借助于机器人系统给机动车补给的制作方法

本发明涉及一种用于借助于机器人系统给机动车的能量存储器充电和/或给机动车的燃料箱加燃料的方法以及用于执行该方法的一种机器人系统和一种计算机程序产品。

背景技术：

由WO 2014/015991A1已知一种用于给机动车充电的方法，其中，机器人基于由机器人的力检测器件检测的力将插头与车辆侧的配对插头连接。

技术实现要素：

本发明的目的是改善机动车的能量存储器的充电和/或机动车的燃料箱的加燃料。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现。权利要求5、9要求保护一种用于执行这里所描述的方法的机器人系统或计算机程序产品。从属权利要求涉及有利的改进方案。

根据本发明的一实施方案，用于给一个或多个机动车、尤其是一个或多个载客汽车供给电能和/或燃料和/或气体的机器人系统具有机器人组和尤其是分布式和/或分层式的控制器，机器人组具有一个或多个尤其是多个结构相同的和/或多个不同的可移动机器人。

在一实施方案中，结构相同的可移动机器人可以有利地相互更换或者说替换地使用和/或同样地运行，而在一实施方案中从具有不同的可移动机器人的机器人组中可以有利地分别使用、尤其是选出尤其结构上不同的可移动机器人中的尤其特别适用于对应的机动车和/或它的停放位置的可移动机器人。

在一实施方案中，机器人系统、尤其是其机器人和/或控制器被设置用于将由一个所述可移动机器人或多个可移动机器人中一个可移动机器人引导的第一连接器件与车辆侧的第二连接器件连接，用以给(对应的)机动车的能量存储器充电和/或给(对应的)机动车的燃料箱加燃料，或被用于此。

根据本发明的一实施方案，用于借助于机器人系统尤其是并行和/或顺序给一个或多个机动车、尤其是一个或多个载客汽车供给电能和/或燃料和/或气体的方法具有下列步骤序列：将所述机动车完全或部分自动导航或定位尤其到安置位置上和/或将所述可移动机器人的可移动基座尤其相对于所述机动车定位之后，根据或基于所述第一连接器件上所确定的力将所述第一连接器件和第二连接器件连接。

在一实施方案中，通过至少部分地自动导航或定位机动车和/或至少部分地自动定位可移动机器人的可移动基座，可以实现机动车和可移动机器人(相对彼此)的有利的、尤其是安全和/或紧凑的配置。

在一实施方案中，在此出现的或留下的(定位)不准确性可以有利地通过第一和第二连接器件的力被引导的或者说力被控制的、尤其是力被调节的连接来补偿，并因此进一步改善、尤其是自动和/或(较)安全和/或(较)有效地执行给机动车的补给。

为了较紧凑地介绍，在本发明中将基于反馈的实际值而进行的调节或者说操控也都称为本发明意义上的控制，不平行的力偶或转矩统称为本发明意义上的力。

附加或替换地，根据本发明的一实施方案，用于借助于机器人系统尤其是并行和/或顺序给一个或多个机动车、尤其是一个或多个载客汽车供给电能和/或燃料和/或气体的方法具有下列步骤序列：根据所述机动车、尤其是所述机动车的当前或预测位置、尤其是所述机动车的尤其是当前或预测的安置位置和/或所述机动车的第二连接器件的当前或预测位置，从或由两个或更多个(潜在的第一)连接器件中选出尤其是对于车辆最有利的第一连接器件，和/或从或由所述机器人组的两个或更多个可移动机器人中选出尤其对于车辆最有利的可移动机器人，并且利用尤其是选出的可移动机器人来驶近和收纳尤其是选出的第一连接器件。

由此，可以分别使用多个连接器件中的对于车辆最有利的连接器件和/或多个可移动机器人中的对于车辆最有利的可移动机器人。因此，例如在一实施方案中，可移动机器人可以可选地分别收纳多个(潜在的第一)连接器件中的如下这样的连接器件并将其为了给机动车补给而与该机动车的第二连接器件连接，即该连接器件与该(对应的)机动车距离最近，例如是分别配给一个或多个安置位置的连接器件。附加地或替换地，所述潜在的第一连接器件或者说多个潜在的第一连接器件中的一潜在第一连接器件可选地可以被不同的可移动机器人中的这样的机器人收纳并与机动车的第二连接器件连接，即该机器人与该(对应的)机动车距离最近和/或尤其结构上(较)适用于此。

相应地，在一实施方案中，如下这样的(第一)连接器件被选出作为对于车辆最有利的(第一)连接器件，即该连接器件与待供给的机动车和/或该机动车的尤其是当前或预测的安置位置距离最近，和/或该连接器件是空闲的或者说是能支配的，和/或该连接器件尤其在结构上适于、尤其是最佳地适于该机动车，在一实施方案中作为对于车辆最有利的可移动机器人是如下这样的可移动机器人，即该可移动机器人与待供给的机动车和/或该机动车的尤其是当前或预测的安置位置距离最近和/或该可移动机器人是空闲的或者说能支配的，和/或该可移动机器人尤其在结构上适于、尤其是最佳地适于该机动车、该机动车的尤其是当前或预测的安置位置和/或适于尤其是选出的或者说对于车辆最有利的(第一)连接器件。

在一实施方案中，所述方法尤其除了选出第一连接器件和/或可移动机器人外还具有下列步骤：完全或部分自动地将机动车导航或定位尤其到安置位置上，和/或完全或部分自动地将所述可移动机器人、尤其是可移动机器人的可移动基座、尤其是可移动机器人、尤其是所述可移动机器人的可移动基座相对于机动车导航或定位。

由此，可以在一实施方案中实现机动车和可移动机器人(相对彼此)的有利、尤其是(较)安全和/或(较)紧凑的配置。

附加地或替换地，在一实施方案中，所述方法尤其除了选出第一连接器件和/或可移动机器人之外还具有下列步骤：根据第一连接器件上所确定的力，尤其是完全或部分自动地执行和/或评价第一和第二连接器件的连接。

就像已经阐释的那样，尤其是(定位)不准确性可以在一实施方案中有利地通过第一和第二连接器件的力被引导的或者说力被控制的、尤其是力被调节的连接来补偿，并因此改善、尤其是自动和/或(较)安全和/或(较)有效地执行机动车的补给。通过根据所确定的力、尤其是连接期间的力的变化曲线来评价所述连接，可以在一实施方案中有利地对第一和第二连接器件之间的连接状态进行评估并触发相应的反应，尤其是给出故障报告和/或阻止连接和/或充电或加燃料(如果该连接不满足预先给定的标准)，或充电或加燃料仅在所述连接满足预先给定的标准的情况下才被允许或执行。

在一实施方案中，第一连接器件上的力、尤其是在连接之前、期间和/或之后由第一连接器件施加和/或被施加到第一连接器件上的力、因此尤其是还有力矩，被借助于一件式或多件式和/或单轴或多轴的力检测器件来确定，该力检测器件在一改进方案中可以布置在第一连接器件上和/或在第一连接器件与可移动机器人之间、尤其是在可移动机器人的收纳部和/或(工具)法兰上或机器人的关节臂的收纳部和/或(工具)法兰上，和/或在机器人的、尤其是关节臂的一个或多个关节、尤其是关节驱动器上，和/或在该关节臂与机器人的可移动基座之间，和/或该力检测器件可以具有一个或多个单轴或多轴的力传感器、因此尤其是(力-)力矩传感器。因此，尤其可以将在关节臂的关节(驱动器)上检测到的力通过计算算出、尤其是被模型支持地转换成被机器人(臂)引导的第一连接器件上的力。

附加地或替换地，在一实施方案中，所述方法尤其除了在至少部分地自动导航或定位机动车和/或可移动的基座之后进行力被引导地连接之外，具有下列步骤：根据机动车、尤其是机动车的尤其当前或预测的位置、尤其是机动车的尤其当前或预测的安置位置和/或机动车的第二连接器件的当前或预测的位置，从或由两个或更多个(潜在的第一)连接器件中选出尤其对于车辆最有利的第一连接器件，和/或具有下列步骤：根据机动车、尤其是机动车的尤其当前或预测的位置、尤其是机动车的尤其当前或预测的安置位置和/或机动车的第二连接器件的当前或预测的位置，从或由机器人组的两个或更多个可移动机器人中选出尤其对于车辆最有利的可移动机器人。

就像已经阐释的那样，由此可以在一实施方案中分别使用多个连接器件中的对于车辆最有利的连接器件和/或多个可移动机器人中的对于车辆最有利的可移动机器人，并因此(进一步)改善了对机动车的补给。

附加地或替换地，在一实施方案中，所述方法尤其除了在至少部分自动导航或定位机动车和/或可移动基座之后进行力被引导地连接之外还具有下列步骤：利用尤其是选出的可移动机器人驶近和收纳尤其是选出的第一连接器件。

附加地或替换地，在一实施方案中，所述方法具有下列步骤：尤其在松开第二连接器件之后驶向支承装置并放下由可移动机器人引导的第一连接器件。

由此，在一实施方案中，相同的可移动机器人可以顺序和/或可选地引导不同的第一连接器件或将第一连接器件与第二连接器件连接，和/或相同的第一连接器件顺序和/或可选地由不同的可移动机器人引导或与第二连接器件连接，并因此(进一步)改善对机动车的补给。

附加地或替换地，在一实施方案中，所述方法具有下列步骤：借助于尤其是由所述可移动机器人引导的或独立于所述可移动机器人的可移动的或固定的检测器件来确定、尤其是触感或无触碰、尤其是光学地确定所述第二连接器件的尤其二维或三维的位姿和/或定向。

由可移动机器人引导的检测器件可以在一实施方案中有利地有效地布置在一有利的检测位置中，独立于可移动机器人的可移动检测器件独立于该可移动机器人地布置在一有利的检测位置中(例如在可移动机器人还收纳第一检测器件期间或类似情况期间)。通过固定的检测器件，可以在一实施方案中有利地减少有关仪器的耗费和/或有关控制的耗费。

在一实施方案中，控制器、尤其是该控制器的上级控制层或者说上级控制分层级或者说上级主管控制器与一个或多个机动车和/或一个或多个可移动机器人的机器人控制器尤其是并行和/或顺序地、无线通信，尤其是用于执行这里所描述的步骤中的一个或多个步骤，或者说尤其在硬件技术和/或软件技术、尤其是程序技术上被设置用于此，在一改进方案中基于WLAN标准、RFID技术等等。

尤其通过这种通信可以改善(多个)机动车的和一个或多个机器人的基座的导航或定位，和/或改善能量存储器的充电或者说燃料箱的加燃料。

在一实施方案中，所述可移动机器人或者说多个可移动机器人中的一个或多个可移动机器人(分别)具有尤其是未被连接的或自由能运动的可移动基座，可移动基座具有驱动器组，驱动器组用于在至少、尤其是刚好两个平移的、尤其是水平的自由度中和/或至少、尤其刚好一个尤其绕竖直线的旋转自由度中运动。在一改进方案中，可移动基座可以具有尤其是万向的(omnidirektionales)和/或能转向的轮子行驶机构、履带行驶机构或链条行驶机构等。

由此，可移动机器人可以在一实施方案中有利地驶近机动车，尤其是使关节(机器人)臂预定位。

附加地或替换地，所述可移动机器人或者说多个可移动机器人中的一个或多个可移动机器人在一实施方案中(分别)具有关节(机器人)臂，关节(机器人)臂具有一个或多个、尤其是至少四个、尤其是至少六个、尤其是至少七个关节、尤其是转动关节，以及具有(各)一关节驱动器，关节驱动器用于使一个关节或多个关节运动。

由此，可移动机器人、尤其借助于它的可移动基座的定位而被预定位的可移动机器人可以在一实施方案中将由其引导的第一连接器件有利地与第二连接器件连接。

附加地或替换地，所述可移动机器人或多个可移动机器人中的一个或多个可移动机器人、尤其是所述可移动机器人的或多个可移动机器人中的一个或多个可移动机器人的关节(机器人)臂在一实施方案中(分别)具有尤其是能运动的收纳部，该收纳部尤其形状配合和/或摩擦配合和/或磁性、尤其是电磁性地临时收纳第一连接器件或被设置或被使用于此。

由此，在一实施方案中，相同的可移动机器人可以顺序地和/或可选地引导不同的第一连接器件或将第一连接器件与第二连接器件连接，和/或相同的第一连接器件顺序地和/或可选地由不同的可移动机器人引导或与第二连接器件连接，并因此(进一步)改善机动车的补给。

附加地或替换地，在一实施方案中，机器人系统具有一个或多个支承装置，在这些支承装置上尤其形状配合和/或摩擦配合和/或磁性、尤其是电磁性地临时支承所述第一连接器件或者说(分别至少)支承多个第一连接器件中的一个第一连接器件，或者说所述支承装置被设置或者说被使用于此。

由此，(对应的)第一连接器件可以在一实施方案中在没有需要的情况下有利地被(中间)支承或提供给一个或多个所述可移动机器人。

按照本发明的一实施方案，机器人系统尤其在硬件技术上和/或软件技术上、尤其是程序技术上被设置用于执行这里所描述的方法和/或具有：

-用于在将所述机动车至少部分地自动导航或定位尤其到安置位置上和/或将所述可移动机器人的可移动基座尤其相对于所述机动车定位之后，用于根据所述第一连接器件上所确定的力将所述第一连接器件和第二连接器件连接的装置；和/或

-用于根据所述机动车、尤其是所述机动车的尤其当前或预测位置、尤其是所述机动车的尤其是当前或预测安置位置和/或所述机动车的第二连接器件的当前或预测位置，从至少两个连接器件中选出尤其是对于车辆最有利的第一连接器件和/或从所述机器人组的至少两个可移动机器人中选出尤其对于车辆最有利的可移动机器人，并且利用尤其是选出的可移动机器人来驶近和收纳尤其是选出的第一连接器件的装置。

本发明意义上的装置可以在硬件技术和/或软件技术上构造，尤其具有优选与存储系统和/或总线系统在数据或信号上连接的、尤其是数字式的处理单元、尤其是微处理器(CPU)和/或具有一个或多个程序或程序模块。CPU可以被设置用于：运行实现为储存在存储系统中的程序的命令；检测数据总线的输入信号和/或给出输出信号到数据总线上。存储系统可以具有一个或多个、尤其是不同的存储介质、尤其是光学的、磁性的、固体的和/或另外的非易失性介质。该程序可以如下地被实现，即，其体现或能够实施这里所描述的方法，从而使得CPU可以实施这种方法的步骤进而尤其是可以控制机器人系统、尤其是其机器人(组)，和/或可以对一个或多个机动车进行导航或定位。

在一实施方案中，完全或部分自动地执行所述方法的一个或多个、尤其是所有的步骤，尤其是通过控制器或它的器件来执行。

本发明具有特别优点地被用于一个或多个机动车、尤其是载客汽车的(电)能量存储器的充(电)，尤其是在地下停车场等中，并因此随后参考于此被进一步阐释。但是，在一实施方案中附加地或替换地本发明可以被用于给一个或多个机动车、尤其是载客汽车的燃料箱加燃料、尤其是汽油或柴油和/或尤其是液化的气体、尤其是氢气。

一个或多个第一连接器件可以相应地在一实施方案中具有、尤其就是(充电)插头和/或注入管，一个或多个第二连接器件相应地尤其具有、尤其就是(电配对)插头或插座和/或注入管接头或燃料箱管接头等。通常，在一实施方案中，第一和第二连接器件彼此形状配合和/或摩擦配合和/或磁性、尤其电磁性地(临时彼此)连接，尤其是通过插塞来连接，或者所被设置或被使用于此。

附图说明

其他优点和特征由从属权利要求和实施例中获得。部分示意性地为此示出：

图1：根据本发明一实施方案的在给机动车的能量存储器充电时的机器人系统的可移动机器人；以及

图2：根据本发明一实施方案的用于借助于机器人系统来给能量存储器充电的方法。

附图标记列表

10可移动机器人

11机器人控制器(控制器)

12可移动基座

13轮子

14(轮子)驱动器(组)

15关节机器人臂/曲臂

16收纳部

17力(-力矩)传感器

21(第一连接器件的)(充电)插头21

22AC墙盒(支承装置)

23缆线

30中央(主导)控制层或主管(控制器)

40机动车

41能量存储器

42配对插头/插座

43WLAN通信器件

50相机(检测器件)

60安置位置

具体实施方式

图1示出了根据本发明一实施方案的在给机动车40的能量存储器41充电时的机器人系统的可移动机器人10。

可移动机器人10具有：机器人控制器11；具有轮子13的可移动基座12；以及驱动组14，其用于致动轮子，以在两个水平平移的自由度中行驶并绕竖直转动轴线转动；关节曲臂15，其具有六个通过关节驱动器来运动或能运动的转动关节；以及可运动的收纳部16，用以形状配合和/或摩擦配合和/或磁性、尤其是电磁性临时收纳呈(充电)插头21形式的第一连接器件。

机器人系统在一种实施方案中具有一个或多个其他的可移动机器人，尤其是与可移动机器人10结构相同的一个或多个可移动机器人和/或与其不同的一个或多个可移动机器人，例如具有不同的曲臂、尤其是臂(节肢)尺寸、具有可移动基座的不同结构高度和/或不同收纳部(未示出)的机器人。

机器人系统具有一个或多个尤其是结构相同的支承装置，在这些支承装置中，图1中示出了呈AC墙盒22形式的支承装置。(多个)支承装置在一实施方案中被(分别)(在空间上)配给一个或多个安置位置，其中，在图1中示出了安置位置60。

在一个或多个所述支承装置或者说AC墙盒22上，所述充电插头或各个充电插头21尤其是形状配合和/或摩擦配合和/或磁性、尤其是电磁性地临时受到支承，并通过缆线23与用于给一个或多个所述机动车充电的电源连接。

一个或多个所述可移动机器人10(分别)引导一相机50，用以光学地确定呈配对电插头或插座42形式的车辆侧第二连接器件的尤其是二维或三维的位姿和/或定向，该相机为此与(对应的)机器人控制器11通信，就像图1中通过虚线画出的信号传递箭头简示的那样。在未示出的变化方案中，一个或多个相机可以附加地或替换地独立于一个或多个所述可移动机器人是可移动或是固定的。

机器人系统具有控制器。该控制器包括一个或多个所述可移动机器人10的(多个)机器人控制器11以及上级中央(主导)控制层或主管控制器30，该上级中央(主导)控制层或主管控制器无线地、尤其是经由WLAN标准与一个或多个所述机器人控制器11和所述机动车40中的一个或多个通信器件43通信，或被设置用于通信。

(主导)控制层或主管控制器30(无线地)控制可移动机器人10或指示可移动机器人的(多个)机器人控制器11，在一实施方案中(无线地)指示一个或多个机动车40的导航系统或智能停车辅助装置，以及控制或指示借助于AC墙盒22的充电过程，就像图1中通过虚线画出的信号传递箭头简示的那样。

机器人系统执行根据本发明一实施方案的用于借助于可移动机器人10来给能量存储器41充电的、随后参考图2所阐释的方法。

在步骤S10中，(各个)机动车40借助于与(主导)控制层或主管控制器30的无线通信，自动或自主定位到所述或一适当的、尤其是空闲的和/或适用于机动车尺寸的安置位置60上或被导航至该安置位置。

在步骤S20中，中央(主导)控制层或主管控制器30选出对车辆最有利的、尤其是空闲的和/或(最)适用于机动车尺寸的和/或对于机动车或机动车的当前或预测安置位置距离最近的可移动机器人10。如果机器人系统仅具有唯一的可移动机器人，那么当然可以取消该选出。

在步骤S20中，中央(主导)控制层或主管控制器30(也)选出对车辆最有利的、尤其是空闲的和/或(最)适用于机动车尺寸的和/或对于机动车或(当前或预测)安置位置距离最近的(充电)插头21。如果机器人系统仅具有唯一的插头或仅具有唯一的AC墙盒22，那么当然可以取消该选出。

通过中央(主导)控制层或主管控制器30调遣，在步骤S20中，有可能被选出的可移动机器人10驶近有可能被选出的AC墙盒22并取得有可能被选出的(充电)插头21。

接下来，中央(主导)控制层或主管控制器30在步骤30中向机动车40或安置位置60调遣机器人10的可移动基座12并这样将所述可移动基座(预)定位。

在步骤S40中，机器人控制器11借助于相机50确定配对电插头或插座42的位姿和/或定向，将曲臂15与之相应地预定位，并接下来将被机器人引导的(充电)插头21被力引导地插接到配对插头上或插座42中。与之相关地，补充地也参考开头提到的WO 2014/015991A1并将其内容全部引入到本申请中。在该实施例中，机器人10为此具有在收纳部16和曲臂15之间的力(-力矩)传感器17。在一变化方案中，附加地或替换地也可以基于所检测到的关节力来确定施加到(充电)插头21上或由该(充电)插头施加的力。

在步骤S50中，机器人控制器11评价插接过程或在此所确定的力的变化曲线，并将结果传送给中央(主导)控制层或主管控制器30。

在此，如果确定了插接对21-42的成功的插接过程或允许的状态(S50：“Y”)，那么系统或方法以步骤S60继续进行，在该步骤中，通过AC墙盒22、缆线23、(充电)插头21和配对插头或插座42给能量存储器充电。为此，(主导)控制层或主管控制器30可以(无线地)与机动车40或它的通信器件43通信，例如通信预期的充电量等，并且借助于AC墙盒22相应地控制充电过程。

如果在步骤S50中获得如下评价，即插接过程失败或没有达到插接对21-42的允许状态(S50：“N”)，那么在步骤S70中给出相应的故障报告并中断对机动车40的供给。

在步骤S80中，(主导)控制层或主管控制器30监视充电过程。一旦探测到中断条件(S80：“Y”)，例如达到预期或最大的充电量或检测到机动车门的打开或机动车的运动等，那么系统或方法以步骤S90继续进行，否则(S80：“N”)使充电过程持续。

在步骤S90中，可移动机器人10的曲臂15松开插接连接或使(充电)插头21与配对插头或插座42松开。接下来，可移动机器人10驶回AC墙盒22并将(充电)插头21放在该AC墙盒上。

只要有(新的或另外的)机动车为了给其能量存储器充电而被定位在配给AC墙盒22的安置位置上，那么机器人10当然也可以直接以步骤S30为该机动车继续进行，而事前不放下并又收纳(充电)插头21。

已知的是，在一实施方案中，通过利用与安置位置距离最近的或配给安置位置60的、可移动机器人10为此从AC墙盒收纳的第一连接器件21，可以有利地缩短缆线路径并因此尤其是可以减少缆线23被卡住的危险。通过使用可移动机器人10，可以在一实施方案中有利地驶近或补给不同的安置位置60或车辆40。通过车辆40或可移动基座12在至少部分自动地导航或定位之后的力被引导的(插接)连接，可以在一实施方案中有利地补偿在此出现的位置不准确性。

虽然在前面的描述中阐释了示例性的实施方案，但是要指出的是很多变型方案是可行的。此外要指出的是，这些示例性实施方案仅仅是示例，它们不应以任何方式限制保护范围、应用方案和结构。确切地说，通过前面的描述给本领域技术人员提供了转换至少一个示例性实施方案的教导，其中，尤其在所描述的组成部分的功能和布置方面的若干个改变方案可以在不离开就像从权利要求书和与权利要求书等效的特征组合所获得的保护范围的情况下进行。