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原文传递用于堆叠元件的机器人

专利名称：	用于堆叠元件的机器人
摘要：	一种示例自主车辆包括：主体，该主体被配置为沿着表面移动；以及端部执行器，该端部执行器保持第一元件，该第一元件具有第一特征和第二特征，第一特征和第二特征与第二元件上的互补的第三特征和第四特征相匹配。端部执行器或主体中的至少一者是可控的，以在至少四个自由度上移动。自主装置包括一个或多个传感器，以检测第二元件并且获得用于定位第二元件或其他兼容装置的第三特征和第四特征的信息。自主装置还包括控制系统，用于控制端部执行器或主体中的至少一者在至少四个自由度上移动，以将第一元件堆叠在第二元件的顶部上。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	自动导向有限责任公司
发明人：	大卫·勒瓦瑟;贾斯汀·霍尔威尔
专利状态：	有效
申请日期：	2021-03-30T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-16T00:00:00+0800
申请号：	CN202180030075.2
公开号：	CN115485230A
代理机构：	中原信达知识产权代理有限责任公司
代理人：	戚传江;穆森
分类号：	B66F9/06;B66F9/20;B66F9/075;B;B66;B66F;B66F9;B66F9/06;B66F9/20;B66F9/075
申请人地址：	美国马萨诸塞州
主权项：	1.一种自主车辆，所述自主车辆包括：主体，所述主体被配置为沿着表面移动；端部执行器，所述端部执行器用于保持具有第一特征和第二特征的第一元件，所述第一特征和所述第二特征与第二元件上的互补的第三特征和第四特征相匹配，所述端部执行器或所述主体中的至少一者是可控的，以在至少四个自由度上移动，所述至少四个自由度包括前向/后向、上/下、左/右，以及偏航、俯仰或滚动中的至少一者；一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于检测所述第二元件并且获得用于定位所述第二元件的所述第三特征和所述第四特征的信息；和控制系统，所述控制系统用于控制所述端部执行器或所述主体中的至少一者在所述至少四个自由度上移动，以通过执行以下操作将所述第一元件堆叠在所述第二元件的顶部上，所述操作包括：移动所述第一元件以将所述第一特征与所述第三特征对准，移动所述第一元件以将所述第二特征与所述第四特征对准，以及移动所述第一元件与所述第二元件接触，使得所述第一特征与所述第三特征匹配，并且所述第二特征与所述第四特征匹配。 2.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统被编程为基于所述信息确定从所述自主车辆到所述第二元件的第一向量和从所述一个或多个传感器中的传感器到所述第一元件的第二向量，并且基于所述第一向量和所述第二向量之间的差来控制所述端部执行器或所述主体中的所述至少一者移动。 3.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统被配置为以前向/后向、上/下或左/右运动中的至少一者移动所述第一元件，以将所述第一特征与所述第三特征对准；并且其中所述控制系统被配置为以俯仰、偏航或滚动运动中的至少一者来移动所述第一元件，以将所述第二特征与所述第四特征对准。 4.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统被配置为控制所述端部执行器或所述主体中的所述至少一者在至少五个自由度上移动，所述至少五个自由度包括：前向/后向、上/下、左/右，以及偏航、俯仰或滚动中的至少两者。 5.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统被配置为控制所述端部执行器或所述主体中的所述至少一者在六个自由度上移动，所述六个自由度包括：前向/后向、上/下、左/右、俯仰、偏航和滚动。 6.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述一个或多个传感器被配置为在三维(3D)空间中定位所述第三特征和所述第四特征。 7.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述一个或多个传感器被配置为检测三维(3D)空间中的所述第二元件并且获得所述第二元件的3D坐标。 8.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述一个或多个传感器包括以下中的一者或多者：光探测和测距(LIDAR)传感器、飞行时间(TOF)传感器、雷达传感器、声纳传感器、二维相机传感器或三维相机传感器。 9.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统包括一个或多个处理装置，所述一个或多个处理装置驻留在所述自主车辆上，并且被配置为执行软件以独立于来自外部源的数据输入来执行所述操作。 10.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统包括一个或多个处理装置，所述一个或多个处理装置驻留在所述自主车辆上，并且被配置为执行软件以至少部分地基于来自所述自主车辆外部的车队系统的数据输入来执行所述操作。 11.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统包括驻留在所述自主车辆上的一个或多个处理装置，所述一个或多个处理装置被编程为从所述自主车辆外部的车队系统接收信息，所述一个或多个处理装置被编程为基于所述信息控制所述主体朝向所述第二元件的移动。 12.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统包括驻留在所述自主车辆上的一个或多个处理装置，所述一个或多个处理装置被编程为从所述自主车辆外部的车队系统接收信息，所述一个或多个处理装置被编程为基于所述信息识别所述第二元件的类型。 13.根据权利要求1所述的自主车辆，所述自主车辆还包括：计算机存储器，所述计算机存储器存储数据库，所述数据库包含识别不同类型的元件和所述不同类型的元件的属性的数据；其中所述控制系统包括驻留在所述自主车辆上的一个或多个处理装置，所述一个或多个处理装置被编程为从所述数据库获得数据以识别所述第二元件的类型和所述第二元件的属性，所述属性与所述第二元件的所述第三特征和所述第四特征相关。 14.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述控制系统包括驻留在所述自主车辆上的一个或多个处理装置，所述一个或多个处理装置被编程为从所述自主车辆外部的车队系统接收信息，所述一个或多个处理装置被编程为基于所述信息移动到接近所述第二元件的位置，并且在到达所述位置之后，控制所述端部执行器或所述主体中的至少一者在所述至少四个自由度上移动，使得独立于来自所述车队系统的输入将所述第一元件堆叠在所述第二元件的顶部上。 15.根据权利要求14所述的自主车辆，其中所述信息包括所述第二元件所在区域的标测图。 16.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述第一元件和所述第二元件各自包括货盘。 17.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述端部执行器被配置为在所述至少四个自由度上移动；并且其中所述控制系统被配置为控制所述端部执行器在所述至少四个自由度上移动，以将所述第一元件堆叠在所述第二元件的顶部上。 18.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述端部执行器被配置为在至少五个自由度上移动，所述至少五个自由度包括：前向/后向、上/下、左/右以及俯仰、偏航或滚动中的至少一者；并且其中所述控制系统被配置为控制所述端部执行器在所述至少五个自由度上移动，以将所述第一元件堆叠在所述第二元件的顶部上。 19.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述端部执行器被配置为在六个自由度上移动，所述六个自由度包括：前向/后向、上/下、左/右、俯仰、偏航和滚动；并且其中所述控制系统被配置为控制所述端部执行器在所述六个自由度上移动，以将所述第一元件堆叠在所述第二元件的顶部上。 20.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述端部执行器包括用于保持所述第一元件的尖齿，所述尖齿包括第一尖齿和第二尖齿，所述第一尖齿被配置为在至少一个自由度上独立于所述第二尖齿移动，并且所述第二尖齿被配置为在所述至少一个自由度上独立于所述第一尖齿移动。 21.根据权利要求1所述的自主车辆，其中所述第二元件上的所述第三特征或所述第四特征中的至少一者位于所述第二元件的角部处。 22.一种由自主车辆执行的方法，所述方法包括：使用连接到所述自主车辆的主体的端部执行器来拾取具有第一特征和第二特征的第一元件，所述第一特征和所述第二特征与第二元件上的互补的第三特征和第四特征相匹配；将保持所述第二元件的所述自主车辆沿着表面朝向所述第二元件的位置移动；检测所述第二元件，其中检测包括定位所述第二元件的所述第三特征和所述第四特征；以及控制所述端部执行器或所述主体中的至少一者在至少四个自由度上移动，以通过执行以下操作将所述第一元件堆叠在所述第二元件的顶部上，所述操作包括：移动所述第一元件以将所述第一特征与所述第三特征对准，移动所述第一元件以将所述第二特征与所述第四特征对准，以及移动所述第一元件与所述第二元件接触，使得所述第一特征与所述第三特征匹配，并且所述第二特征与所述第四特征匹配；其中所述至少四个自由度包括前向/后向、上/下、左/右，以及偏航、俯仰或滚动中的至少一者。