DE112021002840T5

DE112021002840T5 - Sicherheitssystem für eine Ladestation eines mobilen Roboters

Info

Publication number: DE112021002840T5
Application number: DE112021002840.5T
Authority: DE
Inventors: Christopher Laborde; Seth Dunten; Andis Lange; Brian Farr; Thomas Krizner
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2023-03-23
Also published as: US20230216312A1; WO2021236397A1; CN115552758A; JP2023523298A

Abstract

Ein Ladegerät für einen mobilen Roboter kann einen oder mehrere elektrische Kontakte des Ladegeräts haben. Eine Abdeckung kann zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar sein und kann so konfiguriert sein, dass sie den/die elektrischen Kontakt(e) des Ladegeräts in der geschlossenen Position abdeckt und in der offenen Position freilegt. Die Abdeckung kann so konfiguriert sein, dass sie sich von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Ein Schalter, wie z. B. ein Momentanschalter, kann zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar sein und von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung bewegt werden, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Ein oder mehrere elektromagnetische Schalter (z. B. Reed-Schalter) können eine Ein-Konfiguration und eine Aus-Konfiguration haben und können durch einen oder mehrere Magnete am mobilen Roboter in die Ein-Konfiguration gebracht werden, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. 9 119(e) aus der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/026,660 , eingereicht am 18. Mai 2020, mit dem Titel „SAFETY SYSTEM FOR A MOBILE ROBOT CHARGING STATION“. Der gesamte Inhalt der oben genannten Anmeldung(en) wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Spezifikation aufgenommen und wird Teil dieser Spezifikation für alles, was darin offenbart ist.
HINTERGRUND
Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf mobile Roboter und Ladestationen, und insbesondere auf verbesserte Sicherheitssysteme für den Eingriff einer Ladestation in einen mobilen Roboter.
Verwandte Technik
Mobile Roboter werden in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt, um Aufgaben zu automatisieren, die normalerweise von Menschen ausgeführt werden. Mobile Roboter können autonom oder halbautonom sein und so konstruiert sein, dass sie in einem bestimmten Bereich arbeiten und industrielle Aufgaben erledigen oder Menschen bei der Erledigung unterstützen. In einem Beispiel ist ein mobiler Roboter eine mobile Roboterplattform, die in einem Lager oder einer anderen industriellen Umgebung eingesetzt werden kann, um Materialien durch die Interaktion mit anderen Wagenaggregaten, Roboterarmen, Förderanlagen und anderen Roboterausführungen zu bewegen und anzuordnen. Jeder mobile Roboter kann mit seinem eigenen autonomen Navigationssystem, einem Kommunikationssystem und Antriebskomponenten ausgestattet sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Hier werden beispielhafte Verfahren und Systeme zum Aufladen eines mobilen Roboters beschrieben. In einem Aspekt umfasst ein Verfahren zum Laden eines mobilen Roboters das Vorwärtsbewegen eines mobilen Roboters in Richtung eines Ladegeräts, so dass ein Vorsprung des Ladegeräts in eine Aussparung des mobilen Roboters eindringt. Das Verfahren umfasst das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um eine Abdeckung auf dem Vorsprung des Ladegeräts von einer geschlossenen Position in eine offene Position zu bewegen, um einen oder mehrere elektrische Kontakte auf dem Vorsprung freizulegen. Die Abdeckung ist in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt. Das Verfahren umfasst ferner das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein oder mehrere elektrische Kontakte in der Aussparung des mobilen Roboters in elektrische Verbindung mit dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten auf dem Vorsprung des Ladegeräts kommen. Das Verfahren umfasst das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein von einem Magneten am mobilen Roboter erzeugtes Magnetfeld einen oder mehrere Reed-Schalter am Ladegerät einschaltet. Das Verfahren umfasst ferner das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um einen Momentanschalter von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung zu betätigen, um den Momentanschalter zu aktivieren, wobei der Momentanschalter in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist. Das Verfahren umfasst das Übertragen von elektrischen Signalen zwischen dem mobilen Roboter und dem Ladegerät unter Verwendung der elektrischen Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts, um einen elektrischen Handshake durchzuführen.
Als Reaktion auf das Einschalten des einen oder der mehreren Reed-Schalter, die Aktivierung des Momentanschalters und den Abschluss des elektrischen Handshakes umfasst das Verfahren das Senden eines Ladestroms vom Ladegerät, durch die elektrische Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters, zu dem mobilen Roboter, um den mobilen Roboter aufzuladen.
In einem anderen Aspekt umfasst ein Ladegerät zum Laden eines mobilen Roboters einen ersten und einen zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie in elektrischer Verbindung mit einem entsprechenden ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Roboters stehen, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Das Ladegerät umfasst ferner eine Abdeckung, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist. Die Abdeckung ist so konfiguriert, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der geschlossenen Position abdeckt und den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der offenen Position freilegt. Die Abdeckung ist so konfiguriert, dass sie von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Das Ladegerät enthält eine Vorspannstruktur zum Vorspannen der Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position. Das Ladegerät umfasst außerdem einen Momentanschalter, der zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar ist. Der Momentanschalter ist in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt und so konfiguriert, dass er von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Das Ladegerät enthält einen oder mehrere Reed-Schalter mit einer Ein-Konfiguration und einer Aus-Konfiguration, die so konfiguriert sind, dass sie durch einen oder mehrere Magnete am mobilen Roboter in die Ein-Konfiguration geschaltet werden, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift.
Das Ladegerät ist konfiguriert zum Ermöglichen des Ladens durch den ersten und den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, wenn sowohl der Momentanschalter in der Ein-Stellung ist als auch der eine oder die mehreren Reed-Schalter in der Ein-Konfiguration sind. Das Ladegerät ist ferner konfiguriert zum Deaktivieren des Ladevorgangs über den ersten und den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, wenn sich entweder der Momentanschalter in der Aus-Stellung oder der eine oder die mehreren Reed-Schalter in einer Aus-Konfiguration befinden.
Die vorstehende Zusammenfassung dient nur der Veranschaulichung und ist nicht als einschränkend gedacht. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren und/oder anderer in dieser Anmeldung beschriebener Gegenstände werden in den nachstehend dargelegten Lehren deutlich werden. Die Zusammenfassung dient dazu, eine Auswahl von einigen der Konzepte dieser Offenbarung vorzustellen. Die Zusammenfassung soll nicht dazu dienen, die wichtigsten oder wesentlichen Merkmale der hier beschriebenen Gegenstände zu identifizieren.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen sind verschiedene Beispiele zur Veranschaulichung dargestellt, die in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs der Beispiele zu verstehen sind. Verschiedene Merkmale verschiedener offenbarter Beispiele können kombiniert werden, um zusätzliche Beispiele zu bilden, die Teil dieser Offenbarung sind.

1 zeigt ein Beispiel für einen mobilen Roboter gemäß einigen Ausführungsformen.
2A zeigt eine Seitenansicht des mobilen Roboters aus 1.
2B zeigt ein Detail der Aufnahmeschnittstelle des mobilen Roboters aus 1.
2C zeigt ein weiteres Detail der Aufnahmeschnittstelle des mobilen Roboters aus 1.
3 zeigt schematisch eine Ladeschnittstelle gemäß einigen Ausführungsformen, die einen Träger und einen Vorsprung, der sich von dem Träger erstreckt, umfasst.
4 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf eine beispielhafte Ladeschnittstelle gemäß einigen Ausführungsformen.
5A zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle von 4 aus einer anderen Perspektive.
5B zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle mit der Abdeckung in einer offenen Position.
5C zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle, die mit einem mobilen Roboter in Eingriff ist.
6 zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle aus 4, die vom Träger entkoppelt ist.
7 zeigt eine perspektivische detaillierte Draufsicht auf die Ladeschnittstelle von 4 mit abgenommener Abdeckung.
8A zeigt eine perspektivische Ansicht der Ladeschnittstelle von 4 von unten, wobei die Abdeckung entfernt ist.
8B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Abdeckung.
8C ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ladeschnittstelle.
9 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Ladeschnittstelle aus 4 von unten, wobei ein Teil des Vorsprungs entfernt wurde, um den Blick auf eine Sensorplatine freizugeben.
10 zeigt eine Detailansicht eines beispielhaften elektromechanischen Schalters gemäß einigen Ausführungsformen.
11 zeigt eine beispielhafte Sensorplatine, die in einer hierin beschriebenen Ladeschnittstelle gemäß einigen Ausführungsformen angeordnet werden kann.
12A zeigt eine beispielhafte Ladeschnittstelle gemäß einigen Ausführungsformen, die eine Fallenkonfiguration einer Abdeckung enthält.
12B zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle mit der Abdeckung in einer offenen Konfiguration.
13A zeigt eine beispielhafte Ladeschnittstelle mit einer Schwenkkonfiguration einer Abdeckung in einer geschlossenen Konfiguration.
13B zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle mit einer Schwenkkonfiguration einer Abdeckung in einer offenen Konfiguration.
14 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Laden eines mobilen Roboters gemäß bestimmten Ausführungsformen darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren der hier beschriebenen Technologie werden aus der folgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Beispiele besser ersichtlich. Diese Beispiele sollen die Grundsätze dieser Offenbarung veranschaulichen, und diese Offenbarung sollte nicht nur auf die dargestellten Beispiele beschränkt sein. Die Merkmale der abgebildeten Beispiele können modifiziert, kombiniert, entfernt und/oder ersetzt werden, wie es für den Fachmann unter Berücksichtigung der hier offenbarten Prinzipien offensichtlich ist.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf verbesserte Ladeschnittstellen für mobile Roboter. In einigen Implementierungen erfolgt das Laden von mobilen oder großen Robotern über Ladekontakte (z. B. Kontaktstellen) an der unteren Seite des Roboters, die elektrisch mit den Ladegeräten verbunden sind, die mit dem Boden verschraubt oder anderweitig daran befestigt sind. Verschraubte Ladegeräte auf dem Boden sind möglicherweise jedoch nicht immer verfügbar oder ideal. In manchen Situationen können Staub oder Schmutz dazu führen, dass das Ladegerät verschmutzt wird oder nicht mehr funktioniert. Einige hierin offenbarte Ausführungsformen können eine Ladeschnittstelle verwenden, die erhöht ist (z. B. über dem Boden oder der Basis des Ladegeräts), was verhindern kann, dass Staub und Schmutz das Ladegerät nachteilig beeinträchtigen.
Darüber hinaus können bei Roboterladestationen verschiedene Probleme auftreten, wie z. B. Lichtbogenbildung, vorzeitiger Stromfluss und/oder Energiemanagement. Beispielsweise können beim Laden jederzeit 10 bis 100 Ampere vom Ladegerät zum Roboter fließen (oder andere Stromstärken, je nach Art des Roboters). Ohne Sicherheitsvorkehrungen kann diese Strommenge Menschen oder Gegenständen schweren Schaden zufügen. Ohne Sicherheitsvorkehrungen zur Abschaltung des Ladestroms, wenn kein Roboter zum Laden bereitgestellt wird, kann beispielsweise ein einziges Stück Stahlwolle (oder ein anderer Gegenstand) ausreichend elektrischen Kontakt herstellen, um den Ladestrom auszulösen, was zu Bränden führen könnte.
Hier werden Sicherheitsmerkmale beschrieben, die elektromechanische, elektromagnetische, elektrische und elektrothermische Merkmale umfassen. Einzeln und/oder in Kombination eingesetzt, können diese Merkmale es den mobilen Robotern ermöglichen, sich aufzuladen und gleichzeitig die Gefahren für Personen und Sachen zu verringern. So kann zum Beispiel eine elektrische Kontakterfassung durchgeführt werden. In einigen Fällen kann das Ladegerät überprüfen, ob ein geeigneter Roboter angeschlossen ist, bevor der Ladevorgang aktiviert wird (z. B. kann ein elektrischer Handshake verwendet werden, um einen ordnungsgemäßen elektrischen Kontakt zwischen einem geeigneten Ladegerät und einem geeigneten Roboter herzustellen). In einigen Fällen kann der Roboter überprüfen, ob er an ein geeignetes Ladegerät angeschlossen ist, bevor der Ladevorgang freigegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Unterbrechen des Ladens des Roboters vor der vollständigen Trennung der Ladekontaktstellen eine gefährliche Lichtbogenbildung verhindern.
Dementsprechend werden hier verbesserte Ladeschnittstellen und Verfahren beschrieben. Eine beispielhafte Ladeschnittstelle kann einen ersten und einen zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts umfassen. Der erste elektrische Kontakt des Ladegeräts kann so konfiguriert sein, dass er in elektrischer Verbindung mit einem ersten elektrischen Kontakt des Roboters steht, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Der zweite elektrische Kontakt des Ladegeräts kann so konfiguriert sein, dass er in elektrischer Verbindung mit einem zweiten elektrischen Kontakt des Roboters steht, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Die Schnittstelle kann ferner eine Abdeckung umfassen, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist. Die Abdeckung kann so gestaltet sein, dass sie den ersten und den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der geschlossenen Position abdeckt. Zum Beispiel kann die Abdeckung in der geschlossenen Position vorgespannt sein. Die Abdeckung kann so konfiguriert sein, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der offenen Position freilegt. Wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift, kann die Abdeckung so konfiguriert sein, dass sie von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt wird.
Die Schnittstelle kann außerdem einen Momentanschalter, einen oder mehrere elektromagnetische Schalter (z. B. magnetische Schalter, Reed-Schalter) und/oder einen Temperatursensor umfassen. Der Momentanschalter kann zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar sein. Der Momentanschalter kann in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt und so konfiguriert sein, dass er von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift. Die elektromagnetischen Schalter können eine Ein-Konfiguration und eine Aus-Konfiguration haben. Die elektromagnetischen Schalter können so konfiguriert sein, dass sie von einem oder mehreren Magneten am mobilen Roboter in die Ein-Stellung geschaltet werden, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift.
In einigen Ausführungsformen kann die Ladeschnittstelle so konfiguriert sein, dass sie das Laden über den ersten und den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts ermöglicht, wenn sich sowohl der Momentanschalter in der Ein-Stellung als auch der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter in der Ein-Konfiguration befinden, und dass sie das Laden über den ersten und den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts deaktiviert, wenn sich entweder der Momentanschalter in der Aus-Stellung oder der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter in einer Aus-Konfiguration befinden. Es wird nun auf die Figuren verwiesen.
Mobile Roboter
1 zeigt ein Beispiel für einen mobilen Roboter 50 gemäß einer Ausführungsform. Der mobile Roboter 50 kann ein oder mehrere Räder 51, eine Vorderseite 52, die eine Aufnahmeschnittstelle 54 zum Anschluss an eine Ladeschnittstelle (nicht dargestellt) enthält, umfassen. Der mobile Roboter 50 kann einen ersten elektrischen Kontakt 56 und einen zweiten elektrischen Kontakt 58 sowie ein Stellglied 62 zur Betätigung einer Abdeckung an der Ladeschnittstelle aufweisen. Der erste elektrische Kontakt 56 kann eine Vielzahl von Anschlüssen und/oder der zweite elektrische Kontakt 58 kann eine Vielzahl von Anschlüssen umfassen. Der mobile Roboter 50 kann auch einen oder mehrere Magnete 66 in der Nähe und/oder innerhalb der Aufnahmeschnittstelle 54 aufweisen.
2A zeigt eine Seitenansicht des mobilen Roboters 50. Die 2B und 2C zeigen jeweils eine Detailansicht der Aufnahmeschnittstelle 54. Es sind der erste elektrische Kontakt 56 und der zweite elektrische Kontakt 58 zu sehen. Der mobile Roboter 50 kann eine obere Plattform 70 aufweisen. Die obere Plattform 70 kann eine ebene Fläche sein, obwohl jede andere geeignete Form oder Struktur verwendet werden kann. Die obere Plattform 70 kann Stellen zur Montage anderer Robotergeräte auf dem mobilen Roboter 50 enthalten. Beispielsweise kann der mobile Roboter 50 mit den hier beschriebenen Ladeschnittstellen, aber auch zusätzlich oder alternativ mit bewegbaren Wagen, Tischen, Förderern, Roboterarmen und jeder anderen geeigneten Applikation in Eingriff gelangen. Der mobile Roboter 50 kann eine äußere Hülle oder Abschirmung 74 aufweisen. Die äußere Abschirmung 74 kann eine Vielzahl von Seitenwänden umfassen, die miteinander verbunden sind, um Navigationssysteme, Kommunikationssysteme, Energiesysteme und/oder andere Komponenten, die für den Betrieb des mobilen Roboters 50 verwendet werden, einzuschließen oder im Allgemeinen einzuschließen.
Der mobile Roboter 50 umfasst eine Aufnahmeschnittstelle 54 zum Anschluss an eine Ladeschnittstelle, wie hier beschrieben. Die Aufnahmeschnittstelle 54 kann eine Aussparung umfassen, die beispielsweise in der Vorderseite 52 des mobilen Roboters 50 ausgebildet ist. Die Aussparung kann erhöht sein, z. B. über den Rädern 51, über der Achse eines oder mehrerer der Räder 51 oder über dem Boden der Umhüllung oder Abschirmung 74. In einigen Fällen kann die Umhüllung oder Abschirmung 74 einen unteren Teil haben, der unterhalb der Aussparung liegt, und einen oberen Teil, der oberhalb der Aussparung liegt. Die Aussparung kann ein im Allgemeinen oder im Wesentlichen horizontaler Schlitz im Gehäuse des mobilen Roboters 50 sein. In einigen Fällen kann der horizontale Schlitz oder eine andere Aussparung eine Ladeschnittstelle aufnehmen, die in die Aussparung zum Laden des mobilen Roboters 50 eingesetzt werden kann. Der horizontale Schlitz oder eine andere Aussparung kann in einigen Ausführungsformen auch Licht zu oder von einem Navigationssystem des mobilen Roboters 50 durchlassen.
Der erste elektrische Kontakt 56 kann an einer oberen Seite der Aussparung angeordnet sein. Der erste elektrische Kontakt 56 kann sich beispielsweise auf der oberen Seite der Aussparung befinden und sich in einigen Fällen nach unten in die Aussparung erstrecken. Der zweite elektrische Kontakt 58 kann an einer unteren Seite der Aussparung angeordnet sein. Der zweite elektrische Kontakt 58 kann sich beispielsweise auf der unteren Seite der Aussparung befinden und sich in einigen Fällen nach oben in die Aussparung erstrecken. Der erste elektrische Kontakt 56 kann einen oder mehrere leitende Zähne aufweisen. Der erste elektrische Kontakt 56 kann bewegbar sein, z. B. in einer allgemeinen Auf- und Abwärtsrichtung. Der erste elektrische Kontakt 56 kann nach unten vorgespannt sein, z. B. durch eine Feder oder einen anderen Vorspannmechanismus. Der zweite elektrische Kontakt 58 kann einen oder mehrere leitende Zähne aufweisen. Der zweite elektrische Kontakt 58 kann bewegbar sein, z. B. in einer allgemeinen Auf- und Abwärtsrichtung. Der zweite elektrische Kontakt 58 kann nach oben vorgespannt sein, z. B. durch eine Feder oder einen anderen Vorspannmechanismus. Wenn eine Ladeschnittstelle in die Aussparung eingeführt wird, kann die Ladeschnittstelle den ersten elektrischen Kontakt 56 nach oben und/oder den zweiten elektrischen Kontakt 58 nach unten bewegen. Der erste und/oder zweite elektrische Kontakt 56 und/oder 58 können während des Ladevorgangs gegen die entsprechenden elektrischen Kontakte am Ladegerät vorgespannt sein.
In einigen Fällen können der erste und zweite Ladekontakt 56, 58 des mobilen Roboters die elektrischen Kontakte vor Fremdkörpern oder unbeabsichtigtem Kontakt mit anderen Objekten schützen. Da die elektrischen Kontakte beispielsweise vertieft sind, kann die Umhüllung oder Abdeckung 74 des mobilen Roboters 50 verhindern, dass Fremdkörper während des Ladevorgangs mit den elektrischen Kontakten in Kontakt kommen.
Der mobile Roboter 50 kann ein Stellglied 62 zur Betätigung einer Abdeckung an der Ladeschnittstelle umfassen, wie hierin beschrieben. Das Stellglied 62 kann ein Teil des Gehäuses oder der Umhüllung oder Abdeckung 74 des mobilen Roboters 50 sein, der von den elektrischen Kontakten 56, 58 entfernt sein (z. B. vor ihnen liegen) kann.
In einigen Fällen können der eine oder die mehreren Magnete 66 im Inneren des mobilen Roboters 50 positioniert sein, so dass der eine oder die mehreren Magnete 66 nicht freiliegen oder von außerhalb des Roboters 50 nicht sichtbar sind. In einigen Fällen können der eine oder die mehreren Magnete 66 an der Außenseite des mobilen Roboters 50 angeordnet sein. Der eine oder die mehreren Magnete 66 können in der Aussparung oder anderweitig an der Aufnahmeschnittstelle 54 des mobilen Roboters 50 positioniert sein, so dass der eine oder die mehreren Magnete 66 die magnetisch betätigten Schalter auslösen können, wie hierin beschrieben.
Der mobile Roboter 50 kann autonom oder teilautonom sein. Der mobile Roboter 50 kann eine Vielzahl von Sensoren zum Erfassen der Umgebung enthalten. Die Sensoren können LIDAR und andere laserbasierte Sensoren und/oder Entfernungsmesser zur Kartierung der Umgebung des Roboters umfassen. Der mobile Roboter 50 kann einen Laserschlitz mit einem darin enthaltenen Entfernungsmesser oder LIDAR-Laser enthalten. Der mobile Roboter 50 kann eine Benutzerschnittstelle (nicht dargestellt) zur manuellen Eingabe von Anweisungen oder Informationen und/oder zum Empfang von Informationen, die vom mobilen Roboter 50 ausgegeben werden, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann ein Bedienfeld zusätzlich oder alternativ an einer Seite oder unter einer Platte oder an einer nicht exponierten Stelle am mobilen Roboter 50 angeordnet sein.
Der Roboter 120 kann allgemein entlang einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung F-RV und entlang einer Links-Rechts-Richtung L-RT ausgerichtet werden. Die Vorwärtsrichtung F kann im Allgemeinen entlang der Vorwärtsbewegung des Roboters verlaufen. Die Rückwärtsrichtung RV kann der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt sein. Die Links-Rechts-Richtung L-RT kann orthogonal zur Vorwärts-Rückwärts-Richtung F-RV sein. Die Links-Rechts-Richtung L-RT und die Vorwärts-Rückwärts-Richtung F-RV können koplanar sein, z. B. in einer im Allgemeinen horizontalen Ebene.
Die obere Plattform 70, die äußere Abschirmung 74 und/oder alle anderen Komponenten des mobilen Roboters 50 können auf einem Fahrgestell montiert sein. Je nach Zweck und Konstruktion des mobilen Roboters 50 können verschiedene andere Komponenten und Strukturen auf dem Fahrgestell montiert werden. Ein Stützsystem 78 kann ein oder mehrere Stützräder 51 (z. B. 2, 3, 4 oder mehr Räder) umfassen. Die Räder 51 können mit dem Fahrgestell 140 gekoppelt sein. In einigen Fällen können eines oder mehrere der Räder 51 Lenkräder sein. Die Räder 51 können eine Last auf dem Fahrgestell gegen eine Bodenfläche abstützen. In bestimmten Ausführungsformen können die Räder 51 einzelne oder kombinierte Aufhängungselemente (z. B. Federn und/oder Dämpfer) enthalten. Dementsprechend können sich die Räder 51 in einigen Ausführungsformen bewegen (z. B. auf und ab), um Unebenheiten im Gelände auszugleichen, Stöße zu dämpfen und die Last zu verteilen. In einigen Ausführungsformen können die Räder 51 fixiert sein, so dass sie sich nicht auf und ab bewegen, und die Bodenfreiheit des mobilen Roboters 50 kann unabhängig vom Gewicht oder der Last des mobilen Roboters 50 konstant sein. In einigen Beispielen kann eines oder mehrere der Räder 51 nicht angetrieben sein.
Das Stützsystem kann eine Antriebsbaugruppe umfassen, die für die Beschleunigung, das Bremsen und/oder die Lenkung des mobilen Roboters 50 sorgen kann. In einigen Ausführungsformen treibt die Antriebsbaugruppe ein oder mehrere Antriebsräder an (z.B. zwei der Räder 51). Diese beiden Räder können die Räder sein, die die Bewegung des mobilen Roboters 50 direkt steuern. Wenn sich beispielsweise beide Antriebsräder in eine erste Richtung drehen, kann sich der mobile Roboter 50 vorwärts bewegen; wenn sich beide Antriebsräder in eine zweite Richtung bewegen, kann sich der Roboter rückwärts bewegen; wenn sich die Antriebsräder in entgegengesetzte Richtungen bewegen, oder wenn sich nur eines der Antriebsräder bewegt, oder wenn sich die Antriebsräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, kann sich der Roboter drehen. Das Bremsen kann durch Verlangsamung der Drehung der Antriebsräder, durch Anhalten der Drehung der Antriebsräder oder durch Umkehrung der Richtung der Antriebsräder erfolgen. Die Antriebsbaugruppe kann mit dem Fahrgestell gekoppelt (z. B. schwenkbar gekoppelt) sein. Die Antriebsbaugruppe kann so konfiguriert sein, dass sie über ein Aufhängungssystem mit der Bodenoberfläche in Kontakt ist. Die Antriebsbaugruppe kann zumindest teilweise unter der äußeren Abschirmung 74 des mobilen Roboters 50 angeordnet sein.
Es sind viele Varianten möglich. Beispielsweise kann in einigen Fällen eine einzige Antriebsbaugruppe verwendet werden, die den Roboter vorwärts und/oder rückwärts bewegen kann, und die Lenkung kann mit einem separaten Lenksystem, wie etwa einem oder mehreren Lenkrädern, die sich nach links oder rechts drehen können, realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der mobile Roboter 50 2, 3 oder 4 Antriebsbaugruppen umfassen. In bestimmten alternativen Ausführungsformen umfasst der mobile Roboter 50 nur angetriebene Räder und keine nicht angetriebenen Stützräder. In einigen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Antriebsbaugruppen zumindest ein gewisses Gewicht des Roboters und/oder der Nutzlast tragen. In einigen Beispielen kann der mobile Roboter 50 zwei Antriebsräder und zwei oder vier nicht angetriebene Stützräder umfassen.
Der mobile Roboter 50 kann einen oder mehrere Sensoren zur Messung der Bewegung eines oder mehrerer Räder 51, z. B. der angetriebenen Räder, umfassen. Ein Sensorsystem kann verwendet werden, um Rotation, Position, Richtung und/oder andere kinematische Informationen aus der Bewegung der Räder 51 zu erfassen und/oder zu berechnen. In einigen Beispielen kann eine Vielzahl von Sensoren verwendet werden, um die kinematischen Informationen jedes Rades zu bestimmen. Beispielsweise kann jedes Rad mit einem optischen Sensor und einem magnetischen Sensor zur Bestimmung der Drehung des Rades verbunden sein. Die Verwendung mehrerer Sensoren kann vorteilhaft sein, da sie eine Redundanz für die kinematischen Informationen bieten, so dass, wenn ein System aus irgendeinem Grund seine Messwerte nicht an eine Steuereinheit übermitteln kann (z. B. Fehlfunktion, Umweltschock usw.), das andere System (oder die anderen Systeme) die Informationen liefern kann bzw. können. Der Ausfall eines Systems muss also nicht bedeuten, dass die Steuereinheit die kinematischen Informationen nicht mehr wahrnimmt. Ein weiterer Vorteil mehrerer Sensoren kann darin bestehen, dass die Genauigkeit der Informationen verbessert wird, da sich die Steuereinheit bei der Ermittlung von wahrscheinlich wahren Werten auf eine größere Datenmenge stützen kann. Beispiele für optische Sensoren sind Drehgeber (z. B. rotierend, linear, absolut, inkremental usw.). Beispiele für magnetische Sensoren sind Lagersensoren oder andere Geschwindigkeitssensoren. Der mobile Roboter 50 kann auch andere Arten von Sensoren enthalten, wie z. B. mechanische Sensoren, Temperatursensoren, Abstandssensoren (z. B. Entfernungsmesser) und/oder andere Sensoren.
Ladegeräte und Ladeschnittstellen
Roboter, wie die hier beschriebenen mobilen Roboter 50, müssen möglicherweise von Zeit zu Zeit aufgeladen werden. Der mobile Roboter 50 verfügt über einen integrierten Energiespeicher (z. B. eine oder mehrere Batterien), aber diese Energie kann durch die Verwendung und/oder einfach im Laufe der Zeit verbraucht werden. Ladegeräte und Ladeschnittstellen können dem mobilen Roboter 50 eine freihändige oder automatische Option zum Laden seines Energiespeichers bieten.
Wie oben erwähnt, kann das Laden einer Batterie eines mobilen Roboters im Allgemeinen mit der Übertragung von elektrischem Strom verbunden sein, was Sicherheitsrisiken wie Lichtbogenbildung und Brände mit sich bringen kann. Darüber hinaus kann das Laden von autonomen oder halbautonomen Robotern Herausforderungen mit sich bringen, die mit der richtigen Ausrichtung des Roboters, der richtigen Nähe und/oder den richtigen elektrischen Spezifikationen (z. B. Stromstärke, Strom) zusammenhängen. Die hier beschriebenen Ladegeräte und Schnittstellen können diese Probleme verringern oder lösen.
In einigen Ausführungsformen kann die Ladeschnittstelle vom Boden abgehoben angeordnet sein, so dass ein mobiler Roboter 50 von seiner Seite darauf zugreifen kann. Beispielsweise kann ein Ladegerät oder eine Andockstation eine Basis umfassen, die die Ladeschnittstelle trägt. Die Ladeschnittstelle kann einen Vorsprung umfassen, der sich im Allgemeinen horizontal von einem Körper des Ladegeräts oder der Andockstation aus erstreckt. Die Höhe des Vorsprungs kann der Höhe der Aussparung an dem mobilen Roboter 50 entsprechen, so dass der Vorsprung in die Aussparung des mobilen Roboters 50 eindringen kann, wenn sich der mobile Roboter auf das Ladegerät oder die Andockstation zubewegt.
In einigen Ausführungsformen schiebt der mobile Roboter 50 beispielsweise eine Abdeckung zurück, wenn er an eine Andockstation heranfährt, in der sich die Ladeschnittstelle befindet, um elektrische Ladekontakte (z. B. Platten) freizulegen, die zuvor unter der Abdeckung verborgen waren. Wenn die Abdeckung nach hinten geschoben wird, gleiten entsprechende elektrische Kontakte (z. B. Sätze von federbelasteten Kupfer-„Zähnen“), die am mobilen Roboter 50 angebracht sind, über die oberen und unteren Ladeplatten und greifen an diesen an. Diese leitenden Zähne am mobilen Roboter können sich auf den hier beschriebenen ersten elektrischen Kontakt 56 und zweiten elektrischen Kontakt 58 beziehen. Innerhalb der Ladeschnittstelle kann sich eine Schaltung (z. B. auf einer Leiterplatte) mit einem oder mehreren (z. B. einer Reihe von) Reed-Schaltern befinden (die z. B. unter einer oberen Ladeplatte aus Kupfer angebracht sein können). Diese Reed-Schalter können durch einen Magneten aktiviert werden (der z. B. im Inneren des mobilen Roboters 50, z. B. zwischen den elektrischen Kontakten 56, 58, verborgen sein kann). Als zusätzliche Sicherheitsebene kann auch ein Momentanschalter (z. B. ein Schnappschalter) vorhanden sein (z. B. an der unteren Seite der Ladeschnittstelle 100 montiert), der nur dann aktiviert wird, wenn die Abdeckung weit genug zurückgeschoben ist, damit die Kupferzähne (oder andere elektrische Kontakte 56, 58 des Roboters) ohne Gefahr eines Lichtbogens an den Ladeplatten aus Kupfer angreifen können. Sobald sowohl der Reed-Schalter als auch der Momentanschalter aktiviert sind, kann das Ladegerät mit dem Laden des mobilen Roboters 50 beginnen. Da die erforderliche Konfiguration der Magnete einzigartig sein kann, können die Reed-Schalter oder anderen magnetischen Schalter ein hohes Maß an Sicherheit bieten, um sicherzustellen, dass der mobile Roboter 50 richtig in die Ladeschnittstelle 100 eingerastet ist. In einigen Fällen können das Ladegerät und der mobile Roboter 50 einen elektronischen Handshake zur Überprüfung durchführen, bevor der Ladevorgang freigegeben wird. Andere Alternativen sind möglich. Nun werden verschiedene Implementierungen von Ladegeräten und Ladeschnittstellen beschrieben.
3 zeigt schematisch ein Ladegerät 100, das einen Träger 108 und einen Vorsprung 104 umfasst, der sich vom Träger 108 aus erstreckt. Die Ladeschnittstelle 100 kann eine Abdeckung 116 enthalten, die den Vorsprung 104 zumindest teilweise bedeckt. Die Abdeckung 116 kann einen ersten elektrischen Kontakt 112 und einen zweiten elektrischen Kontakt 114 (teilweise oder vollständig) abdecken oder verbergen. In einigen Fällen kann die Abdeckung 116 mindestens eine Bürste 118 enthalten, die über den ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder den zweiten elektrischen Kontakt 114 bürsten und diesen reinigen kann, wenn sich die Abdeckung 116 bewegt. Die Ladeschnittstelle kann einen Temperatursensor 132 enthalten. Die Ladeschnittstelle 100 kann einen elektromechanischen Schalter 120 (z. B. einen Momentanschalter) und/oder einen oder mehrere elektromagnetische Schalter 124 umfassen. Eine Steuereinheit 128 kann in elektrischer Verbindung mit dem ersten elektrischen Kontakt 112 und dem zweiten elektrischen Kontakt 114 stehen.
Der Vorsprung 104 kann ein Gehäuse umfassen, das so konfiguriert ist, dass es ein oder mehrere hierin beschriebene Elemente enthält oder trägt. Der Vorsprung 104 kann im Wesentlichen parallel zum Boden ausgerichtet sein und/oder kann gegenüber dem Boden oder der Basis des Ladegeräts 100 erhöht oder beabstandet sein. Der Vorsprung 104 kann sich ausgehend vom Träger 108 ungefähr in einem rechten Winkel erstrecken. Der Träger 108 kann mit dem Boden verbunden (z. B. daran fixiert) und so geformt sein, dass er während des Ladens keinen Kontakt mit dem mobilen Roboter 50 hat. Der Vorsprung 104 und/oder der Träger 108 können teilweise aus Metall, Kunststoff und/oder einem anderen starren Material hergestellt sein.
Die Abdeckung 116 kann eines der Sicherheitselemente der Ladeschnittstelle 100 sein. Die Abdeckung 116 kann zumindest teilweise auf und/oder um den Vorsprung 104 herum angeordnet sein, beispielsweise auf oder um das Gehäuse des Vorsprungs 104. Die Abdeckung 116 kann den ersten elektrischen Kontakt 112, den zweiten elektrischen Kontakt 114, die Bürste 118, den einen oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 und/oder den Temperatursensor 132 abdecken oder verdecken. Die Abdeckung 116 kann in einer geschlossenen Position von dem Träger 108 weg vorgespannt sein. Wenn die Abdeckung 116 in eine offene Position geschoben ist, kann sie ein oder mehrere Elemente, die sie zuvor verdeckt hat, freilegen oder enthüllen (z. B. teilweise oder vollständig). Indem die Abdeckung 116 in die offene Position gezwungen wird, kann der mobile Roboter 50 auf den ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder den zweiten elektrischen Kontakt 114 zugreifen, um eine elektrische Verbindung mit ihnen unter Verwendung entsprechender elektrischer Kontakte herzustellen (z.B. des ersten elektrischen Kontakts 56 und/oder des zweiten elektrischen Kontakts 58). Der erste elektrische Kontakt 112 und/oder der zweite elektrische Kontakt 114 können außerhalb des Gehäuses des Vorsprungs 104 angeordnet sein.
Die Abdeckung 116 kann auf verschiedene Weise zwischen der offenen und der geschlossenen Position betätigt werden. In einigen Ausführungsformen kann der mobile Roboter 50 nicht auf den ersten elektrischen Kontakt 112 oder den zweiten elektrischen Kontakt 114 zugreifen, ohne die Abdeckung 116 in die oder in Richtung der offenen Position zu bewegen. In einigen Ausführungsformen verschiebt sich die Abdeckung 116 seitlich (z. B. entlang des Vorsprungs 104), wie in 3 gezeigt. Wenn die Abdeckung 116 zurückgeschoben wird, kann die Abdeckung 116 mit dem elektromechanischen Schalter 120 in Eingriff kommen. Der elektromechanische Schalter 120 kann ein Momentanschalter oder ein anderer mechanisch angetriebener Schalter sein. Der elektromechanische Schalter 120 kann einen Knopf, einen Hebelarm, ein Scharnier oder ein anderes Eingriffsmerkmal umfassen, an dem die Abdeckung 116 direkt angreift, wenn die Abdeckung 116 durch den mobilen Roboter 50 zurückgeschoben wird. Der elektromechanische Schalter 120 kann in eine Aus-Stellung (oder eine nichtleitende Stellung) vorgespannt sein, bis die Abdeckung 116 und/oder der mobile Roboter 50 ihn in eine Ein-Stellung (oder leitende Stellung) bringen. In der eingeschalteten Position kann der elektromechanische Schalter 120 einen Stromfluss durch den ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder den zweiten elektrischen Kontakt 114 teilweise oder vollständig ermöglichen, möglicherweise unter der Voraussetzung, dass andere Sicherheitsanforderungen erfüllt sind. So kann der elektromechanische Schalter 120 durch die Abdeckung aktiviert werden, sobald der mobile Roboter 50 weit genug vorgerückt ist, so dass das Laden ohne Lichtbogenbildung erfolgen kann. Ein Beispiel für einen elektromechanischen Schalter 120, der verwendet werden kann, ist in 10 dargestellt.
Die Abdeckung und/oder der elektromechanische Schalter 120 können als Sicherheitsprüfung dienen, um sicherzustellen, dass sich der mobile Roboter 50 nahe genug an den elektrischen Kontakten 112, 114 befindet, dass der mobile Roboter 50 relativ dazu richtig geformt und/oder ausgerichtet ist und/oder dass der mobile Roboter 50 mechanisch stabil genug ist, um mit der Ladeschnittstelle 100 gekoppelt zu werden. Wenn ein anderer mobiler Roboter oder ein anderes Objekt, das nicht mit dem Ladegerät 100 kompatibel ist, sich der Ladeschnittstelle nähert, aber nicht über eine Aussparung verfügt, die entsprechend konfiguriert ist, um den Vorsprung aufzunehmen, und auch nicht über eine Struktur, die entsprechend relativ zur Aussparung positioniert ist, um die Abdeckung 116 in Richtung der offenen Position zu bewegen, wenn der Vorsprung in die Aussparung eindringt, dann würde die Abdeckung in der geschlossenen Position bleiben, was die elektrischen Kontakte 112, 114 abdeckt und das Objekt daran hindert, eine elektrische Verbindung zu den elektrischen Kontakten 112, 114 herzustellen. Selbst wenn ein inkompatibler Gegenstand die Abdeckung 116 teilweise zur offenen Position bewegen könnte, wodurch zumindest Teile der elektrischen Kontakte 112, 114 freigelegt werden könnten, kann das Ladegerät 100 so konfiguriert sein, dass der Ladevorgang deaktiviert wird, bis der Schalter 120 aktiviert ist. In einigen Fällen wäre ein Objekt also nicht in der Lage, den Ladevorgang zu aktivieren, es sei denn, es ist entsprechend konfiguriert (z. B. mit einer Aussparung mit ausreichender Tiefe und einer entsprechenden Betätigungsstruktur), um die Abdeckung 116 weit genug zu bewegen, um den Schalter 120 auszulösen. Nähert sich der kompatible mobile Roboter 50 dem Ladegerät 100, aber aus einem ungeeigneten Winkel oder mit einer ungeeigneten Ausrichtung, können der Vorsprung 104, die Abdeckung 116 und/oder der Momentanschalter 120 den Ladevorgang verhindern. Beispielsweise wäre der Vorsprung 104 bei falschem Winkel nicht in der Lage, weit genug in die Aussparung hineinzuragen, um die Abdeckung 116 ausreichend zu bewegen, um den Schalter 120 zu aktivieren.
Das Ladegerät 100 und/oder der mobile Roboter 50 können so konfiguriert sein, dass der Schalter 120 aktiviert wird, wenn sich der mobile Roboter 50 vorwärtsbewegt und nachdem die elektrischen Kontakte 56 und 58 des mobilen Roboters 50 eine elektrische Verbindung mit den elektrischen Kontakten 112 und 114 des Ladegeräts hergestellt haben. Der Ladevorgang kann dann ohne Lichtbogenbildung zwischen den elektrischen Kontakten freigegeben werden. Beim Trennen des mobilen Roboters 50 vom Ladegerät 100 kann sich der mobile Roboter 50 vom Ladegerät zurückziehen, und der Schalter 120 schaltet sich aus, während die elektrischen Kontakte 56 und 58 des mobilen Roboters 50 noch mit den elektrischen Kontakten 112 und 114 des Ladegeräts 100 elektrisch verbunden sind. Dadurch kann eine Lichtbogenbildung zwischen den elektrischen Kontakten vermieden werden, wenn sich der mobile Roboter 50 vom Ladegerät 100 zurückzieht.
Der elektromechanische Schalter 120 kann durch eine Bewegung (z. B. eine Verschiebung) der Abdeckung 116 betätigt werden. In einigen Beispielen kann der elektromechanische Schalter 120 direkt durch den mobilen Roboter 50 betätigt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der elektromechanische Schalter 120 zum Beispiel an oder in der Nähe eines distalen Endes der Ladeschnittstelle 100 oder des Vorsprungs 104 angeordnet sein. Auf diese Weise kann der elektromechanische Schalter 120 so konfiguriert sein, dass er direkt von einem Stellglied oder einem Teil des mobilen Roboters 50 berührt wird.
Wenn er betätigt wird, kann der elektromechanische Schalter 120 in das Innere des Vorsprungs 104 (z.B. weiter in das Gehäuse des Vorsprungs 104) eingedrückt werden. Allein oder in Kombination mit der Abdeckung 116 kann der elektromechanische Schalter 120 eine unbeabsichtigte und/oder unbefugte Freigabe von elektrischem Strom in den ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder den zweiten elektrischen Kontakt 114 verhindern. Obwohl nicht dargestellt, kann eine elektrische Kommunikation zwischen dem elektromechanischen Schalter 120 und der Steuereinheit 128 und/oder mit irgendeiner anderen Steuereinheit bestehen. Die Steuereinheit 128 kann einen Stromfluss (z. B. Strom) zum ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder zum zweiten elektrischen Kontakt 114 als Reaktion auf die Feststellung, dass sich der elektromechanische Schalter 120 in einer eingeschalteten Position befindet, aktivieren und/oder erhöhen, möglicherweise vorbehaltlich der Erfüllung anderer Sicherheitsanforderungen. In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 120 in der Aus-Stellung nichtleitend sein, so dass der Stromfluss zu den elektrischen Kontakten 112 und 114 verhindert ist. Der Schalter 120 kann in der Ein-Stellung (z. B. bei Aktivierung durch die Abdeckung 116 oder den mobilen Roboter 50) leitend sein, so dass der Strom durch den Schalter 120 zu den elektrischen Kontakten 112 und 114 fließen kann, beispielsweise zum Laden des mobilen Roboters 50. Dementsprechend kommuniziert der Schalter 120 in einigen Ausführungsformen nicht mit der Steuereinheit 128 und kann z. B. in seinem nichtleitenden Zustand das Laden direkt deaktivieren.
Ein weiterer Sicherheitsmechanismus für die Steuerung des Stromflusses zum ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder zum zweiten elektrischen Kontakt 114 kann einen magnetischen Sicherheitsmechanismus umfassen, wie einen oder mehrere magnetische und/oder elektromagnetische Schalter 124. Wie in 3 dargestellt, kann die Ladeschnittstelle 100 einen oder mehrere elektromagnetische Schalter 124 enthalten. Zu den elektromagnetischen Schaltern 124 können Reed-Schalter und/oder andere elektromagnetische Schalter gehören. Die elektromagnetischen Schalter 124 können z. B. im Gehäuse des Vorsprungs 104 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die elektromagnetischen Schalter 124 in der Nähe eines distalen Endes des Vorsprungs 104 (z. B. vom Träger 108 entfernt) angeordnet sein, wie in 3 gezeigt. In einigen Ausführungsformen, wie z. B. den unten beschriebenen, können die elektromagnetischen Schalter 124 innerhalb der Abdeckung 116 angeordnet sein, wenn diese sich in der geschlossenen Position befindet. In einigen Ausführungsformen können sich der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 (z. B. Reed-Schalter) zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt 112 und 114 befinden.
Das Ladegerät 100 kann so konfiguriert sein, dass es einen Stromfluss zum ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder zum zweiten elektrischen Kontakt 114 ermöglicht und/oder erhöht, sobald eine ausreichende Anzahl oder Konfiguration der elektromagnetischen Schalter 124 (z. B. die Hälfte von ihnen, alle von ihnen oder mindestens einer von parallelen Sätzen) eingeschaltet worden ist, möglicherweise vorbehaltlich der Erfüllung anderer Sicherheitsanforderungen. Obwohl in 3 nicht dargestellt, kann die Steuereinheit 128 in elektrischer Verbindung mit dem einen oder den mehreren elektromagnetischen Schaltern 124 stehen. Sobald die Steuereinheit 128 eine Anzeige erhält, dass eine ausreichende Anzahl oder Konfiguration der elektromagnetischen Schalter 124 eingeschaltet wurde, kann die Steuereinheit 128 den Stromfluss freigeben, sofern alle anderen Sicherheitsanforderungen erfüllt sind. In einigen Ausführungsformen können der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 in einer Aus-Konfiguration nichtleitend sein, so dass der Stromfluss zu den elektrischen Kontakten 112 und 114 verhindert wird. Der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 können in einer Ein-Konfiguration leitend sein, so dass der Strom durch den einen oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 zu den elektrischen Kontakten 112 und 114 fließen kann, beispielsweise zum Laden des mobilen Roboters 50. Dementsprechend kommunizieren in einigen Ausführungsformen der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 nicht mit der Steuereinheit 128 und können den Ladevorgang direkt deaktivieren, wenn sie sich beispielsweise im ausgeschalteten oder nichtleitenden Zustand befinden.
Die elektromagnetischen Schalter 124 können so eingestellt werden, dass sie auf ein Magnetfeld von einem oder mehreren Magneten im oder am mobilen Roboter 50 reagieren, wie z. B. dem einen oder den mehreren oben beschrieben Magneten 66. Die elektromagnetischen Schalter 124 können in eine Aus-Konfiguration vorgespannt sein (z. B. außerhalb des Vorhandenseins eines geeigneten Magnetfeldes). Bei Vorhandensein eines geeigneten Magnetfeldes können die elektromagnetischen Schalter 124 so konfiguriert sein, dass sie in eine Ein-Konfiguration geschaltet werden.
Einer oder mehrere der elektromagnetischen Schalter 124 können zu unterschiedlichen Zeiten relativ zueinander in eine Ein- und/oder Aus-Konfiguration schalten. Zum Beispiel können die elektromagnetischen Schalter 124 räumlich versetzt angeordnet sein, so dass jeder das Magnetfeld in unterschiedlichem Maße relativ zueinander erfährt. Die elektromagnetischen Schalter 124 können so konfiguriert sein, dass sie eine richtige Ausrichtung des mobilen Roboters 50 erfordern. Beispielsweise kann die Ladeschnittstelle 100 so konfiguriert sein, dass sie den Stromfluss zum ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder zum zweiten elektrischen Kontakt 114 verhindert, bis eine Schwellenanzahl und/oder eine geeignete Konfiguration von elektromagnetischen Schaltern 124 eingeschaltet worden ist. Beispielsweise können mehrere Sätze von elektromagnetischen Schaltern 124 parallel geschaltet werden, so dass Strom fließen kann, wenn die elektromagnetischen Schalter 124 eines beliebigen der parallelen Sätze eingeschaltet sind. Jeder der mehreren parallelen Sätze kann einen oder mehrere elektromagnetische Schalter 124 enthalten, die in Reihe geschaltet sein können. In einigen Konfigurationen ist ein Satz von in Reihe geschalteten elektromagnetischen Schaltern 124 leitend, wenn alle elektromagnetischen Schalter 124 des Satzes eingeschaltet sind. So kann in einigen Fällen die Anordnung der elektromagnetischen Schalter 124 in einer ausgeschalteten (oder nicht leitenden) Konfiguration sein, selbst wenn einige der elektromagnetischen Schalter 124 eingeschaltet sind. Wenn z. B. ein elektromagnetischer Schalter 124 eingeschaltet ist, aber andere in Reihe geschaltete elektromagnetische Schalter 124 ausgeschaltet sind, kann der Satz nichtleitend sein. In einigen Ausführungsformen kann die Anordnung der elektromagnetischen Schalter 124 in einer eingeschalteten oder leitenden Konfiguration sein, wenn alle in Reihe geschalteten elektromagnetischen Schalter 124 für mindestens einen der parallelen Sätze eingeschaltet (z. B. leitend) sind. In einigen Beispielen kann es erforderlich sein, dass die elektromagnetischen Schalter 124 für eine bestimmte Zeit in der Einschaltkonfiguration sein müssen, bevor der Stromfluss aktiviert wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit 128 einen Timer implementieren, bevor der Ladevorgang freigegeben wird. Die elektromagnetischen Schalter 124 (z. B. Reed-Schalter) können einen unbeabsichtigten Strom verhindern. Wenn beispielsweise ein nicht kompatibles Objekt die Abdeckung 116 so weit bewegen würde, dass die elektrischen Kontakte 112 und 144 freigelegt werden und der Schalter 120 ausgelöst wird, gäbe das Ladegerät 100 den Ladestrom nur dann frei, wenn sich der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 (z. B. Reed-Schalter) in der Ein-Konfiguration befinden. Wenn also das inkompatible Objekt keinen Magneten hat, der so konfiguriert ist, dass er die elektromagnetischen Schalter 124 situationsgerecht einschaltet, bliebe der Ladevorgang deaktiviert. Außerdem können die elektromagnetischen Schalter 124 für Sicherheit sorgen, indem sie sicherstellen, dass der mobile Roboter 50 nahe genug dran und/oder richtig ausgerichtet ist, um die Wahrscheinlichkeit einer Lichtbogenbildung zwischen dem mobilen Roboter 50 und der Ladeschnittstelle 100 zu verhindern oder zu verringern.
Der Zeitpunkt des Einschaltens der elektromagnetischen Schalter 124 und des elektromechanischen Schalters 120 kann so gewählt werden, dass sie nicht gleichzeitig erfolgen, wenn der mobile Roboter 50 in das Ladegerät 100 einfährt. Zusätzlich oder alternativ kann der Zeitpunkt des Ausschaltens der elektromagnetischen Schalter 124 und/oder des elektromechanischen Schalters 120 nicht gleichzeitig erfolgen, wenn sich der mobile Roboter 50 vom Ladegerät 100 löst. Beispielsweise können in einigen Beispielen die relativen Positionen und/oder Empfindlichkeiten des elektromechanischen Schalters 120 und der elektromagnetischen Schalter 124 in Bezug auf das jeweilige Stellglied (z. B. die Abdeckung 116, das Stellglied 62 des mobilen Roboters 50) und die Magnete (z. B. die Magnete 66 des mobilen Roboters 50), während sich der mobile Roboter 50 vorwärtsbewegt, so konfiguriert sein, dass die elektromagnetischen Schalter 124 eingeschaltet werden, bevor der elektromechanische Schalter 120 eingeschaltet wird. Zusätzlich oder alternativ können sie so konfiguriert sein, dass der elektromechanische Schalter 120 ausgeschaltet wird, bevor die elektromagnetischen Schalter 124 ausgeschaltet werden, wenn sich der mobile Roboter 50 vom Ladegerät 100 zurückzieht. Dies kann eine Lichtbogenbildung verhindern, wenn sich der mobile Roboter 50 von der Ladeschnittstelle 100 abkoppelt. Andere Alternativen sind möglich (z. B. dass der elektromechanische Schalter 120 vor den elektromagnetischen Schaltern 124 eingeschaltet wird und/oder dass der elektromechanische Schalter 120 nach den elektromagnetischen Schaltern 124 ausgeschaltet wird).
Die elektromagnetischen Schalter 124 können in einer bestimmten Ausrichtung angeordnet sein, um die Funktionalität und/oder Zuverlässigkeit des Sicherheitsmechanismus zu verbessern. Eine Vielzahl von elektromagnetischen Schaltern 124 kann parallel zueinander angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine Vielzahl von elektromagnetischen Schaltern 124 in Reihe zueinander angeordnet sein. Elektromagnetische Schalter 124, die in Reihe geschaltet sind, können eine Orientierungssicherheitsprüfung des mobilen Roboters 50 unterstützen. Beispielsweise kann es so sein, dass nur dann alle in Reihe geschalteten elektromagnetischen Schalter 124 eingeschaltet werden, wenn der mobile Roboter 50 in Bezug auf jeden der elektromagnetischen Schalter 124, die in Reihe geschaltet sind, richtig positioniert ist. Darüber hinaus können Sätze von elektromagnetischen Schaltern 124, die parallel geschaltet sind, einen Bereich von akzeptablen Positionen für den mobilen Roboter 50 bieten. Wenn sich der mobile Roboter 50 beispielsweise an einem Satz elektromagnetischer Schalter 124 vorbeibewegt, so dass diese nicht mehr durch den Magneten aktiviert werden, kann ein anderer Satz elektromagnetischer Schalter 124 weiter entlang des Bewegungspfades positioniert sein, um durch den Magneten des mobilen Roboters 50 ausgelöst zu werden. Die parallelen Sätze von elektromagnetischen Schaltern 124 können für Redundanz sorgen, so dass die Funktionalität der elektromagnetischen Schalter 124 erhalten bleibt, wenn einer oder mehrere der elektromagnetischen Schalter 124 nicht funktionsfähig sind. In einigen Beispielen sind acht elektromagnetische Schalter 124 so angeordnet, dass zwei Sätze von elektromagnetischen Schaltern 124 parallel zueinander angeordnet sind, wobei jeder Satz von elektromagnetischen Schaltern 124 vier in Reihe angeordnete elektromagnetische Schalter 124 umfasst, wie in 9 dargestellt. Andere Konfigurationen sind möglich (z. B. die in 11 gezeigte Konfiguration).
Die Ladeschnittstelle 100 kann ein oder mehrere Reinigungselemente enthalten, die die Langlebigkeit der elektrischen Komponenten der Ladeschnittstelle 100 und/oder des mobilen Roboters 50 fördern. Zum Beispiel kann die Ladeschnittstelle 100 ferner eine Bürste 118 umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie einen oder mehrere elektrische Kontakte 112, 114 der Ladeschnittstelle 100 und/oder des mobilen Roboters 50 reinigt. Die Bürste 118 kann in der Nähe eines distalen Endes des Vorsprungs 104 angeordnet sein, wodurch sie in Kontakt mit dem/den elektrischen Zielkontakt(en) kommen kann. Wie dargestellt, kann die Bürste 118 zumindest teilweise auf oder über dem ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder zweiten elektrischen Kontakt 114 des Ladegeräts 100 angeordnet sein. Die Bürste 118 kann mit der Abdeckung 116 gekoppelt sein, so dass bei Betätigung der Abdeckung 116 die Bürste 118 über den ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder den zweiten elektrischen Kontakt 114 streicht. Die Bürste 118 kann starre oder flexible Borsten aus Metall, Kunststoff und/oder einem anderen geeigneten Material enthalten. In 3 ist eine Bürste 118 dargestellt, die zum Reinigen des ersten elektrischen Kontakts 112 konfiguriert ist. Obwohl nicht dargestellt, kann die Abdeckung 116 eine zweite Bürste zur Reinigung des zweiten elektrischen Kontakts 114 enthalten. Alternativ kann die Bürste 118 so dimensioniert und positioniert sein, dass sie sowohl den ersten als auch den zweiten elektrischen Kontakt 112 und 114 reinigt. Die Bürste 118 kann sich beispielsweise um die Innenseite der Abdeckung 116 legen. Die Bürste 118 kann so konfiguriert sein, dass sie abnehmbar mit der Abdeckung 116 verbunden ist, so dass sie zum Beispiel zum Reinigen ausgetauscht oder entfernt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann mindestens eine Bürste mit dem Vorsprung 104 (z. B. mit dem Gehäuse des Vorsprungs 104) verbunden sein und zur Reinigung eines oder mehrerer elektrischer Kontakte 56, 58 am mobilen Roboter 50 verwendet werden. Die Bürste(n) kann/können distal von dem/den elektrischen Kontakt(en) des Ladegeräts 112, 114 positioniert sein, so dass der/die elektrische(n) Kontakt(e) 56, 58 des mobilen Roboters 50 über die Bürste(n) gleitet/gleiten, wenn sich der mobile Roboter 50 vorwärtsbewegt. In einigen Fällen kann/können die hierin offenbarte(n) Bürste(n) 118 bewegbar und in Richtung des/der Zielkontakts/-kontakte vorgespannt sein, um eine verbesserte Kopplung zwischen der Bürste 118 und den elektrischen Kontakten sicherzustellen.
Ein weiteres Sicherheitsmerkmal kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass die elektrischen Komponenten ordnungsgemäß funktionieren. Wenn unsachgemäße Verbindungen und/oder beschädigte elektrische Komponenten in der Ladeschnittstelle 100 und/oder dem mobilen Roboter 50 vorhanden sind, kann dies zu einer erheblichen Wärmeentwicklung führen. Diese Wärme kann ein Zeichen dafür sein, dass ein Problem behoben werden muss, bevor der Ladevorgang an der Ladeschnittstelle 100 stattfinden oder fortgesetzt werden kann. Wenn beispielsweise einer oder mehrere der elektrischen Kontakte 112, 114, 56 und/oder 58 verschmutzt sind, kann die Übertragung des Ladestroms erhebliche Wärmemengen erzeugen, die das Ladegerät 100 und/oder den mobilen Roboter 50 beschädigen können, wenn sie nicht kontrolliert werden. Dementsprechend enthält die Ladeschnittstelle 100 in einigen Beispielen einen Temperatursensor 132. Der Temperatursensor 132 kann in elektrischer Verbindung mit der Steuereinheit 128 stehen, um elektrische Signale zu übertragen.
Der Temperatursensor 132 kann so konfiguriert sein, dass er Temperaturen erkennt, die eine Schwellenwert-Sicherheitstemperatur überschreiten. Der Temperatursensor 132 kann Messungen liefern, die eine Temperatur am elektrischen Kontakt 112 und/oder am elektrischen Kontakt 114 des Ladegeräts anzeigen. In einigen Fällen kann der Temperatursensor 132 so konfiguriert sein, dass er mit der Aufnahmeschnittstelle 54 des mobilen Roboters 50 oder einem anderen Teil davon in thermische Verbindung (z. B. strahlend, leitend) tritt. Der Temperatursensor 132 kann so konfiguriert sein, dass er einen Stromfluss zu dem ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder dem zweiten elektrischen Kontakt 114 ermöglicht, wenn er nicht feststellt, dass der Temperatursensor 132 die Schwellenwert-Sicherheitstemperatur überschreitet. Der Temperatursensor 132 kann so konfiguriert sein, dass er den Stromfluss zu dem ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder dem zweiten elektrischen Kontakt 114 unterbricht, wenn eine Temperatur über einem Schwellenwert gemessen wird. Die Temperatur kann vor, während und/oder nach dem Laden überprüft werden. Wenn die Ladeschnittstelle 100 beispielsweise eine Batterie des mobilen Roboters 50 auflädt, kann der Temperatursensor 132 eine Temperatur über einem Schwellenwert oder einen plötzlichen Temperaturanstieg am oder in der Nähe des Temperatursensors 132 erkennen und den Strom zum ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder zum zweiten elektrischen Kontakt 114 unterbrechen. In einigen Beispielen kann der Temperatursensor 132 zusätzlich oder alternativ ein Signal an den mobilen Roboter 50 senden, um eine elektrische Verbindung zu öffnen, um Schäden am mobilen Roboter 50 zu verhindern.
Die Steuereinheit 128 kann ein weiteres Sicherheitsmerkmal der Ladeschnittstelle 100 bereitstellen. Die Steuereinheit 128 des Ladegeräts kann so konfiguriert sein, dass sie überprüft, ob der mobile Roboter 50 ein kompatibles oder zugelassenes Gerät ist, bevor sie den Ladevorgang freigibt. In einigen Ausführungsformen kann der mobile Roboter überprüfen, ob das Ladegerät kompatibel oder zugelassen ist, bevor der mobile Roboter 50 den Ladevorgang freigibt. Diese Überprüfung kann durch den Austausch von Informationen zwischen dem mobilen Roboter 50 und dem Ladegerät 100 erfolgen. Beispielsweise können digitale Informationen, wie ein Code oder ein Passwort, zur Überprüfung ausgetauscht werden. In einigen Ausführungsformen können auch analoge Signale zur Verifizierung verwendet werden. Verschiedene geeignete elektrische Handshake-Protokolle können verwendet werden, damit das Ladegerät 100 den mobilen Roboter 50 verifizieren kann und/oder damit der mobile Roboter 50 das Ladegerät 100 verifizieren kann. Wenn beispielsweise eine elektrische Verbindung zwischen dem Ladegerät 10 und dem mobilen Roboter 50 hergestellt ist (z. B. nachdem die Abdeckung in die offene Position gebracht wurde, der mechanische Schalter 120 eingeschaltet wurde und die Magnetschalter 124 sich in der eingeschalteten Konfiguration befinden), kann das Ladegerät ein erstes Verifizierungssignal an den mobilen Roboter 50 senden. Der mobile Roboter 50 kann so konfiguriert sein, dass er das erste Verifizierungssignal erkennt (was als Verifizierung des Ladegeräts 100 dienen kann). Der mobile Roboter 50 kann so konfiguriert sein, dass er als Reaktion auf das erste Verifizierungssignal ein zweites Verifizierungssignal an das Ladegerät 100 sendet. Das Ladegerät 100 kann so konfiguriert sein, dass es das zweite Verifizierungssignal erkennt (was als Verifizierung des mobilen Roboters 50 dienen kann), und als Reaktion darauf kann das Ladegerät 100 den Ladevorgang ermöglichen. Wenn das Ladegerät das zweite Verifizierungssignal nicht als Antwort zurückerhält, gibt es den Ladevorgang nicht frei. In einigen Ausführungsformen kann der elektrische Handshake mit niedriger Spannung und/oder niedriger Energie erfolgen, was das System sicherer machen kann, bevor hohe Leistungen eingesetzt werden. Es können verschiedene andere geeignete Handshake- oder Verifizierungsprotokolle verwendet werden. Das Handshake- oder ein anderes Verifizierungsprotokoll kann als Reaktion auf die Aktivierung des Schalters 120 (z. B. des Momentanschalters) eingeleitet werden.
Es kann wünschenswert sein, dass der mobile Roboter 50 überprüft, ob der richtige Strom und/oder die richtige Spannung am ersten elektrischen Kontakt 112 und/oder am zweiten elektrischen Kontakt 114 anliegt, bevor er einen Ladestromfluss durchlässt. Wie hierin erläutert, kann das Ladegerät den mobilen Roboter 50 verifizieren und/oder der mobile Roboter 50 kann das Ladegerät 100 verifizieren. So kann sich in einigen Beispielen die Steuereinheit 128 an einem elektrischen Handshake beteiligen, um zu gewährleisten, dass es sicher ist, den Stromfluss durch die elektrischen Kontakte 112, 114 zu ermöglichen. Nachdem die elektrischen Kontakte 112, 114 mit den elektrischen Kontakten 56, 58 des mobilen Roboters 50 elektrisch verbunden sind, aber bevor der Ladestrom freigegeben wird (z. B. auch nachdem alle anderen Sicherheitsprüfungen bestanden wurden), kann die Steuereinheit 128 zunächst ein elektrisches Testsignal (z. B. einen bestimmten Stromfluss, eine bestimmte Spannung) an den mobilen Roboter 50 senden. In einigen Beispielen kann der mobile Roboter 50 seine eigene Sicherheitsüberprüfung durchführen, indem er ein elektrisches Testsignal an die Ladeschnittstelle 100 sendet. Wenn der Test aufseiten des mobilen Roboters 50 erfolgreich ist, kann der mobile Roboter 50 ein Freigabesignal an die Steuereinheit 128 senden. Die Steuereinheit 128 kann so konfiguriert sein, dass sie den Fluss des Ladestroms zu den elektrischen Kontakten 112, 114 freigibt, sobald sie das Freigabesignal zurückbekommt.
4 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf eine beispielhafte Ladeschnittstelle 200 gemäß einigen Ausführungsformen. Die Ladeschnittstelle 200 zeigt einen Vorsprung 204 der Ladeschnittstelle 200, der sich vom Träger 208 erstreckt. Die Abdeckung 216 ist um den Vorsprung 204 herum angeordnet, um eine Verschiebung der Abdeckung 216 als Reaktion auf die Betätigung durch den mobilen Roboter 50 zu ermöglichen. Wie dargestellt, ist die Abdeckung 216 so geformt, dass sie um den Vorsprung 204 passt, um das Ausmaß des seitlichen Spiels der Abdeckung 216 während der Betätigung zu verringern. Der Vorsprung 204 kann an einem distalen Ende verjüngt sein, um eine bessere Kopplung mit der Aufnahmeschnittstelle 54 des mobilen Roboters 50 zu fördern. Zum Beispiel kann die Aufnahmeschnittstelle 54 am mobilen Roboter 50 an der Öffnung der Aussparung aufgeweitet sein, was die Aufnahme des Vorsprungs 204 in die Aussparung erleichtern kann.
Es ist zu beachten, dass die Ladeschnittstelle 200 (und jede andere hier beschriebene Ladeschnittstelle) ein oder mehrere Merkmale der Ladeschnittstelle 100 oder anderer oben beschriebener Ausführungsformen der Ladeschnittstelle enthalten kann. Darüber hinaus können Elemente, die dieselbe Bezeichnung haben, in bestimmten Beispielen ein oder mehrere gemeinsame Merkmale aufweisen. Auf diese Weise wird eine unnötige Verdoppelung der Beschreibung vermieden.
5A zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle 200 aus 4 aus einer anderen Perspektive, wobei sich die Abdeckung in einer geschlossenen Position befindet. 5B zeigt das Beispiel der Ladeschnittstelle 200 mit der Abdeckung in der offenen Position. Wie dargestellt, sind ein erster elektrischer Kontakt 212 und ein zweiter elektrischer Kontakt 214 des Vorsprungs 204 zu sehen. Die Ladeschnittstelle 200 umfasst außerdem einen elektromechanischen Schalter 220, der in 5A zu sehen ist. Der Vorsprung 204 ist oberhalb und parallel zum Boden angeordnet gezeigt. Der erste elektrische Kontakt 212 befindet sich auf einer oberen Seite des Vorsprungs 204, und der zweite elektrische Kontakt 214 befindet sich auf einer unteren Seite des Vorsprungs 204, z. B. nach unten gerichtet. Diese Konfiguration kann verhindern, dass ein Gegenstand unbeabsichtigt mit beiden elektrischen Kontakten 212 und 214 in Berührung kommt. Ein Gegenstand, der auf der Ladeschnittstelle 200 landet, könnte beispielsweise den oberen elektrischen Kontakt 212 berühren, aber nicht den unteren elektrischen Kontakt 214, wodurch die Verbindung nicht vollständig hergestellt werden könnte. Dies ist ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal und ein Vorteil des erhöhten Vorsprungs 204 für die Ladeschnittstelle 200.
5C zeigt den mobilen Roboter 50 in Eingriff mit der Ladeschnittstelle 200. Der Vorsprung 204 erstreckt sich in eine Aussparung am mobilen Roboter 50. Ein Stellglied 62 am mobilen Roboter 50 schiebt die Abdeckung 216 entlang des Vorsprungs 204 in die offene Position, um dadurch den ersten und zweiten elektrischen Kontakt 212 und 214 an der Ladeschnittstelle 200 freizulegen. Die entsprechenden elektrischen Kontakte 56 und 58 an dem mobilen Roboter können eine elektrische Verbindung mit den ersten und zweiten elektrischen Kontakten 212 und 214 der Ladeschnittstelle 200 herstellen. Obwohl in 5C nicht dargestellt, kann ein Magnet in dem mobilen Roboter 50 nahe genug an einen oder mehrere elektromagnetische Schalter 124 (z. B. Reed-Schalter) herankommen, die sich innerhalb des Vorsprungs 204 befinden können, so dass der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter 124 in eine eingeschaltete oder leitende Konfiguration übergehen. Wenn die Abdeckung 216 in die in 5C gezeigte Position bewegt wird, kann die Abdeckung 216 den Schalter 220 (z. B. einen Momentanschalter) betätigen. Optional können das Ladegerät und der mobile Roboter 50 ein elektrisches Handshake-Protokoll zur Verifizierung durchführen, bevor das Ladegerät den Ladevorgang freigibt.
6 zeigt die beispielhafte Ladeschnittstelle 200 aus 4, die vom Träger 208 entkoppelt ist. Die Ladeschnittstelle 200 umfasst einen ersten elektrischen Draht 236 und einen zweiten elektrischen Draht 238, die in elektrischer Verbindung mit dem ersten elektrischen Kontakt 212 bzw. dem zweiten elektrischen Kontakt 214 (in 6 nicht sichtbar) stehen. Über die elektrischen Drähte 236, 238 kann Lade- und Signalstrom zu den entsprechenden elektrischen Kontakten 212, 214 und zu den elektrischen Kontakten 56, 58 des mobilen Roboters 50 geleitet werden, sofern die erforderlichen Sicherheitsprüfungen erfüllt sind. Die Drähte 236 und/oder 238 können zur Übertragung von Daten oder anderen Signalen, z. B. an eine Steuereinheit 128, verwendet werden. Beispielsweise können Signale von dem ersten elektrischen Kontakt 212 und/oder dem zweiten elektrischen Kontakt 214 an die Steuereinheit 128 übertragen werden, um den elektrischen Handshake durchzuführen, wie hier beschrieben. Daten oder andere Signale können in die andere Richtung übertragen werden, z.B. von der Steuereinheit zum ersten elektrischen Kontakt 212 und/oder zweiten elektrischen Kontakt 214. In einigen Ausführungsformen kann sich die Steuereinheit zwischen den Drähten 236, 238 und dem ersten elektrischen Kontakt 212 und dem zweiten elektrischen Kontakt 214 befinden, wie z.B. auf der in 9 gezeigten Leiterplatte.
7 zeigt eine perspektivische detaillierte Draufsicht auf die Ladeschnittstelle 200 von 4 mit entfernter Abdeckung 216. Der erste elektrische Kontakt 212 und der zweite elektrische Kontakt 214 sind zu sehen. Ein Teil jedes der elektrischen Kontakte 212, 214 ist entlang eines verjüngten Teils des Vorsprungs 204 in der Nähe eines distalen Endes des Vorsprungs 204 angeordnet. Eine Bürste 218 der Ladeschnittstelle 200 ist in 7 über dem ersten elektrischen Kontakt 212 angeordnet gezeigt. In einigen Beispielen (nicht dargestellt) kann eine entsprechende Bürste unterhalb des zweiten elektrischen Kontakts 214 angeordnet sein. Die Bürste 218 kann so konfiguriert sein, dass sie sich mit der Abdeckung 216 verschiebt, so dass eine Verschiebung der Bürste 218 an dem ersten elektrischen Kontakt 212 reibt, um ihn zu reinigen.
Ein Vorspannelement 242 (z. B. eine Feder) ist entlang einer Seite des Vorsprungs 204 angeordnet gezeigt. Das Vorspannelement 242 ist mit der Abdeckung 216 (nicht dargestellt) gekoppelt, um die Abdeckung 216 in Richtung einer ausgeschalteten oder geschlossenen Position vorzuspannen. Ein entsprechendes Vorspannelement 244 (in 7 nicht dargestellt) ist auf einer entgegengesetzten Seite des Vorsprungs 204 angeordnet und ebenfalls mit der Abdeckung 216 (in 7 nicht dargestellt) gekoppelt. Jede geeignete Vorspannstruktur kann verwendet werden, um die Abdeckung in die geschlossene Position vorzuspannen. Zum Beispiel kann eine einzelne Feder verwendet werden. In einigen Fällen kann ein komprimierbares Element zusammengedrückt werden, wenn sich die Abdeckung 216 in Richtung der offenen Position bewegt, und kann rückfedern, um die Abdeckung 216 zurück in die geschlossene Position zu schieben.
8A zeigt eine perspektivische Ansicht der Ladeschnittstelle 200 aus 4 von unten, wobei die Abdeckung 216 entfernt ist. Der zweite elektrische Kontakt 214 und das Vorspannelement 244 sind deutlich zu erkennen. Wie gezeigt, können das Vorspannelement 242 und/oder das Vorspannelement 244 in entsprechenden Aussparungen an den Seiten des Vorsprungs 204 angeordnet sein.
8B zeigt die vom Vorsprung 204 entfernte Abdeckung 216. Die Abdeckung 216 kann die Bürste 218 enthalten. Die Bürste 219 kann mit der Abdeckung 216 gekoppelt sein, so dass sich die Bürste 218 mit der Abdeckung 216 bewegt, um den ersten elektrischen Kontakt 212 zu reinigen. Die Bürste 218 kann mit einer oberen Seite der Innenseite der Abdeckung 216 verbunden sein. Eine ähnliche Bürste kann an der unteren Seite der Innenseite der Abdeckung 216 angebracht sein. Die Bürste(n) kann/können abnehmbar mit der Abdeckung gekoppelt sein, oder sie kann/können daran angeklebt sein, oder es kann jeder andere geeignete Kopplungsmechanismus oder jede andere Technik verwendet werden.
8C ist eine Querschnittsansicht eines Teils der Ladeschnittstelle 200. Der Querschnitt von 8C verläuft durch die Mitte des Vorsprungs 204. Die Ladeschnittstelle 200 kann eine Schaltung 250 enthalten, die zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt 212, 214 angeordnet sein kann. Die Schaltung 250 kann sich auf einer Leiterplatte (PCB) befinden. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ladeschnittstelle 200 aus 4 von unten, wobei ein Teil des Vorsprungs 204 entfernt wurde, um einen Blick auf das Innere des Vorsprungs 204 zu ermöglichen. Die Schaltung 250 umfasst eine Vielzahl von elektromagnetischen Schaltern 254 (z. B. auf der unteren Seite der Leiterplatte angeordnet). Die elektromagnetischen Schalter 254 können oberhalb des zweiten elektrischen Kontakts 214 (nicht dargestellt) und/oder unterhalb des ersten elektrischen Kontakts 212 angeordnet sein. Es ist festzuhalten, dass die Ansicht von 9 von unterhalb des Vorsprungs 204 ist. Wie dargestellt, umfasst die Schaltung 250 zwei parallel angeordnete Sätze von elektromagnetischen Schaltern 254. Jeder Satz umfasst vier elektromagnetische Schalter 254, und jeder der elektromagnetischen Schalter 254 innerhalb jedes Satzes ist in Reihe zueinander geschaltet. Der erste Satz von elektromagnetischen Schaltern 254 kann näher am distalen Ende des Vorsprungs liegen als der zweite Satz von elektromagnetischen Schaltern 254. Wenn sich der mobile Roboter 50 also zu einer ersten Position vorwärtsbewegt, kann sein Magnet den ersten Satz elektromagnetischer Schalter 254 einschalten, aber nicht den zweiten Satz. Wenn sich der mobile Roboter 50 weiter in eine zweite Position vorwärtsbewegt, kann sein Magnet den zweiten Satz elektromagnetischer Schalter 254 einschalten, nicht aber den ersten Satz. Dementsprechend können die parallelen Sätze von elektromagnetischen Schaltern 254 einen Bereich von Positionen für den mobilen Roboter 50 bereitstellen, in denen die Aufladung aktiviert werden kann. Der in Reihe angeordnete Satz elektromagnetischer Schalter 254 kann im Allgemeinen seitlich zur Richtung des Vorsprungs 204 angeordnet sein. Wenn also der mobile Roboter 50 falsch ausgerichtet ist, so dass die elektrischen Kontakte 56, 58 nicht richtig mit den Ladekontakten 212, 214 ausgerichtet sind, kann der Magnet des mobilen Roboters 50 so positioniert werden, dass einige, aber nicht alle der in Reihe angeordneten elektromagnetischen Schalter 254 eingeschaltet werden. Auf diese Weise würde der Ladevorgang nicht durch eine falsche Ausrichtung des mobilen Roboters 50 behindert werden.
Die Schaltung 250 kann einen Temperatursensor 232 enthalten, der die Temperatur an der Schaltung, im Bereich zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt 212, 214 oder im Vorsprung messen kann. Der Temperatursensor 232 kann eine Messung liefern, die die Temperatur am ersten elektrischen Kontakt 212 und/oder am zweiten elektrischen Kontakt 214 anzeigt. Die Schaltung 250 kann eine Steuereinheit 228 umfassen. Die Steuereinheit 228 kann ein elektrisches Handshake- oder anderes Verifizierungsprotokoll durchführen, wie hierin besprochen, und kann verschiedene andere hier offenbarte Funktionen ausführen. In einigen Fällen kann die Steuereinheit 228 entfernt von den elektrischen Kontakten angeordnet sein, an einer Stelle, die in 9 nicht dargestellt ist.
10 zeigt eine detaillierte Ansicht eines beispielhaften elektromechanischen Schalters 220 gemäß einigen Ausführungsformen. Der elektromechanische Schalter 220 umfasst eine Basis 304, ein Vorspannelement 308, einen Arm 312, der sich von dem Vorspannelement 308 erstreckt, und ein Eingriffsmerkmal 316. Die Basis 304 kann mit dem Vorsprung 204 gekoppelt sein (z. B. fest, abnehmbar). Das Vorspannelement 308 kann mit der Basis 304 gekoppelt sein, um eine Betätigung des Vorspannelementes 308 zu ermöglichen. Das Vorspannelement 308 kann eine auskragende Feder (z. B. wie dargestellt) oder eine andere Art von Feder sein. Es kann jede geeignete Vorspannstruktur verwendet werden, wie z. B. eine Feder oder ein komprimierbares elastisches Material. Der Arm 312 kann sich von dem Vorspannelement 308 aus erstrecken, damit das Eingriffsmerkmal 316 besser in ein entsprechendes Betätigungselement (z. B. einen Teil der Abdeckung 216, das Stellglied 62 des mobilen Roboters 50) eingreifen kann. Der Arm 312 kann im Wesentlichen starr sein, um eine Ausrichtung des Eingriffsmerkmals 316 relativ zu dem Vorspannelement 308 beizubehalten. Wie dargestellt, kann das Eingriffsmerkmal 316 ein drehbares Merkmal aufweisen, um die Reibung zwischen dem Eingriffsmerkmal 316 und dem entsprechenden Betätigungselement zu verringern. Andere elektromechanische Schalter sind möglich. Der Schalter 220 kann ein Momentanschalter oder ein vorgespannter Schalter sein. Der Schalter 220 kann in die Aus-Stellung oder nichtleitende Stellung vorgespannt sein.
11 zeigt ein Beispiel für eine Schaltung (z. B. auf einer Leiterplatte) 400, die in einer hierin beschriebenen Ladeschnittstelle gemäß einigen Ausführungsformen angeordnet sein kann. Die Schaltung 400 kann sich auf einer Leiterplatte 402 befinden. Die Schaltung 400 kann eine Vielzahl von elektromagnetischen Schaltern 404 umfassen. Die elektromagnetischen Schalter 404 können parallel und/oder in Reihe angeordnet sein, wie hierin beschrieben. Wie dargestellt, umfasst die Schaltung 400 45 elektromagnetische Schalter 404, wobei 9 Sätze elektromagnetischer Schalter 404 parallel angeordnet sind. Jeder Satz umfasst 5 elektromagnetische Schalter 404, die in Reihe miteinander verbunden sind. In einigen Ausführungsformen können die elektromagnetischen Schalter 404 in elektrischer Verbindung mit einer Kommunikationsschnittstelle 408 stehen. In einigen Beispielen kann die Schaltung oder eine andere Steuereinheit feststellen, ob eine ausreichende Anzahl der elektromagnetischen Schalter 404 in eine Ein-Stellung gebracht wurde. Wenn eine ausreichende Anzahl von elektromagnetischen Schaltern 404 in die Ein-Stellung geschaltet wurde, kann die Kommunikationsschnittstelle 408 ein Signal an eine Steuereinheit (z. B. die Steuereinheit 128 von 3) senden, um anzuzeigen, dass das Sicherheitsmerkmal erfüllt wurde. Der Stromfluss kann freigegeben werden, sofern die anderen erforderlichen Sicherheitsmerkmale erfüllt sind, wie hier beschrieben. Andere Ausrichtungen, Anordnungen und Anzahlen von elektromagnetischen Schaltern 404 sind möglich.
12A zeigt ein Beispiel für eine Ladeschnittstelle 500 gemäß einigen Ausführungsformen, die eine Fallenkonfiguration einer Abdeckung 516 umfasst. Die Ladeschnittstelle 500 umfasst einen Vorsprung 504, eine Abdeckung 516 und ein Eingriffselement 560. Der Vorsprung 504 kann wie der oben beschriebene Vorsprung 204 geformt sein.
Die Abdeckung 516 kann eine offene und eine geschlossene Konfiguration haben, die eine Falle nachahmen. Die Abdeckung 516 kann einen ersten Teil oder eine Platte 516a und einen zweiten Teil oder eine Platte 516b umfassen. Die erste Platte 516a kann um ein erstes Scharnier 552 schwenken, und die zweite Platte 516b kann um ein erstes Scharnier 554 schwenken. Eines oder beide der Scharniere 552, 554 können im Wesentlichen horizontal, im Wesentlichen parallel zum Boden und/oder im Wesentlichen parallel zu einer Oberseite des Vorsprungs 504 ausgerichtet sein. Eines oder beide der Scharniere 552, 554 können im Wesentlichen orthogonal zu einer Richtung, in der sich der Vorsprung erstreckt, und/oder orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des mobilen Roboters während des Eingriffs mit der Ladeschnittstelle 500 ausgerichtet sein. Wenn sich der mobile Roboter 50 der Abdeckung 516 nähert, kann ein Stellglied des mobilen Roboters 50 in Kontakt mit einem ersten Stoßfänger 556 und einem zweiten Stoßfänger 558 kommen, die mit der jeweiligen ersten und zweiten Platte 516a, 516b verbunden sind. Als Reaktion auf den Kontakt kann sich die erste Platte 516a nach oben drehen, um einen ersten elektrischen Kontakt darunter freizulegen. In ähnlicher Weise kann sich die zweite Platte 516b nach unten drehen, um einen zweiten elektrischen Kontakt freizulegen. Die offene Konfiguration ist in 12B dargestellt. Die Platten 516a, 516b können in ihre jeweiligen geschlossenen Positionen vorgespannt sein. Es ist ein erster und ein zweiter elektrischer Draht 536, 538 dargestellt, die elektrisch mit dem ersten und zweiten elektrischen Kontakt verbunden sind. In einigen Ausführungsformen können die distalen Enden der ersten Platte 516a und/oder der zweiten Platte 516b entsprechende Rollen 556 und 558 aufweisen, die entlang der Vorderfläche des mobilen Roboters 50 rollen können, wenn sich die Platten 516a, 516b öffnen.
Das Eingriffselement 560 kann so konfiguriert sein, dass es ein entsprechendes Element des mobilen Roboters 50 berührt. Das Eingriffselement 560 kann so konfiguriert sein, dass es einen distalen Teil der Aufnahmeschnittstelle 54 des mobilen Roboters 50 berührt und sich verschiebt, um einen elektromechanischen Schalter (nicht dargestellt) zu betätigen. In einigen Beispielen ist das Eingriffselement 560 der elektromechanische Schalter und kann direkt durch den mobilen Roboter 50 betätigt werden. Beispielsweise kann eine Wand oder eine andere Struktur innerhalb der Aussparung, die den Vorsprung 504 aufnimmt, so positioniert sein, dass sie das Eingriffselement 560 (das ein Momentanschalter oder ein anderer Schaltertyp sein kann) drückt oder anderweitig betätigt. In einigen Ausführungsformen kann eine der Platten 516a oder 516b einen Momentanschalter drücken, wenn sie um einen ausreichenden Betrag geöffnet sind.
13A zeigt ein Beispiel für eine Ladeschnittstelle 600 mit einer Schwenkkonfiguration einer Abdeckung 616, gemäß einigen Ausführungsformen. 13A zeigt die Abdeckung 616 in einer geschlossenen Position, und 13B zeigt die Abdeckung 616 in einer offenen Position. Die Ladeschnittstelle 600 umfasst einen Vorsprung 604, einen ersten elektrischen Kontakt 612, einen zweiten elektrischen Kontakt (in 13B nicht sichtbar) und eine Abdeckung 616. Die Abdeckung 616 kann schwenken, beispielsweise um eine Achse, die im Wesentlichen vertikal oder im Wesentlichen senkrecht zum Boden verläuft. Wenn sich der mobile Roboter 50 nähert, kann die Abdeckung 616 durch eine Struktur am mobilen Roboter 50 geschwenkt werden, um den ersten elektrischen Kontakt 612 und den zweiten elektrischen Kontakt (nicht dargestellt) freizulegen. Wie dargestellt, kann jede Platte der Abdeckung 616 so konfiguriert sein, dass sie sich gemeinsam um dieselbe Achse dreht. In einigen Beispielen kann jedoch jede Platte der Abdeckung 616 ihre eigene Drehachse haben. Zusätzlich oder alternativ kann jede Drehachse parallel zueinander verlaufen. Andere Optionen sind möglich.
14 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren 700 zum Laden eines mobilen Roboters gemäß bestimmten Ausführungsformen darstellt. Das Verfahren kann von einem oder mehreren hierin beschriebenen Elementen durchgeführt werden. Beispielsweise können Schritte des Verfahrens von einer Ladeschnittstelle (z. B. der Ladeschnittstelle 100, der Ladeschnittstelle 200, der Ladeschnittstelle 500, der Ladeschnittstelle 600), einem mobilen Roboter (z. B. dem mobilen Roboter 50) und/oder Teilen von einem oder beiden oder jeder anderen hierin offenbarten Ausführungsform durchgeführt werden.
In Block 704 umfasst das Verfahren 700 das Vorwärtsbewegen eines mobilen Roboters in Richtung eines Ladegeräts, so dass ein Vorsprung des Ladegeräts in eine Aussparung des mobilen Roboters eindringt. In Block 708 umfasst das Verfahren 700 das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um eine Abdeckung auf dem Vorsprung des Ladegeräts von einer geschlossenen Position in eine offene Position zu bewegen, um einen oder mehrere elektrische Kontakte auf dem Vorsprung freizulegen. Die Abdeckung kann in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt sein.
Die Vorwärtsbewegung des Roboters kann dazu führen, dass die Abdeckung den Momentanschalter von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung bringt. In einigen Ausführungsformen bewirkt das Vorwärtsbewegen des Roboters, dass ein Teil des Roboters den Momentanschalter direkt von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung betätigt. Die Abdeckung kann linear entlang des Vorsprungs von der geschlossenen Position in die offene Position gleiten. In einigen Beispielen schwenkt die Abdeckung zwischen der geschlossenen und der offenen Position. In einigen Beispielen umfasst die Abdeckung einen oberen Teil, der nach oben schwenkt, um einen oberen elektrischen Kontakt auf dem Vorsprung freizulegen, und einen unteren Teil, der nach unten schwenkt, um einen unteren elektrischen Kontakt auf dem Vorsprung freizulegen.
In Block 712 kann das Verfahren 700 das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters umfassen, so dass ein oder mehrere elektrische Kontakte in der Aussparung des mobilen Roboters in elektrische Verbindung mit dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten auf dem Vorsprung des Ladegeräts kommen. Die Aussparung an dem mobilen Roboter kann einen im Wesentlichen horizontalen Schlitz aufweisen. In Block 716 umfasst das Verfahren 700 das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein von einem Magneten am mobilen Roboter erzeugtes Magnetfeld einen oder mehrere Reed-Schalter am Ladegerät einschaltet.
In Block 720 umfasst das Verfahren 700 das Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um einen Momentanschalter aus einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung zu bringen, um den Momentanschalter zu aktivieren. Der Momentanschalter ist in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt. In einigen Beispielen schalten sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter ein, bevor der Momentanschalter aktiviert wird, wenn sich der mobile Roboter vorwärtsbewegt.
In Block 724 umfasst das Verfahren 700 das Übertragen von elektrischen Signalen zwischen dem mobilen Roboter und dem Ladegerät unter Verwendung der elektrischen Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts, um einen elektrischen Handshake durchzuführen. Der elektrische Handshake kann beinhalten, dass das Ladegerät den mobilen Roboter verifiziert und/oder der mobile Roboter das Ladegerät verifiziert.
In Block 728 umfasst das Verfahren 700 das Senden eines Ladestroms vom Ladegerät an den mobilen Roboter. Der Ladestrom kann durch die elektrische Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters geleitet werden. Der Block 728 kann als Reaktion auf das Einschalten des einen oder der mehreren Reed-Schalter, die Aktivierung des Momentanschalters und den Abschluss des elektrischen Handshakes ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen muss also jede Sicherheitsmaßnahme erfüllt sein, bevor der Ladestrom vom Ladegerät an den mobilen Roboter weitergeleitet wird.
In einigen Beispielen umfasst das Ladegerät einen oberen elektrischen Kontakt an einer oberen Seite des Vorsprungs und einen unteren elektrischen Kontakt an einer unteren Seite des Vorsprungs. Der mobile Roboter kann einen oberen elektrischen Kontakt an einer oberen Seite der Aussparung und einen unteren elektrischen Kontakt an einer unteren Seite der Aussparung aufweisen. Der Vorsprung kann sich im Wesentlichen horizontal erstrecken und/oder über den Boden angehoben sein.
Das Verfahren 700 kann die Reinigung des einen oder der mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung des Ladegeräts umfassen, wenn sich die Abdeckung bewegt. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren 700 die Überwachung einer Temperatur am Vorsprung des Ladegeräts und das Abschalten des Ladestroms, wenn die überwachte Temperatur über einer Schwellentemperatur liegt.
Das Verfahren 700 kann ferner das Zurückziehen des mobilen Roboters aus dem Ladegerät umfassen, um den Momentanschalter zu deaktivieren, und als Reaktion auf die Deaktivierung des Momentanschalters das Stoppen des Ladestroms, um das Laden des mobilen Roboters zu deaktivieren. Das Verfahren 700 kann das Zurückziehen des mobilen Roboters umfassen, so dass sich der Magnet von dem einen oder den mehreren Reed-Schaltern entfernt, um den einen oder die mehreren Reed-Schalter auszuschalten. Weiterhin kann das Verfahren 700 beinhalten, dass der mobile Roboter zurückgezogen wird, so dass sich die Abdeckung von der offenen Position in die geschlossene Position bewegt, um den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung des Ladegeräts abzudecken, und dass der mobile Roboter zurückgezogen wird, so dass der Vorsprung des Ladegeräts aus der Aussparung des mobilen Roboters herausgezogen wird. In einigen Beispielen schalten sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter aus, nachdem der Momentanschalter beim Zurückziehen des mobilen Roboters deaktiviert wurde.
Das Ladegerät kann so konfiguriert sein, dass es den Ladevorgang freigibt, wenn alle vier Sicherheitsprüfungen durchgeführt wurden: wenn der Momentanschalter 120 eingeschaltet ist, wenn sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter 124 in einer Ein-Konfiguration befinden, wenn die gemessene Temperatur unter einem Schwellenwert liegt und wenn ein elektronischer Handshake oder eine Verifizierung abgeschlossen wurde. Das Ladegerät kann den Ladevorgang deaktivieren, wenn der Momentanschalter 120 ausgeschaltet ist oder wenn sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter 124 in einer Aus-Konfiguration befinden oder wenn die gemessene Temperatur über einem Schwellenwert liegt oder wenn ein elektronischer Handshake oder eine Verifizierung nicht abgeschlossen wurde.
Andere Kombinationen sind möglich. Jede Kombination der vier Sicherheitsprüfungen kann verwendet werden. Beispielsweise kann das Ladegerät so konfiguriert sein, dass es den Ladevorgang freigibt, wenn drei Sicherheitsprüfungen durchgeführt sind, z. B. wenn der Momentanschalter 120 eingeschaltet ist, wenn der eine oder die mehreren Reed-Schalter 124 in einer Ein-Konfiguration sind und wenn ein elektronischer Handshake oder eine Verifizierung abgeschlossen wurde. In dieser Ausführungsform kann der Temperatursensor weggelassen werden. Das Ladegerät kann den Ladevorgang deaktivieren, wenn der Momentanschalter 120 ausgeschaltet ist oder wenn sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter 124 in einer Aus-Konfiguration befinden oder wenn ein elektronischer Handshake oder eine Verifizierung nicht abgeschlossen wurde.
Das Ladegerät kann so konfiguriert sein, dass es den Ladevorgang freigibt, wenn zwei Sicherheitsprüfungen durchgeführt sind, z. B. wenn der Momentanschalter 120 eingeschaltet ist und wenn sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter 124 in einer Ein-Konfiguration befinden. Das Ladegerät kann den Ladevorgang deaktivieren, wenn der Momentanschalter 120 ausgeschaltet ist oder wenn sich der eine oder die mehreren Reed-Schalter 124 in einer Aus-Konfiguration befinden. In einigen Fällen kann eine einzige Sicherheitsprüfung durchgeführt werden, z. B. mit einem Momentanschalter oder einem oder mehreren Reed-Schaltern.
Es sind viele Variationen möglich. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der eine oder mehrere Reed-Schalter weggelassen werden. In einigen Ausführungsformen kann der Momentanschalter weggelassen werden. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter 120 kein Momentanschalter und wird nicht in die Aus-Stellung vorgespannt. Beispielsweise kann die Struktur des mobilen Roboters 50 so konfiguriert sein, dass der Schalter 120 ausgeschaltet wird, wenn sich der mobile Roboter aus dem Ladegerät 100 zurückzieht. In einigen Ausführungsformen kann ein Vorsprung der Ladeschnittstelle nur einen elektrischen Kontakt aufweisen, anstatt zwei, wie dargestellt. In einigen Fällen kann ein zweiter elektrischer Kontakt an anderer Stelle hergestellt werden. In einigen Fällen können zwei Vorsprünge mit jeweils einem elektrischen Kontakt verwendet werden.
Auswahlbeispiele

1. Verfahren zum Laden eines mobilen Roboters, wobei das Verfahren umfasst:
- Vorwärtsbewegen eines mobilen Roboters in Richtung eines Ladegeräts, so dass ein Vorsprung des Ladegeräts in eine Aussparung des mobilen Roboters eindringt;
- Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um eine Abdeckung auf dem Vorsprung des Ladegeräts von einer geschlossenen Position in eine offene Position zu bewegen, um einen oder mehrere elektrische Kontakte auf dem Vorsprung freizulegen, wobei die Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt ist;
- Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein oder mehrere elektrische Kontakte in der Aussparung des mobilen Roboters in elektrische Verbindung mit dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten auf dem Vorsprung des Ladegeräts kommen;
- Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein von einem Magneten am mobilen Roboter erzeugtes Magnetfeld einen oder mehrere elektromagnetische Schalter (z. B. Reed-Schalter) am Ladegerät einschaltet;
- Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um einen Momentanschalter von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung zu betätigen, um den Momentanschalter zu aktivieren, wobei der Momentanschalter in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist;
- Übertragen von elektrischen Signalen zwischen dem mobilen Roboter und dem Ladegerät unter Verwendung der elektrischen Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts, um einen elektrischen Handshake durchzuführen; und
- als Reaktion auf das Einschalten des einen oder der mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter), die Aktivierung des Momentanschalters und den Abschluss des elektrischen Handshakes, Senden eines Ladestroms vom Ladegerät, durch die elektrische Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters, zu dem mobilen Roboter, um den mobilen Roboter aufzuladen.
2. Verfahren nach Beispiel 1, wobei durch das Vorwärtsbewegen des Roboters die Abdeckung so bewegt wird, dass die Abdeckung den Momentanschalter von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung betätigt.
3. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 2, wobei durch das Vorwärtsbewegen des Roboters bewirkt wird, dass ein Teil des Roboters den Momentanschalter von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung betätigt.
4. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die Abdeckung linear entlang des Vorsprungs von der geschlossenen Position in die offene Position gleitet.
5. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die Abdeckung zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position schwenkt.
6. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die Abdeckung einen oberen Teil, der nach oben schwenkt, um einen oberen elektrischen Kontakt auf dem Vorsprung freizulegen, und einen unteren Teil, der nach unten schwenkt, um einen unteren elektrischen Kontakt auf dem Vorsprung freizulegen, aufweist.
7. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das Ladegerät einen oberen elektrischen Kontakt auf einer oberen Seite des Vorsprungs und einen unteren elektrischen Kontakt auf einer unteren Seite des Vorsprungs aufweist, und wobei der mobile Roboter einen oberen elektrischen Kontakt auf einer oberen Seite der Aussparung und einen unteren elektrischen Kontakt auf einer unteren Seite der Aussparung aufweist.
8. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 7, wobei sich der Vorsprung im Wesentlichen horizontal erstreckt und über den Boden angehoben ist.
9. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 8, wobei die Aussparung an dem mobilen Roboter einen im Wesentlichen horizontalen Schlitz aufweist.
10. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 9, umfassend, den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung des Ladegeräts zu reinigen, während sich die Abdeckung bewegt.
11. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 10, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z. B. Reed-Schalter) eingeschaltet werden, bevor der Momentanschalter aktiviert wird, wenn der mobile Roboter sich vorwärtsbewegt.
12. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 11, umfassend:
- Überwachung einer Temperatur am Vorsprung des Ladegeräts; und
- Abschaltung des Ladestroms, wenn die überwachte Temperatur über einer Schwellentemperatur liegt.
13. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 12, wobei die Übertragung von elektrischen Signalen zur Durchführung des elektrischen Handshakes umfasst:
- das Ladegerät verifiziert den mobilen Roboter; und
- der mobile Roboter verifiziert das Ladegerät.
14. Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 13, das ferner umfasst:
- Zurückziehen des mobilen Roboters aus dem Ladegerät, um den Momentanschalter zu deaktivieren;
- als Reaktion auf die Deaktivierung des Momentanschalters, Unterbrechen des Ladestroms, um das Laden des mobilen Roboters zu deaktivieren;
- Zurückziehen des mobilen Roboters, so dass sich der Magnet von dem einen oder den mehreren elektromagnetischen Schaltern (z.B. Reed-Schaltern) entfernt, um den einen oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) auszuschalten;
- Zurückziehen des mobilen Roboters, so dass sich die Abdeckung von der offenen Position in die geschlossene Position bewegt, um den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung des Ladegeräts abzudecken; und
- Zurückziehen des mobilen Roboters, so dass der Vorsprung des Ladegeräts aus der Aussparung des mobilen Roboters herausgezogen wird.
15. Verfahren nach Beispiel 14, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z. B. Reed-Schalter) sich ausschalten, nachdem der Momentanschalter deaktiviert wurde, wenn sich der mobile Roboter zurückzieht.
16. Ladegerät zum Laden eines mobilen Roboters, wobei das Ladegerät Folgendes umfasst:
- einen ersten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, der so konfiguriert ist, dass er in elektrischer Verbindung mit einem ersten elektrischen Kontakt des Roboters steht, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift;
- einen zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, der so konfiguriert ist, dass er in elektrischer Verbindung mit einem zweiten elektrischen Kontakt des Roboters steht, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift;
- eine Abdeckung, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der geschlossenen Position abdeckt, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der offenen Position freilegt, und wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift;
- eine Vorspannstruktur zum Vorspannen der Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position;
- einen Momentanschalter, der zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar ist, wobei der Momentanschalter in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist und wobei der Momentanschalter so konfiguriert ist, dass er von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift;
- einen oder mehrere elektromagnetische Schalter (z.B. Reed-Schalter) mit einer Ein-Konfiguration und einer Aus-Konfiguration, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) so konfiguriert sind, dass sie durch einen oder mehrere Magnete an dem mobilen Roboter in die Ein-Konfiguration geschaltet werden, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift;
- wobei das Ladegerät konfiguriert ist zum:

Ermöglichen des Ladens durch den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, wenn sowohl der Momentanschalter in der Ein-Stellung ist als auch der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) in der Ein-Konfiguration sind; und
Deaktivieren des Ladevorgangs über den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, wenn sich entweder der Momentanschalter in der Aus-Stellung oder der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) in einer Aus-Konfiguration befinden.

17. Ladegerät nach Beispiel 16, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Handshake-Prozedur durchführt, um den mobilen Roboter zu verifizieren, bevor der Ladevorgang ermöglicht wird.
18. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 17, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Signal von dem mobilen Roboter empfängt und den Ladevorgang in Reaktion auf das von dem mobilen Roboter empfangene Signal ermöglicht.
19. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 18, mit einem Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Temperatur des Ladegeräts misst, wobei das Ladegerät so konfiguriert ist, dass es das Laden deaktiviert, wenn die gemessene Temperatur des Ladegeräts über einem Schwellenwert liegt.
20. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 19, mit einem erhöhten Vorsprung, der sich im Allgemeinen horizontal erstreckt, wobei sich der erste elektrische Kontakt des Ladegeräts auf einer oberen Seite des Vorsprungs befindet und wobei sich der zweite elektrische Kontakt des Ladegeräts auf einer unteren Seite des Vorsprungs befindet.
21. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 20, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den Momentanschalter in die Ein-Stellung bewegt.
22. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 21, wobei der Momentanschalter so positioniert ist, dass der mobile Roboter den Momentanschalter berührt, um den Momentanschalter in die Ein-Stellung zu bewegen.
23. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 22, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position gleitet.
24. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 22, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position schwenken kann.
25. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 22, wobei die Abdeckung umfasst:
- einen oberen Teil, der nach oben schwenkt, um den ersten elektrischen Kontakt des Ladegeräts an einer oberen Seite eines Vorsprungs freizulegen; und
- einen unteren Teil, der nach unten schwenkt, um den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts an einer unteren Seite des Vorsprungs freizulegen.
26. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 25, wobei die Abdeckung eine Bürste umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie den ersten und/oder zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts bürstet, wenn sich die Abdeckung bewegt.
27. Ladegerät nach einem der Beispiele 16 bis 26, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) Folgendes umfassen:
- einen ersten Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z. B. Reed-Schaltern), die in Reihe angeordnet sind; und
- einen zweiten Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z. B. Reed-Schaltern), die in Reihe angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z. B. Reed-Schaltern) parallel angeordnet sind.
28. Ladegerät nach Beispiel 27, wobei der erste Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z.B. Reed-Schaltern) so positioniert ist, dass er sich näher an dem mobilen Roboter befindet als der zweite Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z.B. Reed-Schaltern).
29. Ladeschnittstelle, die Folgendes umfasst:
- einen oder mehrere elektrische Kontakte; und
- eine Abdeckung, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte in der geschlossenen Position abdeckt, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte in der offenen Position freilegt.
30. Ladeschnittstelle von Beispiel 29, wobei die Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt ist.
31. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 30, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen und der offenen Position gleitet.
32. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 30, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position schwenkt.
33. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 30, wobei die Abdeckung umfasst:
- einen ersten Teil, der in eine erste Richtung schwenkt, um einen ersten des einen oder der mehreren elektrischen Kontakte freizulegen; und
- einen zweiten Teil, der in eine zweite Richtung schwenkt, um einen zweiten des einen oder der mehreren elektrischen Kontakte freizulegen.
34. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 33, wobei die Abdeckung eine Bürste umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte bürstet, wenn sich die Abdeckung bewegt.
35. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 34, mit einem Schalter, der zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar ist.
36. Ladeschnittstelle nach Beispiel 35, wobei der Schalter ein Momentanschalter ist, der in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist.
37. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 35 bis 36, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den Schalter in die Ein-Stellung bewegt.
38. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 35 bis 37, die so konfiguriert ist, dass sie den Ladevorgang deaktiviert, wenn sich der Schalter in der Aus-Stellung befindet.
39. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 38, die einen oder mehrere elektromagnetische Schalter (z.B. Reed-Schalter) umfasst.
40. Ladeschnittstelle nach Beispiel 39, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) so konfiguriert sind, dass sie als Reaktion auf ein Magnetfeld oberhalb eines Schließschwellenwertes einschalten und als Reaktion auf ein Magnetfeld unterhalb eines Öffnungsschwellenwertes ausschalten.
41. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 39 bis 40, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) Folgendes umfassen:
- einen ersten Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z. B. Reed-Schaltern), die in Reihe angeordnet sind; und
- einen zweiten Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z. B. Reed-Schaltern), die in Reihe angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern (z. B. Reed-Schaltern) parallel angeordnet sind.
42. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 39 bis 41, die so konfiguriert ist, dass sie den Ladevorgang deaktiviert, wenn der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) in einer Aus-Konfiguration sind.
43. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 42, mit einem Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Temperatur der Ladeschnittstelle misst.
44. Ladeschnittstelle von Beispiel 43, die so konfiguriert ist, dass sie das Laden deaktiviert, wenn die gemessene Temperatur der Ladeschnittstelle über einem Schwellenwert liegt.
45. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 44, wobei der eine oder die mehreren elektrischen Kontakte Folgendes umfassen:
- einen ersten elektrischen Kontakt auf einer ersten Seite der Ladeschnittstelle; und
- einen zweiten elektrischen Kontakt auf einer zweiten Seite der Ladeschnittstelle.
46. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 45, die so konfiguriert ist, dass sie eine Handshake-Prozedur durchführt, bevor der Ladevorgang ermöglicht wird.
47. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 46, die eine Steuereinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein Signal von einer ladungsempfangenden Vorrichtung empfängt und das Laden in Reaktion auf das von der ladungsempfangenden Vorrichtung empfangene Signal ermöglicht.
48. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 47, die einen erhöhten Vorsprung umfasst, der sich im Allgemeinen horizontal erstreckt, wobei sich der eine oder die mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung befinden.
49. Ladegerät zum Laden eines mobilen Roboters, wobei das Ladegerät die Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 29 bis 48 enthält.
50. Ladeschnittstelle zum Laden eines mobilen Roboters, wobei die Schnittstelle Folgendes umfasst:
- einen oder mehrere (z. B. einen ersten und einen zweiten) elektrischen Kontakt;
- eine Abdeckung, die in Richtung einer geschlossenen Position vorgespannt ist, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt in einer offenen Position freilegt und den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte in der geschlossenen Position zumindest teilweise abdeckt;
- einen Momentanschalter, der durch die Abdeckung oder den mobilen Roboter betätigt werden kann, wobei der Momentanschalter in eine Aus-Stellung vorgespannt und so konfiguriert ist, dass er einen Stromfluss durch die Ladeschnittstelle verhindert, wenn er sich in der Aus-Stellung befindet; und
- einen oder mehrere elektromagnetische Schalter (z.B. Reed-Schalter), die so konfiguriert sind, dass sie mit einem oder mehreren Magneten, die dem mobilen Roboter zugeordnet sind, magnetisch in Eingriff kommen, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) eine Standard-Aus-Konfiguration haben, um den Stromfluss durch die Ladeschnittstelle zu verhindern, und wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter (z.B. Reed-Schalter) so konfiguriert sind, dass sie als Reaktion auf den magnetischen Eingriff mit dem einen oder den mehreren Magneten zu einer Ein-Konfiguration wechseln.
51. Ladeschnittstelle nach Beispiel 50, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein elektrisches Signal von dem mobilen Roboter erfasst, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie als Reaktion auf die Erfassung des elektrischen Signals den Stromfluss durch die Ladeschnittstelle zum Laden des mobilen Roboters ermöglicht.
52. Ladeschnittstelle nach einem der Beispiele 50 bis 51, umfassend einen Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Bestimmung vornimmt, dass eine Temperatur eines Teils der Ladeschnittstelle über einer Schwellentemperatur liegt, und auf der Grundlage der Bestimmung den Stromfluss durch die Ladeschnittstelle verhindert.
53. Mobiler Roboter, umfassend:
- einen oder mehrere elektrische Kontakte des Roboters, die so konfiguriert sind, dass sie in elektrischem Kontakt mit einem oder mehreren entsprechenden elektrischen Kontakten eines Ladegeräts stehen, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift;
- ein Stellglied zum Bewegen einer Abdeckung, die den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte des Ladegeräts abdeckt, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; und
- einen Magneten, der so positioniert ist, dass er einen oder mehrere elektromagnetische Schalter (z.B. Reed-Schalter) am Ladegerät aktiviert, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift.
54. Mobiler Roboter aus Beispiel 53, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Handshake-Prozedur mit dem Ladegerät durchführt, bevor der Ladevorgang ermöglicht wird.
55. Mobiler Roboter nach einem der Beispiele 53 bis 54, der eine Steuereinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein elektrisches Signal empfängt, um das Ladegerät zu verifizieren, bevor das Laden ermöglicht wird.
56. Mobiler Roboter nach einem der Beispiele 53 bis 55, der eine Aussparung aufweist, die zur Aufnahme eines Vorsprungs des Ladegeräts konfiguriert ist.
57. Mobiler Roboter aus Beispiel 56, wobei die Aussparung einen allgemein horizontalen, erhöhten Schlitz aufweist.
58. Mobiler Roboter nach einem der Beispiele 56 bis 57, wobei der eine oder die mehreren elektrischen Kontakte des Roboters einen oberen elektrischen Kontakt des Roboters auf einer oberen Seite der Aussparung und einen unteren elektrischen Kontakt des Roboters auf einer unteren Seite der Aussparung umfassen.

Zusätzliche Überlegungen
Die hier verwendeten Orientierungsbegriffe wie „oben“, „unten“, „proximal“, „distal“, „längs“, „seitlich“ und „Ende“ werden im Zusammenhang mit dem dargestellten Beispiel verwendet. Die vorliegende Offenbarung sollte jedoch nicht auf die dargestellte Ausrichtung beschränkt sein. Tatsächlich sind andere Ausrichtungen möglich und fallen in den Umfang dieser Offenbarung. Hier verwendete Begriffe, die sich auf kreisförmige Formen beziehen, wie z. B. Durchmesser oder Radius, sind nicht so zu verstehen, dass sie perfekte kreisförmige Strukturen erfordern, sondern sollten vielmehr auf jede geeignete Struktur mit einem Querschnittsbereich angewendet werden, der von einer Seite zur anderen gemessen werden kann. Begriffe, die sich auf Formen im Allgemeinen beziehen, wie „kreisförmig“, „zylindrisch“, „halbkreisförmig“ oder „halbzylindrisch“ oder verwandte oder ähnliche Begriffe, müssen nicht streng mit den mathematischen Definitionen von Kreisen oder Zylindern oder anderen Strukturen übereinstimmen, sondern können Strukturen umfassen, die einigermaßen gute Annäherungen darstellen.
Konditionale Ausdrücke wie „kann“, „könnte“, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder im Kontext anders aufzufassen, sollen im Allgemeinen ausdrücken, dass bestimmte Beispiele bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte enthalten oder auch nicht. Derartige bedingte Formulierungen sollen also nicht implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Schritte in irgendeiner Weise für ein oder mehrere Beispiele erforderlich sind.
Konjunktionale Ausdrücke wie z. B. „mindestens eines von X, Y und Z“ werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, im Zusammenhang allgemein so verstanden, dass ein Gegenstand, ein Begriff usw. entweder X, Y oder Z sein kann. Daher sollen solche konjunktiven Ausdrücke nicht generell bedeuten, dass bestimmte Beispiele das Vorhandensein von mindestens einem von X, mindestens einem von Y und mindestens einem von Z erfordern.
Die hier verwendeten Begriffe „ungefähr“, „etwa“ und „im Wesentlichen“ stehen für eine Menge, die nahe an der angegebenen Menge liegt und dennoch eine gewünschte Funktion erfüllt oder ein gewünschtes Ergebnis erzielt. In einigen Beispielen können sich die Begriffe „ungefähr“, „etwa“ und „im Wesentlichen“ z.B. auf eine Menge beziehen, die innerhalb von weniger als oder gleich 10 % der angegebenen Menge liegt. Der hier verwendete Begriff „im Allgemeinen“ bezieht sich auf einen Wert, eine Menge oder ein Merkmal, das überwiegend einen bestimmten Wert, eine bestimmte Menge oder ein bestimmtes Merkmal umfasst oder dazu tendiert. In bestimmten Beispielen kann sich der Begriff „im Allgemeinen parallel“ nach Maßgabe des Kontexts auf etwas beziehen, das von einer exakten Parallele um weniger als oder gleich 20 Grad abweicht. Alle Bereiche schließen die Endpunkte ein.
Es wurden mehrere anschauliche Beispiele für mobile Roboter und Ladeschnittstellen offenbart. Obwohl diese Offenbarung in Bezug auf bestimmte anschauliche Beispiele und Verwendungen beschrieben wurde, fallen auch andere Beispiele und andere Verwendungen, einschließlich Beispiele und Verwendungen, die nicht alle hier dargelegten Merkmale und Vorteile bieten, in den Umfang dieser Offenbarung. Komponenten, Elemente, Merkmale, Handlungen oder Schritte können anders angeordnet oder ausgeführt werden als beschrieben, und Komponenten, Elemente, Merkmale, Handlungen oder Schritte können in verschiedenen Beispielen kombiniert, zusammengelegt, hinzugefügt oder weggelassen werden. Alle möglichen Kombinationen und Unterkombinationen von Elementen und Komponenten, die hier beschrieben werden, sollen in dieser Offenbarung enthalten sein. Kein einzelnes Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen ist notwendig oder unerlässlich.
Bestimmte Merkmale, die in dieser Offenbarung im Zusammenhang mit separaten Implementierungen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzigen Implementierung beschrieben werden, auch in mehreren Implementierungen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Auch wenn oben Merkmale als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben sind, können ein oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die Kombination kann als Unterkombination oder Variation einer Unterkombination beansprucht werden.
Jeder Teil jeglicher Schritte, Prozesse, Strukturen und/oder Vorrichtungen, die in einem Beispiel in dieser Offenbarung offenbart oder dargestellt sind, kann mit jedem anderen Teil der Schritte, Prozesse, Strukturen und/oder Vorrichtungen, die in einem anderen Beispiel oder Flussdiagramm offenbart oder dargestellt sind, kombiniert oder verwendet werden (oder anstelle davon). Die hier beschriebenen Beispiele sind nicht als eigenständig und voneinander getrennt zu betrachten. Kombinationen, Variationen und einige Implementierungen der offenbarten Merkmale fallen in den Umfang dieser Offenbarung.
Obwohl die Arbeitsgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt oder in der Beschreibung in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, müssen diese Arbeitsgänge nicht in der dargestellten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Reihenfolge ausgeführt werden oder alle Arbeitsgänge ausgeführt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Andere Vorgänge, die nicht abgebildet oder beschrieben sind, können in die Beispielverfahren und -prozesse einbezogen werden. So können beispielsweise ein oder mehrere zusätzliche Arbeitsgänge vor, nach, gleichzeitig oder zwischen den beschriebenen Arbeitsgängen durchgeführt werden. Darüber hinaus können die Vorgänge in einigen Ausführungen neu angeordnet oder neu geordnet werden. Auch die Trennung verschiedener Komponenten in den oben beschriebenen Ausführungen ist nicht so zu verstehen, dass eine solche Trennung in allen Ausführungen erforderlich ist, und es ist davon auszugehen, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme im Allgemeinen zusammen in ein einziges Produkt integriert oder in mehrere Produkte verpackt werden können. Außerdem fallen einige Implementierungen in den Umfang dieser Offenbarung.
Auch wenn illustrative Beispiele beschrieben wurden, fallen alle Beispiele mit äquivalenten Elementen, Änderungen, Auslassungen und/oder Kombinationen ebenfalls in den Umfang dieser Offenbarung. Darüber hinaus, obwohl bestimmte Aspekte, Vorteile und neuartige Merkmale hierin beschrieben sind, werden möglicherweise nicht unbedingt alle diese Vorteile gemäß einem bestimmten Beispiel erreicht. Beispielsweise erreichen einige Beispiele im Rahmen dieser Offenbarung einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie sie hierin beschrieben sind, ohne notwendigerweise andere hierin beschriebene oder vorgeschlagene Vorteile zu erreichen. Ferner können einige Beispiele andere Vorteile als die hierin gelehrten oder vorgeschlagenen erzielen.
Einige Beispiele sind in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben worden. Die Figuren sind maßstabsgetreu gezeichnet und/oder dargestellt, aber ein solcher Maßstab sollte nicht einschränkend sein, da andere Abmessungen und Proportionen als die gezeigten in Betracht gezogen werden und in den Umfang der offenbarten Erfindung fallen. Abstände, Winkel usw. dienen lediglich der Veranschaulichung und stehen nicht notwendigerweise in einem exakten Verhältnis zu den tatsächlichen Abmessungen und der Anordnung der abgebildeten Vorrichtungen. Komponenten können hinzugefügt, entfernt und/oder neu angeordnet werden. Darüber hinaus kann die Offenbarung eines bestimmten Merkmals, Aspekts, Verfahrens, einer Eigenschaft, einer Charakteristik, einer Qualität, eines Attributs, eines Elements oder dergleichen in Verbindung mit verschiedenen Beispielen auch für alle anderen hier dargestellten Beispiele verwendet werden. Darüber hinaus kann jedes hier beschriebene Verfahren mit jeder Vorrichtung durchgeführt werden, die für die Durchführung der genannten Schritte geeignet ist.
Zum Zwecke der Zusammenfassung der Offenbarung wurden bestimmte Aspekte, Vorteile und Merkmale der Erfindungen hier beschrieben. Nicht alle oder irgendwelche dieser Vorteile werden notwendigerweise in Übereinstimmung mit einem bestimmten Beispiel der hier offenbarten Erfindungen erreicht. Keine Aspekte dieser Offenbarung sind wesentlich oder unerlässlich. In vielen Beispielen können die Vorrichtungen, Systeme und Verfahren anders konfiguriert sein als in den Figuren oder der vorliegenden Beschreibung dargestellt. So können beispielsweise verschiedene Funktionen, die von den dargestellten Modulen bereitgestellt werden, kombiniert, neu angeordnet, hinzugefügt oder gelöscht werden. In einigen Implementierungen können zusätzliche oder andere Prozessoren oder Module einige oder alle der Funktionen ausführen, die unter Bezugnahme auf die in den Figuren beschriebenen und dargestellten Beispiele beschrieben werden. Viele Ausführungsvarianten sind möglich. Jedes der in dieser Beschreibung offenbarten Merkmale, Strukturen, Schritte oder Verfahren kann in jedem Beispiel enthalten sein.
Zusammenfassend sind verschiedene Beispiele für mobile Roboter und zugehörige Verfahren offenbart worden. Diese Offenbarung erstreckt sich über die speziell offenbarten Beispiele hinaus auf andere alternative Beispiele und/oder andere Verwendungen der Beispiele sowie auf bestimmte Modifikationen und Äquivalente davon. Darüber hinaus wird in dieser Offenbarung ausdrücklich in Betracht gezogen, dass verschiedene Merkmale und Aspekte der offenbarten Beispiele miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden können. Dementsprechend sollte der Umfang dieser Offenbarung nicht durch die oben beschriebenen Beispiele eingeschränkt werden, sondern nur durch eine genaue Lektüre der Ansprüche bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können die hierin offenbarten Antriebssysteme und/oder Stützsysteme verwendet werden, um andere Vorrichtungen oder Systeme als einen mobilen Roboter zu bewegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63026660 [0001]

Claims

Verfahren zum Laden eines mobilen Roboters, wobei das Verfahren umfasst: Vorwärtsbewegen eines mobilen Roboters in Richtung eines Ladegeräts, so dass ein Vorsprung des Ladegeräts in eine Aussparung des mobilen Roboters eindringt; Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um eine Abdeckung auf dem Vorsprung des Ladegeräts von einer geschlossenen Position in eine offene Position zu bewegen, um einen oder mehrere elektrische Kontakte auf dem Vorsprung freizulegen, wobei die Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt ist; Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein oder mehrere elektrische Kontakte in der Aussparung des mobilen Roboters in elektrische Verbindung mit dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten auf dem Vorsprung des Ladegeräts kommen; Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, so dass ein von einem Magneten am mobilen Roboter erzeugtes Magnetfeld einen oder mehrere elektromagnetische Schalter am Ladegerät einschaltet; Vorwärtsbewegen des mobilen Roboters, um einen Momentanschalter von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung zu betätigen, um den Momentanschalter zu aktivieren, wobei der Momentanschalter in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist; Übertragen von elektrischen Signalen zwischen dem mobilen Roboter und dem Ladegerät unter Verwendung der elektrischen Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts, um einen elektrischen Handshake durchzuführen; und als Reaktion auf das Einschalten des einen oder der mehreren elektromagnetischen Schalter, die Aktivierung des Momentanschalters und den Abschluss des elektrischen Handshakes, Senden eines Ladestroms vom Ladegerät, durch die elektrische Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des Ladegeräts und dem einen oder den mehreren elektrischen Kontakten des mobilen Roboters, zu dem mobilen Roboter, um den mobilen Roboter aufzuladen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich der Vorsprung im Wesentlichen horizontal erstreckt und über den Boden angehoben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter eingeschaltet werden, bevor der Momentanschalter aktiviert wird, wenn sich der mobile Roboter vorwärtsbewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: Überwachung einer Temperatur am Vorsprung des Ladegeräts; und Abschaltung des Ladestroms, wenn die überwachte Temperatur über einer Schwellentemperatur liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Zurückziehen des mobilen Roboters aus dem Ladegerät, um den Momentanschalter zu deaktivieren; als Reaktion auf die Deaktivierung des Momentanschalters, Unterbrechen des Ladestroms, um das Laden des mobilen Roboters zu deaktivieren; Zurückziehen des mobilen Roboters, so dass sich der Magnet von dem einen oder den mehreren elektromagnetischen Schaltern entfernt, um den einen oder die mehreren elektromagnetischen Schalter auszuschalten; Zurückziehen des mobilen Roboters, so dass sich die Abdeckung von der offenen Position in die geschlossene Position bewegt, um den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung des Ladegeräts abzudecken; und Zurückziehen des mobilen Roboters, so dass der Vorsprung des Ladegeräts aus der Aussparung des mobilen Roboters herausgezogen wird.
Ladegerät zum Laden eines mobilen Roboters, wobei das Ladegerät Folgendes umfasst: einen ersten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, der so konfiguriert ist, dass er in elektrischer Verbindung mit einem ersten elektrischen Kontakt des Roboters steht, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; einen zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, der so konfiguriert ist, dass er in elektrischer Verbindung mit einem zweiten elektrischen Kontakt des Roboters steht, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; eine Abdeckung, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der geschlossenen Position abdeckt, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts in der offenen Position freilegt, und wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; eine Vorspannstruktur zum Vorspannen der Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position; einen Momentanschalter, der zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar ist, wobei der Momentanschalter in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist und wobei der Momentanschalter so konfiguriert ist, dass er von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung bewegt wird, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; einen oder mehrere elektromagnetische Schalter mit einer Ein-Konfiguration und einer Aus-Konfiguration, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter so konfiguriert sind, dass sie durch einen oder mehrere Magnete am mobilen Roboter in die Ein-Konfiguration geschaltet werden, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; wobei das Ladegerät konfiguriert ist zum: Ermöglichen des Ladens durch den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, wenn sowohl der Momentanschalter in der Ein-Stellung ist als auch der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter in der Ein-Konfiguration sind; und Deaktivieren des Ladevorgangs über den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts, wenn sich entweder der Momentanschalter in der Aus-Stellung oder der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter in einer Aus-Konfiguration befinden.
Ladegerät nach Anspruch 6, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Handshake-Prozedur durchführt, um den mobilen Roboter zu verifizieren, bevor der Ladevorgang ermöglicht wird.
Ladegerät nach Anspruch 6, mit einem Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Temperatur des Ladegeräts misst, wobei das Ladegerät so konfiguriert ist, dass es das Laden deaktiviert, wenn die gemessene Temperatur des Ladegeräts über einem Schwellenwert liegt.
Ladegerät nach Anspruch 6, mit einem erhöhten Vorsprung, der sich im Allgemeinen horizontal erstreckt, wobei sich der erste elektrische Kontakt des Ladegeräts auf einer oberen Seite des Vorsprungs befindet und wobei sich der zweite elektrische Kontakt des Ladegeräts auf einer unteren Seite des Vorsprungs befindet.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den Momentanschalter in die Ein-Stellung bewegt.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei der Momentanschalter so positioniert ist, dass der mobile Roboter den Momentanschalter berührt, um den Momentanschalter in die Ein-Stellung zu bewegen.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position gleitet.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position schwenken kann.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei die Abdeckung umfasst: einen oberen Teil, der nach oben schwenkt, um den ersten elektrischen Kontakt des Ladegeräts an einer oberen Seite eines Vorsprungs freizulegen; und einen unteren Teil, der nach unten schwenkt, um den zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts an einer unteren Seite des Vorsprungs freizulegen.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei die Abdeckung eine Bürste umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie den ersten und/oder zweiten elektrischen Kontakt des Ladegeräts bürstet, wenn sich die Abdeckung bewegt.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter Folgendes umfassen: einen ersten Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern, die in Reihe angeordnet sind; und einen zweiten Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern, die in Reihe angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Satz von mehreren elektromagnetischen Schaltern parallel angeordnet sind.
Ladegerät nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter einen oder mehrere Reed-Schalter umfassen.
Ladeschnittstelle, die Folgendes umfasst: einen oder mehrere elektrische Kontakte; und eine Abdeckung, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte in der geschlossenen Position abdeckt, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte in der offenen Position freilegt.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, wobei die Abdeckung in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt ist.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position gleitet.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, wobei die Abdeckung eine Bürste umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte bürstet, wenn sich die Abdeckung bewegt.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, mit einem Momentanschalter, der zwischen einer Aus-Stellung und einer Ein-Stellung bewegbar ist, in Richtung der Aus-Stellung vorgespannt ist und so konfiguriert ist, dass er das Laden deaktiviert, wenn sich der Schalter in der Aus-Stellung befindet.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, mit einem oder mehreren elektromagnetischen Schaltern, die so konfiguriert sind, dass sie sich als Reaktion auf ein Magnetfeld oberhalb eines Schließschwellenwerts einschalten und als Reaktion auf ein Magnetfeld unterhalb eines Öffnungsschwellenwerts ausschalten, und die so konfiguriert sind, dass sie das Laden deaktivieren, wenn sich der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter in einer Aus-Konfiguration befinden.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, mit einem Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Temperatur der Ladeschnittstelle misst, und der so konfiguriert ist, dass er das Laden deaktiviert, wenn die gemessene Temperatur der Ladeschnittstelle über einem Schwellenwert liegt.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, die so konfiguriert ist, dass sie eine Handshake-Prozedur durchführt, bevor der Ladevorgang ermöglicht wird.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 18, mit einem erhöhten Vorsprung, der sich allgemein horizontal erstreckt, wobei sich der eine oder die mehreren elektrischen Kontakte auf dem Vorsprung befinden.
Ladeschnittstelle zum Laden eines mobilen Roboters, wobei die Schnittstelle Folgendes umfasst: einen ersten und einen zweiten elektrischen Kontakt; eine Abdeckung, die in Richtung einer geschlossenen Position vorgespannt ist, wobei die Abdeckung so konfiguriert ist, dass sie den ersten und zweiten elektrischen Kontakt in einer offenen Position freilegt und den ersten und zweiten elektrischen Kontakt in der geschlossenen Position zumindest teilweise abdeckt; einen Momentanschalter, der durch die Abdeckung oder den mobilen Roboter betätigt werden kann, wobei der Momentanschalter in eine Aus-Stellung vorgespannt und so konfiguriert ist, dass er einen Stromfluss durch die Ladeschnittstelle verhindert, wenn er sich in der Aus-Stellung befindet; und einen oder mehrere elektromagnetische Schalter, die so konfiguriert sind, dass sie mit einem oder mehreren Magneten, die dem mobilen Roboter zugeordnet sind, magnetisch in Eingriff kommen, wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter eine Standard-Aus-Konfiguration haben, um den Stromfluss durch die Ladeschnittstelle zu verhindern, und wobei der eine oder die mehreren elektromagnetischen Schalter so konfiguriert sind, dass sie als Reaktion auf den magnetischen Eingriff mit dem einen oder den mehreren Magneten zu einer Ein-Konfiguration wechseln.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 27, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein elektrisches Signal von dem mobilen Roboter erfasst, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie als Reaktion auf die Erfassung des elektrischen Signals den Stromfluss durch die Ladeschnittstelle zum Laden des mobilen Roboters ermöglicht.
Ladeschnittstelle nach Anspruch 27, umfassend einen Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Bestimmung vornimmt, dass eine Temperatur eines Teils der Ladeschnittstelle über einer Schwellentemperatur liegt, und auf der Grundlage der Bestimmung den Stromfluss durch die Ladeschnittstelle verhindert.
Mobiler Roboter, umfassend: einen oder mehrere elektrische Kontakte des Roboters, die so konfiguriert sind, dass sie in elektrischem Kontakt mit einem oder mehreren entsprechenden elektrischen Kontakten eines Ladegeräts stehen, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; ein Stellglied zum Bewegen einer Abdeckung, die den einen oder die mehreren elektrischen Kontakte des Ladegeräts abdeckt, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift; und einen Magneten, der so positioniert ist, dass er einen oder mehrere elektromagnetische Schalter am Ladegerät aktiviert, wenn der mobile Roboter in das Ladegerät eingreift.
Mobiler Roboter nach Anspruch 30, mit einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Handshake-Prozedur mit dem Ladegerät durchführt, bevor der Ladevorgang ermöglicht wird.
Mobiler Roboter nach Anspruch 30, mit einer Aussparung, die zur Aufnahme eines Vorsprungs des Ladegeräts konfiguriert ist.
Mobiler Roboter nach Anspruch 32, wobei der eine oder die mehreren elektrischen Kontakte des Roboters einen oberen elektrischen Kontakt des Roboters auf einer oberen Seite der Aussparung und einen unteren elektrischen Kontakt des Roboters auf einer unteren Seite der Aussparung umfassen.