CN112930503A - 用于自驱动车辆的手动方向控制装置 - Google Patents

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Abstract

公开了具有U形的把手的自动导引车辆(AGV)。U形的把手(172)可以被拉下以改变AGV的操作。还提供了自驱动***。***包括本体(140)、控制台(104)以及把手(172)，本体(140)具有一个或多个机动轮(110)，控制台(104)以直立的放置方式联接至本体(140)的端部，把手(172)枢转地联接至控制台(104)，把手(172)可以相对于控制台(104)移动，以在自驱动模式和手动控制模式之间改变自驱动***的操作。公开的AGV具有更佳的设计。

Description

用于自驱动车辆的手动方向控制装置
背景
技术领域
本文中公开的实施方案涉及具有手动控制装置的改进的自驱动车辆***。
相关技术的描述
自动导引车辆(AGV)是可以在设施内将物品或存货项目从指定的(一个或多个)拾取区域运输至(一个或多个)卸载区域的无人驾驶的、可编程控制的车辆。常规的AGV具有用于操作者的把手，以例如通过在一方向上拉动把手来控制车辆的转向。尽管常规的AGV中的把手提供了车辆的受控制的移动，但是需要具有更佳设计的改进的AGV。
发明内容
在一个实施方案中，提供了自驱动***。***包括本体、控制台以及把手，本体具有一个或多个机动轮，控制台以直立的放置方式联接至本体的端部，把手枢转地联接至控制台，把手可以相对于控制台移动，以在自驱动模式和手动控制模式之间改变自驱动***的操作。
在另一实施方案中，***包括本体、控制台以及U形的把手，本体具有一个或多个机动轮，本体具有第一端部和与第一端部相反的第二端部，控制台以直立的放置方式联接至本体的第一端部，U形的把手具有末端部，该末端部枢转地附接至控制台，U形的把手可以相对于控制台移动。
在又一实施方案中，提供了操作自驱动***的方法。方法包括以自驱动模式操作自驱动***以及通过拉下U形的把手将自驱动模式从自驱动模式改变为手动操作模式，U形的把手枢转地附接至自驱动***，并且能够相对于自驱动***移动。
附图说明
图1是根据一个实施方案的自动导引车辆(AGV)的立体图。
图2图示了根据一个实施方案的控制台的一部分的立体图。
图3A图示了在把手被保持在收回位置中的情况下的一个实施方案。
图3B图示了在把手被保持在拉下位置中的情况下的一个实施方案。
图4是图3A中示出的根据一个实施方案的切换装置的放大图。
图5A图示了根据一个实施方案的控制手柄的剖视图。
图5B图示了根据另一实施方案的控制手柄的剖视图。
图6A是使用AGV来运输包裹/存货的仓库的示意图。
图6B是根据另一实施方案的仓库的示意图。
图7是根据一个实施方案的AGV的方框图。
为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来指定图中共有的相同元件。可以设想的是，在一个实施方案中公开的元件可以与其他实施方案一起有利地使用，而无需具体详述。
具体实施方式
本公开内容的实施方案涉及具有U形的把手的自动导引车辆(AGV)。可以拉下U形的把手以将AGV的操作从自驱动模式改变为手动操作模式。U形的把手还具有控制手柄，该控制手柄构造成控制AGV的移动方向。尽管使用术语AGV，但是本公开内容的概念可以适用于任何自驱动***或可移动机器人，诸如自主导航可移动机器人、惯性导引机器人、远程控制可移动机器人以及由激光对准、视觉***或路线图导引的机器人。下面参照图1至图7更详细地讨论各种实施方案。
图1是根据一个实施方案的自动导引车辆(AGV)100的立体图。AGV 100适于在没有操作者的情况下自行驱动。AGV 100大体上包括可移动基部102和控制台104。可移动基部102具有后端部103和与后端部103相反的前端部105。控制台104具有上部部分138和主体140。控制台104的主体140以竖立或直立的构型联接至可移动基部102的前端部105。一个或多个杆101可选地设置在主体140的任一侧部上，以允许操作者保持和操纵AGV 100的移动。
控制台104具有构造成显示信息的显示器108。显示器108允许操作者控制AGV 100的操作。显示器108可以是用于提供与操作任务、设施的地图、路线信息、存货信息和存货储存等相关联的信息的任何合适的用户输入装置。如果需要手动使用AGV，则操作者可以通过经由显示器108输入更新的命令或者通过拉下枢转地联接至控制台104的把手172而取消AGV 100的自动操作。下面将参照图2至图5B更详细地讨论把手172的实施方案。
可移动基部102具有一个或多个机动轮110和多个支撑轮112。机动轮110构造成在任意给定的方向上转动和/或滚动以移动AGV 100。例如，机动轮110可以围绕Z轴线转动并且围绕机动轮110的车轴轴颈沿任意方向，诸如沿X轴线或沿Y轴线，在地面上向前或向后滚动。在本公开内容中，向前移动指代当前端部105为引导的端部时的状况，以及向后移动指代当后端部103为引导的端部时的状况。在某些情况下，AGV 100具有一个或多个紧急停止按钮109，该紧急停止按钮109可以被按压以使AGV 100的移动停止。机动轮110可以被控制以不同的速度滚动。支撑轮112可以是脚轮型轮。在需要的情况下，任何一个支撑轮112或所有支撑轮112可以被机动化。
可移动基部102具有上部表面106，该上部表面106可以用于支撑存货103或人类操作者(未示出)。在一些实施方案中，可移动基部102可以包括从上部表面106的边缘升高的一个或多个护栏117，以防止存货103在操作期间滑落。AGV 100构造成基于从远程服务器接收的预存储的命令或指令，在设施内的指定区域之间自主移动存货103，该远程服务器可以是仓库管理***(WMS)。
AGV 100包括用于拍摄AGV 100的周围环境的图像和/或视频的一个或多个摄像机。在一些实施方案中，AGV 100包括概览摄像机137，该概览摄像机137设置在控制台104上，例如在临近显示器108的区域处。概览摄像机137背向AGV 100的后端部103，并且用于对象/障碍物的检测和避让。在某些情况下，概览摄像机137还可以构造成识别货架和/或操作者，使得AGV 100可以在诸如人员跟随模式的各种操作模式下与操作者维持适当/预定的距离。
控制台104的上部部分138的纵向方向相对于主体140的纵向方向保持一角度。选择此角度使得概览摄像机137可以有效地识别靠近的对象。此角度可以在约105°至约165°的范围内，诸如约120°至约150°的范围内。可以设想更宽或更窄的角度范围，并且可以根据应用而对其进行调整。
AGV 100可以包括一个或多个接近传感器，以检测附近对象的存在和/或测量与附近对象的距离。例如，可以在可移动基部102周围(仅示出了两个侧部)设置一个或多个传感器156。传感器156可以是可以构造成检测附近对象的存在的任何合适的声纳传感器、超声传感器、红外传感器、雷达传感器、LiDAR传感器和/或任何合适的接近传感器。每个传感器156均可以构造成感测大于约90°的视场。
在一些实施方案中，可以进一步分别在可移动基部102的前端部105和后端部103处设置一个或多个传感器144，以避让障碍物。例如，传感器144可以设置在前端部105和后端部103(仅示出前端部)处。传感器144可以设置在控制台104下方的开口148处。开口150跨过可移动基部102的宽度延伸并且可以从传感器144径向向外扩展至可移动基部102的边缘。开口148的扩展允许传感器为AGV 100提供更大的感测区域。可替代地或附加地，可以将与传感器144类似或相同的传感器191设置在可移动基部102的一个或多个角部处。同样，传感器144、191可以是可以构造成维持适当的距离并且检测静止或移动的附近对象的存在的任何合适的声纳传感器、超声传感器、红外传感器、雷达传感器和/或诸如LiDAR(光检测和测距)传感器的激光传感器。每个传感器144、191均可以构造成感测大于约90°、例如约270°、的视场。
图2图示了根据一个实施方案的控制台104的一部分的立体图。控制台104示出为具有附接至其上的把手172。把手172可以为U形结构的形式。U形的把手172具有末端部202，该末端部202枢转地附接至控制台104的上部部分138。在一个实施方案中，把手172的末端部202定位在上部部分138与主体140之间的接合部处。尽管示出了U形结构，但是把手172可以构造成具有其他形状，其中，枢转点定位在任何期望的方位处，例如在控制台104的主体140处。
把手172相对于控制台104是可移动的。在各种实施方案中，把手172构造成相对于控制台104在收回位置和拉下位置之间移动。当把手172被保持在收回位置、诸如在图3A中示出的位置、时，把手172的纵向方向基本上平行于控制台104的上部部分138的纵向方向。当把手172被保持在拉下位置、诸如在图3B中示出的位置、时，把手172的纵向方向(即，具有末端部的把手部分的纵向轴线)可以相对于上部部分138或主体140的纵向方向具有约65°至约120°的角度。在图2中示出的实施方案中，把手172处于收回位置。当把手172处于拉下位置时，AGV 100被从自驱动模式切换至手动控制模式，该自驱动模式可以是任何操作模式，诸如自导航模式、引导模式或人员跟随模式等。在某些情况下，在切换到手动控制模式之前，AGV 100可以是静止的并且不在任何操作模式下。
台架204可以可选地设置在控制台104的上部部分138处，以支撑摄像机206。在一个实施方案中，摄像机206可移除地联接到台架204。摄像机206构造成具有两个转动轴线(例如，竖向转动和水平转动)。摄像机206具有光学变焦并且能够记录视觉图像和/或检测附近对象的存在，并且可以包括单目摄像机、双目摄像机和/或立体摄像机。在一个实施方案中，摄像机206构造成检测并且跟随运动中的对象(例如，人类操作者)。在另一实施方案中，摄像机206具有光束指示器并且可操作以产生激光束。摄像机206可以被控制为扫描设置在货架/AGV 100上的一个或多个对象的条形码、标记或标识，和/或设置在货架上的条形码、标记或标识。
把手172具有设置在U形结构的中心处的控制手柄208。控制手柄208可以在360°内在包括向上、向下、向左和向右的任意方向上偏斜。控制手柄208与AGV 100的控制器通信以控制驱动模块，并且可以用于执行AGV 100的各种操作。在操作中，人类操作者可以使用控制手柄208来控制AGV 100的转向。例如，AGV 100可以构造成：(1)当控制手柄208朝向向上的方向偏斜时向后移动；(2)当控制手柄208朝向向下的方向偏斜时向前移动；(3)当控制手柄208朝向向右的方向偏斜时向右移动；以及(4)当控制手柄208朝向向左的方向偏斜时向左移动。控制手柄208还构造成当向下按压控制手柄208时使AGV 100的移动停止。将控制手柄208设置在把手172的中心处允许AGV 100识别人类操作者并且提供与人类操作者相关联的任务指令。此外，人类操作者可以在利用控制手柄208使AGV 100转向的同时方便地观察显示器108上示出的任务指令。
在一些实施方案中，除非把手172被拉下以将AGV 100从操作模式切换至手动控制模式，否则人类操作者不能手动控制AGV 100的转向。操作模式可以是导航模式、引导模式或人员跟随模式等。例如，AGV 100可以在从方位A移动至方位B的自导航模式下进行操作。当把手172被人类操作者拉下(即，处于拉下位置)时，AGV 100将停止自导航模式并且切换至手动控制模式。然后，人类操作者通过向上、向下、向左或向右移动控制手柄208来使用控制手柄208操纵AGV 100的移动方向。人类操作者可以在对控制手柄208进行控制的同时与AGV 100一起行走。
在一些实施方案中，把手172可以处于收回位置并且构造成允许人类操作者控制AGV 100的移动方向。例如，人类操作者可以站在AGV 100上并且通过控制手柄208手动控制AGV 100的移动。人类操作者和/或远程服务器可以向AGV 100提供指令，以改变与关于把手172的位置触发控制手柄208有关的设定。
尽管控制手柄208示出为设置在把手172的中心处，但是控制手柄208可以被放置在任何方位处。例如，控制手柄208可以设置在把手172的侧部处，为了便于说明，其由虚线272表示。在一个实施方案中，控制手柄208设置在临近的部位处。使控制手柄208位于把手172的侧部处可以是有利的，因为这允许人类操作者在不阻挡摄像机206的观察的情况下与AGV 100一起行走。当AGV 100被编程以存储/构建诸如仓库的设施的初始地图时，这是有益的。
图3A图示了在把手172被保持在收回位置中的情况下的一个实施方案。图3B图示了在把手172被保持在拉下位置中的情况下的一个实施方案。把手172具有切换装置400，该切换装置400与AGV 100的控制器电气通信并且构造成改变AGV 100的操作模式。为了便于说明，仅示出了控制台104的前盖302。当把手172被拉下时，AGV 100构造成从操作模式切换至手动控制模式。当把手172从拉下位置被向上拉至收回位置时，AGV 100被切换回先前的操作模式(即，在切换至手动控制模式之前的操作模式)，或由人类操作者或远程服务器预设定的任何操作模式。
图4是图3A中示出的根据一个实施方案的切换装置的放大图。切换装置400设置在控制台104内，并且可以由把手172的转动而触发，以改变AGV 100的操作模式。切换装置400大体上包括具有多个接触销404的切换器402、联接至切换器402的弹性件404以及转动接触件408。转动接触件408具有圆柱形本体，该圆柱形本体具有从圆柱形本体向外延伸的突起410。转动接触件408联接至把手172，并且可以围绕虚的枢转轴线412转动。接触销404被***至AGV 100中并且与AGV 100的控制器电气通信。当把手172被拉下时，突起410与弹性件404接触(即，接触接合位置)，这触发切换器402以将AGV 100从操作模式改变为手动控制模式。当把手172被向上拉回时，突起410脱离弹性件404(即，接触脱离位置)，这触发切换器402以将AGV 100从手动控制模式改变为操作模式。可以设想的是，切换装置400仅是示例。还可以使用能够响应于把手172的转动而发送双状态切换信号的任何合适的切换器。
图5A图示了根据一个实施方案的控制手柄208的剖视图。控制手柄208具有拇指抓持部502和联接至拇指抓持部502的移动部504。移动部504安装在基部506的顶部表面526上。基部506设置在把手172的顶部表面525上。拇指抓持部502可以相对于基部506在360°内的所有方向上倾斜，以控制AGV 100的转向，如上面所讨论的。图5B图示了根据另一实施方案的控制手柄520的剖视图。同样，控制手柄520具有拇指抓持部524和联接至拇指抓持部524的移动部514。在这个实施方案中，控制手柄520设置在基部506内，使得拇指抓持部524的顶部表面522与基部506的顶部表面526齐平。因此，控制手柄520被基部506保护。
图6A是使用AGV 100来运输包裹/存货的仓库600的示意图。仓库600可以包括接收区域602和再储存区域606。在图6A中示出的一个实施方案中，AGV 100首先在接收区域602处被装载包裹。在包裹装载完成后，AGV 100可以接收来自远程服务器的指令，以将包裹运输至再储存区域606。在一些实施方案中，AGV 100在自导航模式下通过路线612将包裹从接收站602运输至再储存区域606。路线612可以由远程服务器选择，或者由AGV 100基于AGV100的存储装置中的地图信息来选择。可以使用由AGV 100上的摄像机206、概览摄像机137和一个或多个传感器记录、检测和/或测量的信息的组合，以及存储在AGV 100中的设施的地图信息，以帮助使AGV 100从接收区域602自主移动至再储存区域606。
当到达再储存区域606处时，AGV 100与人类操作者650进行交互。在一些实施方案中，AGV 100可以在到达再储存区域606后停止，同时信号灯表示AGV 100正在等待卸载。人类操作者650可以来到等待的AGV 100，以通过显示器108与AGV 100进行交互。例如，AGV100可以使用摄像机206来拍摄人类操作者650的图像，并且将图像发送至远程服务器。远程服务器基于存储在远程服务器中的信息来识别人类操作者650，并且基于人类操作者650的职责和AGV 100上的包裹将任务指令发送至AGV 100。AGV 100接收任务信息并且将任务信息显示在显示器108上。然后，人类操作者650可以将包裹卸载至货架660。
附加地或可替代地，人类操作者650可以通过显示器108上的触摸屏将AGV 100设定为“人员跟随模式”。AGV 100使用摄像机206来拍摄人类操作者650的图像并且提取人类操作者650的特点，诸如人类操作者的面部特征、服装和/或姿势，以便跟随人类操作者650。为了跟随人类操作者650，AGV 100可以转过身以向前移动，使前端部105作为引导端部，控制台104面向人类操作者650。
附加地或可替代地，如果需要手动控制模式，则人类操作者650可以从显示器108选择或者拉下把手172以将AGV 100从任何操作模式(例如，自导航模式、人员跟随模式等)切换至手动控制模式并且开始使用控制手柄208控制AGV 100的移动，如上面所讨论的。
图6B是根据另一实施方案的仓库600的示意图。在这个实施方案中，AGV 100首先在接收区域602处被装载包裹。在包裹装载完成后，AGV 100可以接收来自远程服务器的指令以将包裹运输至目的地，诸如再储存区域、充电站或仓库600内的任何方位。AGV 100在自导航模式下通过路线614将包裹从接收站602运输至目的地。路线614可以由远程服务器选择，或者由AGV 100基于AGV 100的存储装置中的地图信息来选择。在需要紧急使用AGV 100的情况下，人类操作者650可以通过按压紧急停止按钮109或拉下把手172以中断AGV 100的自导航模式来使AGV 100停止。
在可以与本公开内容的其他实施方案结合的一些实施方案中，AGV 100构造成使得当把手172被拉下时，远程服务器可以不指示AGV 100去目的地或执行某些任务。这个特征允许人类操作者650完全控制AGV 100，而无需担心AGV 100被远程服务器调走。附加地或可替代地，人类操作者650可以经由显示器108向AGV 100提供指令，以暂时防止AGV 100从远程服务器接收导航命令。
图7是根据一个实施方案的AGV 100的方框图。AGV 100包括构造成控制AGV 100的各种操作的控制器700，这些操作可以包括本公开内容中讨论的实施方案的任意组合，或者使用AGV 100所需的任何类型的任务。控制器700可以是可编程中央处理单元(CPU)或可以与存储器一起操作的任何合适的处理器。控制器700与存储装置702通信，该存储装置702包含用于执行操作的数据，诸如地图信息704、路线信息706、人员辨别信息708、存货信息710、任务信息712等。控制器700还与构造成控制AGV 100的操作的多个模块通信。在一些实施方案中，模块包括通信模块714、定位模块716、导航模块718、人员识别模块720、手动控制模块722、驱动模块724和障碍物避让模块726。
通信模块714构造成发送或接收来自诸如***控制器728的服务器的信息/指令，该***控制器728可以是仓库管理***。定位模块716构造成将关于AGV 100的位置的信息传达至控制器700。定位模块716可以包括GPS、WiFi接入点和/或蓝牙(Bluetooth)信标，使得远程服务器728和/或人类操作者可以随时找到AGV 100的方位。导航模块718可以包括与AGV 100的当前方位、目标目的地以及方位相关的导航选项有关的信息。控制器700可以使用通信模块714、定位模块716和导航模块718来执行自导航模式。人员识别模块720构造成将关于操作者的面部特征、操作者的外形、操作者的骨骼结构、操作者的姿势/手势、操作者的服装或上述内容的任意组合的信息传达至控制器700。人员识别模块720构造成接收操作者的信息以执行人员跟随模式。手动控制模块722构造成当手动控制模式被触发时(例如，通过拉下把手172)将来自界面(例如，显示器108)和/或控制手柄(例如，控制手柄208)的指令传达至控制器700。驱动模块724构造成控制AGV 100的机动轮的移动。障碍物避让模块726构造成控制和接收来自AGV 100的摄像机(例如，概览摄像机137和摄像机206)和/或传感器(例如，传感器144、156)的信息。
控制器700、模块714-726和/或包含在存储装置702上的数据用于都至少部分地基于从接近传感器(例如，传感器144、156)、摄像机(例如，摄像机206、137)以及从远程服务器728接收的信息来控制AGV 100的移动/操作。控制器700构造成分析从摄像机、接近传感器、存储装置702上的数据和/或任何模块接收或检索的信息，并且作为响应来控制AGV 100，包括机动轮(例如，机动轮110、112)的操作和/或AGV 100的显示器(例如，显示器108)上显示的信息。
尽管前述内容针对本公开内容的实施方案，但是因此可以在不偏离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其他和另外的实施方案，并且本公开内容的范围由所附的权利要求确定。

Claims (20)

1.一种自驱动***，包括：
本体，所述本体具有一个或多个机动轮；
控制台，所述控制台以直立的放置方式联接至所述本体的端部；以及
把手，所述把手枢转地联接至所述控制台，所述把手能够相对于所述控制台移动，以在自驱动模式和手动控制模式之间改变所述自驱动***的操作。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述把手为U形结构。
3.根据权利要求2所述的***，其中，所述控制手柄设置在所述U形结构的中心处。
4.根据权利要求2所述的***，其中，所述控制手柄设置在所述U形结构的侧部处。
5.根据权利要求1所述的***，所述自驱动***还包括：
控制手柄，所述控制手柄设置在所述把手上，所述控制手柄能够操作以控制所述自驱动***的方向。
6.根据权利要求1所述的***，其中，U形的所述把手能够在收回位置和拉下位置之间移动，并且当所述把手处于所述拉下位置时，所述把手的纵向轴线相对于所述主体的纵向轴线成约65°至约120°的角度。
7.根据权利要求1所述的***，所述自驱动***还包括：
摄像机，所述摄像机以能移除的方式联接至所述控制台，所述摄像机提供两个转动轴线并且构造成检测并且跟随运动中的对象。
8.一种自驱动***，包括：
本体，所述本体具有一个或多个机动轮，所述本体具有第一端部和与所述第一端部相反的第二端部；
控制台，所述控制台以直立的放置方式联接至所述本体的所述第一端部；以及
U形的把手，U形的所述把手具有末端部，所述末端部枢转地附接至所述控制台，U形的所述把手能够相对于所述控制台移动。
9.根据权利要求8所述的***，其中，U形的所述把手能够操作以在自驱动模式和手动控制模式之间改变所述自驱动***的操作。
10.根据权利要求8所述的***，其中，U形的所述把手能够在收回位置和拉下位置之间移动，并且当U形的所述把手处于所述拉下位置时，所述自驱动***在所述手动控制模式下操作。
11.根据权利要求10所述的***，其中，当所述把手处于所述拉下位置时，U形的所述把手的纵向轴线相对于所述控制台的纵向轴线成约65°至约120°的角度。
12.根据权利要求8所述的***，所述***还包括：
控制手柄，所述控制手柄设置在U形的所述把手上，所述控制手柄能够操作以控制所述自驱动***的方向。
13.根据权利要求12所述的***，其中，所述控制手柄设置在所述U形结构的中心处。
14.根据权利要求12所述的***，其中，所述控制手柄设置在所述U形结构的侧部处。
15.根据权利要求12所述的***，其中，所述控制手柄还包括：
基部，所述基部设置在所述把手的顶部表面上；
拇指抓持部；以及
移动部，所述移动部联接至所述拇指抓持部，并且所述拇指抓持部能够操作以相对于所述基部在360°内的所有方向上倾斜。
16.根据权利要求15所述的***，其中，所述移动部安装在基部的顶部表面上。
17.根据权利要求15所述的***，其中，所述移动部设置在所述基部内，使得所述拇指抓持部的顶部表面与所述基部的顶部表面齐平。
18.一种操作自驱动***的方法，包括：
以自驱动模式操作所述自驱动***；以及
通过拉下U形的把手将所述自驱动模式从所述自驱动模式改变为手动操作模式，U形的所述把手枢转地附接至所述自驱动***并且能够相对于所述自驱动***移动。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述自驱动模式包括自导航模式、引导模式或人员跟随模式。
20.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：
通过对设置在U形的所述把手上的控制手柄进行倾斜来控制所述自驱动***的移动方向。
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