一种搬运装置、转场控制方法、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及建筑用设备技术领域，具体而言，涉及一种搬运装置、转场控制方法、电子设备及存储介质。
背景技术
现有的建筑机器人在建筑群中作业时，时常需要从一栋楼转移到另外一栋楼，此时就涉及到了机器人在施工场地室外转场的问题。现有施工工地道路状况复杂，在预铺设水泥的路上，地裂、积水、杂物、泥浆、凹坑、碎石等现象随处可见，然而，现有的建筑机器人多为室内使用，若采用人工协助机器人转场，会导致转场过程自动化程度低、运输效率低并且产生额外的人工成本的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种搬运装置、转场控制方法、电子设备及存储介质，能够搬运建筑机器人及其他设备，并辅助建筑机器人转场，解决现有的建筑机器人无法自行转场以及采用人工转场所导致的自动化程度低、运输效率低并且产生额外的人工成本的问题。
本申请实施例提供了一种搬运装置，所述装置包括：
导航定位模块，用于根据接收到的地图点云数据规划行走路径，以根据所述行走路径进行导航和定位；
底盘控制机构，包括车体框架和设置在车体框架下方的转向控制单元、驱动单元和行走单元，所述转向控制单元用于根据所述行走路径进行转向控制，所述驱动单元用于提供动力驱动所述行走单元并按照所述行走路径进行转场。
在上述实现过程中，该搬运装置可以搬运建筑机器人，辅助建筑机器人进行转场，在此过程中，通过导航定位模块自主规划行走路径，并进行室外自主导航定位，通过底盘控制机构按照行走路径进行转场，实现了建筑机器人的转场，无需工作人员辅助，不受天气环境因素的制约，灵活的适用各种车型，存取建筑机器人的速度快、运行稳定安全、维护成本低。
进一步地，所述装置还包括装载机构，所述装载机构包括：
升降滑移组件，用于对所述待搬运设备进行升降和移动，以对所述待搬运设备进行装载和卸载；
托板，设置在所述升降滑移组件上，用于放置所述待搬运设备；
抱夹组件，设置在所述升降滑移组件上且位于所述托板的两侧，用于固定所述待搬运设备。
在上述实现过程中，将升降滑移组件和托板相互配合实现建筑机器人的自动装载和卸载，在装载时，通过升降滑移组件将托板平移并下降至地面，便于建筑机器人行至托板上，再通过升降滑移组件将托板上升并平移至车体框架上，无需工作人员的辅助，可以实现建筑机器人的自动装载和卸载，提高转场效率，降低了人工成本；当待搬运设备如建筑机器人移动至托板上之后，使用抱夹组件对待搬运设备进行夹紧和固定，防止在装载、搬运过程中发生掉落。
进一步地，所述升降滑移组件包括：
平移滑轨组包括第一平移滑轨和第二平移滑轨，所述第一平移滑轨和第二平移滑轨水平设置在所述车体框架上；
升降导轨组包括第一升降导轨和第二升降导轨，底部分别对应设置在所述第一平移滑轨和所述第二平移滑轨上，且分别与所述第一平移滑轨和第二平移滑轨滑动连接；
在所述升降导轨组底部设置有平移驱动机构和平移传动机构，用于控制所述升降导轨组在所述平移滑轨组上进行平移；
在所述升降导轨组上横向设置有升降板，在所述升降导轨组底部还设置有升降驱动机构和升降传动机构，用于控制所述升降板在所述升降导轨组上进行上下移动。
在上述实现过程中，升降导轨组在第一平移滑轨和第二平移滑轨水平移动，升降板与升降导轨组的第一升降导轨和第二升降导轨滑动连接，使得升降板可以在第一升降导轨和第二升降导轨上进行上下滑动，利用升降滑移组件可以实现建筑机器人的装载和卸载，避免使用人工进行，降低了人工成本，提高了效率。
进一步地，所述平移传动机构包括齿轮齿条组件，在所述第一平移滑轨和第二平移滑轨之间平行设置有齿条，在平移驱动机构的下方传动连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。
在上述实现过程中，通过齿轮齿条组件实现平移，且齿条具有限位作用，确保移动的平稳性。
所述升降传动机构包括链轮链条组件，在所述第一升降导轨和第二升降导轨之间的顶部和底部分别横向设置有上链轮和下链轮，所述上链轮和所述下链轮通过链条传动连接，所述升降板与邻近的链条连接，所述下链轮与升降驱动机构传动连接。
在上述实现过程中，使用链轮链条组件实现升降板的升降，将升降板与邻近的链条连接，当链轮转动时，链条带动升降板上下移动，从而实现升降板的升降。
进一步地，所述导航定位模块包括三维激光雷达，所述三维激光雷达用于扫描场景环境，以根据所述场景环境规划行走路径，进行导航和定位。
在上述实现过程中，使用三维激光雷达扫描场景环境，从而根据场景环境规划行走路径，从而可以根据规划的行走路径进行导航和移动，达到室外自主转场的目的。
本申请实施例还提供一种转场控制方法，应用于搬运装置，所述方法包括：
接收转场系统发送的调度任务信息，所述调度任务信息包括待搬运设备的地图点云数据；
根据所述调度任务信息获取待搬运设备的位置信息，以移动至所述待搬运设备处对所述搬运设备进行装载；
根据所述地图点云数据规划行走路径并进行导航和定位，以对所述搬运设备进行转场。
在上述实现过程中，接收到调度任务信息之后，可以得到待搬运设备的位置信息，并根据该位置信息移动至对应的待搬运设备处进行装载，再进行导航和定位，实现自动转场，减少人工转场时，工作人员由于呼车、等车的时间而造成的工时的浪费，能够搬运建筑机器人及其他设备，并辅助建筑机器人转场，解决现有的建筑机器人无法自行转场以及采用人工转场所导致的自动化程度低、运输效率低并且产生额外的人工成本的问题。
进一步地，所述根据所述地图点云数据规划行走路径并进行导航和定位，以对所述搬运设备进行转场，包括：
读取所述地图点云数据；
利用三维激光雷达扫描场景环境；
将所述地图点云数据和扫描到的场景环境相结合规划行走路径。
在上述实现过程中，采用三维激光雷达进行扫描周围的场景的环境，并匹配读取到的地图点云数据规划行走路径，从而实现搬运装置的自主导航定位。
本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使计算机设备执行上述的转场控制方法。
本申请实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述的转场控制方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种搬运装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的升降滑移组件的具体结构示意图；
图3(a)为本申请实施例提供的装载流程中的对位状态示意图；
图3(b)为本申请实施例提供的装载流程中的抱紧状态示意图；
图3(c)为本申请实施例提供的装载流程中的提升状态示意图；
图3(d)为本申请实施例提供的装载流程中的装载完成状态示意图；
图4为本申请实施例提供的采用三角履带底盘的搬运装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的转场控制方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的规划行走路径的具体流程图；
图7为本申请实施例提供的转场系统的状态示意图；
图8为本申请实施例提供的转场系统的设备管理示意图。
图标：
1-待搬运设备；2-第一托板；3-抱夹组件；4-升降滑移组件；401-第一平移滑轨；402-加强板；403-立式轴承；404-升降板；405-升降导轨轴承；406-升降门架左槽钢；407-滑车支承立板；408-下链轮；409-平移电机；410-滑移导轨轴承；411-齿轮；412-升降电机；413-升降门架右槽钢；414-第二平移滑轨；415-上链轮；416-链条；417-齿条；5-底盘控制机构；6-后轮驱动装配；7-前轮转向装配；8-电控箱；11-挡板；12-驱动轮；13-拖链轮；14-控制电柜；15-升降机构；16-三维激光雷达；17-抱夹机构；18-第二托板；19-导向轮。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
请参看图1，图1为本申请实施例提供的一种搬运装置的结构示意图。示例的，该装置可以为室外智能搬运机器人，可以用于搬运室内作业机器人如建筑机器人，该装置也可以用于无人工厂中的物料的搬运。该装置可以实现自主搬运和转场，无需人工参与，提高转场效率。该装置具体可以包括：
导航定位模块，用于根据接收到的地图点云数据规划行走路径，以根据行走路径进行导航和定位；
导航定位模块可以与上位机或PLC控制器通信连接，通过4G/5G无线物联网络通信与转场系统连接。
作为其中一种实施方式，导航定位模块可以使用三维激光雷达16扫描场景环境，以根据扫描的场景环境规划行走路径，进行导航和定位。
作为另外一种实施方式，导航定位模块也可以采用全球定位系统、实时动态载波相位差分技术相结合的方式进行导航定位，该方法相较于激光扫描定位，具有更高的精度，提高准确性。
底盘控制机构5，包括车体框架和设置在车体框架下方的转向控制单元、驱动单元和行走单元，转向控制单元用于根据所述行走路径进行转向控制，驱动单元用于提供动力驱动所述行走单元并按照所述行走路径进行转场。
转向控制单元可以采用底盘中的前轮转向，如图1中的前轮转向装配7，由上位机或PLC控制器进行控制，还可以采用后轮转向、四轮、差速转向等；
驱动单元可以采用底盘中的后轮驱动，如图1中的后轮驱动装配6，以大功率电机进行驱动，具有一定的爬坡能力、越障能力，还可以采用前驱、四驱等驱动方式；
行走单元，可以采用轮式行走单元。
示例的，对于轮式行走单元，底部有四个耐磨车轮，具有室外越障爬坡、自身的行走速度快的能力。
示例的，该装置还包括装载机构，设置在车体框架的前侧，车体框架的后侧设置有电控箱8，装载机构包括：
升降滑移组件4，用于对待搬运设备1进行升降和移动，以对待搬运设备1进行装载和卸载；
第一托板2，设置在升降滑移组件4上，用于放置待搬运设备1。
其中，示例的，第一托板2可以采用不锈钢板，且其上表面铺设有花纹，用于在增大摩擦力，减少待搬运设备1如建筑机器人行走至第一托板2上时的打滑概率。
示例的，如图2所示，为升降滑移组件4的具体结构示意图。升降滑移组件4可以包括：
平移滑轨组包括第一平移滑轨401和第二平移滑轨414，第一平移滑轨401和第二平移滑轨414水平设置在车体框架上；
升降导轨组包括第一升降导轨和第二升降导轨，示例的，第一升降导轨和第二升降导轨可以对应采用升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413，升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413的顶部通过加强板402连接；
升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413的底部分别对应设置在第一平移滑轨401和第二平移滑轨414上，且分别通过滑移导轨轴承410与第一平移滑轨401和第二平移滑轨414滑动连接；
在升降导轨组底部设置有平移驱动机构和平移传动机构，用于控制升降导轨组在平移滑轨组上进行平移；
平移传动机构包括齿轮齿条组件，平移驱动机构包括平移电机409和减速机，在第一平移滑轨401和第二平移滑轨414之间平行设置有齿条417，在平移电机409的下方传动连接有齿轮411，齿轮411与齿条417啮合。
在升降导轨组上横向设置有升降板404，升降板404的左右两端分别通过升降导轨轴承405与对应的升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413滑动连接；
在升降导轨组底部还设置有升降驱动机构和升降传动机构，用于控制升降板404在升降导轨组上进行上下移动；
升降传动机构包括链轮链条组件，升降驱动机构包括升降电机412和减速机，在升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413之间的顶部(加强板402下方)和底部分别横向设置有上链轮415和下链轮408，上链轮415和下链轮408通过链条416传动连接，升降板404与邻近的链条416连接，通过链条416的移动带动升降板404上下移动，下链轮408与升降电机412传动连接，上链轮415所在转轴通过立式轴承403与加强板402连接；
在升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413上均设置有滑车支承立板407，用于固定和支承升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413。
作为另一种实施方式，平移传动机构和升降传动机构可以为液压缸，由液压马达、液压泵提供动力，液压缸推动升降滑移组件4在水平和竖直方向上作往复运动，实现平移和升降。
装载机构还包括：
抱夹组件3，设置在升降滑移组件上且位于第一托板2的左右两侧，用于固定待搬运设备1。在待搬运设备1置于第一托板2上以后，利用抱夹组件3将待搬运设备1加紧，防止在运输过程中待搬运设备1掉落。因此，凡是能够对待搬运设备1起到加紧固定作用的如夹板、挡板等均在抱夹组件3的保护范围内，在此不再赘述。
如图3(a)-3(d)所示，为装载流程中的对位状态、抱紧状态、提升状态和装载完成状态的示意图。在工作时，接收到转场系统的指令后，通过底盘控制机构5移动至被运输的建筑机器人位置附近，并调整位置，对准建筑机器人进行装载；控制升降滑移组件4动作，使第一托板2移动至地面，使其与建筑机器人处于对位状态；建筑机器人行驶至第一托板2上，触发抱夹组件3底部的到位信号，抱夹组件3动作并对建筑机器人进行夹紧；在升降电机412的驱动下，沿着升降门架左槽钢406和升降门架右槽钢413向上运动，达到提升状态；在平移电机409的驱动下，沿着水平方向移动至车体框架上，完成装载。
卸载流程与装载流程相反，在此不再赘述。
示例的，行走单元还可以采用履带式行走单元或半履带式行走单元，如图4所示，为采用三角履带底盘的搬运装置的结构示意图。该装置采用三角履带底盘，包括驱动轮12、拖链轮13和导向轮19，便于爬坡和越障，其中由电机驱动驱动轮12进行转动，拖链轮13和导向轮19对履带的转动进行限制；在三角履带底盘的外侧设置有挡板11，可以用于遮挡泥沙进入履带，在三角履带底盘上设置有第二托板18，用于搭载被搬运的建筑机器人，在第二托板18上设置有抱夹机构17，对被搬运的建筑机器人进行夹持；在三角履带底盘的后侧设置有升降机构15，第二托板18和抱夹机构17均与升降机构15传动连接，升降机构15可以将第二托板18上下移动，从而使得第二托板18贴近地面或脱离地面，以对待搬运设备1进行装载和卸载；在升降机构15的顶部设置有三维激光雷达16，用于导航和定位，使得该搬运装置具有行走导航、避障功能；采用履带可增大与地面的接触面积，在地形复杂的施工场地中，具有较强的越障能力，保证转场过程中，搬运装置行走的平稳性；在升降机构15的后侧设置有控制电柜14，其具体实现过程，与上述轮式搬运装置相同，在此不再赘述。
实施例2
本申请实施例提供一种转场控制方法，应用于实施例1中的搬运装置，为了便于对搬运机器人的统一控制，建立了转场系统，通过建立该转场系统，可以将建筑机器人纳入信息化管理系统，将建筑机器人的位置、状态信息流全打通，实现公交模式的调度系统，保证建筑机器人实现定点上下车的模式，提高建筑机器人的转场效率。
搬运装置具有无线通信、自主定位、自主导航和避障能力，例如可以采用4G/5G无线物联网络实现与转场系统的无线通信，接受转场系统的调配与监控。
在搬运装置端，如图5所示，为转场控制方法的流程图，该方法具体可以包括以下步骤：
步骤S100：接收转场系统发送的调度任务信息，调度任务信息包括待搬运设备1的地图点云数据和位置信息；
步骤S200：根据调度任务信息获取待搬运设备1的位置信息，以移动至待搬运设备1处对搬运设备进行装载；
具体装载过程在实施例1中已经说明，在此不再赘述。
步骤S300：根据地图点云数据规划行走路径并进行导航和定位，以对搬运设备进行转场。
如图6所示，为规划行走路径的具体流程图。该步骤具体可以包括：
步骤S301：读取地图点云数据；
步骤S302：利用三维激光雷达16扫描场景环境；
步骤S303：将地图点云数据和扫描到的场景环境相结合规划行走路径。
在上述实现过程中，自主定位可以使用三维激光雷达16实现，自主导航则通过读取调度系统发送的通道地图点云数据，然后匹配三维激光雷达16扫描的场景环境来规划行走路径。
搬运机器人在接收到转场系统发送的调度任务信息后，可以自主移动至待搬运的建筑机器人处，进行转载，并进行自主导航和定位，规划行走路径，实现对建筑机器人转场，全程无需人工参与，存取建筑机器人及其他物体速度快，运行稳定安全，维护成本低，路面适应性好，场地改造成本低，节能环保，解决现有的建筑机器人无法自行转场以及采用人工转场所导致的自动化程度低、运输效率低并且产生额外的人工成本的问题。
此外，如果三维激光雷达16的扫描精度不足，也可以采用全球定位系统、实时动态载波相位差分技术相结合的方式进行导航定位。
转场系统同时与建筑机器人建立通信连接，对建筑机器人的请求做出相应的规划与调度，得到建筑机器人的状态位置信息，再向搬运装置下发调度任务。
转场系统具有可视化界面、通信协议、转场调度、进度监控、设备管理、导航地图管理等功能。如下表所示，为转场系统的功能列表：
表1转场系统的功能列表
如图7所示，为转场系统的状态示意图，涵盖了在场的搬运机器人的车辆数量等信息，以图片的形式直观显示室外临时停放区车辆；
如图8所示，为转场系统的设备管理示意图，设备管理提供设备添加删除以及车辆状态查询功能。
利用转场系统能够根据搬运装置的状态实现对搬运装置如智能搬运机器人的统一调度，提高转场效率。
实施例3
本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使计算机设备执行实施例2中的转场控制方法。
本申请实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行实施例2中的转场控制方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
