本发明涉及一种移动机器人无线转有线的通信装置及方法，属于工业自动化领域。
背景技术：
随着智能制造技术的发展，移动机器人(automatedguidedvehicle，简称agv)得到广泛应用，大幅提升了智能制造的水平和生产效率，其在车间物流行业应用前景广阔。目前随着无线通信技术的发展，移动机器人的通信方式多为无线wifi等技术，使其应用更加方便和灵活，但是对于军工行业，受限于有关保密的规定，尤其在涉密场所，使带有无线通信功能的移动机器人的应用受到极大限制，因此灵活方便的无线通信方式在军工行业的生产和装配车间得不到推广和应用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种移动机器人无线转有线的通信装置及方法，采用tcp/ip协议，使移动机器人与上位机通信，结合移动机器人自身的离线自主导航模式，既保证了移动机器人的通信顺畅，又满足军工涉密场所保密管理的规定。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：
一种移动机器人无线转有线的通信装置，包括通信装置固定端和通信装置移动端；通信装置移动端安装在移动机器人上；
所述通信装置固定端包括网线ⅰ、通信金属探针、绝缘板ⅰ；所述网线ⅰ与通信金属探针的一端连接，所述通信金属探针与网线ⅰ连接的一端固定安装在绝缘板ⅰ上；通信金属探针的另一端可伸缩，未受外力情况下，通信金属探针可伸缩的一端凸出绝缘板ⅰ的表面，用于与通信装置移动端的通信金属片对接；
所述通信装置移动端包括网线ⅱ、通信金属片、绝缘板ⅱ；所述网线ⅱ与通信金属片连接；所述通信金属片安装在绝缘板ⅱ的表面，通信金属片用于与通信装置固定端的通信金属探针对接。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信金属探针两两并排分布，当通信装置固定端和通信装置移动端对接时，通信装置固定端上每排的两个通信金属探针仅与通信装置移动端的一个通信金属片对接；所述每排的两个通信金属探针传输的信号相同。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信金属探针凸出绝缘板ⅰ的表面高度为1cm～3cm。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信金属探针相邻两排的间距为3cm～6cm。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，通信装置固定端和通信装置移动端之间的通信采用tcp/ip协议。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信装置固定端还包括充电线ⅰ和充电金属探针；所述充电线ⅰ和充电金属探针的一端连接，所述充电金属探针与充电线ⅰ连接的一端固定安装在绝缘板ⅰ上；充电金属探针的另一端可伸缩，未受外力情况下，充电金属探针可伸缩的一端凸出绝缘板ⅰ的表面，用于与通信装置移动端的充电金属片对接；
所述通信装置移动端还包括充电线ⅱ、充电金属片；所述充电线ⅱ与充电金属片连接；所述充电金属片安装在绝缘板ⅱ的表面，充电金属片用于与通信装置固定端的充电金属探针对接。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信装置固定端还包括固定端壳体和导向板；所述导向板用于通信装置移动端与通信装置固定端对接时的导向；所述固定端壳体用于固定绝缘板和导向板。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信装置移动端还包括固定连接件；所述固定连接件用于固定绝缘板ⅱ。
上述移动机器人无线转有线的通信装置，所述通信装置固定端还包括固定端壳体，所述通信装置移动端还包括固定连接件；所述固定端壳体和或固定连接件采用柔性材料。
一种移动机器人无线转有线的通信方法，采用权利要求1～9中任意一项所述的移动机器人无线转有线的通信装置实现，所述通信装置固定端安装在待命工位上；包括如下步骤：
步骤一、移动机器人通电后进行初始化，然后进入待命工位；移动机器人上的通信装置移动端的通信金属探针，与，待命工位上的通信装置固定端的通信金属片通过触碰对接；
步骤二、上位机通过待命工位上的通信装置固定端发送任务指令给移动机器人；移动机器人接收上位机的任务指令后，离开待命工位，通过移动机器人的惯性设备进行导航，完成上位机的任务指令；
步骤三、移动机器人完成上位机的任务指令后，返回待命工位；等待上位机发送的下一条任务指令。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)本发明实现了移动机器人无线转有线的通信，能够满足军工系统对涉密场所禁止使用无线发射装置的要求，预期未来将有很大的推广应用价值；
(2)本发明通信稳定可靠，该装置采用的柔性探针方式，既保证了通信的可靠稳定，又对移动机器人没有损伤，应用效果很好；
(3)本发明通信协议具有通用性，改造是基于采用tcp/ip协议，采用普通以太网即可实现，简单快捷又具有通用性；
(4)本发明装置的结构简单，易于生产、制造，通过设计、试验确定了通信金属探针的间距和凸出长度，在不改变移动机器人运动精度的情况下，能保证装置对接的可靠性和便利性；
(5)本发明装置的移动端，利用每排的两个通信金属探针传输相同的通信信号，具有备保效果；同时能够适用于地面不平整、移动机器人存在倾斜等情况，具有更好的可靠性和实用性。
附图说明
图1为通信装置固定端和通信装置移动端对接示意图；
图2为通信装置固定端结构示意图；
图3为通信装置移动端结构示意图；
图4为移动机器人应用本发明装置的示意图；
图5为移动机器人与上位机通信示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
本发明的移动机器人无线转有线的通信装置，包括通信装置固定端和通信装置移动端，如图1所示；通信装置固定端安装在待命工位上；通信装置移动端安装在移动机器人上；提供了移动机器人无线转有线的通信手段。
通信装置固定端包括网线ⅰ、通信金属探针、绝缘板ⅰ、充电线ⅰ、充电金属探针、固定端壳体和导向板，如图2所示。网线ⅰ与通信金属探针的一端连接，通信金属探针与网线ⅰ连接的一端固定安装在绝缘板ⅰ上；通信金属探针的另一端可伸缩，未受外力情况下，通信金属探针可伸缩的一端凸出绝缘板ⅰ的表面，用于与通信装置移动端的通信金属片对接。充电线ⅰ和充电金属探针的一端连接，充电金属探针与充电线ⅰ连接的一端固定安装在绝缘板ⅰ上；充电金属探针的另一端可伸缩，未受外力情况下，充电金属探针可伸缩的一端凸出绝缘板ⅰ的表面，用于与通信装置移动端的充电金属片对接。
通信金属探针采用两两并排分布，当通信装置固定端和通信装置移动端对接时，通信装置固定端上每排的两个通信金属探针仅与通信装置移动端的一个通信金属片对接；每排的两个通信金属探针传输的信号相同。通信装置固定端和通信装置移动端之间的通信采用tcp/ip协议。同时充电金属探针与充电金属片对接，即本发明的移动机器人无线转有线的通信装置能够兼容为移动机器人充电的功能。通信金属探针和充电金属探针凸出绝缘板ⅰ的表面高度均为1cm～3cm。本实施中，通信金属探针和充电金属探针凸出绝缘板ⅰ的表面高度为2cm。通信金属探针相邻两排的间距为3cm～6cm，本实施中，通信金属探针相邻两排的间距为4cm。
通信装置移动端包括网线ⅱ、通信金属片、绝缘板ⅱ、充电线ⅱ、充电金属片和固定连接件，如图3所示。网线ⅱ与通信金属片连接；通信金属片安装在绝缘板ⅱ的表面，通信金属片用于与通信装置固定端的通信金属探针对接。充电线ⅱ与充电金属片连接；充电金属片安装在绝缘板ⅱ的表面，充电金属片用于与通信装置固定端的充电金属探针对接。
通信装置固定端的导向板用于通信装置移动端与通信装置固定端对接时的导向；固定端壳体用于固定绝缘板和导向板。通信装置移动端的固定连接件用于固定绝缘板ⅱ。固定端壳体和或固定连接件采用柔性材料。
实施例1：
移动机器人无线转有线的通信装置，通信装置固定端安装在移动机器人的待命工位上，包括12个通信金属探针、2个充电金属探针、导向板、绝缘板ⅰ、网线ⅰ、充电线ⅰ、固定端壳体；移动机器人上通信装置移动端包括6个通信铜片、2个充电铜片、绝缘板ⅱ、充电线ⅱ、网线ⅱ、固定连接件，12个通信金属探针、2个充电金属探针均为弹性装置，移动机器人进入待命工位后通过6个通信铜片触碰通信金属探针，并使通信金属探针压缩，保持一定的弹力以保证通信装置接触良好，然后上位机向移动机器人发送任务指令。
一种移动机器人无线转有线的通信方法，采用移动机器人无线转有线的通信装置实现，通信装置固定端安装在待命工位上；包括如下步骤：
步骤一、移动机器人通电后进行初始化，初始化完成后移动机器人自动进入待命工位；当移动机器人进入待命工作后，移动机器人上的通信装置移动端的通信金属探针，与，待命工位上的通信装置固定端的通信金属片通过触碰对接；即通信金属片触碰通信金属探针并使通信金属探针压缩，以实现通信连接，移动机器人保持在线到位状态；
步骤二、移动机器人处于在线到位状态时，人工通过上位机实现对移动机器人的状态监测和任务指令下达。上位机通过待命工位上的通信装置固定端发送任务指令给移动机器人；移动机器人接收上位机的任务指令后，传输到移动机器人的控制器，移动机器人完成任务指令接收，然后离开待命工位，通过移动机器人的惯性设备进行导航，完成上位机的任务指令；
移动机器人处于离线模式时时采用惯性导航模式，与上位机是处于断开状态，上位机对其不可控，移动机器人能够自动运行。
步骤三、移动机器人完成上位机的任务指令后，返回待命工位；等待上位机发送的下一条任务指令。
本发明装置的应用原理及使用环境：
装配车间每个工作台都配有移动机器人停靠泊位，即待命工位，每个泊位都配有移动机器人专用固定通信装置，移动机器人设有专用轨道，如图4所示。进行离线行驶靠自主导航。移动机器人在移动机器人导轨上移动，移动到停靠泊位时，通过通信装置移动端与通信装置固定端实现通信，向上位机反馈运行状态，接收上位机的任务指令，上位机可采用服务器，上位机内装有控制系统软件，上位机通过交换机采用tcp/ip协议与移动机器人通信，现场plc节点也通过交换机接入到tcp/ip协议网络中，如图5所示。人工装卸完货物后，然后离线行驶执行下一任务。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。