技术领域
[0001] 本发明的实施例一般涉及机器人领域，并且更具体地，涉及一种移动机器人用对接装置及对接方法。
相关背景技术
[0002] 目前工厂中常用移动机器人完成搬运作业，移动机器人指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，旨在解决现有的物流货物或物料的进出存放搬运采用人工进行操作，工作效率低，工人劳动强度大的技术问题。移动机器人通常用磁导航来定位导向，常见的是将磁条贴在地面上规划好路径，移动机器人通过磁导航传感器检测地面上的磁条来运动。
[0003] 但现有技术的存在如下缺点：(1)、用磁条规划路径对磁条的消耗量较大，成本较高；(2)、由于磁条是贴在地面上的，只能沿着磁条行走，改变路径需要贴新的磁条，路径规划不灵活，无法实现智能避让；(3)、磁条贴在地面上对地面平整度要求较高，因此不适合室外作业。
具体实施方式
[0051] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052] 另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0053] 下面参照图1至图8来描述本发明的优选实施方式的对接装置。
[0054] 如图1至4所示，对接装置包括：第一磁条100、第二磁条200、对接座300、轨道400和执行机构500，用于移动机器人对接使用。对接座300用于与移动机器人对接连接，可设置于货架、置物架、机器人等需要移动机器人搬运的设备的下部或侧边，可设置有多个，对接装置在移动机器人临近设备时，受到设置于移动机器人的磁导航传感器的感应，移动机器人与对接座对接并带动对接装置一起移动，从而实现搬运该设备。
[0055] 对接座300呈方形板状，轨道400设置于对接座300的一侧并沿对接座300的平面延伸，在本实施方式中，轨道400设置为滑轨，向对接座300的宽度方向延伸至对接座300的两侧靠近边缘处。轨道400固定设置于设置在对接座300一侧表面的底板310，底板310沿对接座300的平面向轨道400的两侧延伸。
[0056] 第一磁条100呈长条板状，设置在对接座300设置有轨道400的一侧，本实施方式中，第一磁条100和设置在第一磁条100基端、用于驱动第一磁条100沿轨道400方向移动的执行机构500构成磁条组件。第二磁条200固定设置与对接座300的另一侧面，在本实施方式中，对第二磁条200设置两组磁条组件，该两组磁条组件分别向第二磁条200的两端外侧伸出第一磁条100，并且对于这两组磁条组件使用一套驱动结构，对此将在后述详细说明。
[0057] 在第二磁条200两端，分别设置向其两端伸出第一磁条100的包括第一磁条100和相应的执行机构500的磁条组件，各磁条组件在执行机构500将第一磁条100向对接座300外侧伸出后，使第二磁条200与第一磁条100在同一直线上。
[0058] 第一磁条100通过执行机构500的滑动部510与轨道400连接。滑动部510具有与轨道400配合设置的滑块511，连接块512连接固定在滑块511一侧面，滑动部510还具有连接固定在连接块512下端的连接板513，连接板513向对接座300外侧一端设置中间板520，中间板520一端与连接板513通过轴钉铰接，另一端与第一磁条100通过轴钉铰接，从而连接板513通过中间板520与第一磁条100连接，使第一磁条100连接在轨道400的一侧。连接第一磁条
100和中间板520的轴钉和第一磁条100没有相对转动，连接连接板513和中间板520的轴钉和连接板513也是没有相对转动的，两轴钉与中间板520发生相对转动。本实施方式中，第一磁条100通过磁条板与中间板520连接，磁条板向对接座300一侧的表面开放形成有凹槽，第一磁条100设置在凹槽内，延伸至磁条板的端部。
[0059] 与滑动部510连接的驱动部600驱动滑动部510沿轨道400移动。驱动部包括驱动辊611、从动辊612和架设在两者之间的传动带620，设置在轨道400的另一侧。驱动辊611、从动辊612对置设置于底板310表面的两端处，使设置于两辊之间的传送带620与轨道400平行，驱动辊611、从动辊612的外侧四角处设置有支撑杆，支撑设置于驱动辊611、从动辊612及传动带620上方的顶板，并承载与驱动辊611连接的电机630。
[0060] 两个磁条组件共用驱动滑动部510沿轨道400移动的驱动部600，两个磁条组件的滑动部510分别与传动带620的两方通过传送带夹板514固定，传送带夹板514形成大致相互垂直的两平面，一端夹持传送带620，另一端与滑块511连接固定。电机630驱动驱动辊611转动使传送带620绕驱动辊611、从动辊612动作时，两个磁条组件向相反方向沿轨道移动，从而设置于第一磁条基端的执行机构500与轨道400配合，并在电机630的驱动下，通过传送带620传动滑块511，滑块511带动第一磁条100沿轨道400移动，使第一磁条100可同步地向对接座300的对应的两个方向伸缩。
[0061] 在轨道400的第一磁条100伸出侧的端部，滑动部510的第二磁条200侧设置有限位辊320，限位辊320通过连接件固定在底板310的两端边缘，其轴向与第一磁条100的伸出方向垂直，使限位辊320支承第一磁条100和中间板520。
[0062] 在第一磁条100伸出的过程中，第一磁条100及中间板520移动经过限位辊320，直到中间板520移动超出离开限位辊320后，中间板520相对于滑动部510摆动，中间板520的另一端向第二磁条200的方向摆动，使第一磁条100向第二磁条200的平面方向移动。
[0063] 如图5至8所示，执行机构500还包括摆动限制组件530，摆动限制组件530包括固定侧皮带轮531、摆动侧皮带轮532和皮带533。固定侧皮带轮531设置于滑动部510的与中间板520铰接的端部，与该铰接处的轴钉同轴设置，与滑动部510固定。摆动侧皮带轮532设置于第一磁条100的与中间板520铰接的端部，与该铰接处的轴钉同轴设置，与第一磁条100固定。皮带533架设在固定侧皮带轮531与摆动侧皮带轮532之间。固定侧皮带轮531、摆动侧皮带轮532与两轴钉之间没有相对转动，固定侧皮带轮531、摆动侧皮带轮532通过皮带533连接来传递转矩。因而中间板520、固定侧皮带轮531、皮带533和摆动侧皮带轮532，构成了限制滑动部510的与中间板520铰接的端部、和第一磁条100的与中间板520铰接的端部之间的相对转动的连杆结构，固定侧皮带轮531与中间板520之间的角度、摆动侧皮带轮532与第一磁条100之间的角度均恒定不变，从而摆动限制组件530限制并禁止滑动部510和第一磁条
100的之间的相对摆动，使第一磁条100与中间板520之间角度发生变化的时候，同时中间板
520与连接板513之间的角度也在发生着变化，通过皮带533和皮带轮的连接，连接板513和第一磁条100在伸缩过程中始终保持平行。
[0064] 执行机构500还具有施力组件，本实施方式中，施力组件为使铰接双方彼此合拢的拉簧540。执行机构500还具有两个拉簧板550，两个拉簧板550分别设置于第一磁条100的上表面中部，以及中间板520靠近中间板520与连接板513连接处的一端的表面，拉簧540两端连接在两拉簧板550之间。
[0065] 通过上述结构，实现了第一磁条100在伸出后自动折叠。在中间板520移动超出限位辊320后，第一磁条100和中间板520不再受限位辊320的支撑，第一磁条100移动至第二磁条200同一平面，此时，第一磁条100与第二磁条200之间存在一定距离。由于受到第一磁条100和中间板520之间拉簧540的拉力，使第一磁条100在伸出后具有向对接板300侧运动的趋势，铰接的中间板520和第一磁条100彼此摆动，第一磁条100和中间板520之间的角度从
180°逐渐折叠到90°，折叠到90°会受到零件之间的尺寸限位住，第一磁条100和连接板513时刻保持平行，使第一磁条100与第二磁条200在同一高度并且连续，形成第一磁条100从第二磁条200的端部继续在该平面上向外侧延伸的状态，第二磁条200与伸出的第一磁条100连接成连续的磁条。
[0066] 在其他实施方式中，施力组件可设置为轴簧，轴簧的一端与滑动部510的与中间板520的铰接处的轴钉连接，另一端与第一磁条100连接。
[0067] 在其他实施方式中，施力组件也可设置在滑动部510与中间板520之间，向中间板520施加拉力，铰接的中间板520和滑动部510彼此摆动，使中间板520和第一磁条100向对接板300侧运动，使第一磁条100与第二磁条200连续。
[0068] 本发明另一方面提供一种移动机器人对接方法，使用如上述的对接装置，包括：移动机器人与对接装置的距离较远时，通过卫星定位来规划路径；移动机器人与对接装置的距离较近时，通过超声定位来规划路径；移动机器人与对接装置超近距离对接时，通过磁导航来定位导向，与设置于对接座300的第二磁条200对位，完成对接。
[0069] 本发明中，移动机器人在距离对接座较远时不需要铺设磁条轨道，减少磁条的消耗量，通过卫星定位控制移动路径可自由运行于任何地方，尤其适合应用于室外，行驶路径更加灵活。
[0070] 进一步地，移动机器人距离对接装置较近时，由于采用超声定位，超声在距离对接装置20厘米左右时，难以精确定位第二磁条200，因而在移动机器人临近对接装置20厘米左右时转换为磁导航来定位导向。
[0071] 移动机器人采用超声定位行驶至临近对接装置的第二磁条200端部20厘米左右时，对接装置的驱动部600电机630驱动驱动辊611转动，传送带620运行，两个磁条组件滑动部510分别沿轨道向对接座300的两侧移动，使第一磁条100从对接座300的两侧外侧伸出，执行机构500与轨道配合使第一磁条100沿轨道移动，在第一磁条100伸出至轨道400端部时，限位辊320限制第一磁条100和中间板520的摆动位置，中间板520的另一端向所述第二磁条的端部方向折叠，将第一磁条100折叠至与第二磁条200连续。
[0072] 移动机器人的磁导航传感器感应到一侧第一磁条100并进行对接，第一磁条100引导移动机器人向其延伸方向移动，引导至第二磁条200上方，与第二磁条200对位，在光电传感器感应到设置于对接座300指定的被检元件时，移动机器人停止移动。
[0073] 当设置第一磁条100的一侧朝上放置时，第一磁条100伸出后下压至与第二磁条200同一高度，便于移动机器人对接，使对接至到位的过程更连续。第一磁条100的设置增加了对接时移动机器人感应到的磁条的长度，使对接更加精准，并且本发明的对接装置对地面平整度没有要求，可以适应野外不平整路面环境。
[0074] 在其他实施方式中，第一磁条100可设置为仅向对接座300一侧伸出，并具有相应的执行机构，移动机器人从对接座300的一侧与对接装置完成对接。
[0075] 在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0076] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0077] 以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
