一种室外机器人的制作方法

本发明属于机器人的技术领域，特别是涉及室外机器人。

背景技术：

快递业成本最昂贵和效率最低的环节是在前后两端，也就是最接近发件人与收件人的两端，由于前后两端的用户比较分散，为提高效率，快递公司需要配更多的快递员才能满足，随着包裹量逐年以30％的速度增长，以后的人工成本会更高，同时随着人口红利的逐渐缩减，高昂的运送成本与派送效率问题更将加突出。

技术实现要素：

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种室外机器人，能够在室外高效地自动承托、传输及释放货物柜。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种一种室外机器人，包括主体、升降机构、驱动机构和控制器，主体包括承载部件；升降机构一端设置于承载部件上，另一端用于承托至少两个货物柜；驱动机构设置于主体上，用于驱动主体移动；控制器用于接收信号，将信号转换为控制指令，并将控制指令传输至驱动机构，以至少控制驱动机构工作，将主体移动到货物柜下方或离开货物柜下方；以及将控制指令传输至升降机构，以在主体移动到货物柜下方时，控制升降机构工作以顶起货物柜，或在主体到达预定位置时，控制升降机构工作以向下移动恢复原位，脱离货物柜。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的室外机器人，承载部件可以承载至少两个货物柜；通过升降机构可以驱动货物柜向上移动顶起货物柜，驱动机构驱动室外机器人移动以带动货物柜移动至目的地，由于使用本发明室外机器人实施例时，货物柜的接收、运输和释放均自动化完成，且接收释放货物柜能由本发明室外机器人实施例独立完成，能够取代三个相互衔接环节的人力运输，使得本发明室外机器人实施例简单高效地在室外完成货物运输，特别是能大幅降低最后一公里的高昂物流成本。

附图说明

图1是本发明实施例室外机器人结构示意图；

图2是本发明实施例室外机器人侧面结构示意图；

图3是本发明实施例室外机器人俯视结构示意图；

图4是本发明实施例室外机器人后视结构示意图；

图5是本发明实施例室外机器人主体移动至货物柜下的侧面结构示意图；

图6是本发明实施例室外机器人升降机构顶起货物柜的侧面结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2和图4和图5，一种室外机器人，包括主体1、升降机构2、驱动机构和控制器(图未示)。

其中，本实施例中，主体1包括承载部件11和第一板体12，第一板体12自承载部件11一端向上延伸。

升降机构2一端设置于承载部件11上，另一端用于承托至少两个货物柜102；

驱动机构设置于主体1上，用于驱动主体1移动；控制器用于接收信号，将信号转换为控制指令，并将控制指令传输至驱动机构，以至少控制驱动机构工作，将主体1移动到货物柜102下方或离开货物柜102下方；以及将控制指令传输至升降机构2，以在主体1移动到货物柜102下方时，控制升降机构2工作以顶起货物柜102，或在主体1到达预定位置时，控制升降机构2工作以向下移动恢复原位，脱离货物柜102。

本发明实施例的室外机器人通过驱动机构将主体1的承载部件11移动到货物柜102下方，如图5所示，本发明中货物柜102底部设置支脚以使得货物柜102底部与地面之间形成一定空间，便于承载部件11置于货物柜102底部；如图6所示，进一步通过升降机构2将货物柜102顶起，使得货物柜102离开地面，达到搬起货物柜102的效果，通过驱动机构驱动主体1移动，达到运输货物柜102的效果，到达目的地时，升降机构2恢复原位，使得升降机构2与货物柜102脱离。

具体地，升降机构2包括承载驱动件(图未示)、输出轴(图未示)和承载台21，承载驱动件设置于承载部件11内，输出轴设置于承载驱动件的驱动端，承载台21设置于输出轴上，承载台21上设置至少两个承载位215，用于承载至少两个货物柜102。

具体地，本实施例中，输出轴垂直设置，且与承载驱动件耦合，输出轴顶端固定于承载台21中央。通过将输出轴设置在承载台21的中央，可以使得承载台21受力均匀，避免承载台21发生倾斜。

其中，在一实施例中，承载驱动件可以为电机，输出轴可以为与电机连接的螺纹杆。在另一实施例中，承载驱动件可以为气缸，输出轴可以为活塞杆。在又一实施例中，承载驱动件可以为液压缸，输出轴可以为液压杆。当然，还可以设置其它类型的承载驱动件以及输出轴，本发明不做具体限定。

作为优选方案，本实施例中，承载台21包括第一导向组件211，第一导向组件211与位于货物柜102底部的第二导向组件(图未示)滑动配合，以便于承载并定位货物柜102。

具体地，第一导向组件211为承载台21两平行侧边，第二导向组件包括至少一组滑轮(图未示)，一组滑轮包括至少两个滑轮，分别与承载台21的两平行侧边滑动配合，以使得货物柜102置于主体1上。作为变形，第一导向组件211也可以为设置于承载台21两平行侧边的平行导轨，第二导向组件的滑轮与平行导轨滑动配合。通过设置第一导向组件211以及与之相匹配的第二导向组件，使得货物柜102与承载台21承接时位置可以按照规划优选排列，可以使得货物柜102于承载台21上摆放有序、且可以合理规划利用空间，提高空间利用率。

进一步作为优选方案，承载台21包括第三导向组件212，第三导向组件212在导向方向行与第一导向组件211端对端连接，且在连接处两者宽度一致，第三导向组件212的宽度从靠近第一导向组件211一端至另一端宽度逐渐缩小，在所述主体1移动到所述货物柜102下方过程中，所述第三导向组件212先于所述第一导向组件211移入所述货物柜102下方。通过设置第三导向组件212，可以使得主体1移动至货物柜102处时，承载台21上的第三导向组件212与货物柜102底端接触时，第三导向组件212的宽度小于承载台21底端的第二导向件的宽度，即可以允许主体1置于货物柜102底端之前，允许主体1与货物柜102之间存在一定误差，不需要绝对对准即可以通过第三导向组件212将主体1引导置于货物柜102下方，从而可以使得室外机器人更加易承载货物柜102，降低难度，节约时间。

作为优选方案，承载台21上设置电磁锁213，电磁锁213用于与货物柜102配合，以将货物柜102固定于承载位215上或释放，从而可以达到固定货物柜102于承载台21上，避免在运输过程中货物柜102从承载台21上脱落。

其中，优选地，电磁锁213在断电状态下锁紧货物柜102，以固定货物柜102，避免因为断电而造成的货物柜102不能得到固定的目的。进一步，在通电状态下，还可以通过调节电流大小以改变电磁锁213的磁力，释放所述货物柜102。作为优选方案，遇到路面平整时，磁力减小，上下坡或路面不平整时，磁力增大，增加电磁锁213与货物柜102的固定结合力度；例如，也可以在室外机器人速度较大时，磁力增大，室外机器人速度较慢或暂停时，磁力减小，这样可以减小功耗，节约能源。当然，同样也可以设定为电磁锁213在通电状态下锁紧，断电状态下释放，本发明对此并不限定。

具体地，作为优选，电磁锁213与货物柜102底部的吸附力大于300公斤。通过对货物柜102上不同部位材料的选择和相互位置关系的设计，可以使电磁锁213对货物柜102底部吸力大，而对货物柜102的其他金属吸力较小。

承载台21的至少两承载位215沿承载台21长度方向排列，若一个承载位215上承托一个第一货物柜102、且有第二货物柜102待承托时，控制器传输控制指令至驱动机构，以使得主体1移动至第二货物柜102附近，控制器传输控制指令至升降机构2，控制升降机构2工作以向下移动恢复原位，控制驱动机构驱动主体1在第一货物柜102底下的状态下朝第二货物柜102移动，使得主体1移动至第二货物柜102下方，升降机构2工作以同时承载起第一货物柜102和第二货物柜102分别使其位于两个承载位215上。当然，当两个货物柜102并列放置，且沿承载台21长度方向，可以直接控制驱动机构驱动主体1移动至两个货物柜102下方，升降机构2工作，以承载起第一货物柜102和第二货物柜102分别使其位于两个承载位215上。作为变形，也可以采用该方式承载多个货物柜102。

作为优选方案，第一板体12远离承载部件11的一端设置长焦摄像头，长焦摄像头用于识别红绿灯，并形成识别信号，并将识别信号传输至控制器，以形成控制主体1移动或停止的控制指令。即当遇到红灯时，形成识别信号，并将识别信号传输至控制器，以形成控制主体1停止的控制指令；当遇到绿灯时，形成识别信号，并将识别信号传输至控制器，以形成控制主体1移动的控制指令，从而可以使得本发明实施例的机器人适应有红路灯道路的运行。

作为优选方案，第一板体12在靠近承载部件11一端、远离承载部件11一端分别设置激光雷达3，在第一板体12中间位置设置超声波传感器，超声波传感器和激光雷达3用于检测障碍物，并在检测到障碍物时向控制器发送第一避障传感信号，控制器响应第一避障传感信号并控制主体1减速或停止运动。通过在第一板体12上、下两个位置分别设置激光雷达3，用于检测障碍物，由于激光雷达3存在盲区，通过在中间位置设置超声波传感器，以弥补激光雷达3探测不到的区域，使得室外机器人在运行的过程中，检测前方障碍物，并在检测到障碍物时向控制器发送第一避障传感信号，控制器响应第一避障传感信号并控制主体1减速或停止运动。同时，超声波传感器可以用于检测光学传感器难以检测出的障碍物，如玻璃等透光性较好的障碍物。

作为优选方案，可为第一板体12远离承载部件11一端设的激光雷达3设置防护罩31，以对该激光雷达3起到保护作用，防护罩31的大小倾斜角度与激光雷达3的扫描角度相吻合，以使防护罩31不影响激光雷达3的工作；防护罩31采用透明材料制作，以避免影响使用效果。

作为优选方案，第一板体12上设置双目视觉摄像头41、行车记录仪42和超声波传感器(图未示)，双目视觉摄像头41和超声波传感器用于障碍物检测，行车记录仪42用于实时采集监控画面，控制器用于获取监控画面并定位和导航主体1的运动路径。其中，双目视觉摄像头41用于检测深度信息；超声波用于辅助检测，主要用于识别玻璃等透明障碍物。

本实施例中，第一板体12上设置了长焦摄像头和短焦摄像头，其中短焦摄像头为双目视觉摄像头41，可以实现长焦摄像头和短焦摄像头的配合工作，例如：长焦摄像头识别到红灯时，双目视觉摄像头41立刻识别斑马线，以使室外机器人准确的停在斑马线上。在其他实施例中，短焦摄像头也可以为其它类型摄像头。

作为优选，包括第一电池5、第一电池箱体6和第二电池，第一电池箱体6设置于承载部件11内，第一电池箱体6内包括至少三条水平槽体，槽体用于盛放第一电池5，第一电池箱体6靠近承载部件11侧边一侧设置挡板，挡板可以打开或关闭，以使得第一电池5处于第一电池箱体6内或用于将第一电池5从第一电池箱体6内取出；第二电池可拆卸设置于第一板体12内，如图所示，第二电池在第一板体12内的设置位置为第二电池设置位置7，第二电池与第一电池5并连，作为备用电源，或/和第二电池与第一电池5串联，为驱动机构提供动力。作为变形，第一电池箱体6也可以设置于承载部件11底部。

作为优选，第一电池5靠近挡板一侧可以设置把手51，以使得在更换第一电池5时，便于将第一电池5从第一电池箱体6内拉出。

在电池电量不足时，启用备用电池第二电池；或者在室外机器人进行高功率作业时，启用第二电池作为备用电池。检测当前室外机器人的工作功率，在功率达到设定值时，启用备用电池。或检测当前室外机器人的移动速度，在移动速度大于设定速度阈值时，启用备用电池。或检测当前室外机器人是否为上坡状态，若是，则启用备用电池。

第一电池5和第二电池外侧设置均设置电池接口(图未示)，电池接口可与电源线插头耦接。

电池接口与数据线及正负极电源线插头的针脚相配合，可以实现第一电池5和第二电池与数据线及正负极电源线的连接。

作为优选方案，承载部件11靠近第一板体12一端设置前防撞传感器81，承载部件11远离第一板体12一端设置后防撞传感器82，用于防止撞击。

作为优选方案，承载部件11远离第一板体12一端底部可以设置激光雷达3，也可以设置向上或者斜向上的超声波传感器，用于倒车时检测后方障碍物。作为变形也可以设置行车记录仪42。

作为另一优选方案，承载部件11远离第一板体12一端、靠近第一板体12一端分别设置激光雷达3，用于避障。

承载部件11远离第一板体12一端设置摄像头43和超声波传感器，用于检测障碍物，避障；

其中，承载部件11远离第一板体12一端，采用斜面设置，激光雷达3和超声波传感器设置在斜面上，防止撞击时损坏。

承载部件11两侧设置摄像头(图未示)、超声波传感器，用于检测障碍物，避障。

更为优选地，承载部件11靠近第一板体12一端设置缓冲件83，用于撞击时起到缓冲作用，通过设置物理缓冲件83，减小撞击带来的损害。本发明实施例通过在主体1的上设置前防撞传感器81、缓冲件83和设置于第一板体上、下两端的激光雷达3及设置于第一板体中间的超声波传感器，三者相结合，可以达到三重防撞的效果，做到对室外机器人三重防撞保护。

作为优选方案，承载台21上设置线圈传感器214，用于检测货物柜102的位置，以使得货物柜102在位于置于承载位215时触发传输至所述升降机构2的所述控制指令。

如图3所示，具体本实施例中，室外机器人设置侧面摄像头和尾部摄像头43，用于监控图像的采集、保持并传输至服务器，服务器根据监控图像下达的指令。例如可以用于监控承载的货物柜102的数量，判断与云端记录的数量是否一致，若不一致，则报警。

具体地，本实施中，驱动机构包括安装在承载部件11底面的车轮9、车轮承载驱动件、转向驱动、刹车驱动和主电路板，本实施例中，车轮9为四个，在其他实施例中，车轮9数量也可以发生变化，在此不做限定；车轮承载驱动件用于驱动车轮9转动，转向驱动用于驱动车轮9转动，刹车驱动用于驱动车轮9减速或停止，主电路板用于使车轮承载驱动件、转向驱动和刹车驱动与第一电池5和第二电池电连接。

作为优选，第一板体12外周设置壳体10，以方便用于保护第一板体12；作为优选，第一板体12上设显示屏101，用于显示交互信息。

本发明实施例还包括路径规划，在本发明实施例中，可以以地图为核心的路径规划，通过建立地图系统于主体1上，并将地图信息导入地图系统，地图系统根据始发地和目的地规划路径，并将规划路径信号传输至控制系统，控制系统发出控制指令以驱动驱动机构驱动主体1移动；当遇到障碍物时，地图系统可以重新规划路径，并将规划路径信号传输至控制系统，控制系统控制室外机器人暂停并返回，或室外机器人识别障碍物后，将障碍物的拍照信息传输至服务器，服务器根据障碍物重新规划地图。若遇到gps或4g信号可能较弱的地方(例如室内、地下停车场等)，此时，室外机器人可以根据存储的地图信息以及传感器识别的周围环境，确定自身的位置，并根据地图的路径进行移动。

在另一实施例中，可以通过客户导入地图，将客户端导入的地图与地图系统中的地图进行整合，基于该整合后的地图规划路径(其中，可由用户指定无法行走路径，例如某个特殊区域机器人无法到达，则在路径规划时，避开该特殊区域)；可以指定多个路径，分别确定优先级，如第一优先级路径遇到障碍无法行走，则选择第二优先级路径；根据障碍物重新规划路径时，可以将障碍信息上传至服务器，服务器转发给其他室外机器人，防止其他室外机器人再次通过该路径。

在其他实施例中，例如，在小区外可以利用gps定位采用现有的地图(高德、百度等)，按照导航路径行走，当达到小区时，触发地图的切换，采用预先设定的路径行走。

作为优选，可根据gps定位和现有的地图确定道路类型，在机动车道无法倒车，也可以根据识别到的周围车辆的类型，或后方车辆，判断当前的车道类型，避免造成交通故障；例如在楼宇车道，通过对周围环境的识别，可以进行倒车。

本发明实施例的的室外机器人，例如需要从园区接收货物柜102，可以通过自行导航，规划运行路径，并将规划运行路径信号传输至控制器，控制器将其转换为控制指令，并将控制指令传输至驱动机构，以控制驱动机构工作，以将室外机器人移动至园区接收货物柜102的地点，并控制驱动机构将主体1移动至货物柜102下方，驱动机构停止驱动主体1移动，控制器输出控制指令，并将控制指令传输至升降机构2，升降机构2顶起货物柜102，即完成到指定地点接收货物柜102的目的；室外机器人自行导航，规划运行路径，并将规划运行路径信号传输至控制器，控制器将其转换为控制指令，并将控制指令传输至驱动机构，以控制驱动机构工作，以将室外机器人及货物柜102移动至指定投放地点；控制机器输出指令，以控制驱动机构停止驱动主体1移动，并控制升降机构2下降恢复原位，货物柜102接触地面，到达将货物柜102移动至指定投放地点的目的。

需要说明的是，本申请实施例的室外机器人用于室外货物柜的运输，也可以用于室内货物柜的运输。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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