机器人充电系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月10日提交的美国临时专利申请No.62/872,605的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

越来越多的监管授权要求安装一定数量的电动车辆(“EV”)充电空间。在没有授权的情况下，越来越多的EV司机在家里、工作场所、商场和外出时需要EV充电。越来越多的站点所有者希望为员工、租户和客户提供EV充电。在包括多单元住宅、新建建筑、办公楼和停车场的现有建筑中安装EV充电基础设施通常既昂贵又耗时。EV充电器通常安装在远离电气室的地方。此外，铺设导线管和安装充电器需要时间，而且可能非常昂贵，通常需要挖沟和钻穿混凝土。此外，专用EV停车位意味着，如果没有EV使用这些停车位，那么非EV停车用户无法使用这些EV充电停车位。如果需要额外的专用EV充电停车位，那么增加更多容量既耗时又昂贵，而且由于现场电力不足，无法实现。许多现有建筑缺乏使EV充电成为可能的电力需求。最后，许多贫困社区在需要EV充电的地方没有必要的现场电源。随着越来越多的各类车辆从内燃机转向由电池供电的电力推进系统，包括汽车、卡车、摩托车、船只、飞机等的所有EV都需要充电。

越来越多的城市移动设备(诸如电动自行车和踏板车)需要充电。在城市和其他地区的现有基础设施上增加充电方法通常既昂贵又耗时。

此外，还需要为无数设备进行移动充电，包括用于电池到电网电源的移动电池解决方案，以及允许车辆到电网电源和电源管理的解决方案。

因此，提供一种有效解决一个或更多个前述问题的机器人充电技术将是有益的。

附图说明

在审查以下附图和具体实施方式后，其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是或将变得显而易见。所有此类附加系统、方法、特征和优点均应包含在本说明书中，并在所附权利要求的范围内，并受其保护。附图中显示的零部件不一定按比例缩放，能够进行放大，以更好地说明重要特征。在附图中，相似的附图标记在不同的视图中表示相似的部分。

图1示出了根据各种实施例的用于管理和部署移动充电的联网环境100。

图2-4示出了根据一些实施例的机器人充电系统。

图5示出了根据一些实施例的重型胎面。

图6示出了根据一些实施例的机械臂。

图7示出了根据一些实施例的家庭基站。

图8示出了根据一些实施例的车辆到电网机制。

图9示出了根据一些实施例的电池存储器。

图10示出了根据一些实施例的移动拾取器。

图11示出了根据一些实施例的菊花链能力。

图12示出了根据一些实施例的感应充电平台。

图13A示出了根据一些实施例的基于无人机的架构。

图13B示出了根据一些实施例的航海模型。

图14示出了根据一些实施例的通用顶部安装件。

图15示出了根据一些实施例的自适应广告面板和多充电能力。

图16示出了根据一些实施例的自弹出充电器。

图17是示出根据各种实施例的联网环境中的机器人充电系统的功能的示例的流程图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于以下描述中所述或以下附图中所示的部件的构造和布置的细节。本发明能够以其他实施例实施，并且能够以各种方式实践或实施。此外，应当理解，本文使用的措辞和术语仅用于描述，不应被视为限制。本文中“包含”、“包括”或“具有”及其变体的使用意指包括其后列出的项目及其等效物以及附加项目。除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变体广泛使用，包括直接和间接安装、连接、支撑和耦接。此外，“连接”和“耦接”不限于物理或机械连接或耦接。

以下讨论旨在使本领域技术人员能够制造和使用本发明的实施例。对所示实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且本文中的一般原理能够在不脱离本发明的实施例的情况下应用于其他实施例和应用。因此，本发明的实施例并不限于所示的实施例，而是被赋予与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。以下具体实施方式将参考附图来阅读，其中不同附图中的相似元件具有相似的附图标记。不必按比例缩放的附图描绘了所选的实施例，并且无意限制本发明实施例的范围。本领域技术人员将认识到，本文提供的示例具有许多有用的替代方案，并且属于本发明实施例的范围。

在一些实施例中，机器人充电系统和方法是一种具有多个灵活特征的机器人充电解决方案，使客户能够在其商业模式中实施充电即服务方法。在一些实施例中，充电连接机构中的柔性传感器套件和模块化能够使其能够配置为半自主或完全自主使用，这取决于客户的需要和正在充电的机器人充电系统。在一些实施例中，机器人充电系统的封装的灵活性能够使其能够在包括以下中的一个或更多个的各种环境中使用：停车场、车库、水体、空气输送等。

图1示出了根据各种实施例的联网环境100。联网环境100包括能够执行应用程序和存储各种数据的计算系统110。计算系统110能够实现为服务器装置或提供计算能力的任何其他系统。替代地，计算系统110能够采用多个计算设备，所述多个计算设备能够例如设置在一个或更多个服务器组或计算机组或其他装置中。这种计算设备能够位于单个装置中，或能够分布在许多不同的地理位置。例如，计算系统110能够包括多个计算设备，它们一起能够包括托管计算资源、网格计算资源和/或任何其他分布式计算装置。在一些实施例中，计算系统110能够对应于弹性计算资源，其中处理、网络、存储或其他计算相关资源的分配容量能够随时间变化。计算系统110能够实现一个或更多个虚拟机，所述一个或更多个虚拟机使用计算系统110的资源来执行服务器端应用。

计算系统110能够包括服务器端应用112和充电器管理应用114。服务器端应用112提供允许用户115与机器人充电系统118交互的后端服务。例如，服务器端应用112提供云解决方案，以允许用户调度、跟踪、监控和管理由机器人充电系统118提供的移动充电服务。服务器端应用112能够生成web文档(例如，超文本标记语言(HTML)文档、可扩展标记语言(XML))并将其发送到客户端设备，以在客户端设备处呈现和显示用户界面。

当移动充电服务不向用户115提供服务时，充电器管理应用程序114能够控制、跟踪、监控和管理移动充电服务。例如，充电器管理应用114能够生成指令以控制机器人充电系统118，并将其引导到家庭基站150。充电器管理应用114能够从各种机器人充电系统118获得电池电量，并在电池电量低时将其引导至电源。充电器管理应用程序114还能够获得机器人充电系统118的操作状态，以确定是否有任何机器人充电系统118损坏且需要维修。充电器管理应用114能够调度服务车辆以对任何机器人充电系统118进行拾取、收集、修理、再充电或服务。

计算系统110能够包括数据存储器120。数据存储器120能够存储数据、文件、可执行代码、库、应用程序编程接口(API)和其他数据/可执行文件，以允许计算系统110的应用程序执行。例如，计算系统110的应用程序能够从数据存储器读取数据、将数据写入数据存储器120、更新、删除或以其他方式操作数据存储器120中的数据。

数据存储器120能够存储用户帐户122。每个用户115能够具有由计算系统110管理的用户帐户122。用户帐户存储用户的登录凭据(例如，用户名、密码等)、用户偏好、用户联系信息、使用历史、账单信息，以及可能与用户及其使用充电服务有关的其他数据。例如，用户帐户122用于认证用户。

数据存储器还能够存储机器人充电系统(RCS)数据124。在一些实施例中，RCS数据124能够包括关于联网环境100内的每个机器人充电系统118的信息。例如，对于给定的机器人充电系统118，RCS数据124能够包括唯一的机器人充电系统标识符、机器人充电系统118的电池电量、机器人充电系统的运行状态(例如，在线、离线、损坏、运行、移动、充电等)、或者关于机器人充电系统118的其他信息。

在一些实施例中，计算系统110耦接到网络130。网络130能够包括诸如因特网、内部网、外部网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、有线网络、无线网络、或其他合适的网络等之类的网络、或者两个或更多个这样的网络的任意组合。计算系统110能够通过网络与多个机器人充电系统118通信。

在一些实施例中，机器人充电系统118能够是移动充电装置。一些实施例能够包括允许机器人充电系统118移动、导航、充电电动车辆并返回拾取位置或家庭基站的部件。机器人充电系统118将参照其余附图进行更详细的描述。

在一些实施例中，家庭基站150耦接到网络130。在一些实施例中，家庭基站能够包括用于存放机器人充电系统118的仓库，以便对其进行维修、保养和充电。家庭基站150能够包括用于每个机器人充电系统118的坞站。坞站能够向停靠的机器人充电系统118供电，以对机器人充电系统118的电池充电。在一些实施例中，家庭基站150能够包括报告每个坞站的状态的通信模块。该状态能够包括坞站是否被占用。

在一些实施例中，一个或更多个客户端设备160也耦接到网络130。客户端设备160能够是个人计算设备、笔记本电脑、移动设备、智能手机、平板电脑、台式机或其他客户端设备。客户端设备160能够包括诸如浏览器或专用移动应用之类的客户端应用164，以与计算系统110通信。计算系统110能够接收来自客户端设备160的请求，并使用诸如例如超文本传输协议(HTTP)之类的通信协议生成响应。在一些实施例中，客户端设备160由能够选择如何使用机器人充电系统118提供的服务的用户115操作。客户端能够将请求输入到客户端设备160中。客户端应用164能够在客户端-服务器装置中通过网络与服务器端应用112通信。

在一些实施例中，客户端应用164包括游戏并提供奖品。在一些实施例中，客户端应用164能够通过访问客户端设备160的相机或附接到机器人充电系统118的相机来识别用户115。例如，客户端应用164或服务器端应用112能够执行面部识别过程以识别用户115。

在一些实施例中，客户端应用164能够提供附近的商店。例如，服务器端应用112能够使用一个或更多个API来访问第三方数据，所述第三方数据包括供应商、商家、活动、促销、商业优惠的位置以及与他们的产品有关的信息。服务器端应用112能够基于用户的位置、用户简档或与用户115有关的其他信息将该数据传输到客户端应用164。

以下是对在根据一些实施例的联网环境100中处理的部件和数据的操作的描述。在一些实施例中，联网环境100提供了一种充电即服务方法，该充电即服务方法能够为希望为电动车辆充电的用户115、站点所有者、城市和世界各地的社区带来显著的益处。在一些实施例中，充电即服务方法能够易于安装、部署，并且能够是可扩展的。这可能涉及在各个地理位置建立家庭基站150，以容纳、存储、维修、服务和再充电机器人充电系统118。在一些实施例中，客户端-服务器装置允许用户115将客户端应用164(例如，移动应用程序)下载到其客户端设备160上，以获得充电即服务的访问权限。在一些实施例中，EV用户定价能够是按量付费、统一费率或站点所有者所希望的。在一些实施例中，定价能够由客户端应用164或其他应用程序或信息源预先提供。计费信息能够存储在用户115的用户帐户122中。用户能够使用客户端应用164提交为电动车辆充电的请求。请求能够包括指示电动车辆的位置的目标位置。作为响应，服务器端应用12能够接收请求并部署机器人充电系统118。在一些实施例中，机器人充电系统118能够自动导航到目标位置。然后，用户115能够使用插头将机器人充电系统118耦接到电动车辆。然后，机器人充电系统118能够开始为车辆充电。

在一些实施例中，从开始到结束的充电过程由用户115通过客户端应用164控制。例如，机器人充电系统118能够直接(例如，经由对等连接)或通过服务器端应用112(例如，在云配置中)将充电状态上传到客户端应用164。在一些实施例中，充电状态能够指示充电的估计完成时间、剩余完成时间量、目标充电水平、由机器人充电系统118提供给电动车辆的千瓦时(kWh)量、充电正在进行的指示、充电完成的指示、充电中断的指示等。在一些实施例中，用户能够经由客户端应用164通过发送控制指令来控制机器人充电系统118以执行一个或更多个命令。例如，客户端应用164能够传输停止充电的命令、开始充电的命令、暂停充电的命令等。

在一些实施例中，在按量付费的计费装置中，用户能够根据完成的计费服务自动计费。例如，服务器端应用112能够基于提供给电动车辆的电量生成账单。在一些实施例中，服务器端应用112能够使用API来使用存储在用户帐户中的计费信息来执行自动账单支付操作。在一些实施例中，一个低的每单位月度价格包括所有维护。

在一些实施例中，充电即服务方法的优点能够允许用户115进入停车场并利用任何停车位，而不管是否所有标记的(传统的)电动车辆充电停车位被占用。在一些实施例中，用户115将需要确保其充电端口位于停车位的可接近的一侧。在一些实施例中，机器人充电系统118能够直接导航到用户115或电动车辆。一些实施例包括完全自主地操作，或在操作员协助下通过远程控制进行控制，或两者的组合。

在一些实施例中，用户115能够使用客户端应用164将机器人充电站118呼叫到停车位。在一些实施例中，机器人充电站118能够停在用户的停车位后面。在一些实施例中，用户115能够将机器人充电站118插入他们的电动车辆。在一些实施例中，用户115能够在插入标准充电器后继续。在一些实施例中，用户115能够返回其电动车辆并拔下机器人充电站118。

在一些实施例中，机器人充电站118能够重新部署到另一辆电动车辆上。例如，机器人充电站118能够从一辆车导航到另一辆车，允许现在充电的车离开空间并开走。服务器端应用112能够选择特定的机器人充电站118以响应于对电动车辆充电的请求而部署。服务器端应用112能够基于一个或更多个输入来识别特定的机器人充电站118以响应请求而部署，该一个或更多个输入例如包括机器人充电站118与目标位置之间的接近度、机器人充电站118中的充电量、机器人充电站118的运行状态等。

在一些实施例中，广告商能够向客户端应用164提供广告内容。在一些实施例中，广告内容能够是动态的和可编程的，并且能够加载到一个或更多个机器人充电系统118中。在一些实施例中，广告收入能够抵消站点所有者的部分或全部系统成本。

在一些实施例中，能够添加附加特征，以不断提高充电能力、用户体验和系统能力。在一些实施例中，附加特征能够包括以下中的一个或更多个：完全自主运动控制和半自主或完全自主连接机构控制；户外装置的升级的外形尺寸和包装；菊花链能力；相机；用户115与机器人充电系统118之间的通信；机器人充电系统118与现场操作员或客户之间的通信；基于无人机的架构；太阳能充电；机械臂；需要自主移动充电解决方案的照明、拍摄等。

在一些实施例中，多功能机器人充电系统118能够配置为输送饮料、食物、输送包裹、邮件等。对该单元需求的示例能够包括：建造高档公寓，其中机器人充电系统的操作员正在安装多个充电器。如果难以添加额外的固定车辆充电站，则能够为建筑部署充电即服务，以为车辆充电提供额外的机会。在这方面，一组机器人充电系统118能够为预定义区域提供服务，使得建筑物不需要投资额外的固定充电站。

图2示出了根据一些实施例的机器人充电系统118及方法。在一些实施例中，机器人充电系统118能够是独立的、按需的、移动充电即解决方案单元。机器人充电系统118能够包括一个或更多个传感器203。传感器203能够是用于检测与附近物体的距离或接近度的接近传感器、红外传感器、无线电检测和测距(RADAR)系统、光检测和测距(LiDAR)系统、或其他传感器。传感器203能够是围绕机器人充电系统118的传感器阵列位置的一部分。传感器203能够生成指示附近物体的存在、距离或接近度的传感器数据。

在一些实施例中，机器人充电系统118还能够包括一组轮子206。轮子206能够是坚固耐用的轮子，用于在典型的停车场环境(例如，坡道、减速带等)中导航所有地形。在一些实施例中，该单元能够检测并避让其路径中的障碍物(即，行人、锥形交通路标、车辆等)。在一些实施例中，该单元能够在前往目标位置的途中绕过障碍物。

在一些实施例中，机器人充电系统118还能够包括一个或更多个相机209。相机209能够捕获机器人充电系统118周围的图像数据。图像数据能够与传感器数据结合使用，以允许机器人充电系统118导航。在一些实施例中，传感器数据和图像数据能够实时上传到计算系统110，以提供机器人充电系统118的快速响应、故障恢复和维护。传感器数据和图像数据能够记录在作为RCS数据124存储的历史中。

传感器203能够生成用于在障碍物周围导航的传感器数据。在一些实施例中，相机209能够具有远程控制功能。例如，建立视场的相机位置能够由计算系统110远程控制。在一些实施例中，使用客户端应用164的用户能够用于控制机器人充电系统118。例如，客户端应用164能够呈现用户界面来控制机器人充电系统118的部件。用户115能够经由服务器端应用112提供通过网络130通信至机器人充电系统118的命令。

在一些实施例中，机器人充电系统118还能够包括插头212。插头配置为耦接到电动车辆以对电动车辆充电。插头212能够包括适配器，用于与不同类型的电动车辆耦接。例如，各种电动车辆能够具有符合行业或专有标准的不同充电端口。适配器能够接合插头212，以允许插头与特定电动车辆耦接。插头212能够耦接到电缆215的一端。电缆能够包括相对较厚的屏蔽层，以保护电缆215内的导电材料。

在一些实施例中，机器人充电系统118还能够包括电缆盘218。电缆盘能够内置，以便于使用和手柄保护。在一些实施例中，电缆215能够在单元内部滚动，并从视野中消失。例如，电缆215能够弹回并存放在电缆盘218中。

一些实施例能够包括2级和/或直流(DC)快速充电功能。在一些实施例中，随着技术的进步，能够并入进一步的的水平。在一些实施例中，该单元是模块化单元。在一些实施例中，能够直观地将该单元设计成小型且光滑的移动平台。一些实施例能够包括坚固的构造。一些实施例包括快速部署并且能够具有成本效益。

图3是根据一些实施例的机器人充电系统118的功能框图，该机器人充电系统能够包括一个或更多个处理器310、通信模块312、相机314、计算机视觉模块316、电池318、充电器320、运动传感器322、光传感器324、音频CODEC(编码器-解码器)326，易失性存储器328、以及非易失性存储器330、显示控制器332、显示器334、运动控制器336、机器人部件338、用户界面340、一个或更多个I/O部分342、以及位置模块344。一个或更多个处理器310(或者在本文中被称为“CPU”、“控制器”、和/或“微控制器”)能够包括包含了处理器核心、存储器和可编程输入/输出外围设备的集成电路。一个或更多个处理器310能够从通信模块312、相机314、一个或更多个运动传感器322、光传感器324、一个或更多个麦克风346、一个或更多个扬声器348、易失性存储器328、非易失性存储器330、显示控制器332、运动控制器336、用户接口340和I/O端口342接收诸如数据信号或控制信号之类的输入信号，并且能够执行如本公开所述的各种功能。在各种实施例中，当一个或更多个处理器310由一个或更多个运动传感器322、相机314、一个或更多个麦克风346、扬声器348、通信模块312、定位模块344和/或另一部件触发时，一个或更多个处理器310执行一个或更多个处理和/或功能。例如，处理器能够从用户界面340或从通信模块312接收控制信号(例如，命令)。命令能够导航到目标位置。处理器310能够从相机314、计算机视觉模块316、运动传感器322、光传感器324、麦克风346、定位模块344接收数据信号，以生成用于导航机器人充电系统118的控制指令。这些控制指令能够传输至运动控制器336，以移动机器人充电系统118。

进一步参考图3，通信模块312能够包括包含了处理器核心、存储器和可编程输入/输出外围设备的集成电路。通信模块312能够可操作地连接到一个或更多个处理器310。在一些实施例中，通信模块312被配置为处理机器人充电站118与其他外部设备、外部接收器、外部发射器和/或外部收发器(包括客户端设备160、计算系统110、以及其他机器人充电系统118)之间的通信链路，并适当地路由传入/传出数据。例如，来自通信模块312的天线350的入站数据能够在被定向到处理器310之前通过通信模块312路由，来自一个或更多个处理器310的出站数据能够在被定向到通信模块312的天线350之前通过通信模块312路由。作为另一示例，通信模块312能够被配置为向远程网络设备(例如，计算系统110的一个或更多个部件)传输数据和/或从该远程网络设备接收数据。通信模块312能够包括无线适配器和有线适配器。例如，通信模块312能够包括被配置为能够跨一个或更多个无线网络(诸如不限于Wi-Fi、蜂窝、蓝牙、Z-Wave、Zigbee、一个或更多个LPWAN和/或卫星网络)进行通信的一个或更多个无线天线、无线电、接收器、发射器和/或收发器。通信模块312能够从图3所示的各种部件接收诸如数据或控制信号之类的输入。通信模块312还能够包括通过有线连接进行通信的能力。通信模块312还能够用作在各种部件与一个或更多个处理器310之间通信的数据和控制信号的导线管。

进一步参考图3，机器人充电站118能够包括易失性存储器328和非易失性存储器330。非易失性存储器330能够包括配置为存储和/或传输数据的闪存。例如，在某些实施例中，非易失性存储器330能够包括串行外围接口(SPI)闪存。在一些实施例中，非易失性存储器330能够包括例如NAND或NOR闪存。易失性存储器328能够包括例如DDR3 SDRAM(双数据速率型三同步动态随机存取存储器)。在图3所示的实施例中，易失性存储器328和非易失性存储器330被示为与一个或更多个处理器310分离。然而，图3的图示并不旨在限制，并且在一些实施例中，易失性存储器328和/或非易失性存储器330能够物理地并入到一个或更多个处理器310内，例如在同一芯片上。易失性存储器328和/或非易失性存储器330，无论其物理位置如何，都能够被机器人充电站118的一个或更多个其他部件(除一个或更多个处理器310外)共享。

进一步参考图3，机器人充电站118能够包括相机314。相机314能够包括图像传感器352。图像传感器352能够包括视频记录传感器和/或相机芯片。相机314还能够包括红外截止滤波器(IR cut filter)354，该红外截止滤波器能够包括当被触发时将图像传感器352配置为主要看到红外光而不是可见光的系统。例如，当光传感器324检测到低水平的环境光(其能够包括妨碍图像传感器352在可见光谱中的性能的水平)时，机器人充电站118的发光部件能够将红外光照射到环境中，并且红外截止滤波器354能够使图像传感器352在该红外光被视场内的物体反射或折射时看到该红外光。该过程能够为机器人充电站118提供“夜视”功能。

进一步参考图3，机器人充电站118的一些实施例能够包括光传感器324和诸如LED或红外光源之类的一个或更多个发光部件。光传感器324能够是一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器能够检测机器人充电站118能够位于其中的周围环境的环境光水平。发光部件能够是一个或更多个发光二极管，所述一个或更多个发光二极管在被供电时能够产生可见光(例如，实现夜视)。

在一些实施例中，机器人充电站118还能够包括一个或更多个扬声器348和/或一个或更多个麦克风346。这些部件能够允许用户通过发出提供给麦克风346的语音命令或通过接收扬声器348播放的命令选项来与机器人充电站118交互。此外，麦克风346能够生成环境噪声的音频数据，以允许机器人充电站118执行到目标位置的导航。

进一步参考图3，机器人充电站118的一些实施例包括电池318。电池能够是诸如例如锂离子电池之类的可充电电池。电池的容量能够储存几kWh的能量。电池318能够为包括图3所示的各种部件的机器人充电站118供电。电池318还能够用于在将插头212耦接到电动车辆时为电动车辆充电。在一些实施例中，机器人充电站118能够包括多个电池318。一个或更多个电池318能够向机器人充电站118的部件供电，而其他电池318能够用于为电动车辆充电。在一些实施例中，电池318易于拆卸和更换，以允许电池在机器人充电站118之外再充电。例如，机器人充电站118能够包括容纳电池318的外壳或槽。能够提供门，以允许便于拆卸电池118。卸下已放电的电池后，能够将新充电的电池插入到机器人充电站118中。

虽然图3示出了提供允许机器人充电站118控制其导航的数据的相机314、运动传感器322和光传感器324，但也能够包括其他传感器。其他传感器包括加速度计、气压计、湿度传感器和温度传感器。加速度计能够是能够感测运动和/或加速度的一个或更多个传感器。加速度计、气压计、湿度传感器和温度传感器中的一个或更多个能够位于机器人充电站118的外壳外部，以减少由机器人充电站118的内部部件生成的热、压力、湿度和/或其他刺激的干扰。

在一些实施例中，计算机视觉模块(CVM)316能够包括在机器人充电站118中。例如，CVM 316能够是能够向处理器310提供计算机视觉能力和功能的低功耗CVM。低功耗CVM能够包括透镜、CMOS图像传感器和能够在低功耗CVM本身内执行嵌入式处理的数字处理器，使得低功耗CVM能够(例如，经由串行外围总线接口(SPI))向一个或更多个处理器310输出经过后处理的计算机视觉元数据。因此，低功率CVM能够被认为是一个或更多个运动传感器322中的一个或更多个，并且在输出信号中输出的数据类型能够是经过后处理的计算机视觉元数据。元数据能够包括诸如特定类型实体(例如，人、车辆、物体等)的存在、实体的移动方向、实体与机器人充电站118的距离等之类的信息。在一些实施例中，一个或更多个运动传感器322包括能够检测运动的多个不同传感器类型，诸如PIR、AIR、低功率CVM和/或相机。

机器人充电站118还能够包括充电器320。充电器320包括将电池318的输出转换为提供给电动车辆的期望电压输出的电路。充电器320能够包括具有插头212的电缆215，该插头耦接到电动车辆，用于将电池的电源输送到电动车辆。

机器人充电站118的一些实施例还能够包括显示控制器332。显示控制器能够从处理器接收数据和控制信号，以在显示器334上显示图像(例如，静止图像或视频)。例如，图像数据能够存储在易失性存储器328或非易失性存储器330中。处理器310能够将其作为输入提供给显示控制器332。继而，显示控制器332将输入转换为要在显示器334上呈现的输出。

机器人充电站118还能够包括一个或更多个运动控制器336。运动控制器能够包括从处理器310接收命令并将命令转换为提供给机器人部件338的信号的电路。机器人部件338能够包括驱动轮子、制动器、操纵杆、齿轮、车轴和转向部件的电机。机器人部件338能够包括接收电信号并将该电信号转换为机械运动的机电部件。运动控制器还能够接收来自机器人部件338的反馈信号。

机器人充电站118的一些实施例还能够包括用户界面340。用户界面能够包括按钮面板、开关、触摸屏、控制杆或将用户输入转换为电子信号的其他部件。用户界面能够由请求充电服务的用户115使用，或由希望维修或以其他方式服务机器人充电站118的机械师使用。

在一些实施例中，机器人充电站118还能够包括一个或更多个I/O端口342。I/O端口能够提供对过程的直接访问以更新由机器人充电站118执行的固件或代码。I/O端口342能够用于运行和获得特定机器人充电站118的诊断。作为另一个示例，I/O端口还能够将第一机器人充电站118与第二机器人充电站118菊花链连接。菊花链机器人充电站118可以一起为电动车辆充电。菊花链机器人充电站118还能够允许第一机器人充电站118为第二机器人充电站118充电。在这方面，通过使用I/O端口342将不同的机器人充电站118耦接在一起，能够有效地组合多个机器人充电站118的电池。

在一些实施例中，机器人充电站118还能够包括位置模块344。例如，位置模块344能够是获得GPS坐标的全球定位卫星(GPS)模块。位置模块344能够接收机器人充电站118的即时位置。处理器310能够使用当前位置来导航或跟踪机器人充电站118的位置。当前位置能够经由通信模块312上传到计算系统110，以允许计算系统跟踪一组机器人充电站118。

图4示出了根据一些实施例的显示器。机器人充电系统118能够包括显示器409以显示图像数据。显示器409能够呈现广告内容。例如，广告内容能够格式化为视频或静止图像文件。广告内容能够通过网络被计算系统110接收。广告内容能够存储在包括在机器人充电系统118中的存储设备中。广告内容能够由机器人充电系统118流式传输或下载。

图5示出了根据一些实施例的重型胎面。例如，由重型胎面制成的连续履带504能够围绕定位轮子、滚轮或其他传统履带驱动元件定位。轮子能够由马达驱动。轮子使连续履带504转动，从而使机器人充电系统118在整个地形上移动。

图6示出了根据一些实施例的机械臂。一些实施例包括用于自主车辆充电的机械臂602。自主EV充电的复杂性之一能够是将其插入车辆的充电连接器。机械臂602能够耦接到插头212以允许插头自主移动。机械臂602是由能够从处理器310接收命令的运动控制器336控制的机械部件338的示例。机械臂602能够将插头212朝向电动车辆移动，以为电动车辆充电做好准备。在一些实施例中，机械臂能够包括一个或更多个杆件或其他部件，该一个或更多个杆件或其他部件能够三维移动，也能够使插头绕轴线转动。

在一些实施例中，机器人充电系统118能够从相机314获取图像数据，并使用CVM316执行图像识别。CVM 316能够识别车辆的具体位置。CVM 316还能够使用图像识别技术来识别电动车辆的充电端口的位置。基于该数据，处理器310能够控制机械臂602以将插头移动到靠近车辆图表端口的位置，以提高将插头212耦接到车辆充电端口的易用性。

在一些实施例中，用户115能够手动将机器人充电系统118插入到车辆的充电连接器中。在一些实施例中，手动将机器人充电系统118插入到充电连接器中能够降低复杂性和成本。在一些实施例中，以机器的方式拔去机器人充电系统118的插头能够变得不那么复杂且成本更低。

图7示出了根据一些实施例的家庭基站。一些实施例包括家庭基站150处的电池系统708。在一些实施例中，机器人充电系统118能够返回其家庭基站150进行充电或维修。在一些实施例中，电池系统708能够基于公用事业、太阳能、风能或任何其他电源的使用时间定价进行充电。在一些实施例中，电池系统708本身能够用于现场为机器人充电系统118充电。在一些实施例中，家庭基站150能够与充电器管理应用114通信，以允许联网环境100跟踪各种部署的机器人充电系统118。

一些实施例包括利用该单元进行EV充电的各种显著益处。一些实施例包括安装一个家用基站150充电位置。在一些实施例中，该位置能够靠近电气室。在一些实施例中，安装的优点能够包括以下中的一个或更多个：穿过地板和墙壁的导线管更少；对结构的影响最小；以及降低站点所有者的安装成本。在一些实施例中，能够使用可更换电池318。在一些实施例中，能够用充满电的电池318机械地更换已放电的电池318，从而允许在没有充电延迟的情况下快速重新部署。一些实施例包括内部电池组的太阳能充电。一些实施例包括风能和其他可再生能源。

在一些实施例中，机器人充电系统118能够配置为提供移动能量存储，包括在固定位置停留较长时间段。在一些实施例中，时间段能够是几年。在一些实施例中，机器人充电系统118能够放置在需要的任何位置。一些实施例能够包括以下中的一个或更多个：利用电网或诸如太阳能之类的可再生能源充电；当电网电价较低以及在白天放电时、以及当电价较高以及在太阳能不可用时在需要时放电时，在夜间进行充电，例如：在晚上或阴天充电。

图8示出了根据一些实施例的车辆到电网机制。在一些实施例中，机器人充电系统118能够被配置为用作设备到电网(D2G)和车辆到电网(V2G)机制。电网是指由公用事业供应商管理的电网，该电网为住宅、商业和工业用户供电。客户能够按消费支付电力公用事业服务费用。在D2G装置中，机器人充电系统118能够经由I/O端口耦接到电网，以将存储在电池318中的电荷提供给电网。在V2G装置中，机器人充电系统118经由插头212进一步耦接到电动车辆，以通过机器人充电系统118将存储在车辆中的电荷转移到电网。

图9示出了根据一些实施例的电池存储器。在一些实施例中，机器人充电系统118能够使用其车载电池318以为家庭或其他设备或位置供电，并且能够为机器人充电系统318自身供电。在一些实施例中，机器人充电系统118能够将能量送回到电网中，并能够用于电网服务，诸如基于来自电网的信息的需求响应、频率调节或节流充电。

图10示出了根据一些实施例的移动拾取器。一些实施例包括移动拾取器。在一些实施例中，能够根据需求增加或减少机器人充电系统118的数量。在一些实施例中，如果现场电源不满足车辆充电的要求，那么能够拾取机器人充电系统118并在场外充电。例如，充电器管理应用114能够跟踪每个机器人充电系统118的位置及其各自的电池电量。如果机器人充电系统118的电池电量低，那么充电器管理应用114能够向机器人充电系统118传输目标位置，以便对其进行再充电。如果家庭基站150太远，充电器管理应用114能够指示机器人充电系统118导航到作为拾取站点的目标位置。在一些实施例中，充电器管理114还能够与卡车司机通信以拾取机器人充电站118。例如，充电器管理应用114能够向卡车司机的客户端设备传输拾取位置，以及指示位于拾取站点的每个机器人充电系统118的标识符。卡车司机能够追踪自主导航到拾取站点的机器人充电系统118的身份和数量。卡车司机能够将收集到的机器人充电系统118运输到场外位置或家庭基站150以进行再充电或维修。

图11示出了根据一些实施例的菊花链能力。最终的机器人充电体验能够是完全自主的蜂巢思维系统。在一些实施例中，机器人充电系统118能够在必要时调用附加的菊花链机器人充电系统118。例如，第一机器人充电系统118能够向充电器管理应用114传输对菊花链的请求。充电器管理应用114能够基于第二机器人充电系统118的即时位置和/或电池电量来识别该第二机器人充电系统。充电器管理应用114能够指示第二机器人充电系统来导航目标位置，该目标位置是第一机器人充电系统118的位置。一些实施例要求日常操作的最少的操作员交互。一些实施例包括连续的长期充电。

图12示出了根据一些实施例的感应充电平台。一些实施例包括感应充电平台1201。在一些实施例中，感应充电平台能够用于具有无线充电能力的车辆。具体地说，图12示出了配置为感应地耦接到电动车辆的感应充电平台1201。车辆能够通过将感应部件定位在感应充电平台1201之上来感应地耦接到感应充电平台1201。这使得能够经由感应充电平台1201向电动车辆输送电荷。机器人充电系统118首先使用插头112耦接到感应充电平台1201。插头112能够配备适配器，以将插头连接至感应充电平台1201。机器人充电系统118能够携带各种适配器，以允许插头与不同端口(包括电动车辆的充电端口和感应充电平台1201上的端口)耦接。

图13A示出了根据一些实施例的基于无人机的架构。在一些实施例中，机器人充电系统118能够使用无人机进行运输。在一些实施例中，启用无人机的系统能够在困难位置向用户115充电。

图13B示出了根据一些实施例的航海模型。一些实施例包括航海模型。在一些实施例中，航海模型能够在航行中向水上车辆上的用户115充电。在一些实施例中，机器人充电系统118能够安装在自主或其他漂浮艇上，例如：小船。在一些实施例中，小船能够部署在海洋环境中，诸如码头、湖泊、河流或海洋/大海，以向电动船和船艇提供充电。在一些实施例中，用户115能够经由客户端应用164或操作员交互呼叫机器人充电系统118。在一些实施例中，操作员交互能够包括：现场操作员或经由电话、网站、文本、聊天等的操作员。在一些实施例中，机器人充电系统118能够导航到用户，以便用户能够给他们的船或其他水上飞行器充电。在一些实施例中，机器人充电系统118能够导航回到其家庭基站以用于再充电或拾取以进行场外充电。在一些实施例中，机器人充电系统118能够安装在更大的船上，以提供更长距离的充电。

图14示出了根据一些实施例的通用顶部安装件。一些实施例包括通用顶部安装件。在一些实施例中，通用顶部安装件能够用于安装灯、相机等。在一些实施例中，相机安装能够在远程位置提供安全拍摄。在一些实施例中，为了安全，能够安装灯。附接到顶部安装件的附件能够通过耦接到I/O端口342或通过与机器人充电系统118的通信模块312无线通信来建立与机器人充电系统118的通信。

图15示出了根据一些实施例的自适应广告面板和多充电能力。一些实施例包括多充电能力。在一些实施例中，多充电能力能够用于为各种电动车辆(例如，城市移动设备)充电。一些实施例包括自适应广告面板。在一些实施例中，自适应广告面板能够显示交互式地图和位置信息。自适应广告面板显示的内容能够从计算系统110接收。在一些实施例中，机器人充电系统118的一个版本能够是对城市移动的充电挑战的解决方案。

在一些实施例中，机器人充电系统118能够配置为部署在任何公共场所。在一些实施例中，电动车辆(诸如，例如，滑板车、电动自行车等)能够在城市环境中轻松地使用机器人充电系统118进行充电。在一些实施例中，能够结合多个电源端口和充电电缆以对各种小型车辆和手机充电。在一些实施例中，制造信息能够显示在广告面板上。一些实施例包括下一次拍摄设置、呼叫时间等。在一些实施例中，机器人充电系统118能够是通用的、快速且易于部署的充电解决方案。

图16示出了根据一些实施例的自弹出充电器。机器人充电系统118的一些实施例能够包括自弹出功能。在一些实施例中，自弹出功能能够是坚固的，并且能够设计、实施和制造为落地。在一些实施例中，自弹出功能能够具有灵活的形状因素和内置的外部轮或轴承。在一些实施例中，自弹出功能能够配置为具有用于2级和/或DC快速充电的通用充电端口兼容性。在一些实施例中，当充电完成时，机器人充电系统118将自动弹出，无需用户干预。例如，机器人充电系统118能够跟踪充电状态并确定充电何时完成。当检测到充电完成时，处理器310能够向运动控制器336生成控制信号，该运动控制器控制与插头212相关联的机器人部件。该机器人部件能够致动使插头与电动车辆的充电端口脱离耦接的机械部件。

在一些实施例中，机器人充电系统118的电缆215能够在从电动车辆中弹出后自行收回。在一些实施例中，机器人充电系统118随后能够供其他用户使用。在这方面，插头212被配置为响应于充电完成而自动与电动车辆脱离耦接，并且附接到插头212的电缆215被配置为在插头212与车辆的充电端口脱离耦接之后自动弹回。

在一些实施例中，插头212是自弹出式充电器连接器，其能够放置在充电电缆的端部。在本实施例中，能够由处理器310响应于充电完成状态来控制插头212。在一些实施例中，自弹出充电器连接器能够直接放置在车辆中。在一些实施例中，充电器连接器能够从车辆中弹出并落到地面上。在一些实施例中，充电器连接器能够放置在能够被下一个EV用户抓住的位置。

图17是示出根据各种实施例的联网环境中机器人充电系统的功能的示例的流程图。应当理解，图17的流程图提供了能够用于实现如本文所述的机器人充电系统的部分的操作的许多不同类型的功能性装置的说明性示例。图17的流程图还能够被视为描绘了根据一个或更多个实施例在图1的联网环境100中实现的方法1700的示例。流程图的部分还能够表示由处理器310提供的操作和功能。

在项目1710，机器人充电系统118接收目标位置。目标位置能够表示要充电的电动车辆的位置。目标位置能够由用户通过使用客户端应用164来指定。目标位置能够被服务器端应用112接收，然后被传输到机器人充电系统118。服务器端应用112能够选择机器人充电系统118作为指定的机器人充电系统118，以响应对电动车辆充电的用户请求。服务器端应用112能够基于机器人充电系统118的即时位置、机器人充电系统118的电池电量、和/或机器人充电系统118的工作状态(例如，在线、离线)来选择机器人充电系统118。

在其他实施例中，目标位置能够是拾取站点或家庭基站150。后端充电器管理应用114能够自动确定目标位置，以指示机器人充电系统118以导航到拾取地点或家庭基站150进行再充电或维修。

在项目1715，机器人充电系统118跟踪即时位置。例如，机器人充电系统118能够使用内置位置模块344接收位置坐标。即时位置是指机器人充电系统118相对于坐标系(例如，GPS坐标、经度/纬度等)的位置。即时位置能够由机器人充电系统118报告给计算系统110，使得计算系统110能够跟踪机器人充电系统118的位置。

在项目1720，机器人充电系统118生成传感器数据。例如，一个或更多个传感器能够生成指示物体相对于机器人充电系统118的距离或接近度的传感器数据。机器人充电系统118能够构建机器人充电系统118的周围环境的地图。这使得机器人充电系统118能够评估地形，并确定机器人充电系统118附近是否有墙壁或其他物体。这使得机器人充电系统118能够绘制通向目标位置的路线图。

在项目1725，机器人充电系统118朝向目标位置导航。机器人充电系统118能够基于传感器数据和即时位置生成控制信号并将该控制信号传输到马达，以将装置导航到目标位置。此外，相机能够提供图像数据，使用图像识别过程对该图像数据进行分析，以协助导航。例如，机器人充电系统118能够使用图像数据来确定是否靠近电动车辆或用户。机器人充电系统118能够使用图像识别来识别提交对电动车辆进行充电的请求的用户。

在项目1730，机器人充电系统118检查其是否已到达目标位置。如果没有，那么机器人充电系统118继续跟踪其即时位置、生成指示其附近环境的传感器数据，并生成控制信号以将机器人充电系统118导航至目标位置。

在到达目标位置后，机器人充电系统118能够向服务器端应用112传输通知。该通知能够指示机器人充电系统118已到达目标目的地。服务器端应用112能够向客户端应用164传输通知(例如，推送通知)，以提醒用户机器人充电系统118已经到达并响应了对电动车辆进行充电的请求。

机器人充电系统118能够等待，直到用户将插头212耦接到车辆充电端口。在其他实施例中，机器人充电系统118能够从相机获得图像数据，以定位车辆的充电端口，并激活机械臂602以将插头定位在车辆充电端口附近。

在项目1735，机器人充电系统118确定充电状态。充电状态能够是“准备充电”、“充电中”、“充电完成”、“充电错误”等。充电状态指示机器人充电系统118的充电器的状态。例如，如果机器人充电系统118已拔去插头但准备充电，那么机器人充电系统118能够指示“准备充电”状态。在将机器人充电系统118的插头212插入车辆充电端口后，充电状态能够为“充电进行中”。

在项目1740处，机器人充电系统118传输充电状态。例如，机器人充电系统118能够将充电状态传输到计算系统110和/或客户端应用164。能够响应于充电状态的变化来传输充电状态。

在项目1745，机器人充电系统118检查充电是否完成。如果没有，那么机器人充电系统118继续监控充电状态并将其报告给远程系统(例如，计算系统或客户端设备160)。

在项目1750，充电完成后，插头212能够自动断开，电缆215能够自动弹回。在这方面，机器人充电系统118响应于充电完成而自动与电动车辆脱离耦接，并且在插头脱离耦接后将耦接到插头的电缆自动弹回。

在完成车辆充电后，机器人充电系统118能够接收额外的目标位置，以继续为电动车辆提供服务，或者能够被引导到家庭基站或拾取侧，以用于为机器人充电系统118充电。

尽管本文描述的部件能够如上文所讨论的那样体现在软件或由硬件执行的代码中，但作为替代方案，也能够体现在专用硬件或软件/通用硬件与专用硬件的组合中。如果在专用硬件中体现，那么每种部件都能够实现为采用多种技术中的任何一种或组合的电路或状态机。这些技术能够包括但不限于具有用于在应用一个或更多个数据信号时实现各种逻辑功能的逻辑门的离散逻辑电路、具有适当逻辑门的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他部件等。

上面讨论的流程图示出了机器人充电系统118内的部件实现的功能和操作。如果体现在软件中，每个框能够表示一个模块、段或代码的一部分，该模块、段或代码的一部分包括用于实现指定逻辑功能的程序指令。程序指令能够以包括以编程语言编写的人类可读语句的源代码或以包括可由合适的执行系统(例如计算机系统或其他系统中的处理器310)识别的数字指令的机器代码的形式体现。机器代码能够从源代码等转换而来。如果体现在硬件中，每个块能够代表电路或多个互连的电路，以实现指定的逻辑功能。

尽管流程图示出了具体的执行顺序，但应当理解的是，执行顺序能够不同于所描述的顺序。例如，两个或更多个框的执行顺序能够相对于所示顺序进行置乱。此外，连续示出的两个或更多个框能够同时执行，也能够部分同时执行。此外，在一些实施例中，能够跳过或省略框中的一个或更多个。此外，出于增强实用性、记帐、性能测量或提供故障排除辅助等目的，可以将任意数量的计数器、状态变量、警告信号量或消息添加到本文描述的逻辑流中。可以理解，所有这些变化都在本公开的范围内。

执行流程图的操作的部件还能够包括软件或代码，所述软件或代码能够体现在任何非暂时性计算机可读介质中，以供指令执行系统使用或与指令执行系统(诸如，例如，机器人充电系统118中的处理器310)结合使用。在这个意义上，逻辑能够包括例如包含了指令和声明的语句，这些指令和声明能够从计算机可读介质中提取并由指令执行系统执行。在本公开的上下文中，“计算机可读介质”能够是能够包含、存储或维护本文所述的逻辑或应用以供指令执行系统使用或与指令执行系统结合使用的任何介质。

计算机可读介质能够包括诸如例如磁性、光学或半导体介质之类的许多物理介质中的任意一种。合适的计算机可读介质的更具体示例包括但不限于磁带、磁软盘、磁硬盘驱动器、存储卡、固态驱动器、USB闪存驱动器或光盘。此外，计算机可读介质能够是例如包括静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)，或磁性随机存取存储器(MRAM)的随机存取存储器(RAM)。此外，计算机可读介质能够是只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、或其他类型的存储器设备。

此外，本文所述的任何程序或应用都能够以多种方式实现和构造。例如，所描述的一个或更多个应用能够实现为单个应用的模块或部件。此外，本文描述的一个或更多个应用能够在共享或单独的计算设备或其组合中执行。此外，可以理解的是，诸如“应用”、“服务”、“系统”、“模块”等术语能够互换并且旨在进行限制。

除非另有特别说明，否则诸如短语“X、Y或Z中的至少一个”之类的析取语言应根据上下文理解为通常用于表示项目、术语等能够是X、Y或Z、或其任意组合(例如，X、Y和/或Z)。因此，这种析取语言通常不旨在也不应该暗示某些实施例要求X中的至少一个、Y中的至少一个或Z中的至少一个各自存在。

应当强调的是，本公开的上述实施例仅仅是为了清楚理解本发明的原理而阐述的实施方式的可能示例。在基本上不偏离本公开的精神和原理的情况下，能够对上述实施例进行许多变化和修改。所有此类修改和变化都将包含在本公开的范围内。