具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明创造方案，下面将结合本发明创造实施例中的附图，对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明创造保护的范围。

需要说明的是，本发明创造的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明创造的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明创造中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明创造及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明创造中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-13并结合实施例来详细说明本发明创造。

实施例1

如图1-6所示，本实施例提供了一种运送机器人。图1给出了运送机器人在抱夹组件1处于收缩状态下的立体结构图；图2给出了运送机器人在抱夹组件1处于张开状态下的立体结构图；图3给出了运送机器人在抱夹组件1处于张开状态下的俯视图；图4给出了运送机器人的前视图；图5给出了运送机器人的部分剖视图；图6给出了运送机器人的仰视图。

本发明创造实施例提供的运送机器人包括底盘7、牵引结构、环境感知组件8和人机交互组件9，其中，底盘7用于驱动所述运送机器人运动；牵引结构设置于所述运送机器人的车尾部分，固定在所述底盘7上，用于与待牵引对象进行连接；环境感知组件8，用于为所述运送机器人提供导航和避障；人机交互组件9设置于所述运送机器人的车头部分，用于实现与所述运送机器人的人机交互。图11给出了运送机器人中底盘7、牵引结构、环境感知组件8和人机交互组件9的各控制和受控结构的连接关系框图。

如图所示，底盘7包括本体701、驱动轮702、万向轮703、减震机构704和第四驱动机构705，所述驱动轮702通过所述减震机构704与所述本体701连接，所述第四驱动机构705用于驱动所述驱动轮702，所述万向轮703安装在所述本体701上。机器人的底盘7为机器人提供了运动能力，机器人可进行前进、后退、旋转运动，其包括呈方形设置的主体结构。万向轮703优选设置于主体的四个圆角处，支撑机器人重量，使得支撑面积最大化，保证机器人的平稳运动；驱动轮702对称放置于主体左右两位置，可以实现以底盘7中心为中心，进行旋转运动，其固定在减震机构704上，减震机构704可以确保驱动轮702与地面的接触，保证驱动轮702提供足够动力；机器人具有较小的转弯半径和较强的稳定性；第四驱动机构705优选为电机，其与驱动轮702相连，为机器人前进提供动力，电源707优选为电池，设置于机器人底盘7中部偏后的位置，充电极位于主体的后方，是机器人电池的充电接口708；侧指示灯706位于主体的两侧，指示机器人目前运行状态，提醒周围人员。

如图7-9所示，给出了本申请实施例提供的牵引结构的示意图。牵引结构包括抱夹组件1和三维移动机构，其中，抱夹组件1包括固定部101和夹持件102，夹持件102设置有两个且均滑动设置在所述固定部101上，两个夹持件102相互正对设置。三维移动机构与抱夹组件1连接，三维移动机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件，X轴移动组件用于驱动两个所述夹持件102沿X轴方向相互靠近或远离，Y轴移动组件用于驱动所述抱夹组件1沿Y轴方向移动，Z轴移动组件用于驱动所述抱夹组件1沿Z轴方向移动，X轴方向、Y轴方向和Z轴方向彼此正交且X轴的方向为两个夹持件102相互靠近或远离的方向。

通过本实施例的牵引结构，可以实现对夹持件102的X轴直线移动、Y轴直线移动、Z轴直线移动三个自由度的精确调整，从而可精确的将两个夹持件102调整至指定位置，可实现对推车10的抱夹，实现与推车10的连接，当该牵引结构应用于机器人时，配合机器人的底盘7和环境感知传感器，可以带动推车10一起运动。

在上面的实施例中，三维移动机构可以有多种的设置形式，图7-9给出了一种具体的可选形式，其中述X轴移动组件固定在抱夹组件1，具体可以固定在抱夹组件1的固定部101上，X轴移动组件滑动连接在所述Y轴移动组件上，从而使得X轴移动组件和抱夹组件1可以整体相对于Y轴移动组件滑动，所述Y轴移动组件滑动连接在所述Z轴移动组件上，从而使得X轴移动组件、抱夹组件1和Y轴移动组件可以整体相对于Z轴移动组件滑动。Z轴移动组件用于固定在机器人的底盘7结构上或机器人的其他固定结构上。

其中X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件的具体实现方式可以有多种，可以采用现有技术中各种具体的实现形式。

在一些实施例中，如图所示，所述X轴移动组件包括平行于所述X轴方向的第一丝杠201和用于驱动所述第一丝杠201转动的第一驱动机构202，所述第一丝杠201为双向丝杠，两个所述夹持件102匹配螺接在所述双向丝杠上螺纹旋向相反的两个螺纹段上。具体的，固定部101为垂直于Y轴方向设置的固定板，夹持件102为夹持板，夹持板与连接板104垂直连接形成L形结构，两个夹持板平行设置且垂直设于固定板，两个所述夹持板相互正对的一侧设置有缓冲垫103，用于增加其与被夹持对象之间的摩擦力，缓冲垫103的材质优选为橡胶。连接板104和第一丝杠201均设置在固定板的正面，连接板104平行于固定板，连接板104上设置有与第一丝杠201上的螺纹段相匹配的结构，固定板上沿X轴方向设置有第一滑轨203，连接板104上设置有与第一滑轨203匹配的第一滑块204，通过第一滑轨203与第一滑块204的配合实现夹持件102的直线移动，为了实现滑动连接的稳定性，第一滑块204和第一滑轨203优选设置有两组。第一驱动机构202优选为固定在固定板背面的伺服电机，伺服电机的输出轴与第一丝杠201平行设置，伺服电机的输出轴与第一丝杠201上均设置齿轮，两个齿轮之间通过同步带啮合连接，通过同步带和齿轮传动的方式可以合理配置各结构的空间布局。

在一些实施例中，如图所示，所述Y轴移动组件包括平行于所述Y轴方向的第二丝杠301和用于驱动所述第二丝杠301转动的第二驱动机构302，所述固定部101匹配螺接在所述第二丝杠301上。具体的，牵引结构包括一垂直于Z轴方向的支撑板403403，第二驱动机构302和第二丝杠301均设置在支撑板403上，固定板上连接有与第二丝杠301上的螺纹段相匹配的结构，支撑板403上设置有与Y轴方向平行第二滑轨303，固定板上设置有与第二滑轨303匹配的第二滑块304，通过第二滑轨303与第二滑块304的配合实现固定板的直线移动，为了实现滑动连接的稳定性，第二滑块304和第二滑轨303优选设置有两组。第二驱动机构302优选为固定在支撑板403上的伺服电机，伺服电机的输出轴与第二丝杠301平行设置，伺服电机的输出轴与第二丝杠301上均设置齿轮，两个齿轮之间通过同步带啮合连接，通过同步带和齿轮传动的方式可以合理配置各结构的空间布局。

在一些实施例中，如图所示，所述Z轴移动组件包括平行于所述Z轴方向的第三丝杠(图中未示出)和用于驱动所述第三丝杠转动的第三驱动机构401，所述支撑板403匹配螺接在所述第三丝杠上。与第三驱动机构配合设置的还有与Z轴方向平行第三滑轨402，支撑板403与第三滑轨402相匹配，通过第三滑轨402与支撑板403的配合实现支撑板403的直线移动，

需要说明的是，本发明创造实施例中第一驱动机构202、第二驱动机构302和第三驱动机构401还可以选择为电动执行器。

牵引结构安装在所述底盘7上，其中Z轴移动组件的第三驱动机构401固定在所述底盘7上，所述底盘7上设置有若干与垂直穿过所述支撑板403的导向杆404，所述支撑板403在所述Z轴移动组件的驱动下沿所述导向杆404往复移动，使得整个牵引结构沿着导向杆404上下运动。为了增强牵引结构的防尘和防水性能，牵引结构还包括有外壳6。在具体的使用过程中，将左右方向设定为X轴方向，前后方向设定为Y轴方向，上下方向设定为Z轴方向，这样X轴移动组件可以驱动抱夹组件1在作用方向上相互靠近或远离，Y轴移动组件可以驱动所述抱夹组件1沿前后方向移动，Z轴移动组件可以驱动所述抱夹组件1沿上下方向移动。

如图1所示，运送机器人的抱夹组件1处于收缩状态，可以减小运送机器人本体701的占地面积，空间占用小，移动更加零活；如图2和3所示，运送机器人的抱夹组件1处于张开状态，两个加持板相对于底盘7向后运动，且左右张开。在运送机器人的后部设置有图像采集装置5，可以辅助机器人进行视觉定位，具体的，可以在待牵引对象上设置识别码11，通过图像采集装置5识别识别码11来判断运送机器人与待牵引对象的相对位置，同时监控运送机器人的抱夹组件1与推车10的实时位置，通过机器人本体701的移动，完成抱夹任务。其中识别码11包括但不限于二维码。

运送机器人通过环境感知组件8为机器人的行走提供自主导航及自主避障，环境感知组件8包括但不限于激光雷达801、超声波传感器802、热红外传感器803、防碰撞传感器804和防跌落传感器805。激光雷达801设置在机器人的正前方，用于以激光方式用于获取物体精确位置信息；超声波传感器802分布于机器人的前方和两侧，用于以超声波方式获取物体位置信息，可以探测玻璃，与激光雷达801形成互补；热红外传感器803位于机器人的前方，可以利用红外线的物理性质来进行测量，用来判断是否有人靠近；防碰撞传感器804位于机器人的前方，用于在被碰撞后产生信号，被碰撞后，防碰撞传感器804将信号传送给控制器，从而控制机器人停止运动，是机器人的一层安全防线；防跌落传感器805位于底盘7的下方，通过距离的检测判断前方路面是否为台阶、深坑等。通过激光雷达801，超声波传感器802，热红外传感器803的融合算法，让机器人更准确的感知周围的环境，可以保障机器人的导航避障，防碰撞传感器804可以作为机器人的最后一道防护传感器。

运送机器人通过人机交互组件9设置于机器人的车头部分，其提供了人机交互的平台。人机交互组件9包括但不限于前指示灯901、触摸屏902、声音模块903、开关机按钮904、急停按钮905和警示灯。工作人员可以通过触摸屏902或远程平台下发指令控制机器人；前指示灯901设置在机器人前方的中间位置，用于指示机器人运行状态；声音模块903设置于机器人的头部两侧，用于发出提示和警示的声音；开关机按钮904设置于机器人的上方，用于控制机器人的开机和关机；急停按钮905设置于机器人的上方，在紧急情况下按下急停按钮905，机器人会暂停运动。

根据上述实施例的运送机器人还可以包括传动机构及控制电路等其他必要组件或结构，并且对应的布置位置和连接关系均可参考现有技术中的机器人，各未述及结构的连接关系、操作及工作原理对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

实施例2

本实施例提供了一种运送机器人的控制方法，该方法应用于实施例1中的运送机器人。如图所示，所述方法包括步骤1201-1204。

步骤1201：通过图像采集装置进行图像采集，得到待牵引对象的图像信息。具体的，在工作过程中，运送机器人通常与待牵引对象放置在同一区域内；或者，运送机器人在进行工作后可以通过导航和定位系统运动至待牵引对象所在的区域，以使得待牵引对象能够进入到运送机器人上设置的图像采集装置的采集范围内，运送机器人可以图像采集装置对待牵引对象进行图像采集，得到待牵引对象的图像信息。

步骤1202：在所述图像信息中识别设置于待牵引对象上的识别码，并确定所述识别码在所述待牵引对象中的位置信息。本申请实施例中，识别码通常设置在待牵引对象的外侧，具体设置在正对待牵引对象的侧面。该识别码可以是二维码、条形码等图形码，本申请实施例不做限定。图像采集装置采集到的待牵引对象的图像信息传递至控制器，控制可以识别出图像信息中是否包含识别码。若控制器识别出图像信息中包含识别码，则确定识别码在图像信息中的位置信息，其中，该位置信息可以用像素坐标表示，也可以预先建立的坐标系，用该坐标系中的坐标来表示，进而确定该识别码在待牵引对象上的位置，若未识别出识别码，则继续执行步骤1201，直到识别出识别码。

具体的，在图像信息中识别识别码，并确定识别码在图像信息中的位置信息的具体过程可以为：控制器可以通过预设的图像处理算法，提取目标图像包含的轮廓信息；在提取出的轮廓信息中，确定满足预设轮廓特征的目标轮廓信息，并将目标轮廓信息对应的图像作为识别码的角点图像；基于角点图像在目标图像中的位置坐标，计算识别码在图像信息中的位置信息。具体可以通过控制器对图像信息进行平滑滤波和二值化处理，得到目标图像包含的轮廓信息，然后可以在这些轮廓信息中，查找满足预设轮廓特征的目标轮廓信息，并将目标轮廓信息对应的图像作为识别码的角点图像。计算位置信息的方式可以是多种多样的，例如可以根据两个对角的角点图像的位置坐标，计算中心点的位置坐标，将中心点的位置坐标作为识别码在图像信息中的位置信息；或者也可以直接将某个角点图像的位置坐标，作为识别码在图像信息中的位置信息。

步骤1203：根据所述位置信息确定牵引结构与所述待牵引对象的相对位置。具体的，控制器可以根据位置信息确定牵引机构与待牵引对象的相对位置。可以获取预设的识别码在图像信息中的基准位置信息，然后计算位置信息相对于基准位置信息的偏移量，将偏移量作为运送机器人的牵引结构与待牵引对象的相对位置。其中，基准位置信息是运送机器人正对待牵引对象时，识别码在图像采集装置所拍摄到的图像信息中的位置信息。

步骤1204：基于所述相对位置对底盘和牵引结构进行移动操作，以使所述牵引结构与所述待牵引对象结合。具体的，控制器可以基于相对位置，向底盘中的第四驱动机构发送运动指令，控制运送机器人的运动，以使识别码的在图像信息中的位置信息与基准位置信息相同。当该位置信息与基准位置信息相同时，运送机器人的牵引结构正对待牵引对象，然后运送机器人可以继续向待牵引对象移动，并且控制器向牵引结构中的第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构发送运动指令，通过牵引机构完成运送机器人与待牵引对象的结合。

在一些实施例中，所述通过图像采集装置进行图像采集之前，还包括：通过人机交互组件接收用户发送的操作信息；根据所述操作信息，控制底盘进行运动；通过环境感知组件获取环境数据，并根据所述环境数据进行定位导航处理，控制所述运送机器人运动至待牵引对象所在的位置。具体的，运送机器人通过人机交互组件中的触摸屏接收用户发送的操作信息，并根据所述操作信息，控制底盘中的第四驱动机构运动，机器人在运动过程中，通过环境感知组件中的、激光雷达和超声波传感器检测到的环境数据构建地图，并通过热红外传感器、防碰撞传感器和防跌落传感器进行定位和导航，根据定位和导航信息使底盘改变运动方向和速度，实现自动定位导航。

以待牵引对象为推车10为例，本实施例给出了运送机器人的一种具体的工作过程。图10给出了本发明创造实施例提供的运送机器人在移动推车10过程中的结构图，图13给出了本发明创造实施例提供的运送机器人的工作流程图。如图10所示的推车10包括上平面、下平面、车轮和设置推车10前方的二维码，上平面和下平面之间形成用于存放物品的空间，当然推车10的结构并不限于图10中所示的形式。

图10和13所示，运送机器人移动推车10的具体工作过程可以为：

步骤一，运送机器人默认处于待命状态，通过触摸屏902或者远程控制平台向运送机器人发送移动推车10的任务后，运送机器人接收任务；

步骤二，控制器将控制指令传送给底盘7的第四驱动机构705，驱动机器人运动至推车10附近；

步骤三，运送机器人通过环境感知组件8和图像采集装置5识别推车10并调整位姿，并且图像采集装置5识别推车10上的二维码后，牵引结构调节夹持件102的高度；

步骤四，牵引结构的左右两个夹持件102张开后向推车10运动，然后两个夹持件102相互靠近收缩，夹紧推车10。

步骤五，判断牵引结构是否抱夹成功，如果抱夹成功，则运送机器人安装预设的任务路径运动，将推车10运送至目的地，当机器人抱夹失败，则重新执行上述的步骤二至步骤四，其中判断是否抱夹成功的方法包括但不限于通过运送机器人中的某一驱动机构的输出扭矩来判断，当输出扭矩突然增大并且增量满足预设阈值，则判断抱夹成功。

步骤六，完成以上步骤外，运送机器人继续执行新任务或进入停放区待命。

本说明书中部分实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明创造的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。