CN117486123A - 用于移动有效载荷的设备 - Google Patents

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R·贾亚拉曼
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Abstract

一种用于移动有效载荷的设备，该设备包括：驱动机构；提升装置；一个或更多个承载表面以及布置成形成限定用于容纳提升装置的空间的边界的中心壁、第一侧壁和第二侧壁；安装到提升装置的附接机构；以及处理器，处理器被配置成操作该设备以：控制提升装置来提升有效载荷并将有效载荷放置在一个或更多个承载表面上；并且控制驱动机构来移动设备，以将有效载荷运输到一个位置，其中，提升装置在不使用时处于收起配置，其中，第一侧壁/第二侧壁包括一个或更多个致动器，一个或更多个致动器包括可伸出构件，可伸出构件能够伸出以接合提升装置，以将提升装置支撑于地平面上方处。

Description

用于移动有效载荷的设备
技术领域
本发明涉及一种用于移动有效载荷的设备。该设备可以是自主移动机器人，并且有效载荷可以是物体或包含一个或更多个物体的托盘。
背景技术
起重器可以附接到自主移动机器人，使得移动机器人可以被编程并被指派任务，以经由起重器和有效载荷运输装置来自动地执行有效载荷的提升。然而，起重器具有用于线性运动的轮，该轮不被设计成用于与移动机器人一起移动。解决这一问题的一些尝试包括用单向轮替换该轮，但存在实际问题，例如单向轮不被设计成用于起重器，并且市面上的那些可用的单向轮可能不能承受装载的起重器的重量。
发明内容
根据本公开的示例，提供了一种用于移动有效载荷的设备。所述设备包括：电源；用于移动的一个或更多个部件；驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述用于移动的一个或更多个部件来移动所述设备；提升装置，所述提升装置用于提升所述有效载荷；主体，所述主体包括一个或更多个承载表面、中心壁、第一侧壁和第二侧壁，其中，所述中心壁、所述第一侧壁以及所述第二侧壁被布置成形成限定用于容纳所述提升装置的空间的边界；一个或更多个附接构件，所述一个或更多个附接构件被安装到所述提升装置；以及处理器，所述处理器被配置成执行存储器中的指令，以操作所述设备以：控制所述提升装置来提升所述有效载荷；控制所述提升装置来将所述有效载荷放置在所述一个或更多个承载表面上；控制所述驱动机构来移动所述设备，以将搁置在所述一个或更多个承载表面上的所述有效载荷运输到期望位置，其中，所述提升装置在不使用时处于收起配置，并且能够改变成伸出配置，其中，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁包括：一个或更多个致动器，所述一个或更多个致动器包括可伸出构件，所述可伸出构件能够伸出到所述空间中，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
附图说明
本公开中的示例将通过以下仅作为示例并结合附图的书面描述而被更好地理解并且对于本领域技术人员是显而易见的，其中：
图1示出了根据本公开的示例的用于移动有效载荷的移动机器人的正视立体图。
图2示出了根据本公开的示例的安装有提升装置的移动机器人的后视立体图。
图3示出了图2的移动机器人的俯视图。
图4示出了图2的移动机器人的仰视立体图。
图5示出了用于提升并支撑安装至移动机器人的提升装置的致动器的俯视立体图。
图6示出了图5的致动器的仰视立体图。
图7示出了图2的移动机器人的正视图，其中，提升装置的轮可以接触地面，并且用于提升该提升装置的两个致动器尚未启动。
图8示出了图2的移动机器人的正视图，其中，提升装置的轮离开地面，并且用于提升该提升装置的两个致动器被启动。
图9示出了图2的前侧面向有效载荷的移动机器人。
图10示出了图9的移动机器人，其中，提升装置的其后侧和前侧面向图9的有效载荷。
图11示出了图10的移动机器人，其中，使提升装置伸出以接合图9的有效载荷的底部。
图12示出了图11的移动机器人，其中，伸出的提升装置将图9的有效载荷提升离开地面。
图13示出了图12的移动机器人，其中，承载图9的有效载荷的提升装置已缩回，并且该有效载荷位于移动机器人上方。
图14示出了图13的移动机器人，其中，提升装置已被降低，以将有效载荷搁置于移动机器人上，并且提升装置处于收起配置。
具体实施方式
本公开的示例涉及诸如自主移动机器人(以下称为“移动机器人”)的设备。提升装置、例如起重器被安装到或固定到移动机器人。该移动机器人可以被配置成控制提升装置(例如，移动提升装置)以承载有效载荷。有效载荷可以是包含一个或更多个物体的托盘。在提升有效载荷之后，移动机器人可以根据为移动机器人编程的指令(软件代码)而将有效载荷运输到期望位置。例如，有效载荷可以是生产线、医疗设施、办公环境、食品和饮料场所、仓库、零售场所、招待场所等的有效载荷。
移动机器人可以通过将有效载荷放置在移动机器人的一个或更多个承载表面上来运输有效载荷，并且有效载荷的整个重量由移动机器人来承载。
在本公开的示例中，参照图1，提供了一种用于将有效载荷移动到期望位置的设备。本示例的设备是包括提升装置102的移动机器人100。图1示出了移动机器人100的正视立体图。
移动机器人100具有：容纳在移动机器人100的壳体内的电源(例如电池)；用于移动的一个或更多个部件(在图1中被隐藏；位于移动机器人的底部处)，例如一个或更多个轮(或者替代地，轨道)；以及驱动机构(容纳在壳体内)，例如马达，以用于驱动用于移动的一个或更多个部件，以移动移动机器人100。关于驱动机构和用于移动的一个或更多个部件，它们可以被配置成具有差速驱动类型的转向和/或使用其他合适的驱动/转向方法(例如四轮驱动)来实现。驱动机构可以由电源供电。该电源可以是可再充电的，并且移动机器人100被配置成移动到连接至电源的对接站并与对接站连接，以对电源充电。移动机器人100还可以具有制动系统，以用于当移动机器人100被控制以推动(或伸出)或拉动(缩回)提升装置102(承载或不承载有效载荷)时停止和/或施加制动。
在该示例中，提升装置102是起重器，或者具体地说，是托盘起重器。该起重器可以是液压和/或气动托盘起重器。有效载荷可以是待运输的合适物体。在本示例中，有效载荷是包含一个或更多个物体的托盘。提升装置102具有安装到移动机器人100的后部部分124。提升装置102的液压和/或气动部件容纳在后部部分124中。提升装置102在其不操作时处于收起配置，并且在其操作时能够移动成伸出配置。提升装置102包括一对叉103。当提升装置102处于伸出配置时，在提升托盘之前，一对叉可以插入到托盘的底部处的间隙中。在本示例中，提升装置102是具有轮(在图1中不可见)的托盘起重器，并且，当提升装置处于收起配置时，该轮位于地平面上方。
移动机器人100包括控制器、处理器或处理单元，该控制器、处理器或处理单元在本示例中位于中心壁104中。控制器、处理器或处理单元执行存储器中的指令，以操作移动机器人100自主导航到有效载荷(图1中未示出)，并采取以下动作：
1)控制提升装置102，以从收起配置移动到伸出配置；
2)控制处于伸出配置的提升装置102，以接合有效载荷；
3)控制提升装置102，以提升有效载荷；
4)在提升装置102保持静止的情况下，使移动机器人100移动直到承载有效载荷的提升装置102容纳在空间116中；
5)控制提升装置102，以降低有效载荷，从而将有效载荷搁置在移动机器人100的一个或更多个承载表面(在本示例中，为承载表面118和120)上；并且
6)使由移动机器人100承载的有效载荷移动到期望位置；
移动机器人100还可由控制器、处理器或处理单元控制直到采取以下动作：
a)控制提升装置102，以将搁置在一个或更多个承载表面(118和120)上的有效载荷从其收起配置提起；
b)在提升装置102保持静止的情况下，使移动机器人100移动直到承载有效载荷的提升装置102改变成伸出配置；
c)控制提升装置102，以将有效载荷放置在期望位置处；并且
d)控制提升装置102，以改变成收起配置。
移动机器人100具有包括中心壁104、第一侧壁106和第二侧壁108的主体。主体呈U形或C形。第一侧壁106和第二侧壁108远离中心壁104延伸。中心壁104、第一侧壁106和第二侧壁108被布置成使得它们形成限定用于容纳提升装置102的空间116的边界。具体地，中心壁104的表面110、第一侧壁106的表面111以及第二侧壁108的表面114(在图1中不可见)形成该边界。第一侧壁106和第二侧壁108彼此平行并且与中心壁104正交。在本示例中，第一侧壁106的顶部部分118包括第一承载表面，并且第二侧壁108的顶部部分120包括第二承载表面。由移动机器人100的中心壁104、第一侧壁106以及第二侧壁108形成的边界在一侧处被打开，以当需要提升空间116外部的一个或更多个物体时，使提升装置102移出并伸出空间116之外。
中心壁104、第一侧壁106和第二侧壁108的最外边缘形成移动机器人100的主体的边缘。这些最外边缘确定了移动机器人100的覆盖区的尺寸(即长度和宽度)。第一侧壁106与第二侧壁108之间的距离可以被配置成使得作为物体或托盘(在托盘上有或没有物体)的有效载荷可以被放置在顶部部分118和顶部部分120上，并且有效载荷的基部的长度和宽度不超过移动机器人100的覆盖区的尺寸。在托盘(其上有或没有物体)的情况下，有效载荷的基部是指托盘。在物体的情况下，有效载荷的基部是指被放置于顶部部分118和顶部部分120上的物体的底部。以此方式，假设托盘顶部上的物体不具有超过覆盖区的尺寸的尺寸，则放置在第一侧壁106和/或第二侧壁108上的有效载荷将紧凑地配合在移动机器人100的覆盖区内，并且充分利用覆盖区内的体积。顶部部分118和120的高度优选地是相同的高度。
以下段落参照了图1至图3中的元件。图2是揭示图1中不可见的一些特征的移动机器人100的后视立体图。图3是图2的移动机器人100的俯视图。图3示出了提升装置102的后部部分124是如何安装到移动机器人100的。具体地，提升装置102的后部部分124的左侧和右侧经由一个或更多个附接构件(即侧构件302和304)而被安装到移动机器人100。图1中使用的附图标记被用于图2和图3中相同的元件。
移动机器人100包括一个或更多个马达(在图中不可见)，以用于移动提升装置102，以使提升装置102伸出空间116之外以接合有效载荷，以及将其缩回到空间116中。一个或更多个马达可以包括闭环马达，即，使用闭环系统。该闭环系统使用其中输出信号的一部分被反馈回到输入端以减少误差并提高稳定性的反馈。在本示例中，存在连接到侧构件302和304的马达。该马达可以位于侧构件302、侧构件304、后部部分124、中心壁104、第一侧壁106或第二侧壁108内。侧构件302和304可沿着分别位于第一侧壁106上和位于第二侧壁108上的水平轨道滑动。在图1中，示出了位于第一侧壁106上的两个水平轨道126。存在位于第二侧壁108上的类似的两个水平轨道(图1中不可见；图2中的127)。马达可由控制器，处理器或处理单元来控制，以使侧构件302和304沿着这些水平轨道126和127移动，从而将提升装置102推动或伸出成伸出配置，使得提升装置102的叉103能够插入托盘的底部，或者使得承载有效载荷的叉103能够将有效载荷放置在地面上。在上述示例中，尽管两个轨道设置在第一侧壁106和第二侧壁108中的每一者上，但是应当理解，在另一示例中，根据实际需要，可以在每个侧壁上仅设置一个轨道或多于两个轨道。
马达还可以被配置成使侧构件302和304移动，以将承载有效载荷的提升装置102拉动或缩回到空间116中。然而，替代地，移动机器人100可以被驱动，同时承载有效载荷的伸出的提升装置102保持静止直到提升装置102容纳在空间116中。这种替代方案可以使用较少的能量，因为使承载有效载荷的提升装置102移动需要更多的能量。
在一个示例中，马达以及侧构件302和304可以用于另一目的。也就是说，在提升装置102是具有轮的起重器的情况下，马达可由控制器、处理器或处理单元控制以使侧构件302和304移动，从而提升提升装置102以改变成收起配置，并且确保了提升装置102的轮位于地平面上方，即不接触地面。这确保了提升装置102的轮不会干扰移动机器人100的移动。马达也可以由控制器、处理器或处理单元控制，以使侧构件302和304移动，从而降低提升装置102并允许提升装置102的轮搁置于地面上。托盘起重器的轮被设计成用于线性移动，并且该轮可以被用于促进提升装置102从空间116移出以改变成伸出配置。为了使马达以及侧构件302和304能够提升或降低提升装置102，从而禁止或允许其轮搁置于地面上，可以设置竖直地布置的竖直轨道(在图1中不可见)，以用于在提升装置102的提升或降低运动期间，使侧构件302和304沿着竖直轨道移动。
以下段落参照了图1至图8中的元件。图1至图4以及图7和图8示出了移动机器人100，而图5和图6示出了下面将描述的一个或更多个致动器(图1中的112、图2中的113、图4中的406和408、图5和图6中的500以及图7和图8中的406和408)。对于这些附图中存在的相同元件给出了相同的附图标记。
具体地，第一侧壁106和/或第二侧壁108包括一个或更多个致动器(例如112、113、406、408和500)。一个或更多个致动器中的每一个被配置成可缩回到第一侧壁106和/或第二侧壁108的一个或更多个开口(例如，图1中的112a和图2中的113a)中，并可伸出到空间116中以将处于收起配置的提升装置102接合并支撑于地平面上方处。
图4示出了移动机器人100的仰视立体图。移动机器人100和提升装置102的用于移动所有的部件(在本示例中为轮)在图4中示出。具体地，图4示出了移动机器人100，该移动机器人包括：前侧轮402，其位于移动机器人100的左侧和右侧附近；后侧轮410，其位于移动机器人100的左侧和右侧附近；以及中心侧轮404，其位于移动机器人100的左侧和右侧附近。中心侧轮404是可由移动机器人的驱动机构控制的驱动轮，而前侧轮402和后侧轮410是惰轮。此外，图4示出了提升装置102，该提升装置包括位于提升装置102的后部部分124处的两个后轮414，并且提升装置102的一对叉103中的每一个包括在每个叉103的前端附近的前轮412。具体地，一对叉103中的左侧叉103a包括前轮412，并且一对叉103的右侧叉103b包括前轮412。
在本示例中，参照图4，一个或更多个致动器的数量为四个，其中，第一致动器406位于第一侧壁106的更靠近中心壁104的底部处，第二致动器112位于第一侧壁106的更远离中心壁104且更靠近第一侧壁106的端部的底部处，第三致动器408位于第二侧壁108的更靠近中心壁104的底部处，并且第四致动器113位于第二侧壁108的更远离中心壁104且更靠近第二侧壁108的端部的底部处。
图5和图6示出了可以被用作致动器113和408的致动器500。将参照前面描述的移动机器人100、提升装置102、空间116以及叉103。可以使用致动器500的镜像的致动器作为致动器112和406。致动器500包括轨道线602、致动器马达604、提升构件506以及用于安装到移动机器人100的主体的顶板508。轨道线602被安装到顶板508的底部。提升构件506用于提升该提升装置102。提升构件506被配置成可在致动器马达604的控制下在图5中的双面箭头所示的方向上沿着轨道线602线性地移动。提升构件506包括接合构件502，以用于接合提升装置102，或者具体地，以接合提升装置的叉103中的一个。接合构件502具有倾斜边缘504，以用于接合叉103。当致动器马达604使提升构件506移动时，倾斜边缘504移动。倾斜边缘504可以以这种方式移动，以接触叉103的底部部分并推靠叉103的底部部分，从而根据倾斜边缘的梯度来提升该提升装置102。具体地，倾斜边缘504可伸出到空间116中，以提升该提升装置102直到其轮(图4中的412和414)位于地平面上方。在提升装置102位于地面上方预定高度之后，提升装置102处于收起配置。倾斜边缘504将保持就位，以支撑处于收起配置的提升装置102。倾斜边缘504也可缩回到空间116之外，以降低提升装置102直到其轮(图4中的412和414)搁置于地面上。当提升装置102的轮(图4中的412和414)位于地面上时，提升装置102准备移出空间116并改变成伸出配置。致动器马达604可由移动机器人100的控制器、处理器或处理单元控制。
图7示出了上述移动机器人100的正视图，其中，提升装置102的轮412和414可以接触地面。在该视图中，尽管只有致动器406和408以及它们相应的倾斜边缘504是可见的，但是应当理解，其他致动器112和113与其具有相同的功能。致动器112、113、406和408的致动器马达604可分别由移动机器人100的控制器、处理器或处理单元控制以提升左侧叉103a和右侧叉103b，这将使提升装置102提升成收起配置。在图7中，倾斜边缘504尚未沿图7中所示箭头的方向伸出，以接合、提升并支撑提升装置102。
图8示出了移动机器人100的正视图，其中，提升装置102的轮412和414离开地面，并且不会干扰移动机器人100的轮402、404和410的移动。致动器112、113、406和408已被启动，以用于提升该提升装置102。倾斜边缘504已伸出，以接合、提升并支撑处于收起配置的提升装置102。
尽管以上描述了一个或更多个致动器(例如112、113、406和408)能够提升提升装置102，但在另一个示例中，一个或更多个致动器(如112、113、406和408)可以被仅用于将处于收起配置的提升装置102接合并支撑于地平面上方。在此情况下，将使用另一装置或机构来提升和降低提升装置102。一个或更多个致动器(例如112、113、406和408)仅在提升装置102被提升之后接合和支撑提升装置102，并且仅在其被降低之后与提升装置102脱离。换言之，一个或更多个致动器仅被用作固定机构或锁定机构，以将提升装置102固定或锁定在收起配置下。
移动机器人100的一个或更多个致动器(例如112、113、406和408)的操作示例可以描述如下。
具体地，移动机器人100可由控制器、处理器或处理单元控制，以：
(i)控制提升装置102，从而将有效载荷提升到高于第一侧壁106的顶部部分118的高度和第二侧壁108的顶部部分120的高度的位置；
(iii)控制提升装置102，以降低有效载荷，从而将有效载荷放置在第一侧壁106的顶部部分118和第二侧壁108的顶部部分120上；并且
(iv)控制一个或更多个致动器(例如112、113、406和408)，以将处于收起配置的所述提升装置102接合并支撑于地平面上方处。
此外，移动机器人100可控制以：
1)控制提升装置102，以提升放置在第一侧壁106的顶部部分118和第二侧壁108的顶部部分120上的有效载荷；
2)执行移动(例如，使移动机器人100移动或使提升装置102移动)，以使提升装置102改变成伸出配置；
3)控制处于伸出配置的提升装置102，以降低有效载荷并将其放置在放置有效载荷的期望位置处；；
4)执行移动(例如，使移动机器人100移动或使提升装置102移动)，以使提升装置改变成收起配置；并且
5)控制一个或更多个致动器(例如112、113、406和408)，以将处于收起配置的提升装置接合并支撑于地平面上方处。
返回参照图1，移动机器人100可以包括电连接器，该电连接器被配置成连接到提升装置102，以提供电力来操作提升装置102。除了电力之外，还可以通过设置除了电力线之外的数据通信布线来经由电连接器传输数据。交换的数据可以包括指示提升装置102提升/降低有效载荷以及还报告有效载荷的状态(例如重量)的命令。
此外，移动机器人100是机载的具有自导航和/或自测绘系统的自主移动机器人。控制器、处理器或处理单元控制其移动。可以在移动机器人100中设置有无线通信装置，以经由WIFI、诸如3G、4G、5G等的电信网络实现无线通信。可以设置天线140，以实现这种无线通信。可以无线地传送用于控制移动机器人100的任务的指令。控制器或处理器可以连接到用户输入装置和/或用于显示图形用户界面的显示器，以接收用户输入。经由用户输入装置和/或图形用户界面提供的用户输入可以包括控制提升装置102、移动机器人100的任务及其移动的指令。在图1的示例中，移动机器人具有包括该显示器和该用户输入装置的控制面板122。
移动机器人100可以具有交通控制系统，以避免碰撞，并且优化相对于在相同环境中与移动机器人100一起操作的其他移动机器人的移动。通过由处理器执行指令，移动机器人100能够可操作用以启动驱动机构，以使移动机器人100移动，从而根据指令将放置在移动机器人100上的有效载荷运输到期望位置。例如，该期望位置可以是生产线中用于装载和卸载物体(例如载荷)和/或承担特定任务的位置。
此外，移动机器人100可以具有一个或更多个传感器。移动机器人100的控制器、处理器或处理单元可以被配置成接收来自一个或更多个传感器的输入，并且操作移动机器人100以接收来自一个或更多个传感器的输入，从而在控制连接到附接机构的马达以使提升装置102移动以提升或降低有效载荷之前将移动机器人100与有效载荷对准。例如，参照图1，移动机器人100具有机载激光雷达(LiDAR)传感器(即导航激光装置)138和侧激光器134。机载的自导航和/或自测绘系统与激光雷达传感器138和侧激光器134一起工作，以使移动机器人100能够执行用于在周围环境中自主移动的自导航或自测绘功能。在图1的示例中，侧激光器134被设置在移动机器人100的左侧和右侧。图1示出了右侧激光器134。
一个或更多个传感器可以是由欧姆龙公司开发的现有单元对准定位系统(CAPS)的一部分。CAPS使用主安全扫描激光器(即激光雷达传感器)，以检测环境中的几何形状，并使移动机器人100能够在由移动机器人100进行的对准期间相对于该几何形状而驱动到特定位置。具体地，CAPS可以使用来自内置于移动机器人中的以平面方式布置的激光雷达传感器138的点数据信息，以基于三角测量和其他几何特征分析与参照目标(例如，有效载荷)对准。CAPS仅仅是使移动机器人100能够与有效载荷进行对准的一种方法。也可以使用其他合适的方法。
在其他示例中，一个或更多个传感器可以是或包括捕获图像的相机，并且可以基于捕获图像的图像处理来建立对准。一个或更多个传感器还可以包括激光、红外和/或超声波传感器。还可以是设置在移动机器人100和/或有效载荷上以便于对准的视觉或智能标签或标记。
具体地，一个或更多个传感器可以被配置成读取设置在有效载荷上的机器可读光学代码(例如，QR代码或条形码)和/或射频识别标签，以获得便于有效载荷的接合的信息。例如，该信息可以包括有效载荷的类型、有效载荷的重量、有效载荷尺寸等。
一个或更多个传感器可以被配置成读取如上所述的相同的机器可读光学代码和/或射频识别标签或者设置在有效载荷上的另一机器可读光学代码和/或射频识别标签，以获得有效载荷相对于移动机器人100的位置数据，从而便于移动机器人100与有效载荷的对准。这些一个或更多个传感器可以与用于CAPS的激光雷达传感器138分开使用或一起使用。在使用机器可读光学代码来获得位置数据的情况下，可以使用视觉/图像处理技术(例如，涉及计算机视觉算法的使用)。视觉/图像处理技术可以涉及使用相机来捕获机器可读光学代码的图像并对所捕获的图像应用图像分析，以确定有效载荷相对于移动机器人100的坐标。视觉/图像处理技术的示例在2015年IEEE国际机器人与仿生会议(ROBIO)，中国珠海，2015，pp.2501-2506，doi:10.1009/ROBIO.2015.7419715，H.Zhang、C.Zhang、W.Yang和C.Chen的、题为“Localization and navigation using QR code for mobile robot inindoor environment”中进行了讨论。
参照图1，移动机器人100具有充电端口132，以用于对移动机器人100的电源进行充电。移动机器人100被配置成自主地移动并与充电站128对接，以开始充电。充电站128可以例如经由墙壁插座连接到供应AC电力的交流(AC)干线130。
此外，参照图1，移动机器人100具有指示灯136，以用于报警和/或状态通知目的。例如，为了示出发生了错误，示出良好或正常状态，和/或示出特定情况的警告。在图1的示例中，指示灯136设置在移动机器人100的左侧和右侧。图1示出了右侧指示灯136。
具体地，图2示出了与图1中所示的相同的移动机器人100。图1中的附图标记用于图2中相同的元件。图2示出了移动机器人100的后视立体图。图1中不可见的一些元件在图2中是可见的，例如，
a)第二侧壁108的表面114；
b)轨道127(定位成与轨道126相对)，当提升装置102被控制成移出空间116以改变成伸出配置时，附接机构的侧构件302和304沿着轨道127移动；
c)一对叉103中的两个叉在图2中是可见的，但在图1中这些叉中的仅一个是可见；
d)位于移动机器人的左侧的侧激光器134和指示灯136在图2中示出；以及
e)第四致动器113(用于支撑处于收起配置的提升装置102)，该致动器位于第二侧壁108的更远离中心壁104并且更靠近第二侧壁108的端部的底部处。
在图1和图2中，提升装置102的后部部分124的设计也存在细微差别。该差别并不显著，并且图1和图2中的提升装置102以相同方式工作。
下面描述了上述移动机器人100将有效载荷运输到期望位置的完整操作的示例。参照图1至图14中的元件。特别地，图9至图14示出了在移动机器人100运输有效载荷902的操作中的不同步骤期间的相同的移动机器人100。
在本示例中，提升装置102是具有轮以便于其移动的托盘起重器。一个或更多个致动器112、113、406和408被配置成接合并提升提升装置102，以改变成其收起配置，其中，提升装置102的轮412和414位于地面上方，并且被配置成将提升装置102从其收起配置降低直到提升装置102的轮412和414搁置在地面上，并且在轮412和414搁置在地面上之后从提升装置102脱离。在本示例中，有效载荷902是托盘904，该托盘将多个物体保持在其顶部上。
在步骤1中，安装有处于收起配置的提升装置102的移动机器人100在从中央控制系统无线地接收指令之后朝向有效载荷902移动，以承载有效载荷902，从而根据指令将有效载荷902运输到期望位置。当移动机器人100朝向有效载荷902移动时，移动机器人100的前侧(即，前侧是激光雷达传感器138所在的位置)将面对有效载荷902。图9示出了移动机器人100，其中，移动机器人100的前侧面对有效载荷902。
在步骤2中，当将移动机器人100移动到围绕有效载荷902的区域时，移动机器人100通过从中央控制系统接收的位置信息(例如，地图中的坐标)来检测有效载荷902的存在，安装在移动机器人100的前部处的激光雷达传感器138和/或安装到移动机器人100的一个或更多个安装的相机被用于扫描用于有效载荷902的一个或更多个视觉标记(例如，机器可读光学代码)的区域。
在步骤3处，当检测到有效载荷902的存在时，移动机器人100与有效载荷902的对准开始。
在步骤3处的对准之后的步骤4处，移动机器人100旋转180度，以使其后部部分(即，后部是供提升装置102离开的空间的开口侧所在的位置)面对有效载荷902。图10示出了移动机器人100，其中，移动机器人100的后侧面对有效载荷902。提升装置102的叉103指向有效载荷902的方向。
然后，在步骤5中，移动机器人100使其自身倒退至更靠近有效载荷902，并继续接合有效载荷902。在这一点，提升装置102仍然容纳在空间116中，并且仍然处于由一个或更多个致动器112、113、406和408支撑的收起配置，并且其叉103没有被升高。
在一个示例中，当移动机器人100在使其自身充分倒退之后例如经由传感器(例如，使用一个或更多个相机和视觉技术、用于检测与有效载荷902的接触的压力传感器和/或用于检测有效载荷902距移动机器人100的距离的红外传感器)检测到与有效载荷902接触时，移动机器人100控制一个或更多个致动器112、113、406和408，以降低提升装置102的一对叉103直到提升装置102的轮412和414搁置在地面上。
在另一个示例中，可以是移动机器人100依赖于从有效载荷902的诸如QR码的一个或更多个视觉标记(例如，机器可读光学代码)收集的信息来确定在控制一个或更多个致动器112、113、406和408来降低提升装置102的一对叉103直到提升装置102的轮412和414搁置在地面上之前自身要倒退和调节多少。
具体地，一个或更多个致动器112、113、406和408被控制以降低提升装置102，使得靠近叉103的前部安装的前轮412和位于提升装置102的后部部分124的底部处的一个或更多个后轮414被降低，以搁置在地面上。这些轮412和414便于提升装置102的移动，以移出空间116并改变成伸出配置。当轮412和414位于地面上时，一个或更多个致动器112、113、406和408与提升装置102脱离。此后，移动机器人100或者：
1)控制马达，以使安装到提升装置102的侧构件302和304移动，从而推动提升装置102直到叉103插入在托盘904的间隙之间，或者
2)在具有搁置在地面上的轮412和414的提升装置102保持静止的情况下，使其自身向前移动直到提升装置102处于伸出配置，然后倒退直到叉103插入在托盘904的间隙之间。选项1)是优选的动作。图11示出了正被调节的提升装置102直到叉(103；在图11中不可见)插入位于有效载荷902的托盘904的底部处的间隙之间。
在步骤6中，在叉103充分伸出到托盘904的间隙中之后，移动机器人100控制提升装置102以将叉103升起，从而将托盘904和搁置其上的物体一起提升。当叉103被升起以向上提升有效载荷902时，叉103处于升高配置。图12示出了移动机器人100的配置，其中，提升装置102处于伸出配置，而承载有效载荷的叉(103；在图12中不可见)处于升高配置。具体地，叉被分别升高到第一侧壁106的顶部部分118和第二侧壁108的顶部部分120上方的高度。
在步骤7中，一旦叉103被升高到预定高度，同时提升装置102保持静止，移动机器人100就移动其主体并使其自身倒退直到承载有效载荷902的提升装置102容纳在空间116内。叉103的预定高度可以根据由中央控制系统提供的有效载荷信息、或者根据由移动机器人100检测到的有效载荷的信息、例如根据当移动机器人100定位有效载荷902时，设置在有效载荷上的机器可读光码来确定。在移动机器人100倒退之后，提升装置102和有效载荷902两者都将容纳在空间116内。在另一个示例中，移动机器人100可以使用前面描述的被配置成推动(或伸出)或者拉动(或缩回)提升装置102的一个或更多个马达来将承载有效载荷902的提升装置102移动到空间116中而不是使其自身移动。
图13示出了步骤7之后移动机器人100的配置，其中，提升装置102从伸出配置缩回。叉(103；在图12中不可见)仍处于升高配置。叉103和由叉提升的有效载荷902现在直接位于第一侧壁106的顶部部分118和第二侧壁108的顶部部分120的高度上方。
在步骤8处，移动机器人100控制提升装置102，以将叉103降低到非升高配置中，并使托盘904搁置在承载表面(即移动机器人100的第一侧壁106的顶部部分118和第二侧壁108的顶部部分120)上。
在提升装置102的叉103处于非升高配置之后，一个或更多个致动器112、113、406和408被启动，以接合提升装置102并提升提升装置102，使得提升装置102的轮412和414离开地面，并且提升装置102改变成收起配置。此后，当移动机器人100自主移动以将有效载荷902运输到期望位置时，一个或更多个致动器112、113、406、408停留在其位置，以支撑处于其收起配置的提升装置102。
图14示出了当提升装置102处于收起配置并且有效载荷902搁置在承载表面(即移动机器人100的第一侧壁106的顶部部分118和第二侧壁108的顶部部分120)上时移动机器人100的配置。
在步骤9处，承载有效载荷902的移动机器人100到达期望位置，并启动一个或更多个致动器112、113、406和408，以降低叉103直到提升装置102的轮412和414搁置在地面上。当叉103搁置在地面上时，一个或更多个致动器112、113、406和408与提升装置102脱离。
在步骤10处，叉103被升起或升高到承载表面(即118和120)的高度上方的预定高度，以承载搁置在承载表面(例如118和120的)上的有效载荷902。
在步骤11处，在承载有效载荷902的提升装置102保持静止的情况下，移动机器人100自身移动直到提升装置102改变成伸出配置。此后，承载有效载荷902的升高的叉103被降低，以将有效载荷902放置在地面上。替代地，安装到侧构件302和304的马达被控制成使侧构件302和304移动，从而将承载有效载荷902的提升装置102推动成伸出配置。
在步骤12处，在将有效载荷902放置在地面上并且叉103没有承载有效载荷902之后，移动机器人100可以或者：
A)通过控制马达以使侧构件302和304移动而将提升装置102缩回到空间116中，该马达使提升装置102移动，或者
B)使自身移动直到叉103完全在托盘904的外部，并且然后在提升装置102保持静止的情况下，使自身再次移动直到提升装置102容纳在空间116中。
在步骤13处，在提升装置102容纳在空间116中之后，一个或更多个致动器112、113、406、408被启动，以接合提升装置102并提升该提升装置102从而将其改变成收起配置，其中，提升装置102的轮412和414在地面上方。由移动机器人100将有效载荷902从一个位置移动到另一个位置的整个过程现已完成。
以上图1和图2中的移动机器人100不限于上述特定配置和操作。在其他示例中，具有类似配置和操作的移动机器人也是适用的。
本公开的设备的示例(例如，参照先前附图描述的移动机器人100)可以具有经由总线进行电子通信的以下部件：
1.可选地，显示器(例如，图1中的控制面板122中的显示器或图8中的808)；
2.非易失性存储器和/或非暂时性计算机可读介质；
3.随机存取存储器(“RAM”)；
4.N个处理部件(即“一个或更多个控制器”、“一个或更多个处理器”或者“一个或更多个中央处理单元”；例如，上述移动机器人100的控制器、处理器或者处理单元)；
5.收发器部件，该收发器部件包括N个收发器，以用于因特网/内联网用途和/或无线网络通信；
6.可选地，用户控制装置，即用户输入装置；
7.可选地，图像捕获部件；
8.可选地，音频信号捕获部件(例如，麦克风)；
9.可选地，音频扬声器或声音产生装置，以例如指示操作状态；
10.根据需要，一个或更多个传感器和/或部件，以用于对准目的，从机器可读光学代码和/或射频识别标签获得信息，和/或用于导航/区域测绘目的；
11.可选地，输入/输出接口，以用于连接到用户输入装置(例如鼠标、操纵杆、键盘、用于检测用户手势的传感器等)、音频扬声器、显示器、图像捕获部件和/或音频信号捕获部件；
12.可选地，一个或更多个电连接器，以用于向载荷供电或从载荷接收电力和/或用于与所附接的载荷进行数据通信(例如，用于控制载荷的操作)；
13.可选地，一个或更多个指示灯，以用于警报和/或状态通知目的。
显示器通常操作以向用户提供图形内容的呈现(例如，图形用户界面)，并且可以通过各种显示器(例如，CRT、LCD、HDMI、微型投影仪和OLED显示器)中的任一种来实现。显示器可以是触摸屏。
通常，非易失性存储器用于存储(例如，永久存储)数据和可执行代码，该可执行代码包括与移动机器人的功能部件相关联的代码。在某些情况下，例如，非易失性存储器包括引导加载程序代码、调制解调器软件、操作系统代码、文件系统代码，以及为了简单起见，未进行描述的本领域普通技术人员公知的其他代码。例如，移动机器人100可以用以下代码进行编程：自导航/绘制代码；用于便于移动机器人100与充电站(例如图1中的128)的对接/脱离对接过程以对移动机器人100的电源进行充电的代码；用于控制移动机器人100和有效载荷的对准过程的代码；用于控制一个或更多个致动器(例如，图1中的112和图2中的113)的缩回和伸出以用于支撑处于收起配置的提升装置(例如，1中的102)的代码；用于控制一个或更多个致动器以提升或者降低提升装置的代码；进行移动控制以使提升装置改变成收起配置和伸出配置的代码；以及用于控制提升装置提升或降低有效载荷的代码。
在许多实现方式中，非易失性存储器由闪存(例如，NAND或NOR存储器)来实现，但是可以肯定地想到，也可以使用其他存储器类型。尽管可以执行来自非易失性存储器代码，但非易失性存储器中的可执行代码通常被加载到RAM中，并由N个处理部件中的一个或更多个来执行。
一个或更多个计算机程序可以被存储在本质上可以是非暂时性的任何机器或计算机可读介质上。计算机可读介质可以包括诸如磁盘或光盘、存储芯片的存储装置，或者适合于与移动机器人接口的其他存储装置。机器或计算机可读介质还可以包括诸如在因特网系统中举例说明的硬连线介质，或者诸如在无线LAN(WLAN)系统中举例说明的无线介质。
与RAM相关的N个处理部件(或“一个或更多个处理器”)通常操作以执行存储在非易失性存储器中的指令，从而实现功能部件。如本领域技术人员(包括普通技术人员)将理解的，N个处理部件可以包括视频处理器、调制解调器处理器、DSP、图形处理单元(GPU)以及其他处理部件
收发器部件可以包括N个收发器链，该N个收发器链可以被用于经由无线网络与外部装置通信。N个收发器链中的每一个可以表示与特定通信方案相关联的收发器。例如，每个收发器可以对应于特定于局域网、蜂窝网络(例如，WIFI网络、CDMA网络、GPRS网络、UMTS网络)和其他类型的通信网络的协议。在一些实现方式中，收发器部件与通信网络的通信使得能够确定连接的装置的位置。
本公开的示例可以具有以下特征。本公开的附图中的元件的附图标记为所述这些特征的示例。
一种用于移动有效载荷的设备(例如100)，其中，所述设备包括：
电源；
用于移动的一个或更多个部件(例如，402、404、410)；
驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述用于移动的一个或更多个部件来移动所述设备；
提升装置(例如，102)，所述提升装置用于提升有效载荷(例如，902)；
主体，所述主体包括一个或更多个承载表面(例如118、120)、中心壁(例如104)、第一侧壁(例如106)和第二侧壁(例如108)，其中，所述中心壁、所述第一侧壁以及所述第二侧壁被布置成形成限定用于容纳所述提升装置的空间(例如，116)的边界；
一个或更多个附接构件(例如，302、304)，所述一个或更多个附接构件被安装到所述提升装置；以及
处理器，所述处理器被配置成执行存储器中的指令，以操作所述设备以：
控制所述提升装置来提升所述有效载荷；
控制所述提升装置来将所述有效载荷放置在所述一个或更多个承载表面上；
控制所述驱动机构来移动所述设备，以将搁置在所述一个或更多个承载表面上的所述有效载荷运输到期望位置，
其中，所述提升装置在不使用时处于收起配置，并且能够改变成伸出配置，
其中，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁包括：
一个或更多个致动器(例如112、113、406、408、500)，所述一个或更多个致动器包括可伸出构件(例如504)，所述可伸出构件能够伸出到所述空间中，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
所述提升装置可以具有轮，并且当所述提升装置处于所述收起配置时，所述轮位于地平面上方。
所述一个或更多个致动器的数量可以是至少四个，其中，第一致动器位于所述第一侧壁的更靠近所述中心壁的底部处，第二致动器(例如112)位于所述第一侧壁的更远离所述中心壁并且更靠近所述第一侧壁的端部的底部处，第三致动器位于所述第二侧壁的更靠近所述中心壁的底部处，并且第四致动器(例如113)位于所述第二侧壁的更远离所述中心壁并且更靠近所述第二侧壁的端部的底部处。
所述设备可以操作以：当所述提升装置承载所述有效载荷时，在所述提升装置保持静止的情况下，控制所述驱动机构来移动所述设备直到所述提升装置离开所述空间并改变成所述伸出配置，或者控制所述驱动机构来移动所述设备直到所述提升装置不处于所述伸出配置并处于所述空间中。
所述一个或更多个承载表面可以包括所述第一侧壁的顶部部分(例如，118)和所述第二侧壁的顶部部分(例如，120)，其中，所述设备可操作以：
控制所述提升装置来将所述有效载荷提升到比所述第一侧壁的所述顶部部分的高度和所述第二侧壁的所述顶部部分的高度高的位置；
控制所述提升装置来降低所述有效载荷，以将所述有效载荷放置在所述第一侧壁的所述顶部部分和所述第二侧壁的所述顶部部分上并改变成所述收起配置；并且
控制所述一个或更多个致动器，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
所述设备可操作以：
控制所述提升装置来提升放置在所述一个或更多个承载表面上的所述有效载荷；
执行移动控制，以使所述提升装置改变成所述伸出配置；
控制处于所述伸出配置的所述提升装置来降低所述有效载荷并将所述有效载荷放置在所述期望位置处；
执行移动控制，以使所述提升装置改变成所述收起配置；并且
控制所述一个或更多个致动器，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
在所述一个或更多个承载表面包括所述第一侧壁的顶部部分(例如，118)和所述第二侧壁的顶部部分(例如，120)的情况下，所述主体被配置成使得所述中心壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁的最外边缘确定所述设备的覆盖区的尺寸，并且所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的距离被配置成使得所述有效载荷能够被放置在所述一个或更多个承载表面上，并且所述有效载荷的基部的长度和宽度不超过所述覆盖区的尺寸。
所述有效载荷包括托盘(例如，904)，并且所述提升装置包括一对叉(例如，103)，并且当所述提升装置处于所述伸出配置时，所述一对叉能插入到所述托盘的底部处的间隙中。
所述设备可以包括：
马达，所述马达连接到所述一个或更多个附接构件，其中，所述马达能控制成移动所述一个或更多个附接构件；
一对轨道(例如，126、127)，其中，每个轨道分别位于所述第一侧壁和所述第二侧壁上，
其中，所述一个或更多个附接构件中的至少两个附接构件被分别安装到所述提升装置的左侧和右侧，
其中，所述设备能操作以：
控制所述马达，以移动所述至少两个附接构件来沿着所述一对轨道滑动，所述至少两个附接构件使所述提升装置在远离所述中心壁的方向上移动，从而将所述提升装置改变成所述伸出配置，或朝向所述中心壁将所述提升装置移动到所述空间中。
所述一个或更多个致动器可以被配置成接合并提升所述提升装置以改变成所述收起配置，其中，在所述收起配置下，所述提升装置的部分(例如，轮、轨道和/或用于移动的其他部件)都不接触地面。
所述一个或更多个致动器可以被配置成将处于所述收起配置的所述提升装置降低直到所述提升装置的一个或更多个部分(例如，轮、轨道和/或用于移动的其他部件)搁置在地面上。
所述可伸出构件包括倾斜边缘(例如，504)，所述倾斜边缘能移动以接触所述提升装置的底部部分，并推靠所述提升装置的底部部分(例如提升装置102的叉103的底部)，以根据所述倾斜边缘的梯度来提升所述提升装置。
在说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确指示，否则术语“包括”在“至少包括”的意义上具有该词的非排他性含义，而不是在“仅由……构成”的意义上具有排他性含义。这同样适用于该词其他形式的相应语法变化，如“包括”、“包含”等。
虽然在本公开中已经结合多个示例和实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此，而是涵盖了落入所附权利要求的范围内的各种明显的修改和等效布置。尽管本发明的特征以权利要求中的某些组合来表达，但是可以想到这些特征可以以任何组合和顺序来布置。

Claims (12)

1.一种用于移动有效载荷的设备，其中，所述设备包括：
电源；
用于移动的一个或更多个部件；
驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述用于移动的一个或更多个部件来移动所述设备；
提升装置，所述提升装置用于提升所述有效载荷；
主体，所述主体包括一个或更多个承载表面、中心壁、第一侧壁和第二侧壁，其中，所述中心壁、所述第一侧壁以及所述第二侧壁被布置成形成限定用于容纳所述提升装置的空间的边界；
一个或更多个附接构件，所述一个或更多个附接构件被安装到所述提升装置；以及
处理器，所述处理器被配置成执行存储器中的指令，以操作所述设备以：
控制所述提升装置来提升所述有效载荷；
控制所述提升装置来将所述有效载荷放置在所述一个或更多个承载表面上；
控制所述驱动机构来移动所述设备，以将搁置在所述一个或更多个承载表面上的所述有效载荷运输到期望位置，
其中，所述提升装置在不使用时处于收起配置，并且能够改变成伸出配置，
其中，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁包括：
一个或更多个致动器，所述一个或更多个致动器包括可伸出构件，所述可伸出构件能够伸出到所述空间中，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述提升装置具有轮，并且当所述提升装置处于所述收起配置时，所述轮位于地平面上方。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述一个或更多个致动器的数量为至少四个，其中，第一致动器位于所述第一侧壁的更靠近所述中心壁的底部处，第二致动器位于所述第一侧壁的更远离所述中心壁并且更靠近所述第一侧壁的端部的底部处，第三致动器位于所述第二侧壁的更靠近所述中心壁的底部处，并且第四致动器位于所述第二侧壁的更远离所述中心壁并且更靠近所述第二侧壁的端部的底部处。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备能操作以：
当所述提升装置承载所述有效载荷时，在所述提升装置保持静止的情况下，控制所述驱动机构来移动所述设备直到所述提升装置离开所述空间并改变成所述伸出配置，或者控制所述驱动机构来移动所述设备直到所述提升装置不处于所述伸出配置并处于所述空间中。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述一个或更多个承载表面包括所述第一侧壁的顶部部分和所述第二侧壁的顶部部分，其中，所述设备能操作以：
控制所述提升装置来将所述有效载荷提升到比所述第一侧壁的所述顶部部分的高度和所述第二侧壁的所述顶部部分的高度高的位置；
控制所述提升装置来降低所述有效载荷，以将所述有效载荷放置在所述第一侧壁的所述顶部部分和所述第二侧壁的所述顶部部分上并改变成所述收起配置；并且
控制所述一个或更多个致动器，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备能操作以：
控制所述提升装置来提升放置在所述一个或更多个承载表面上的所述有效载荷；
执行移动控制，以使所述提升装置改变成所述伸出配置；
控制处于所述伸出配置的所述提升装置来降低所述有效载荷并将所述有效载荷放置在所述期望位置处；
执行移动控制，以使所述提升装置改变成所述收起配置；并且
控制所述一个或更多个致动器，以将处于所述收起配置的所述提升装置接合并支撑于地平面上方处。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其中，在所述一个或更多个承载表面包括所述第一侧壁的顶部部分和所述第二侧壁的顶部部分的情况下，所述主体被配置成使得所述中心壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁的最外边缘确定所述设备的覆盖区的尺寸，并且所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的距离被配置成使得所述有效载荷能够被放置在所述一个或更多个承载表面上，并且所述有效载荷的基部的长度和宽度不超过所述覆盖区的尺寸。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述有效载荷包括托盘，并且所述提升装置包括一对叉，并且当所述提升装置处于所述伸出配置时，所述一对叉能插入到所述托盘的底部处的间隙中。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备包括：
马达，所述马达连接到所述一个或更多个附接构件，其中，所述马达能控制成移动所述一个或更多个附接构件；
一对轨道，其中，每个轨道分别位于所述第一侧壁和所述第二侧壁上，
其中，所述一个或更多个附接构件中的至少两个附接构件被分别安装到所述提升装置的左侧和右侧，
其中，所述设备能操作以：
控制所述马达，以移动所述至少两个附接构件来沿着所述一对轨道滑动，所述至少两个附接构件使所述提升装置在远离所述中心壁的方向上移动，从而将所述提升装置改变成所述伸出配置，或朝向所述中心壁将所述提升装置移动到所述空间中。
10.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述一个或更多个致动器被配置成接合并提升所述提升装置以改变成所述收起配置，其中，在所述收起配置下，所述提升装置的部分都不接触地面。
11.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述一个或更多个致动器被配置成将处于所述收起配置的所述提升装置降低直到所述提升装置的一个或更多个部分搁置于地面上。
12.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述可伸出构件包括倾斜边缘，所述倾斜边缘能移动以接触所述提升装置的底部部分，并推靠所述提升装置的所述底部部分，以根据所述倾斜边缘的梯度来提升所述提升装置。
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