一种移动机器人、移动机器人的通信系统及通信方法与流程

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种移动机器人、移动机器人的通信系统及通信方法。

背景技术：

agv是(automatedguidedvehicle)的缩写，意即"自动导引运输车"，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，agv以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，agv的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。

通常agv移动机器人根据已经布置好的轨道(电磁或者光学轨道等)来自动导引前进，具有较好的灵活性和稳定性，是目前世界上实现物料搬运的最佳解决方案之一。目前现有技术的agv移动机器人磁轨道或惯性导航，激光定位等方式，虽然agv能够完成较大的负载搬运，实现物料大范围的转移。但由于在某些工厂条件需要转移搬运的货物分布点多，且分布点零散，且不能够让货物停止作业，但承重较轻。如棉花厂的出棉线机，一条流水线有几十个棉线机，每个棉线机出料口必须时刻有一个棉线桶在出棉口下方接料，当棉花桶满的时候需要立即换桶，且不能断料，这就要求agv系统具有能够满足数量多，定位准，无轨化的功能。

移动机器人路径规划是指机器人的运动轨迹的规划，即指定移动机器人在一个具有障碍物的环境，同时给定具体的起点和终点，在给定的评价条件下，移动机器人按照已给的任务避开障碍物，搜索从起点到终点的最优路径，即要求花费最短的时间、运行最短的路径或消耗最少的能量。

目前，现有技术中agv移动机器人多采用无线通信，典型的有433m的射频通信和2.4g的zigbee通信，但对于一些流水线及厂房对无线信号敏感或电磁干扰较大的车间，如发电机厂房，存在有大量的电磁干扰，对无线信号会有较大的干扰，导致无线数据丢包和错包。

在实际应用过程中的一些特殊的场合，场合中更没有无线通信环境，或者场合中有很强的外界干扰，如电机变压生产车间，输变电厂，易燃易爆的油化用品厂等，对无线通信要求敏感或具有强烈无线干扰严重影响无线通信，比如电磁干扰。没有了通信，所有的移动机器人就成了一堆堆废铁，不能形成协同力，不能将系统发出的行动指令，有力地传达到每个移动机器人处，就不能帮助人们在该环境场合中完成既定的工作任务。

中国专利cn201711479881.x，该发明申请为一种移动机器人以及移动机器人系统，涉及移动机器人领域，尤其涉及移动机器人群间的通信交互技术。本发明通过仿生蚂蚁技术，设计发明了一种集群式，无轨，轻量式搬运机器人系统。该系统通过led光电阵列进行通讯，解决某些大型工厂对远距离无线通信信号敏感问题，如发电厂，储油厂等。移动机器人采用小型化轻量化设计方案，能够满足集群式，无轨化，自动充电，复杂路线导航的需求。本发明的优点在于：采用图像视觉监测通信技术，并通过组合队列方式收发信息，系统更加易于维护，可拓展性及适用性更强，且能够应用于强电磁干扰和对无线信号敏感场合应用。

但是上述技术方案中，在特定的情形下移动机器人的数量少，或者分散，远端的机器人得不到中间机器人传递的信息，这样远端的机器人不得不回到指定地点去接受主控led阵列墙的信息，如此会降低移动机器人的工作效率。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种移动机器人、移动机器人的通信系统及通信方法。

具体技术方案如下：

本发明包括一种移动机器人，所述移动机器人至少包括：一移动部件(和/或一承重部件)；

所述移动部件，用于驱使所述移动机器人自由移动；

所述承重部件，用于承载重物；

其中，还包括一通信部件，所述通信部件，用于插入预埋设于所述移动机器人的移动范围内的通信槽进行通信连接。

优选的，所述通信槽包括：一通信槽体和至少一根通信线；

所述通信槽体内设置一凹槽，至少一根所述通信线预埋设于所述凹槽的槽壁。

优选的，所述通信槽体设置一插入口，所述插入口的宽度小于所述凹槽的腹部的宽度。

优选的，所述通信部件与所述移动机器人的连接结构为可伸缩结构。

优选的，所述通信部件包括：一容纳盒和一通信板；

所述容纳盒包括一开口，所述容纳盒的一侧设置一滑槽；

所述通信板安装于所述容纳盒内，所述通信板的一侧设置一滑板，所述滑板卡扣于所述滑槽内，且延伸至所述容纳盒的外部，通过滑动所述滑板，以带动所述通信板沿所述开口方向滑出。

优选的，所述通信板上设置至少一个通信接触点，所述通信线的芯数至少设置为一根，每个所述通信接触点与每根所述通信线一一对应。

优选的，所述通信线的芯数设置为一根、两根、三根、四根、五根或八根；

对应地，所述通信接触点数量设置为一个、两个、三个、四个、五个或八个。

优选的，所述移动部件为机械足或轮足；

所述机械足至少设置为两个；所述轮足至少设置为一个。

优选的，还包括一位置感应器和/或一行为感应器；

所述位置感应器，用于获取所在空间的位置信息；

所述行为感应器，用于根据获取的行为指示信息进行运作。

本发明还包括一种移动机器人的通信系统，其中，包括：

至少一个移动机器人，所述移动机器人包括一通信部件；

至少一个通信槽，预埋设于所述移动机器人的移动范围内；

至少一个系统信息发布中心，所述系统信息发布中心，用于将控制信息内容发布至所述通信槽，所述移动机器人将所述通信部件插入所述通信槽内，进行通信连接以接收所述控制信息内容。

优选的，还包括工业摄像头和控制系统；

所述工业摄像头，用于获取所述移动范围内所述移动机器人的空间位置；

所述控制系统，用于控制所述系统信息发布中心发布的所述控制信息内容和/或行为指示信息。

优选的，所述通信槽预埋设于所述移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中。

本发明还包括一种移动机器人的通信方法，其中，包括以下步骤：

步骤s1、移动机器人将通信部件插入预埋设于所述移动机器人的移动范围内的通信槽进行通信连接。

优选的，于所述步骤s1之后，还包括：

步骤s2、系统信息发布中心将控制信息内容发布至所述通信槽；

步骤s3、所述移动机器人将所述通信部件插入所述通信槽内，与所述通信槽通信连接以接收所述控制信息内容。

优选的，于所述步骤s2中，提供一工业摄像头获取所述移动机器人的空间位置。

优选的，于所述步骤s2中，控制系统控制所述系统信息发布中心发布的所述控制信息内容和/或行为指示信息。

本发明公开一种移动机器人，有益效果在于：移动机器人上设置通信部件，移动机器人通过通信部件与预埋设的通信槽进行通信，解决了在没有无线通信环境的场合中，移动机器人可以接收到通信信号，能够完成在该环境中完成既定的工作任务，并且该移动机器人能够应用于强电磁干扰的场合应用中；

本发明公开一种移动机器人的通信系统，有益效果在于：提供稳定的通信环境，每个移动机器人能够接收到系统信息发布中心发布的控制信息内容，并且能够根据控制信息内容在该环境中完成既定的工作任务，该通信系统可靠性高；

本发明公开一种移动机器人的通信方法，有益效果在于：应用于该移动机器人的通信系统，使得移动机器人采用该通信方法能够完成既定的工作任务，提高了移动机器人的工作效率和执行效率。

本发明公开一种移动机器人的通信方法，有益效果在于：应用于该移动机器人的通信系统，使得在某些情形下不需要移动机器人都回到到指定地点去接受主控led阵列墙(系统信息发布中心)的信息，来获取工作任务，这样就节省了移动机器人为获取信息而往来工作区域与系统信息发布中心之间的时间成本等，尤其是工作区域与系统信息发布中心的距离较远的情形，提高了移动机器人的工作效率和执行效率。

本发明公开一种移动机器人的通信方法，有益效果在于：不仅仅适合agv，也适合其他可移动的机器人，适用范围广。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明的实施例一的移动机器人的结构图；

图2为本发明的实施例一的移动机器人的电气原理框图；

图3为本发明的实施例二的移动机器人的通信槽的结构示意图；

图4为本发明的实施例三的移动机器人的通信部件的结构示意图；

图5为本发明的实施例的移动机器人的通信部件与通信槽的匹配连接图；

图6为本发明的实施例四的移动机器人的通信系统的原理框图；

图7为本发明的实施例五的移动机器人的通信方法的步骤流程图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

现有技术中，移动机器人在实际应用过程中的一些特殊的场合，例如，场合中没有无线通信环境，或者场合中有很强的外界干扰，如电机变压生产车间，输变电厂，易燃易爆的油化用品厂等，对无线通信要求敏感或具有强烈无线干扰严重影响无线通信，比如电磁干扰。没有了通信，所有的移动机器人就成了一堆堆废铁，不能形成协同力，不能将系统发出的行动指令，有力地传达到每个移动机器人处，就不能帮助人们在该环境场合中完成既定的工作任务。

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明包括以下实施例进行说明。

实施例一：

如图1所示，本发明包括一种移动机器人1，移动机器人1至少包括：一移动部件10和一承重部件11；

移动部件10，用于驱使移动机器人自由移动；

承重部件11，用于承载重物；

其中，还包括一通信部件2，通信部件2，用于插入预埋设于移动机器人1的移动范围内的通信槽3进行通信连接。通信部件2并不限定设置于移动机器人的底部，还可以设置于前部、尾部或者顶部。

在该实施例中，如图3所示，在移动机器人的移动范围内预先埋设至少一个通信槽3，例如，通信槽3可以预埋设于移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中，每两个通信槽3与通信槽3之间是连续贯通的，其通信槽3内设置的通信线31之间也是连续贯通的。并且，每个移动机器人1上设置通信部件2，通过通信部件2与通信槽3之间的通信连接，从而达到移动机器人1的通信连接。

例如，移动机器人1可以在电机变压生产车间或输变电厂或易燃易爆的油化用品厂的工作环境内工作，在该工作环境中，在移动机器人1的移动范围内预先埋设至少一个通信槽3，可以将通信槽3预埋设于移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中，当移动机器人1移动到相关的通信槽3的上方时，将设置在移动机器人1的一侧的通信部件2插入该通信槽3内，如图5所示，即移动机器人1与该通信槽3进行通信连接，并且根据通信指令执行操作，进而解决了现有技术中，在没有无线通信环境的场合中，移动机器人1可以接收到通信信号，能够完成在该环境中完成既定的工作任务，并且该移动机器人1能够应用于强电磁干扰的场合应用中。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，如图1所示，移动部件10为机械足或轮足，机械足至少设置为两个；轮足至少设置为一个。例如，机械足可以采用四轮结构，其中左右轮可以采用弹性实心减震橡胶轮，采用闭环无刷直流电机连轴驱动驱动轮，前后轮可以采用大负载高润滑的万向球轮支撑移动机器人的本体重力，通过微控制器驱动左右无刷直流电机及采样编码器保证移动机器人绝对直线行驶，停止，原地，90°、180°、270°、360°等精确转弯动作。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，如图2所示，移动机器人的本体电路系统采用多个cpu(centralprocessingunit/processor，中央处理器)控制器集成，通过意法半导体stm32f407作为运算主控驱动两个无刷驱动器单元，主控采用arm高性能处理器作为调度主控模块，通过两组编码器及电机构成的闭环控制作为驱动单元，通过fpga作为传感运算模块实现控制位置传感器与行为传感器的驱动装置，并且通过dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)运动控制器控制移动机器人的行走和运动控制，多个主控单元采用spi(serialperipheralinterface，串行外设接口)总线通信，保证系统的通信实时性。

如图1所示，在一种较优的实施例中，还包括一位置感应器4和/或一行为感应器5；

位置感应器4，用于获取所在空间的位置信息；

行为感应器5，用于根据获取的行为指示信息进行运作。

在该实施例中，位置感应器4可以设置为移动机器人1的前侧，用于获取移动机器人1在移动方向的移动环境，并根据移动环境驱动移动部件1移动至具有障碍物少的位置，即可以避开障碍物，也可以搜索到从起点到终点的最优路径，进而减少移动机器人的能量和时间。

同理，将行为传感器5可以设置在移动机器人1的任一位置，该行为传感器5与位置感应器4配合使用，以获取外部的行为指示信息而驱动移动机器人运作，进而提高移动机器人的工作效率。

实施例二：

如图3所示，在一种较优的实施例中，通信槽3包括：一通信槽体30和至少一根通信线31；

上述技术方案中，作为较优的实施方式，通信槽体30内设置一凹槽300，至少一根通信线31预埋设于凹槽300的槽壁。通信槽体30设置一插入口301，插入口301的宽度小于凹槽300的腹部的宽度。插入口301处根据情形可以设置防尘刷或防尘膜。

在该实施例中以埋设三根通信线31为例，三根通信线31按顺序的设于凹槽300的槽壁，多个通信槽3整体有规律的埋设于移动机器人的移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中，通信槽体30内设置一凹槽300用于埋设通信线31以及用于容纳通信部件2，以使得移动机器人1接收到通信信号。

例如，通信线31的芯数可以设置为一根(芯线的同轴电缆，例如可以是有线电视线，单根的光纤线亦可)、两根(一般情况下使用两根，即可完成通信功能)、三根(其中，有一根可以用于校对信号或被叫移动机器人的编号或加密)、四根(其标准接口称rj11，例如电话线)、五根或八根(其标准接口称为rj45，例如网线)，在本实施例中以通信线31为三个作为实施例说明，在此不再赘述。

又例如，通信线31可以选用传统的电信号通信线缆，也可以选用光信号通信线缆，通过光猫调制解调，也可以选用电力线上加载通信信号，通过电力猫调制解调即可充电，又可接收/发送信号指令，在此不再赘述。

进一步地，采用该通信槽3可以解决现有技术中，在没有无线通信环境的场合中，移动机器人1可以接收到通信信号，能够完成在该环境中完成既定的工作任务，并且该移动机器人1能够应用于强电磁干扰的场合应用中。

实施例三：

如图4所示，在一种较优的实施例中，通信部件2与移动机器人的连接结构为可伸缩结构；

通信部件2包括：一容纳盒20和一通信板21；

容纳盒20包括一开口200，容纳盒20的一侧设置一滑槽201；

通信板21安装于容纳盒20内，通信板21的一侧设置一滑板210，滑板210卡扣于滑槽201内，且延伸至容纳盒20的外部，通过滑动滑板210，以带动通信板21沿开口200方向滑出。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，通信板21上设置至少一个通信接触点211，通信线31的芯数至少设置为一根，每个通信接触点211与每根通信线31一一对应。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，通信板21上设置的通信接触点211数量为一个、两个、三个、四个、五个或八个，对应的，通信线31的芯数可以设置为一根、两根、三根、四根、五根或八根，在本实施例中以通信接触点211为三个作为实施例说明。

在该实施例中，通信部件2可以设置为可伸缩结构，当移动机器人1移动至对应的通信槽3的上方时，控制通信部件2插入至对应的通信槽3中完成通信。通信板21上的通信接触点211与预先埋设的通信线31的数量进行调节，并且通信板21上的通信接触点211的接触方向与预先埋设的通信线31的方向进行调节，以达到通信部件2与通信槽3的匹配连接。

进一步地，通过采用该通信部件2与通信槽3之间的配合使用，使得移动机器人1可以在没有无线通信环境中进行通信连接，以完成在该环境中完成既定的工作任务。

实施例四：

如图6所示，本发明还包括一种移动机器人的通信系统，其中，包括：

至少一个移动机器人1，移动机器人1包括一通信部件2；

至少一个通信槽3，预埋设于移动机器人1的移动范围内；

至少一个系统信息发布中心6，系统信息发布中心6，用于将控制信息内容发布至通信槽3，移动机器人1将通信部件2插入通信槽3内，如图5所示，进行通信连接以接收控制信息内容。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，通信槽4预埋设于移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中。

在该实施例中，移动机器人1可以在电机变压生产车间或输变电厂或易燃易爆的油化用品厂的工作环境内工作，在该工作环境中，在移动机器人的移动范围内预先埋设至少一个通信槽3，例如，通信槽3可以预埋设于移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中，系统信息发布中心6将控制信息内容发布至每个通信槽3中，移动机器人1移动至对应的通信槽3的上方时，将通信部件2插入该通信槽3内，如图5所示，进行通信连接以接收控制信息内容，移动机器人1根据控制信息内容各自执行完成工作内容。

进一步地，解决了现有技术中，在没有无线通信环境的场合中，移动机器人可以接收到通信信号，能够完成在该环境中完成既定的工作任务，并且该移动机器人能够应用于强电磁干扰的场合应用中。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，还包括工业摄像头(在图中未示出)和控制系统(在图中未示出)；

工业摄像头(在图中未示出)，用于获取移动范围内移动机器人1的空间位置；

控制系统(在图中未示出)，用于控制系统信息发布中心6发布的控制信息内容和/或行为指示信息。

在该实施例中，工业摄像头(在图中未示出)可以设置为移动机器人1的前侧，用于获取移动机器人1在移动方向的移动环境，并根据移动环境驱动移动部件1移动至具有障碍物少的位置，即可以避开障碍物，也可以搜索到从起点到终点的最优路径，进而减少移动机器人的能量和时间。

在该实施例中，控制系统(在图中未示出)用于向控制系统信息发布中心6发布的控制信息内容和/或行为指示信息，移动机器人1根据发布的控制信息内容和/或行为指示信息而运作执行，进而提高移动机器人的工作效率。

进一步地，采用该移动机器人的通信系统，能够提供稳定的通信环境，每个移动机器人能够接收到系统信息发布中心发布的控制信息内容，并且能够根据控制信息内容在该环境中完成既定的工作任务，该通信系统可靠性高。

实施例五：

如图7所示，本发明还包括一种移动机器人的通信方法，其中，包括以下步骤：

步骤s1、移动机器人将通信部件插入预埋设于移动机器人的移动范围内的通信槽进行通信连接。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，于步骤s1之后，还包括：

步骤s2、系统信息发布中心将控制信息内容发布至通信槽；

步骤s3、移动机器人将通信部件插入通信槽内，与通信槽通信连接以接收控制信息内容。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，于步骤s2中，提供一工业摄像头获取移动机器人的空间位置。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，于步骤s2中，控制系统控制系统信息发布中心发布的控制信息内容和/或行为指示信息。

在该实施例中，移动机器人1可以在电机变压生产车间或输变电厂或易燃易爆的油化用品厂的工作环境内工作，在该工作环境中，在移动机器人的移动范围内预先埋设至少一个通信槽3，例如，通信槽3可以预埋设于移动范围内的地面中、墙体中和/或天花板中，系统信息发布中心6将控制信息内容发布至每个通信槽3中，移动机器人1移动至对应的通信槽3的上方时，将通信部件2插入该通信槽3内，如图5所示，进行通信连接以接收控制信息内容，移动机器人1根据控制信息内容各自执行完成工作内容。

进一步地，解决了现有技术中，在没有无线通信环境的场合中，移动机器人可以接收到通信信号，能够完成在该环境中完成既定的工作任务，并且该移动机器人能够应用于强电磁干扰的场合应用中。

在该实施例中，在步骤s2中，采用工业摄像头获取移动机器人的空间位置，其中，工业摄像头可以设置为移动机器人的前侧，用于获取移动机器人在移动方向的移动环境，并根据移动环境驱动移动部件移动至具有障碍物少的位置，即可以避开障碍物，也可以搜索到从起点到终点的最优路径，进而减少移动机器人的能量和时间。同理在步骤s2中，采用控制系统向控制系统信息发布中心发布的控制信息内容和/或行为指示信息，移动机器人根据发布的控制信息内容和/或行为指示信息而运作执行，进而提高移动机器人的工作效率。

进一步地，将移动机器人的通信方法应用于该移动机器人的通信系统，使得移动机器人采用该通信方法能够完成既定的工作任务，提高了移动机器人的工作效率和执行效率。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。