构件910移开。设备400由此将被自动拉向对接站900。

图8示出了根据与锁定装置700的前述实施例相同的基本原理工作的锁定装置800的稍微修改的实施例。锁定装置800包括可通过第一接合区域810的凹部802与相关模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d接合的杠杆臂830。锁定装置800可以以与前述实施例类似的方式在第一模式与第二模式之间操纵。在图8中示出了第一模式，在该第一模式中，锁定装置800准备好接纳模块200的锁定构件220a-d。一旦锁定构件220a-d插入到第一接合区域810的凹部802中，锁定装置800就将处于第二模式。在第二模式中，杠杆臂830与相关模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d接合，即，锁定构件220a、220b、220c、220d处于其突出位置。类似于先前的实施例，这使得杠杆臂830绕枢销850枢转并且使枢转臂830的第一端1f沿与锁定构件220a、220b、220c、220d的接合运动相反的方向移动。锁定装置800设置有锁定球860，锁定球860布置成当由于作用在其端部1s中的弹簧的弹力而被杠杆臂830推动时部分地从锁定装置800中伸出。因此，当杠杆臂830与锁定构件220a、220b、220c、220d接合时，锁定球860不再被向外推动。由此，该实施例的锁定装置800将引起顶部模块200的侧向尺寸的改变；在第一模式中，当模块200的锁定构件220a-d没有与锁定装置800接合时，锁定球860将通过弹簧760横向向外突出。另一方面，当锁定构件220a-d插入到凹部802中时，作用在锁定球860上的弹簧的偏压力将被释放，藉此锁定球860可向内移动。

因此，对于上述两个实施例，模块的锁定构件220a-d用作用于锁定装置700、800的外部致动器。

参考图9，将描述与设置有锁定装置700的设备400一起使用的对接站900的一个实施例。对接站900设置有两个呈销钉形式的锁定构件910，所述销钉从支承主体902向外延伸。每个锁定构件910都设置有沟槽920，该沟槽布置成使得当锁定构件910插入到锁定装置700的第二接合区域720中时，锁定构件910可以由锁定装置700的杠杆臂730的钩部740保持在锁定装置700内。应提及的是，与沟槽920的构型相结合的杠杆臂730的钩部740的特定设计可以被设计成定制手动超控锁定装置700的作用所需的力。例如，应该允许一个人将设备拉离对接站900，藉此可以调节杠杆臂730的材料和/或钩部740的角度以满足特定要求。

参考图10，将描述与设置有锁定装置800的设备400一起使用的对接站1000的一个实施例。对接站1000设置有两个锁定构件1010，其形式为从支承主体1002向外延伸的横向结构。每个锁定构件1010均设置有布置在横向方向外侧的凹陷1020，并且该凹陷1020布置成使得当锁定构件220a-d使锁定装置800处于第二模式时，锁定装置800的锁定球860可以自由地进入凹陷1020的区域。当锁定构件220a-d从锁定装置800释放时，球860将被向外偏压到凹陷1020中，从而将设备400锁定于对接站1000上。应该提及的是，与凹陷202的构型相结合的锁定球860的特定设计和弹簧偏压可以被设计成定制手动超控锁定装置800的作用所需的力。例如，应该允许一个人将设备拉离对接站1000，藉此可以调节锁定球860的弹簧偏压以满足特定要求。

上述锁定装置700、800的优点在于它们完全是无源部件，不需要电力或控制功能。然而，当然也可以为对接站900、1000设置其它部件，以控制与接近的推车400的相互作用。这些其它部件例如可包括传感器、磁体、螺线管、电动机等。

在以下各段中，将提出多个非限制性示例，以进一步理解本文公开的概念。

在图11a-ca的情形中，具有轮子的推车形式的相关设备400由移动机器人110运输。推车400将使移动机器人110能够承载比直接在移动机器人110的顶部上承载的负载重得多的负载。推车400通过设置在推车上的锁定装置700牢固地附接到移动机器人110的模块200上，如图11a所示。这意味着模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d处于其突出位置。当移动机器人110移入对接站900时，对接站的相关锁定杆910将与设置在推车上的锁定模块700的第二接合区域720接合，如图11b所示。当模块200移动其相关锁定构件220a、220b、220c、220d以布置成完全位于模块200的壳体210内时，当移动机器人110离开对接站时推车400将从移动机器人110被释放，如图11c所示。接收推车400的相反情形仅仅是颠倒以上描述的事项的次序。

图12a-c描述了其中移动机器人110的模块200设置有托板410的情形。托板410布置成能与相关对接站1100的结构1110接合，使得托板410与相关对接站1100的结构1110交织。当移动机器人110接近对接站1100时，如图12a所示，托板410和结构1110将交织，如图12b所示。通过控制模块200的升降装置260以使得模块200的高度减小，当移动机器人110移离对接站1100时，可以将物品1210留在相关对接站1100上。接收物品1210的相反情形仅仅是颠倒以上描述的事项的次序。

在图13a-ca中，示出了其中由移动机器人110运输台架形式的相关设备400的情形。台架400通过设置在台架400上的锁定装置800牢固地附接到移动机器人110的模块200上，如图11a所示。这意味着模块200的锁定构件220a、220b、220c、220d处于其突出位置。由于台架400没有轮子，借助于先前描述的升降装置260，移动机器人110的模块200处于竖直升高的位置。当移动机器人110移动到对接站1000中时，锁定装置800的锁定球860将与对接站1000的相应凹部1020对准。此后，模块200被启动以降低其上部构件mu，使得台架400立于地板上。由于对接站1000的凹部1020具有竖直延伸范围，因此锁定装置800的锁定球860仍与凹部1020对准。当模块200移动其相关锁定构件220a、220b、220c、220d以完全布置在模块200的壳体210内时，台架400将从移动机器人110上释放，但是由于锁定装置800的球860现在被向外偏压到凹部1020中时而被固定到对接站1000上。接收推车400的相反情形仅仅是颠倒以上描述的事项的次序。

Claims (15)

1.一种要布置在设备(400)上的锁定装置(700，800)，所述设备(400)配置成能由自主移动机器人(110)运输，其特征在于，所述锁定装置(700，800)能在第一模式与第二模式之间操纵，以便能够将相关设备(400)选择性地锁定到所述自主移动机器人(110)和锁定到对接站(900，1000)上。

2.根据权利要求1所述的锁定装置(700，800)，其中，所述第一模式与所述第二模式之间的操纵借助于外部致动器(220a-d)来实现。

3.根据权利要求2所述的锁定装置(700，800)，其中，将所述外部致动器(220a-d)插入到所述锁定装置(700，800)中实现了从该第一模式到该第二模式的自动切换。

4.根据权利要求2所述的锁定装置(700，800)，其中，从所述锁定装置(700，800)移除所述外部致动器(220a-d)实现了从所述第二模式到所述第一模式的自动切换。

5.根据权利要求2所述的锁定装置(700)，包括用于接纳所述移动机器人(110)的锁定构件(220a，220b，220c，220d)的第一接合区域(710)，以及用于接纳所述对接站(900)的锁定构件(910)的第二接合区域(720)。

6.根据权利要求5所述的锁定装置(700)，其中，模块(200)的锁定构件(220a，220b，220c，220d)形成外部致动器。

7.根据权利要求5或6所述的锁定装置(700，800)，还包括杠杆臂(730，830)，所述杠杆臂(730，830)被弹性件偏压成能迫使所述锁定装置(700，800)处于所述第一模式。

8.根据权利要求7所述的锁定装置(700)，其中，所述杠杆臂(700)的第一端(lf)设有钩部(740)，所述钩部用于与所述对接站(900)的锁定构件(910)接合。

9.根据权利要求8所述的锁定装置(700)，其中，所述钩部(740)从所述杠杆臂(730)以一定角度延伸，并且其中锁定力取决于所述角度的大小以及所述弹性件的偏压力。

10.一种推车(400)，包括至少一个根据权利要求1-9中任一项所述的锁定装置(700，800)。

11.根据权利要求10所述的推车(400)，包括前端(cf)和后端(cb)，其中，所述前端(cf)和所述后端(cb)中的至少一者包括两个间隔开的锁定装置(700，800)。

12.根据权利要求10所述的推车(400)，其中，所述锁定装置(700)的用于接纳所述对接站(900)的锁定构件(910)的第二接合区域(720)布置在所述前端(cf)或所述后端(cb)。

13.一种用于与根据权利要求10至12中任一项所述的推车(400)一起使用的对接站(900，1000)，包括用于与相关推车(400)的锁定装置(700，800)接合的至少一个锁定构件(910，1010)。

14.根据权利要求13所述的对接站(900，1000)，其中，所述锁定构件(910)是在水平方向上延伸的突出构件。

15.根据权利要求14所述的对接站，其中，所述突出构件(910)具有沟槽(920)，所述沟槽(920)的尺寸设计成能接纳所述锁定装置(700)的钩部(740)。

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