机器人系统及其使用方法

文档序号:4079121阅读:564来源:国知局
机器人系统及其使用方法
【专利摘要】说明一种可以具有主体和四个挡板的机器人系统。任何或全部挡板可以被旋转。挡板可以具有自清洁轨道。轨道可以被驱动或是被动。机器人系统可以通过远程操作者控制模块控制,将音频和/或视频发送到远程操作者控制模块和/或发送来自远程操作者控制模块的音频和/或视频。还说明了使用和制造机器人系统的方法。
【专利说明】机器人系统及其使用方法
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2012年1月13日提交的美国临时申请No. 61/586,238的优先权,其 全部内容通过引用而结合在本文中。

【技术领域】
[0003] 本发明主要涉及机器人领域,更具体地涉及机器人领域中的一种新型且实用的机 器人系统。

【背景技术】
[0004] 存在基于地面的远程控制的机器人系统用于多种用途。无人地面车辆(UGV),例如 士兵UGV (SUGV)是小型的,远程控制的机器人系统经常用于军事使用目的。UGV能够提供远 程监视图像和感应的信息。UGV在靠近控制下车士兵的区域是可以被遥控的,并且可以作为 装载物与下车士兵一起被运输到操作区域。UGV在农村和城市地形中操作,并且常常需要爬 楼梯,通过门道,在地下结构中操作,和穿过碎石或其它的障碍物。
[0005] 国内警察(包括特种武器与战术小组)使用UGV用于国内警务,其包括执行"硬性 清除"或当人们健康或生命可能处于危险时的其它高危行动。
[0006] 远程控制(RC)车辆还用于平民娱乐,例如远程控制业余爱好者车辆和坦克。这种 车辆对除竞赛或娱乐以外的目的而言常常是不够坚固的,并且很少具有完成除了移动以外 的任务的工具或有效负载。
[0007] 工业机器人被用于进入工业目的或科学研究的危险或狭窄区域。例如,远程控制 的工业机器人能够被用于进入具有极端压力、温度、放射性辐射、高电压、有毒气体或缺少 可吸入空气的区域中并且在此区域中工作。
[0008] 上述所有机器人系统都期望改善的性能特性,例如更稳定的移动、自清洁轨道 (track)、对地面增加的扭矩传递、可靠的控制和数据收集/传输以及用于运输的尺寸小的 包装,尽管机器人在活动期间所占据的潜在较大区域。


【发明内容】

[0009] 公开一种机器人系统和使用该机器人系统的方法。机器人系统可以具有被轨道传 动轮驱动的一个或多个轨道。轨道滑轮可以通过马达驱动。机器人系统可以具有轨道引导 件,轨道滑轮帽和挡板滑轮帽。机器人系统可以具有大于轨道内径的(即,可以进一步延伸 的)侧板和轨道上的内块(inner nub)。
[0010] 轨道可以在具有或没有加固电缆的情况下可以是柔性的。轨道可以被馈送给轨道 传动轮。当碎屑被引入到轨道和传动轮之间的空间时,轨道可以弹性扩张并且/或滑轮可 以弹性收缩。这样可以将较大的碎屑从轨道中挤出。较小的碎屑可以通过轨道被携带直 到碎屑到达传动轮的顶部(或底部,取决于滑轮的方向),从而使得碎屑从轨道和滑轮之间 的空间掉出并且返回到环境。在较大的碎屑不能从轨道和滑轮之间被挤出的情况下,柔性 滑轮可以形变并且使碎屑通过轨道和滑轮之间的空间,然后当碎屑到达滑轮的顶部(或底 部,取决于滑轮的方向)时,倾卸或释放碎屑。
[0011] 轨道和/或滑轮可以可替代的是辊或另外是辊。
[0012] 例如当捕获的碎屑使得轨道扩张到在转入(turn in)碎屑时轨道将脱离滑轮的程 度时,侧板和滑轮端帽可以横向地保持轨道。传动轮上的横向肋可以足够长以直接接合轨 道,或通过碎屑的层接合轨道。轨道不会从滑轮或辊移除,例如即使在脏的、充满碎屑的环 境中,在重负载的情况下执行零转弯半径转动时。可容许的轨道扩张的量(随着碎屑伸展) 可以与在轨道绕传动轮和辊旋转时端帽和侧板延伸超过轨道的内径的程度有关,并且与传 动轮肋相对于传动轮的外径的突出距离有关。
[0013] 公开一种可以具有自清洁轨道驱动系统的机器人系统。该系统可以具有主体,和 配置成移动该主体的轨道驱动系统。轨道驱动系统可以具有一个滑轮和轨道。滑轮可以被 配置成当异物被引入滑轮和轨道之间时在内部轨道表面和外部滑轮表面之间形成至少一 个凹坑(pocket),并且其中该异物具有大于大约0. 2cm的最大宽度。
[0014] 滑轮可以具有第一径向肋、第二径向肋和外壁。外壁的第一长度可以横跨在第一 径向肋和第二径向肋之间。外壁的第一长度可以被配置成当异物在第一长度和轨道之间时 形变。
[0015] 轨道的弹性模量从大约2, 400至大约5, 600。滑轮可以具有径向内部部分和径向 外部部分。径向外部部分可以被配置成当力被施加于滑轮的外侧径向表面时,以比径向内 部部分大的比率形变。
[0016] 滑轮可以具有一个、两个或更多个支撑结构。支撑结构可以具有包含两个角状壁 (angular wall)和两个径向壁的结构单元。滑轮可以具有旋转轴线和径向外部表面。支撑 结构可以在滑轮的旋转轴线和径向外部表面之间。支撑结构的至少一部分可以被配置成当 力被施加于滑轮的外侧时形变,例如在力所施加的滑轮的外侧上产生凹坑。支撑结构可以 具有第一外部角状壁、第二角状壁和第三内部角状壁。第二角状壁可以径向超过第三内部 角状壁。第二角状壁可以径向位于第一外部角状壁内。
[0017] 滑轮可以具有径向外壁(例如,绕旋转轴线形成360°旋转的"角状"壁)。径向 外壁的至少一部分可以被配置成当力被施加于滑轮的外侧时形变,例如在力所施加的滑轮 的外侧上形成凹坑。
[0018] 滑轮和轨道可以经配置使引入滑轮和轨道之间的异物通过由滑轮和轨道的弹性 产生的力被弹出。滑轮和轨道可以经配置使引入滑轮和轨道之间的异物能够绕圆周在滑轮 和轨道之间的凹坑内行进直到轨道和滑轮分开。
[0019] 公开一种使用机器人车辆系统的方法,该机器人车辆系统包含底盘和轨道驱动系 统,该轨道驱动系统包含滑轮和轨道。该方法可以包括利用滑轮驱动轨道。该方法可以包 括接收轨道和滑轮之间的一块材料。该块材料可以是碎屑的活块(loose piece),例如未附 接到轨道或滑轮。该块材料可以具有大于大约〇.2cm的最大宽度。该方法可以包括使该块 材料绕滑轮移动到轨道与滑轮分离的位置。该方法可以包括使该块材料从轨道和滑轮之间 释放。
[0020] 移动的方法可以包括将该块材料保持在轨道和滑轮之间。保持的方法可以包括使 轨道远离滑轮地弹性形变并且抵靠该块材料。接收的方法可以包括使滑轮弹性形变。滑轮 可以包括第一单元和与第一单元邻接的第二单元。第一单元可以远离轨道弹性形变并且抵 靠该块材料。第二单元可以是不形变的。
[0021] 公开一种可以具有主体和轨道驱动系统的机器人车辆系统。轨道驱动系统可以被 配置成移动该主体。轨道驱动系统可以具有滑轮、滑轮帽和轨道。滑轮帽可以被附接到背 对主体的滑轮的一侧。滑轮帽的直径可以等于或大于滑轮的直径。
[0022] 当轨道在滑轮上时,滑轮帽的直径可以小于轨道的外径。滑轮帽可以具有轨道接 口。轨道可以具有滑轮帽接口。轨道接口可以被配置成可释放地接合滑轮帽接口。滑轮帽 接口可以具有从轨道的内部延伸的块。轨道接口可以具有径向叶片。轨道可以具有在轨道 的第一横向侧上从轨道的内表面延伸的第一保持元件(例如,内侧块)。轨道可以具有在轨 道的第二横向侧上从轨道的内表面延伸的第二保持元件。
[0023] 公开一种可以具有主体和轨道驱动系统的机器人车辆系统,其中轨道驱动系统被 配置成移动该主体。轨道驱动系统可以具有至少一个滑轮、轨道和滑轮帽。轨道在至少一 个横向侧上可以具有第一内块。内块可以被配合到滑轮帽的内边缘。内块可以将轨道保持 在滑轮上。该主体可以将轨道的外侧边缘保持在滑轮上。轨道在第二横向侧上可以具有第 二内块。
[0024] 系统在该主体上可以具有轨道引导件或保持结构。轨道引导件结构可以被配合到 第二横向侧上的第二内块的外侧边缘。轨道引导件或保持结构可以包括滑轮的内侧上的叶 片。例如,第二轮帽可以在挡板或移动装置滑轮的底盘侧上,例如以帮助保持轨道被引导。
[0025] 轨道可以具有沿轨道内表面的凹坑。滑轮可以具有从滑轮径向向外延伸的一个或 多个凹槽、块或横向轨。滑轮的块或导轨可以与例如能够使滑轮驱动轨道的凹坑(例如,凹 陷)接合。
[0026] 公开一种机器人车辆系统,该机器人车辆系统具有一个或多个扭矩受限的安全联 接器以用于使移动辅助装置或挡板随着底盘解下和旋转。机器人车辆系统可以具有底盘、 配置成推进机器人车辆系统的移动辅助部件和释放联接器。释放联接器可以将底盘附接到 移动辅助部件。当释放联接器被启用时,移动辅助部件可以相对于底盘是可收缩的。
[0027] 释放联接器可以被配置成通过施加于移动辅助装置的至少大约30Nm扭矩或至少 大约IOONm扭矩被启用。当释放联接器被启用时,移动辅助部件可以相对于底盘是可旋转 收缩和可旋转扩张的。
[0028] 系统在移动辅助部件上可以具有马达和轨道。马达可以被配置成在移动辅助部件 周围驱动轨道。
[0029] 公开一种使用机器人车辆系统的方法,该机器人车辆系统包含底盘、移动辅助部 件和使底盘附接到移动辅助部件的释放联接器。该方法可以包括启用释放联接器,和在启 用释放联接器之后朝着底盘收缩移动辅助部件。启用释放联接器可以包括向移动辅助装置 施加至少大约30Nm扭矩或至少大约IOONm扭矩。
[0030] 移动辅助部件的收缩可以包括相对于底盘旋转移动辅助部件。该方法可以包括使 移动辅助部件远离底盘地扩张。移动辅助部件的扩张可以包括使移动辅助部件相对于底盘 旋转。该方法可以包括在移动辅助装置上驱动轨道。
[0031] 公开使用机器人车辆系统的另一种方法。该方法可以包括通过机器人车辆系统中 的机器人车辆系统传动系传递力。力的传递可以包括生成力,通过第一轴或第一轮轴将力 传递到第一接收器,并且将来自第一接收器的力传递到第二接收器。力可以利用机器人车 辆系统中的力生成部件(例如,马达,发动机)而生成。第一轴或第一轮轴可以与第一接收 器接合,诸如内轮毂。第一轴的弹性模量可以不大于第一接收器的弹性模量的大约1000% 且不小于第一接收器的弹性模量的大约90 %。第一接收器的弹性模量可以不大于第二接收 器的弹性模量的大约1000%且不小于第二接收器的弹性模量的大约90%。
[0032] 第一接收器可以具有滑轮的径向内毂。该方法可以包括利用滑轮驱动轨道。力生 成部件可以包括电动马达。
[0033] 该方法可以包括将来自第二接收器的力传递到第三接收器。第二接收器的弹性模 量为不大于第三接收器的弹性模量的大约1000%且不小于第三接收器的弹性模量的大约 90%。
[0034] 例如,第一接收器可以为滑轮的较硬(例如,相对于外轮和轨道)内轮。第二接收 器可以为滑轮的中间硬度(例如,相对于轮轴、内轮和轨道)外轮。第三接收器可以为较软 (例如,相对于轮和轮轴)轨道。
[0035] 第三接收器可以具有滑轮的径向外轮。方法可以包括进一步包含利用滑轮驱动轨 道。第三接收器在滑轮的径向外表面上可以具有轨道。
[0036] 第一接收器可以是与第一轴同心的。第二接收器可以是与第一接收器同心的。
[0037] 在第一接收器和第二接收器之间接触的表面区域可以大于轴和第一接收器之间 接触的表面区域。
[0038] 公开一种用于通过传动系传递力的系统。系统可以包括发电机(例如,马达,发动 机),配置成传递来自发电机的动力的轴,附接到轴的第一接收器,和附接到第一接收器的 第二接收器。轴的弹性模量可以大于第一接收器的弹性模量。第一接收器的弹性模量可以 大于第二接收器的弹性模量。
[0039] 系统可以具有附接到第二接收器的第三接收器。第二接收器的弹性模量可以大于 第三接收器的弹性模量。
[0040] 公开一种机器人系统,该机器人系统在移动期间可以在收缩构造中具有尺寸小的 基底面(footprint)(即,当从上方看时的区域)并且在扩张构造中具有尺寸较大的基底 面。系统可以被压缩或收缩以用于携带或存放,并且被扩张以用于机器人系统的自动移动。 机器人系统可以在自动移动期间接触和扩张。
[0041] 机器人车辆系统可以具有主体、附接到主体的第一移动辅助装置,和附接到主体 的第二移动辅助装置。第一移动辅助装置可以具有预备位置的第一构造(例如,远离主体 扩张或延伸),和存放位置的第二构造(例如,朝着主体收缩或缩短)。第二移动辅助装置 可以具有预备位置的第一构造(例如,远离主体扩张或延伸),和存放位置的第二构造(例 如,朝着主体收缩或缩短)。移动辅助装置可以是挡板、火箭或其它运动装置。移动辅助装 置可以被移动到用于运动的预备位置,并且当未在预备位置时可以被移动到存放位置。
[0042] 机器人车辆系统可以具有主体、附接到主体的第一移动辅助装置,和附接到主体 的第二移动辅助装置。第一移动辅助装置可以具有从主体延伸的第一构造和朝着主体收缩 的第二构造。第二移动辅助装置可以具有远离主体延伸的第一构造和朝着主体收缩的第二 构造。当第一和第二移动辅助装置为第一构造时,系统可以具有延伸长度。当第一和第二 移动辅助装置为第二构造时,系统可以具有收缩长度。
[0043] 机器人车辆系统可以具有附接到主体的第三移动辅助装置。第三移动辅助装置可 以具有从主体延伸的第一构造和朝着主体收缩的第二构造。机器人车辆系统可以具有附接 到主体的第四移动辅助装置。第四移动辅助装置可以具有从主体延伸的第一构造和朝着主 体收缩的第二构造。当第一、第二、第三和第四移动辅助装置为第一构造时,可以为延伸长 度。当第一、第二、第三和第四移动辅助装置为第二构造时,可以为收缩长度。
[0044] 延伸或扩张长度可以等于或大于收缩长度的大约50%,或等于或大于收缩长度的 大约60%。
[0045] 公开一种用于使用机器人车辆系统的方法,该机器人车辆系统具有主体,附接到 主体的第一移动辅助装置,和附接到主体的第二移动辅助装置。该方法可以包括在具有收 缩长度的收缩构造中配置机器人车辆系统。该方法可以包括使第一移动辅助装置从收缩构 造扩张到扩张构造。该方法可以包括使第二移动辅助装置从收缩构造扩张到扩张构造。机 器人车辆系统可以为在第一和第二移动辅助装置的扩张之后具有扩张长度的扩张配置,其 中扩张构造大于收缩长度的大约50%。
[0046] 机器人车辆系统可以具有附接到主体的第三移动辅助装置,和附接到主体的第四 移动辅助装置。该方法可以包括使第三移动辅助装置从收缩构造扩张到扩张构造。该方法 可以包括使第四移动辅助装置从收缩构造扩张到扩张构造。机器人车辆系统可以为在第 一、第二、第三和第四移动辅助装置的扩张之后具有扩张长度的扩张配置。
[0047] 公开一种具有主体和第一移动辅助装置的机器人车辆系统。主体可以具有主体纵 向轴。第一移动辅助装置可以具有第一移动辅助装置纵向轴。第一移动辅助装置纵向轴可 以与主体纵向轴相交。机器人车辆系统可以具有第二移动辅助装置,该第二移动辅助装置 具有第二移动辅助装置纵向轴。第二移动辅助装置纵向轴可以与主体纵向轴相交。
[0048] 公开一种具有主体和一对主轨道或移动装置的机器人车辆系统。主轨道可以相对 于彼此成一定角度(即非平行)。机器人车辆系统可以具有用于驱动一对主轨道的驱动系 统。主轨道可以相对于彼此为前束或负前束。前束或负前束角可以为从大于大约0度到大 约90度,例如为大约10度。机器人系统可以具有附接到主体的第一移动辅助装置,和附接 到主体的第二移动辅助装置。主轨道相对彼此的角度可以在使用期间被调整。轨道可以为 用于提高的直线稳定性的前束和/或用于提高的转弯灵敏度的负前束。
[0049] 公开一种机器人系统,该机器人系统可以具有主体、移动辅助装置、传动系和释放 机构,释放机构在移动辅助装置的组件和传动系内。移动辅助装置可以被连接到传动系。传 动系可以相对于主体致动移动辅助装置。释放机构可以被配置成允许移动移动辅助装置而 无需移动传动系的一个元件。传动系可以包括马达、轴和齿轮装置以传输来自马达的动力 从而驱动移动辅助装置上的轨道。释放机构可以具有安全释放联接器。释放机构可以允许 移动辅助装置相对于主体移动。释放机构可以将致动移动辅助装置从预备(例如,扩张) 位置驱动到到装载或存放(例如,收缩)位置而无需移动传动系的全部或一部分。
[0050] 公开一种用于使用具有底盘和传动系的机器人的方法。方法可以包括在连接到移 动辅助装置的传动系内启用释放。启用释放可以包括使移动辅助装置从相对于底盘的第一 位置移动到相对于底盘的第二位置。第一位置可以为预备位置,其中机器人可以在该预备 位置被操作。第二位置可以为装载位置,其中机器人可以在该装载位置比预备位置更容易 被存放和/或仍被操作。启用释放可以包括释放安全释放联接器或分离移动辅助装置和传 动系之间的离合器。
[0051] 释放安全释放联接器可以包括弹出联接器,例如通过将冲击或脉冲传递到联接 器(例如,通过放下或投掷机器人以通过移动辅助装置传递脉冲并传递至到安全释放联接 器)。释放安全释放联接器可以包括抬起以释放联接器,启用马达(例如,伺服马达)、螺线 管或其组合。安全释放联接器的释放可以通过控制器(诸如按钮、开关、切换器或其组合) 致动。
[0052] 该方法可以包括将移动辅助装置从第一位置移动到第三位置,从第二位置移动到 第三位置,或其组合。

【专利附图】

【附图说明】
[0053] 图Ia和Ib图示说明在延伸构造中具有挡板的机器人系统的变化。
[0054] 图2图示说明在缩回构造中具有挡板的图1的机器人系统。
[0055] 图3图示说明机器人系统的变化。
[0056] 图4a和图4b分别为在延伸构造中具有挡板的机器人系统的变化的左视图和右视 图。
[0057] 图5a和图5b分别为在延伸构造中具有挡板的机器人系统的变化的俯视图和仰视 图。
[0058] 图6a至图6h为分别在延伸和缩回构造中具有挡板的机器人系统的变化的俯视 图。
[0059] 图7a和图7b为分别在缩回和延伸构造中具有挡板的机器人系统的变化的侧视 图。
[0060] 图8是机器人系统的变化的正面透视图。
[0061] 图9a和图9b分别为机器人系统的变化的左视图和右视图。
[0062] 图IOa和图IOb分别为机器人系统的变化的俯视图和仰视图。
[0063] 图11是机器人系统的变化的示意图。
[0064] 图12a是具有露出的隔室的底盘的变化的侧视图。
[0065] 图12b和图13分别为部分装配的机器人系统的变化的后侧和前侧透视图。
[0066] 图14图示说明底盘框架的变化。
[0067] 图15至图20是机器人系统的部分装配的变化的分解图。
[0068] 图21至图30图示说明用于装配机器人系统的部分的方法的变化。
[0069] 图31是齿轮的变化的特写图。
[0070] 图32图示说明包括第一侧板的机器人系统的部分的变化。
[0071] 图33图示说明包括第二侧板的机器人系统的部分的变化。
[0072] 图34是电池组隔室的变化的特写图。
[0073] 图35a至图35c图示说明使用电池组隔室上的门的变化。
[0074] 图36是机器人系统的控制模块的变化的示意图。
[0075] 图37是机器人系统的电源模块的变化的示意图。
[0076] 图38是机器人系统的远程操作者控制模块的变化的正视图。
[0077] 图39和图42是分别在打开和闭合构造中具有后面板的机器人系统的远程操作者 控制模块的变化的背面透视图,图42还是其部分透视图。
[0078] 图40和图41分别为机器人系统的远程操作者控制模块的变化的正视图和正面透 视图。
[0079] 图43a和图43b分别为远程操作者控制模块的变化的顶部正面和底部背面的特写 图。
[0080] 图44图示说明用户控制模块的变化。
[0081] 图45是用于用户控制模块的软件堆栈结构的变化的示意图。
[0082] 图46和图47分别为有效负载控制模块的变化的俯视图和仰视图。
[0083] 图48图示说明用于将有效负载控制模块附接到机器人系统的剩余部的方法的变 化。
[0084] 图49至图51分别为集成音频与视频有效负载模块的正面透视图、背面透视图和 侧视图。
[0085] 图52a图示说明机器人系统的变化。
[0086] 图52b、52c和52d是图52a的部分的特写图。
[0087] 图53是部分装配的机器人系统的变化的特写正面透视图。
[0088] 图54a是滑轮端帽的变化的剖视图。
[0089] 图54b是挡板的变化的部分分解图。
[0090] 图55图示说明照相机有效负载的变化。
[0091] 图56是机器人系统的驱动模块的变化的示意图。
[0092] 图57是机器人系统的移动辅助模块的变化的示意图。
[0093] 图58是机器人系统的音频有效负载模块的变化的示意图。
[0094] 图59是机器人系统的视频有效负载|旲块的变化的不意图。
[0095] 图60至图65图示说明机器人系统10可以具有一个或多个冷却装置。冷却装置 可以热调节机器人系统10。
[0096] 图66是机器人系统的变化的顶部透视图。
[0097] 图67是用于说明性目的的不显示挡板组件的机器人系统的变化的侧视图。
[0098] 图68至图70是挡板组件的变化的分解图。
[0099] 图71至图74是机器人系统的变化的移动辅助装置的进一步布置的透视图。

【具体实施方式】
[0100] 图Ia和图Ib图示说明能够用于远程运输有效负载的移动机器人系统10。机器人 系统10可以被配置成穿过包括平地、楼梯、碎石、防水层的地面类型,并且推开并通过门。 机器人系统可以为扩张构造以延伸轴距(wheelbase)和/或轨道基底(即,从系统的第一 纵向端上的纵向最外侧的轮或轨道的远侧终端到系统的第二纵向端的纵向最外侧相对的 轮或轨道的远侧终端的长度)。
[0101] 机器人系统10可以具有底盘框架101。底盘框架101可以具有安装到底盘框架 101的板。底盘框架101和板可以形成防尘、和/或防水主体20或底盘100。例如,板可以 形成用垫圈和/或堵缝和/或密封剂密封的整个外表面,并且没有端口或孔,或具有通过防 尘和/或防水过滤器覆盖的孔或端口。底盘100或主体20和底盘框架101可以是相同的, 例如如果系统10在底盘框架101上没有侧板或其它的辅助主体或底盘部件。
[0102] 主体20可以是透水和/或透尘的。主体20可以具有通风孔或孔,例如用于冷却、 采样环境(例如,视频、音频、化学传感器和/或采样器),工具进入,或其组合。
[0103] 主体20可以包含一个或多个可移除或永久固定的有效负载,例如照相机、视频显 示器、麦克风、扬声器、无线收发器(包括接收器和/或发射器)、化学传感器和采样器、武器 或其组合。
[0104] 主体20可以被附接到一个或多个移动装置200。移动装置200可以为轨道系统, 和/或为一组一个或多个轮、滑板、滑座、推进器、翼、帆、轮叶、气球、浮体、桨叶、桨、挡板、 涡轮、叶轮、推进器、开塞钻、绞盘、压力槽、火箭、盘旋系统或其组合。图Ia图示说明主体可 以具有位于主体20的每个横向侧上的一个、两个或多个移动装置200。图Ib图示说明主体 20可以具有横向位于主体内的一个或多个移动装置200。移动装置200可以位于主体20 的横向中心。
[0105] 轨道系统可以具有移动装置轨道210,移动装置轨道210被安装到移动装置轨道 传动轮和移动装置轨道引导件上。移动装置轨道可以通过移动装置轨道传动轮沿着移动装 置轨道引导件被驱动,如箭头30所示。移动装置轨道装置滑轮可以通过一个或多个马达被 主动提供动力,并且在一个方向或可控制的可逆方向上任意传输,和/或被动自由旋转,和 /或被附接到全时接合或可接合和可释放的离合器以防止在第一方向上旋转同时允许在第 二方向上旋转(例如,以例如当承载有效负载或牵引负载时,防止回投或向下滑动)。移动 装置轨道210可以与地表面接合并且推进系统10。
[0106] 一个或两个移动装置200可以具有移动装置虚设轨道。例如,移动装置虚设轨道 可以位于一些或所有移动装置轨道210所在的位置。移动装置虚设轨道可以是单个塑料模 具,其具有类似于移动装置轨道210,或不被驱动的移动装置轨道210的一部分的外观。移 动装置虚设轨道可以不与地表面接触。例如,移动装置虚设轨道不延伸到移动装置200的 底部。在移动系统10时,移动装置虚设轨道可以沿着地表面拖动或滑动。移动装置虚设轨 道可以为覆盖用于驱动一个或两个挡板的传动链的链盖。
[0107] 主体20可以被附接到一个、两个、三个、四个或多个移动辅助装置300,例如挡板 301、轮、滑板、滑座、推进器、翼、帆、轮叶、气球、浮体、桨叶、桨、挡板、润轮、推进器、开塞钻、 绞盘、压力槽、火箭、盘旋系统、诸如泡沫或充气(例如,空气或二氧化碳)气囊的漂浮装置 或其组合。如图40所示,移动辅助装置300可以具有能够被驱动的移动辅助装置轨道,并且 其通过一个或多个移动辅助装置滑轮被引导,并且通过移动辅助装置轨道引导件被引导。
[0108] 挡板轨道能够全部在相同的方向上被驱动。任何一个、两个、三个或四个挡板轨 道可以在第一方向上被驱动,同时其余挡板轨道可以在与第一方向相反的第二方向上被驱 动,被封锁在原地(例如,经由离合器或制动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助 轨道引导件自由滑动,或其组合。
[0109] 例如,主体20的第一横向侧上的挡板轨道能够在第一方向上被驱动,同时主体20 的横向相对侧上的挡板轨道能够在与第一方向相反的第二方向上被驱动,被封锁在原地 (例如,经由离合器或制动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助轨道引导件自由滑 动,或其组合(例如,以转动主体)。主体20的第一横向侧上的挡板轨道能够在彼此相反的 方向上被驱动,同时主体20的横向相对侧上的挡板轨道能够在类似于通过主体20的第一 横向侧上的任何一个轨道被驱动的方向上或与其相反的方向上被驱动,被封锁在原地(例 如,经由离合器或制动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助轨道引导件自由滑动, 或其组合(例如,以转动主体)。
[0110] 主体20的第一纵向侧上(例如,正面或背面)的挡板轨道能够在第一方向上被驱 动,同时主体20的纵向相对侧上的挡板轨道能够在与第一方向相反的第二方向上被驱动, 被封锁在原地(例如,经由离合器或制动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助轨道 引导件自由滑动,或其组合(例如,利用轨道搅动或摩擦地表面)。主体20的第一纵向侧上 的挡板轨道能够在彼此相反的方向上被驱动(例如,以利用轨道搅动或摩擦地表面),同时 主体20的第二、纵向相对侧上的挡板轨道能够在类似于通过主体20的第一纵向侧上的任 何一个轨道被驱动的方向或与其相反的方向上被驱动,被封锁在原地(例如,经由离合器 或制动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助轨道引导件自由滑动,或其组合。
[0111] 主体20的径向相对侧上的挡板轨道能够在第一方向上被驱动,同时主体20的径 向相对侧上的挡板轨道能够在与第一方向相反的第二方向上被驱动,被封锁在原地(例 如,经由离合器或制动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助轨道引导件自由滑动, 或其组合(例如,以利用轨道故意搅动或摩擦地表面)。主体20的径向相对侧上的挡板轨 道能够在彼此相反的方向上被驱动(例如,以旋转主体20),同时剩余挡板轨道(例如,主体 20的另一径向相对角上的挡板轨道)能够在类似于通过主体20的第一纵向侧上的任何一 个轨道被驱动的方向或与其相反的方向上被驱动,被封锁在原地(例如,经由离合器或制 动器),允许沿着移动辅助装置滑轮和移动辅助轨道引导件自由滑动,或其组合。
[0112] 如图所示,四个挡板301可以位于主体或主轨道的横向和纵向相对的角处。两个 挡板301可以在主体200的单个纵向端(例如,正面或背面),而没有挡板在相对的纵向端。 两个挡板301可以在主体20的单个横向侧上,而没有挡板301在相对的横向侧上。两个挡 板301可以被放置在主体20的径向相对角处,其余的角没有挡板301。
[0113] 被驱动的移动辅助装置轨道可以在与被驱动的移动装置轨道相同和/或相反的 方向上被驱动。例如,全部都在与被驱动的移动装置轨道的相同方向上被驱动。当在第二、 相对横向侧上的移动装置轨道和移动辅助装置轨道在与第一方向相反的第二方向上被驱 动时,第一横向侧上的移动辅助装置轨道能够在与第一横向侧上的被驱动的移动装置轨道 相同的第一方向上被驱动,例如以旋转系统1〇(例如,无需平移系统来远离系统10的当前 位置)。
[0114] 如图Ia和图Ib所示,当挡板301为延伸构造时,挡板301的纵向远端可以延伸经 过底盘的纵向远端、主体20和/或移动装置200。
[0115] 图2图示说明移动辅助装置可以朝着主体20的纵向中心被纵向收缩或缩回。例 如,如箭头50所示,挡板301可以单独或同时在横向、纵向或径向相对成对地朝着主体20 的纵向中心旋转。挡板301可以被定位成不超过主体20的顶部或底部高度。例如,挡板 301可以在主体20的侧视图的基底面内。
[0116] 机器人系统可以为缩回或收缩构造以使有效轴距和/或轨道基底最小化,例如用 于存放、携带、操纵较小的间隙,同时驱动系统10、投掷机器人系统1〇(例如,通过窗口到不 安全的建筑物或房间中),或其组合。
[0117] 图3图示说明移动装置可以为滑动装置或滑板202。滑板202可以是低摩擦、平 滑的面板。滑板202可以限定雪上飞机。滑板202可以被涂敷低摩擦材料,例如蜡,聚合物 (例如,PTFE,例如来自 EI DuPont de Nemours&Co.,Wilmington,DE 的特氟论⑧),油,其 他润滑剂,或其组合。滑板可以为高摩擦、粗糙的面板。可以使滑板202具有纹理,具有从 滑板202的平面向外延伸的隆起、销钉、曲头钉、叶片、翼片或其组合。
[0118] 滑板202可以具有滑板尖端204,该滑板尖端204可以从每个滑板202的纵向端 中的一端或两端延伸出。滑板尖端204可以纵向延伸经过主体20的纵向末端。滑板尖端 204可以与滑板202成一平面或成曲面、弯曲,或在平面外与滑板202成一角度。如图3所 示,例如,滑板尖端204可以朝着主体20的中心弯曲。滑板尖端204可以远离主体20的中 心弯曲。
[0119] 图4a和图4b图示说明机器人系统可以具有第一、第二和第三机器人系统天线 60a、60b和60c。天线60a、60b和60c可以被固定到主体20的顶面上的插头或从该插头移 除。天线可以被附接到主体20内的电子硬件,但是穿过主体20的顶部上的面板通过端口 从主体20出来。如图所示,天线可以是直的、弯曲的、三角形的、智能天线阵列、弹簧、或其 组合。天线60a、60b和60c可以延伸出从大约0cm(0in.)到大约lm(3ft.),更窄地从大约 2cm(0. 8in.)到大约60cm(20in.),例如从主体20向上延伸出大约20cm(8in.)。天线60a、 60b和60c可以是硬的,柔性的,或其组合。
[0120] 天线60a、60b和60c可以从远程操作者控制模块、中央操作命令、第二机器人系统 或其组合接收用于数据和/或动力的信号并且将该信号发送到远程操作者控制模块、中央 操作命令、第二机器人系统或其组合。天线60a、60b和60c中的一个或多个可以可选择性 地或另外地为延伸到信号和/或动力的目的地和/或源的缆线。
[0121] 天线60可以具有可移除的接口(例如,BNC、TNC、SM),例如,用于快速装配到主 体20和从主体20拆卸。天线60可以位于主体20内。例如,主体20和/或侧板可以由不 使内部天线60屏蔽进入RF信号和阻碍输出信号的材料制成(例如,塑料)。天线60可以 被安装在柔性基座(flexible mount)上。天线60可以通过或可有节的或可折叠的基座被 附接到主体20。挡板301可以从主体20的正面和后面延伸出。挡板301的底部可以基本 上与另一个挡板301和/或主体20的底面是共面的。
[0122] 主体20可以具有一个、两个或多个移动装置轨道210。移动装置轨道210可以被 提供动力或被驱动以对着与移动装置轨道210的底部或顶部接触的地表面传递力。
[0123] 图5a和图IOb图示说明移动装置轨道210可以具有移动装置轨道轴线209。轨道 轴线209可以彼此平行,或相对于彼此成正的或负的移动轨道角208。例如,移动装置轨道 210可以具有可调节的前束(即,正的移动轨道角208)或负前束(即,负的移动轨道角)。 前束可以低速和高速将稳定性添加到操纵和直线稳定性。移动轨道角可以从大约-10° 到大约+10°,例如为大约0°。对于前束构造,移动轨道角208可以从大约0.5°到大约 10°,更窄地从大约Γ到大约5°,例如为大约3°。移动轨道角208可以被调整,例如通 过调整一个或两个移动装置200上的对准螺栓和/或通过控制附接到一个或两个移动装置 200的伺服马达或螺线管。
[0124] 移动装置轨道210可以具有移动装置轨道外侧块211 (和212,下文所示)和/或 移动装置轨道内侧块216(217和218)。外侧块211可以在装置轨道210的外表面上。内 侧块216可以在移动装置轨道210的内表面上。内侧块216(217和218)例如可以将轨道 210保持在滑轮220、轨道引导件和辊上。外侧块211(和212)例如可以增加轨道210和地 表面之间的牵引力。移动装置内侧块216和/或移动装置外侧块211可以为大头钉、销钉、 曲头钉、夹板(cleat)、锚、导轨或其组合。内侧块216和/或外侧块211可以与移动装置轨 道210集成在一起和/或可移除地附接到移动装置轨道210。
[0125] 如图所示,内侧块216和/或外侧块211可以是分开的单独块和/或为沿着轨道的 长度的部分或全部延伸的一个或多个导轨。例如,导轨可以具有朝着(例如,中间地)或远 离(例如,横向地)轨道的宽度的中心延伸的小块(nublet)。内侧块216(或316)或小块 可以将轨道210 (或310)保持在滑轮220 (或320)和/或轨道引导件和/或辊上,和/或延 伸到滑轮帽240和340的轨道接口并与该轨道接口接合,例如径向延伸的叶片345。在滑轮 帽240和340旋转附接到滑轮220 (或320)并与滑轮220 (或320)同步,并且轨道210 (或 310)沿着滑轮220 (或320)移动时,内侧块216 (或316)或小块可以配合、接合和分离径向 延伸的叶片345。径向延伸的叶片可以在滑轮220 (或320)上以接合内侧块216 (或316)。
[0126] 内侧块216和/或外侧块211可以与相邻的各个块216和/或211分离大约 lcm(0. 4in.)到大约5cm(2in.)。例如,外侧块211可以被分离大约42mm(1.6in.)。还例 如,内侧快216可以被分离大约14mm(0. 55in.)。内侧块216和/或外侧块211可以横向延 伸穿过移动装置轨道210的宽度的部分或全部。例如,外侧块211可以在纵向上等间隔成 对地被定位,并且每对的一个块位于移动装置轨道的横向内侧,该对的另一块位于移动装 置轨道210的横向外侧上。外侧块211可以增加轨道210和与轨道210相邻接的地表面之 间的牵引力或摩擦力。
[0127] 挡板310的一个、两个、三个、四个或多个可以具有移动辅助装置轨道310。移动装 置轨道310可以沿着与挡板301的平面平行的垂直面包围挡板的外部周围。挡板310(例 如,非轨道挡板)可以没有轨道、滑动装置、滑板、轮胎或其组合。
[0128] 移动辅助装置300可以具有移动辅助装置滑轮或挡板滑轮320。挡板滑轮320可 以从诸如马达的动力源接收动力,并且将其传递到移动辅助装置轨道310。挡板滑轮320 的外部横向侧可以被附接到移动辅助装置滑轮帽340并且被其覆盖。移动辅助装置滑轮帽 340可以具有一个、两个或多个角状(例如,大约360° )叶片和/或一个或多个(例如,从 大约3个到大约30个,例如大约12个)径向移动辅助装置叶片342b和凹部。
[0129] 挡板301可以具有移动辅助轨道引导件330。挡板301可以具有移动辅助轨道引 导臂331。移动辅助轨道引导臂331可以垂直地位于移动辅助轨道引导件330内部或被移 动辅助轨道引导件330包含。移动辅助轨道引导臂331可以被附接到移动辅助轨道引导件 330,和/或与移动辅助轨道引导件330集成,和/或在移动辅助轨道引导件330内过盈配 合(interference fit) 〇
[0130] 移动辅助轨道引导件330和移动辅助轨道引导臂331可以分别具有角状和径向移 动辅助轨道引导叶片350a和350b以及凹部。角状移动辅助轨道引导叶片350a可以从移 动辅助轨道引导件330或移动辅助轨道引导臂331的第一终端侧延伸到移动辅助轨道引导 件330或移动辅助轨道引导臂331的第二终端侧。
[0131] 挡板301可以具有例如附接到辊轮(下文所示)的横向内部和外部的辊轮帽 336 (和337)。辊轮帽337的直径大于辊轮,例如抵靠挡板310上的移动辅助装置轨道310 过盈配合,保持并引导挡板310上的移动辅助装置轨道310。
[0132] 图17图示说明轨道210和310可以具有例如沿着滑轮220和320的轨道大外径 402a和轨道大内径402b。轨道大外径402a可以为从大约5cm到35cm,例如为大约15cm。
[0133] 轨道大内径402b可以为从大约4cm到大约34cm,例如为大约14cm。
[0134] 移动辅助装置轨道310可以具有例如沿着辊轮335的轨道小外径404a和轨道小 内径404b。轨道小外径404a可以为从大约2cm到大约20cm,例如为大约4cm。
[0135] 轨道小内径404b可以为从大约2cm到大约19cm,例如为大约3cm。
[0136] 轨道引导帽337和336可以分别具有内轨道引导帽直径406a和外轨道引导帽直 径406b。轨道引导帽直径406a和406b可以为从大约2. Icm到大约19. lcm,例如为大约 3. 5cm〇
[0137] 图18图示说明滑轮220和320可以具有滑轮直径410。滑轮直径410可以为从大 约4cm到大约34cm,例如为大约14cm。
[0138] 滑轮端帽、移动装置滑轮帽240或移动辅助装置滑轮帽340可以具有滑轮帽直径 412。滑轮帽直径412可以为从大约4. Icm到大约34. lcm,例如为大约14. lcm。
[0139] 图14图示说明侧板150可以具有侧板高度414。侧板高度414可以为从大约4. Icm 到大约34. Icm,例如大约为14. lcm。
[0140] 当轨道210和/或310处于冷的或未膨胀的状态时,轨道大外径402a可以大于滑 轮帽直径412和侧板高度414,例如以维持轨道210和/或310与地表面之间的接触。当轨 道210和/或310处于温热或膨胀状态时,轨道大内径402b可以小于滑轮帽直径412和侧 板高度414,例如以将轨道210和/或310横向抑制在各个轨道引导件和滑轮上(例如,通 过过盈配合)。
[0141] 当移动辅助装置轨道310处于冷的或未热膨胀的状态时,轨道小外径404a可以大 于内轨道引导帽直径406a和外轨道引导帽直径406b,例如以维持移动辅助装置轨道310与 地表面之间的接触。当移动辅助装置轨道310处于温热或热膨胀状态时,轨道小内径404b 可以小于内轨道引导帽直径406a和外轨道引导帽直径406b,例如以将移动辅助装置轨道 310抑制在各个轨道引导件和滑轮上(例如,通过过盈配合)。
[0142] 挡板301可以具有在73° F下从大约280, 000到大约420, 000的弹性模量。挡板 301可以是足够硬从而为移动辅助轨道310在辊轮和滑轮的轴线之间提供支撑。挡板301 可以传输扭矩以有效旋转移动辅助装置。挡板301可以在冲击下折曲,或同时以除了绕着 装置的旋转轴线以外的方式被扭曲/扭转。
[0143] 滑轮220、221和320可以具有在73。F下从大约8, 000到大约12, 000的弹性模 量。轨道210和310可以具有在73° F下从大约2, 400到大约5, 600的弹性模量。天线可 以具有在73° F下从大约16, 000到大约24, 000的弹性模量。
[0144] 主体20在一侧或双侧上和/或正面和/或后面和/或顶部和/或底部可以具有 一个或多个侧门70。例如,侧门70可以在移动装置轨道210的顶部和移动装置轨道210的 底部之间。侧门70可以进入第一、第二、第三或其它的隔室。每个侧门70可以进入单个隔 室或单个侧门可以进入两个、三个或多个隔室。
[0145] 主体20可以具有侧门门闩72。侧门门闩72的第一部分可以被固定到与侧门70 和与侧门72邻接的侧板之间的接缝相邻接的一侧。侧门门闩72的第二部分可以被固定到 侧门70。侧门门闩72可以是未锁紧打开的或锁紧关闭以使门固定关闭。侧门72可以是被 锁上和未锁上。例如,侧门72可以在系统10的操作期间被锁上并且解锁以用于清洁、替换 有效负载、维护或其组合。
[0146] 横向侧的一侧(如图所示)或两侧和/或一个或两个纵向端和/或顶部和/或底 部可以具有类似于有门闩或没有门闩的侧门70的门。
[0147] 移动辅助装置轨道310可以具有移动辅助装置轨道外侧块311和/或移动辅助装 置轨道内侧块316。外侧块311可以在移动辅助装置轨道310的外表面上。内侧块316可 以在移动辅助装置轨道310的内表面上。内侧块316和/或外侧块311可以是大头钉、销 钉、曲头钉、夹板、锚、导轨或其组合。内侧块316和/或外侧块311可以与移动辅助装置轨 道310集成和/或可移除地附接到移动辅助装置轨道310。
[0148] 内侧块316和/或外侧块311可以与相邻的各个块316和/或311分离从大约 lcm(0. 4in.)到大约5cm(2in.)。例如,内侧块316可以分开大约14mm(0. 55in.),并且外侧 块311可以分开大约42mm(I. 7in.)。内侧块316和/或外侧块311可以横向延伸穿过移动 辅助装置轨道310的宽度的部分或全部。例如,外侧块可以在纵向上等间隔成对地被定位, 并且每对的一个块位于移动辅助装置轨道310的横向内侧,该对的另一块位于移动辅助装 置轨道310的横向外侧上。外侧块316可以增加移动辅助装置轨道310和与轨道310邻接 的地表面之间的牵引力或摩擦力。
[0149] 图5a和图5b图示说明主体20可以具有第一、第二和第三隔室,其用于保持可移 除的有效负载。第一、第二和第三隔室可以分别通过第一、第二和第三接口进入。第一、第 二和第三接口可以分别采用第一、第二和第三接口盖74、76和176覆盖。接口盖74、76和 176利用盖附接装置80(诸如螺钉、螺栓、快速释放(例如,栓)销、锁扣、门H或其组合)附 接到主体20。
[0150] 接口盖74、76和176的一个、两个或三个可以具有通风和/或声音开口 78,诸如通 风孔,气孔,过滤器,孔栅,屏幕覆盖、纤维覆盖和/或网孔覆盖和/或格栅覆盖的开口,或其 组合。开口 78可以是防水和/或防尘的。机器人系统10可以具有扬声器和/或麦克风, 并且可以位于开口 78内。通风风扇、歧管或导管可以位于开口 78内。
[0151] 主体20可以具有打开或覆盖的有效负载舱175。一个或多个有效负载可以被加 载到有效负载舱175并且被永久固定或可移除地附接到有效负载舱175或可从有效负载舱 175拆卸。
[0152] 主体20可以具有在主体20的顶部侧上的一个或多个顶部主体面板80a、在主体 20的底部侧上的一个或多个底部主体面板82b、一个或多个有效负载舱主体面板82c、前后 侧主体面板及其组合。主体面板可以是加强的和电镀的。例如,主体面板可以由以下材料 制成:铁,钢,铝,钛,塑料,陶瓷,层压玻璃,聚碳酸酯热塑性塑料,石英,碳纤维层,贫铀,巴 克纸(buckypaper),铝泡沫,或它们的合成物或其它组合。
[0153] 主体面板的厚度可以为从大约2. 5mm(0. 098in.)到大约14mm(0. 55in.),例如具 有外部和内部肋以提供支撑。肋也作为叶片以散热。与无肋的主体相比较,肋的设计可以 产生高强度、轻巧的具有额外表面区域的底盘,例如用于散热。
[0154] 主体面板可以是传导热的并且从马达及其它产生热的电子元件吸热。主体面板可 以具有辐射传热叶片86,例如,以将来自电子元件的热消散到主体20的外侧的环境中。
[0155] 移动辅助装置300可以具有移动辅助装置滑轮帽340,该移动辅助装置滑轮帽340 被附接到能够驱动移动辅助装置轨道310的移动辅助装置滑轮的横向外侧。移动辅助装置 滑轮帽340可以具有例如形成移动辅助装置滑轮端帽的曲率半径84的圆形横向外表面。移 动辅助装置滑轮端帽的曲率半径84可以为从大约10cm(4in.)到大约21cm(8. 3in.),例如 为大约162mm(6. 38in.)。当机器人系统10被定位到或落到机器人系统10的一侧时,移动 辅助装置滑轮端盖340的曲率可以使得机器人系统被动或主动(即,通过启用移动辅助装 置300)落到机器人系统10的顶部或底部上,例如从而使得轨道210和/或310中的任何 一个接触地表面并且推进机器人系统10。
[0156] 图54a和图54b图示说明移动辅助装置滑轮端盖340可以包括用于支撑结构的肋 3401,和钢背垫板(steel backing plate)3402,该钢背垫板3402可以为从大约Imm到大约 2mm厚。钢背垫板3402中的一个或多个定位销孔3404可以允许一个或多个定位销3403进 入或穿过钢背垫板3402。定位销3404可以与挡板臂330集成和从挡板臂330延伸出,或 按压到挡板臂330中。定位销3403可以被按压到滑轮帽340中以防止旋转并且保持挡板 臂330和轮帽的旋转取向。定位销3403可以是圆柱形的,或具有椭圆形、正方形、三角形、 五边形或六边形的截面。
[0157] 底盘100可以具有从底盘100的纵向端的一端或两端延伸的把手178。把手 178可以被配置成在把手178和底盘100之间形成人体工程学的间隙。把手178可以 支撑机器人系统10的悬挂重量和有效负载的全部及加载到底盘100上的其它部件。例 如,把手178和底盘100可以支撑从大约2kg (51bs.)到大约45kg (IOOlbs.),更窄地 从大约5. 4kg (121bs.)到大约27kg (601bs.),再更窄地从大约16kg (351bs.)到大约 23kg (501bs.)。
[0158] 图6a图示说明主体20可以具有主体纵向轴线354。移动装置200可以具有移动 装置纵向轴线356。移动辅助装置300(例如,挡板301)可以具有移动辅助装置纵向轴线 358。
[0159] 移动辅助装置纵向轴线358可以与主体纵向轴线以一个或多个移动辅助装置-主 体角360相交。移动辅助装置纵向轴线358可以与移动装置纵向轴线356以一个或多个移 动辅助装置-移动装置角362相交。
[0160] 移动辅助装置-主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角362可以为零(例 如,平行轴线)或非零。移动辅助装置-移动装置角362可以为从大约0°到大约180°, 更窄地从大约5°到大约15°,例如为大约10°。移动辅助装置-主体角360可以为从大 约0°到大约180°,更窄地从大约5°到大约15°,例如为大约10°。
[0161] 挡板301可以相对于主体20和移动装置200是垂直上升和降低,例如,以防止挡 板接触地表面并且以举起移动装置200,因此来自移动装置200的驱动力不会与通过挡板 301施加于地表面的驱动力的方向相冲突。即使当移动辅助装置-移动装置角362不是大 约0°时,挡板301和移动装置200也可以接触地表面并且对地表面同时施加驱动力。
[0162] 机器人系统10可以具有能够被附接到挡板301的一个、两个、三个、四个或多个操 纵杆352。操纵杆352可以通过伺服马达、螺线管或其组合被可平移地提供动力并且被控 制。操纵杆352可以从主体20横向延伸。如箭头364所示,操纵杆352可以向内和向外横 向平移。操纵杆352的平移可以改变移动辅助装置-主体角360和移动辅助装置-移动装 置角362。
[0163] 每个操纵杆352可以是同步的并且被单独控制。移动辅助装置-主体角360可以 被调整以旋转或操纵机器人系统10。
[0164] 驱动轴149可以从主体20横向延伸,例如大致垂直于主体纵向轴线354。驱动轴 149可以是可横向延伸和缩回的以将挡板301定位成在驱动轴149的位置处远离移动装置 200。例如,驱动轴149可以被定位成将挡板301定位在驱动轴149的位置处与移动装置 200齐平并邻接,而且在挡板301和移动装置200之间基本上没有间隙。
[0165] 在机器人系统10的第一纵向端处的挡板301的移动辅助装置-移动主体角360 和/或移动辅助装置-移动装置角362可以大约为在机器人系统10的第二纵向端处各个 横向对应的挡板301的移动辅助装置-移动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角 362的负数。
[0166] 图6b图示说明在机器人系统10的第一纵向端处的挡板301的移动辅助装置-移 动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角362可以大约等于在机器人系统10的第 二纵向端处的挡板301的移动辅助装置-移动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置 角 362。
[0167] 挡板301能够全部是平行的。用于所有挡板301的操纵杆364可以是同步的和/ 或彼此固定。
[0168] 图形6c图示说明左横向正面挡板301可以与右横向正面挡板301平行,并且左横 向背面挡板301可以与右横向背面挡板301平行,例如以主动操纵机器人系统301,但是正 面挡板301可以被任意固定成与背面挡板301平行或不平行。
[0169] 如箭头所示,图6d图示说明挡板301可以被缩回或收缩。一些或全部挡板301 在缩回或收缩构造中可以具有非零的移动辅助装置-移动主体角360和/或移动辅助装 置-移动装置角362。
[0170] 图6e图示说明在机器人系统10的第一纵向端处的挡板301在缩回或收缩构造中 可以具大约0°的移动辅助装置-移动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角362。 在机器人系统10的第二纵向端处的挡板301在缩回或收缩构造中可以具有非零的移动辅 助装置-移动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角362,例如不在第一纵向端处抵 靠挡板301过盈配合并且压缩成横向对称基底面(当从顶部或底部看时)。
[0171] 图6f图示说明在机器人系统10的第一径向相对角处的挡板301在缩回或收缩构 造中可以具大约0°的移动辅助装置-移动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角 362。在机器人系统的第二径向相对角处的挡板301在缩回或收缩构造中可以具有非零的 移动辅助装置-移动主体角360和/或移动辅助装置-移动装置角362,例如不在第一纵向 端处抵靠挡板301过盈配合并且压缩成对角对称基底面(当从顶部或底部看时)。
[0172] 图6g图示说明机器人系统10的挡板301可以被彼此横向偏离。任何或全部挡板 301可以近似延伸到机器人系统的底盘20的长度。
[0173] 图6h图示说明在压缩、收缩或折叠构造中,任何或全部挡板301的长度可以等于 底盘20。任何或全部挡板301在与底盘20的近端和远端(S卩,正面和后面)纵向末端相等 的纵向位置处可以具有近端和远端(即,正面和后面)纵向末端。机器人系统10可以在背 包中被携带。底盘长度可以为大约IOin.。挡板长度可以为从大约8in.到大约IOin.。图 7a图示说明机器人系统10的横向侧上的移动辅助装置301在收缩和/或缩回构造中可以 具有令人赞美的形状。移动辅助装置301的形状可以缩回(例如,朝内旋转)。
[0174] 例如,当挡板301处于缩回或收缩构造、处于延伸构造中或在不同的构造之间移 动时,每个挡板301均可以具有一个以上的辊轮335以形成每个挡板301从而不在机器人 系统10的相同横向侧上抵靠其他挡板301而进行过盈配合。
[0175] 图7b图示说明当挡板301可以为延伸构造时。在机器人系统的横向侧上的第一 纵向端处的挡板301可以沿着挡板301的大致整个长度接触地表面372。在机器人系统的 相同横向侧上的第二纵向端处的挡板301可以大约沿着挡板301的整个长度接触地表面, 或大约小于挡板301的整个长度,例如沿着挡板301的大约一半的长度。挡板301可以形 成挡板上升部364。挡板上升部364可以是在挡板364的前沿终端的下方的间隙。在机器 人系统在挡板上升部364的方向上移动时,在挡板301下方,障碍物会最初遇到挡板上升部 364中的挡板。因此在挡板301接触并被强加于障碍物时,挡板会被向上按压。
[0176] 图8至图IOb图示说明机器人系统10可以没有移动辅助装置。移动装置200可 以是机器人系统10的横向末端。
[0177] 移动装置200可以具有移动装置滑轮端帽240。每个移动装置滑轮端帽240可以 具有移动装置滑轮端帽的曲率半径284。移动辅助装置滑轮端帽的曲率半径284可以为从 大约10cm(4in.)到大约21cm(8. 3in.),例如为大约162mm(6. 38in.)。当机器人系统10被 定位到或落到机器人系统10的一侧时,移动装置滑轮端盖240的曲率可以使得机器人系统 10被动或主动(即,通过启用移动装置200)滚动到机器人系统10的顶部或底部上,例如从 而使得轨道210中的任何一个接触地表面并且推进机器人系统10。
[0178] 如图11至图14所示,机器人系统10可以包括底盘100,底盘100可以容纳电源 110、控制模块120和连接到至少一个移动装置200的驱动模块130。如图19至图20所示, 控制模块120可以包括远程操作者控制单元127。如图21所示,电源模块可以调节和控制到 控制模块120的电力。如图11和图22所示,驱动模块130可以包括至少一个变速箱132、 至少一个马达134和至少一个马达控制器136。分别如图2至图25所示,音频与视频有效 负载可以被附接到机器人系统10。如图11和图23所示,底盘100可以容纳连接到移动辅 助装置300的移动辅助模块140。如图17和图18所示,移动辅助装置300可以是至少一个 挡板。挡板可以类似弹球机挡板。挡板可以具有可移动的轨道310。可以致动至少一个挡 板、可以致动两个挡板或可以自动或手动致动任何数量的挡板。如图26至图29所示,取决 于应用,挡板可以在许多不同的位置被致动。
[0179] 图12a至图16图示说明底盘100可以支撑机器人系统10的全部部件。
[0180] 图12a图示说明底盘100可以具有接收部件的底盘导轨374。接收部件的底盘导 轨374可以从底盘100的壁向内延伸。底盘100可以使用压铸工艺制成。隔室103U04和 105中的任何一个或全部可以具有一个或多个导轨374。
[0181] 部件可以具有可以被配置成可通过导轨374被滑动接收的部件导轨和/或凹槽。 底盘导轨374可以是与底盘100分离的元件,和/或可以是与底盘100集成在一起的挤制 型材。部件可以具有能够与底盘导轨374接合的锁扣、夹、插销(detent)、其它的可锁定的 构造或特征,或其组合。部件可以沿着一个或多个底盘导轨374滑动到底盘100中,并且被 锁上,从而抵靠底盘导轨374和/或底盘壁固定该部件。部件可以被解锁,从底盘卸下,和 例如从底盘100移除。部件可以从底盘100移除以用于维护、维修、专门化机器人系统、控 制重量、重量分布、电力使用和其组合。
[0182] 底盘导轨374可以每个均具有一个或多个导轨支柱376和导轨臂378。导轨支柱 376可以从底盘壁或隔室壁垂直地延伸。导轨臂378可以从导轨支柱376垂直地延伸。例 如,导轨臂378可以从离导轨支柱376所延伸的壁最远的导轨支柱376的端部延伸。底盘 导轨374可以是弯曲的。例如底盘导轨374可以具有弧形形状。
[0183] 底盘导轨374可以被成对地放置,例如第一底盘导轨374a和与第一底盘导轨374a 配对的第二底盘导轨374b。第一底盘导轨374a可以被定位在与对应的第二底盘导轨374b 相对的方向。部件可以被配置成可通过第一底盘导轨374a和对应的第二底盘导轨374b可 滑动和/或可锁定的接收。
[0184] 底盘100可以保护机器人系统10的部件,该机器人系统10可以包括电子部件、马 达、电源、有效载荷部件、移动辅助装置和机器人系统10的任何其它的部件。如图12b和图 13所示,底盘100可以包括底盘框架101。
[0185] 图14至图16图示说明至少一个侧板150可以被配置成封闭底盘框架101。侧板 150可以部分地封闭底盘框架101。
[0186] 图12b和图13图示说明底盘框架101可以被分成第一隔室103和第二隔室104。 底盘框架101可以具有第三隔室。第二隔室104可以包括第三隔室105。但是,底盘框架 101可以包括一个、两个、三个、四个、五个、六个或多个隔室,所述隔室被布置为用于容纳任 何数量的模块和/或机器人系统部件的任何适当的构造。
[0187] 例如,致动器模块可以被定位成靠近移动装置以使得机器人的设计中的材料最小 化。动力源隔室可以被定位成当动力源被放置在其隔室中时,电源模块可以经由滑动适配 连接器连接。而且,对于当前构造,动力源(例如,可以是相对重的)可以被定位成靠近挡 板的旋转轴线,其中当机器人系统10被倒置时,挡板将被旋转以"自动回正(self-right) " 机器人系统10。该构造可以具有靠近旋转轴线的重心,这有助于机器人系统10用于自动回 正的稳定性。
[0188] 底盘框架101可以容纳大约八个模块,例如,控制板、电力板、正面I/O板、音频板、 两个驱动致动器、挡板致动器、安全联接齿轮系统或其组合。电缆可以连接模块。齿轮装 置、轮轴、轴及其它机械部件可以连接模块。底盘框架101可以具有干燥剂,例如用于去除 湿气。底盘框架101可以具有润滑剂。
[0189] 主体板可以由机械加工的铝合金、锻压件或压铸件制成。主体板可以具有肋,例 如,以增加强度并提供增加的表面区域。在主体和板的高应力和/或高热区域周围肋可以 是更普遍的,例如在用于紧固件的连接点处,正面、背面和顶部、底部的冲击点处,用于有效 负载的支承轴颈、旋转轴线和安装点处。材料可以利用阳极氧化、锻造或热处理工艺被电镀 和/或变硬。
[0190] 底盘框架101的第一隔室103可以容纳和/或包括至少一个驱动模块130。底盘框 架101的第一隔室103可以容纳和/或包括移动辅助模块140。底盘框架101的第二隔室 104可以容纳电源110和控制模块120。第二隔室104可以容纳和/或包括第三隔室105, 第三隔室105用于容纳与电源110分离的控制模块120。
[0191] 图12b和图13图示说明底盘框架101可以包括至少一个有效载荷接口 171、172、 173。接口 171、172、173可以是主体20中的孔。接口 172被示为打开。扬声器托架78和 麦克风181可以被附接到安装到底盘的音频模块有效负载或成为该音频模块有效负载的 一部分。音频模块有效负载可以用简单的板代替地覆盖,例如接口 173所示。接口 173还 可以利用外部致动器、装置、传感器、或其组合来扩张。接口可以适于附接和/或连接有效 负载模块。有效负载模块可以被附接到底盘框架101和/或有效负载连接部174,该有效负 载连接部174适于连接有效负载模块170、控制模块120、电源110或任何其它适当的机器 人系统部件。
[0192] 底盘100可以具有可以保持有效负载的有效负载舱175。舱175可以具有一个或 多个安装点用于附接到有效负载,和/或可以携带有效负载或变速齿轮(例如,类似具有壁 的平坦货车底座)。接口 170可以被移除和有变化地被添加,因此在这个意义上,它可以为 有效负载。
[0193] 图14图示说明辅助有效负载模块1750可以被附接到机器人系统10的底盘框架 101,并且可以使用铸模或附接到底盘框架101的导轨或块或其它的机械特征1752,并且机 械特征1752可以与有效负载模块1750中的对应的机械特征1751配合,例如配合到导轨的 槽。对于为机器人系统10上的特定有效负载舱175设计的有效负载,机械特征1751、1752 可以被键控,例如,以防止附接到不一致位置上的有效负载模块1750,这样如果使用错误的 连接器则可能损坏电子仪器,或改变机器人系统10的平衡。
[0194] 底盘100可以由金属制成,例如铝、钛、铜、钢、铁、黄铜、金属薄板,或其组合。底盘 100可以由非金属材料制成,例如碳纤维、聚碳酸酯、混凝土、泡沫金属、木材、聚合物,或其 组合。底盘100可以经由机械加工工艺、锻压、铸模、浇铸、模压、雕刻、焊接,或其组合被制 造。
[0195] 这里所描述的塑料可以是迭尔林(Delrin)或其它适当的聚合物。塑料可以被机 械加工、铸模、锻压、成形或其组合。
[0196] 图15图示说明底盘1001可以包括固体防水外壳和用于支承负载的基底。底盘 1001可以由成形的金属薄板制成。基底可以整体由金属薄板制成。基底的侧面1002U003 可以由金属薄板形成。基底的顶部可以是折叠的金属薄板或可以在适当的位置完全或部分 被铆接或焊接。壳可以分别具有第一壳侧面1004和第二壳侧面1005。壳的侧面1004、1005 可以被附接到基底的侧面1002、1003。顶盖可以包括可以被插入侧板1004U005中的凹槽 用于密封的额外的唇部。侧板1004和1005可以由塑料制成。底盘1001可以包括在底盘 的后面的散热片盖1009以密封马达散热片1258的周围。散热片盖1009可以由塑料制成。 散热片盖1009可以密封每侧的三个边缘上的盖的边缘。
[0197] 图16图示说明焊接的底盘核心1010可以具有可移除的面板。底盘核心1010可以 部分或完全地由缝合焊接的接金属薄板制成。底盘核心1010可以是不透水的。可移除的 侧板1012、1004、1005或顶部面板1011能够进入到机器人系统10的中心。盖可以被焊接 在上面。在野外和/或装配期间可以不移除盖。面密封可以被用于密封任何的侧板1012、 1004、1005和顶部面板1011,包括对金属薄板接口的塑封,但是密封的可靠性不如凹槽密 封。
[0198] 图17图示说明受滑动盖1022保护的核心底盘1021可以容纳机器人系统10。核 心底盘1021可以是不透水的或非不透水的。所有电子设备可以被安装在核心中。电线和 索缆可以在核心中安装电子仪器之前、同时或之后在核心的内部选择路径。侧板可以被附 接到后轮驱动系统马达和/或至少一个挡板系统马达。因此滑动盖1021被滑过核心底盘 1021。每个侧板1004U005均可以被附接有固定到侧板1004U005的马达和风扇。电线可 以按照路径以保持底盘盖1022和侧板1004、1005的边缘之间的凹槽密封。
[0199] 图18图示说明可能具有壳的核心底盘1031。壳可以是塑料。壳可以包括底部。底 部可以是塑料。壳可以或可以不被附接到侧面1034U035和一个或多个顶盖或面板1032。 顶部面板1032可以是金属薄板或塑料。侧面1034和1035可以是塑料。侧面1034、1035 可以沿着龙骨线被结合,例如以形成对接密封。垫圈或〇型环可以沿龙骨线被结合,例如以 形成密封。塑料可以被夹紧、螺纹拧紧或粘附在一起以保持紧密密封。单个顶部面板可以 允许进入系统的几乎全部顶部。侧面1034U035可以使用面密封被密封到塑料,面密封可 以包括擦净密封或0型环密封。背面散热片密封可以是塑料对塑料的。核心1031可以支 撑内部部件基座并且是刚性的。顶部面板1032可以被密封到。有效负载连接可以是不透 水的。核心1031可以包括在底盘1001的后面的散热片盖1009以密封马达散热片1258的 周围。散热片盖1009可以具有在盖1009的边缘的盖密封。例如,散热片盖1009可以在每 侧的3个边缘上具有盖密封。
[0200] 图19图示说明底盘可以包括核心1041。底盘1001可以整个由塑料制成。核心可 以是塑料的。底盘1001可以包括结构面板1042、1043。结构面板1042和1043可以由金 属薄板制成。核心1041可以包括加劲杆1042、1043,例如,在侧板1004、1005上。加劲杆 1043可以由金属薄板制成。马达可以被安装到结构面板1042、1043。马达可以被安装或不 安装到侧面1004、1005。侧面1042U043可以被螺栓固定到核心1041。侧面可以由金属薄 板制成。要求刚性支撑结构的马达和其它部件可以被安装到。电子仪器,例如电力板,可以 在主塑料/金属薄板的围绕物的外侧布置电线。电缆路径服务也可以是更简单的。侧帽可 以覆盖部件。密封可以是塑料对塑料、〇型环、面密封、垫圈或其组合。
[0201] 图20图示说明底盘1051可以包括盖板或金属薄板滑板1052、塑料滑动板、或盖 或滑板。底盘1051可以由注射塑模的塑料制成,或由机械加工、铸造、锻压、或其组合制成。 除了或代替可移除的滑板1052,底盘1051可以被附接到在底盘1051的侧面、正面、背面、顶 部或底部上的可接近面板。可接近面板可以由金属薄板和/或塑料制成。盖板或滑板1052 可以用滑板垫圈被密封到底盘1051的内部。滑板垫圈可以防止沙子、水、液体和气体进入 底盘1051或使其最小化。
[0202] 如箭头SlO所示,图21图示说明右侧可以通过紧固被附接到核心1001。为清楚起 见提供右侧和左侧的使用,但是右侧和左侧在装配工艺中可以是颠倒的。每侧可以具有多 于一个的工件。
[0203] 图22图示说明控制器板1202可以被附接到核心1001。将控制器板1202附接到 核心1001,可以包括将控制器板1202附接到控制器散热片,和将控制器散热片附接到核心 1001。核心1001可以具有固体附接壁。固体附接壁可以被附接到控制器板1202或附接 到控制器板1202后面。固体附接壁可以由金属薄板制成。固体附接壁可以是用于控制器 1202的散热片或热导管。
[0204] 图23图示说明第二、第三或更多的控制器板或子插件板,诸如电力控制器板 1202、音频/视觉控制器板1203、有效负载接口板1204或其组合,可以被附接到金属薄板核 心 1001。
[0205] 如箭头S20所示,图21图示说明正面轴可以穿过右侧并且穿过核心1001。侧板可 以包括衬套(例如,来自East Providence,RI的igUS?,inc.的igHde?塑料衬套)。衬 套的直径可以大约为15_。衬套可以被按压到侧面中。
[0206] 如各个箭头所示,图24图示说明电源110可以被插入到底盘的横向侧中,并且有 效负载控制模块128可以被附接到部分装配的机器人系统的顶部。
[0207] 如箭头S22所示,图25图示说明齿轮组件可以在被放置在侧板150中后,在背面 轴上滑动,例如,与正面轴同时穿过右侧和核心1001。
[0208] 如箭头S24所示,图26和图27图示说明可以包括轴或轮轴149和齿轮(诸如环 形齿轮139)的正面轴组件可以被滑动到侧板150中,例如与正面轴同时穿过右侧和核心 1001。将正面轴组件滑动到侧板中可以包括将马达附接到侧板。
[0209] 如箭头S27所示,图28图示说明将正面轴组件滑动到侧板150中可以包括将齿轮 附接到马达。将齿轮附接到马达可以包括将马达轴2774插入穿过定位适配器板2770。定 位适配器板2770可以由钢制成。马达轴2774可以被按压到齿轮2772内的适配器毂2771。 毂2771可以包括在轴2774的顶部的D形毂。毂2771可以包括在轴2774的底部处的滑动 适配。齿轮2772可以利用M3固定螺钉、热熔或其组合而附接到马达轴2774。
[0210] 将正面轴组件滑动到侧板150中可以包括对齿轮施加润滑剂。对齿轮施加润滑可 以包括对齿轮装置系统施加至少一种润滑剂(诸如油脂或石墨)。
[0211] 如箭头S29所示,图29图示说明将正面轴组件滑动到侧板150中可以包括用齿轮 盖或齿轮外壳3441覆盖马达和轴齿轮。用齿轮盖覆盖马达和轴齿轮可以包括将齿轮盖放 置在附接到马达的联动马达齿轮和附接到正面和背面轴的轴齿轮之上。齿轮盖可以保护马 达和轴齿轮不受碎屑影响。齿轮盖可以用之前施加于马达和轴齿轮的润滑剂密封。
[0212] 如箭头S30所示(如图21所示),盖可以滑至核心1001上。将盖滑至核心1001 上可以包括将盖滑至核心支撑部上。将盖滑至核心1001上可以包括将盖密封至核心1001 上,例如从而使得底盘100不透水。盖可以由聚合物制成,诸如塑料。
[0213] 如箭头40所示,左侧可以被附接到核心1001。将左侧附接到核心1001可以包括 将侧板附接到核心支撑部和/或盖。将左侧附接到核心1001可以包括将左侧密封到核心 1001,例如以使得底盘100不透水。如箭头S42所示,将左侧附接到核心1001可以包括将 马达附接到侧板。
[0214] 如箭头S50所示,齿轮组件可以被滑至正面轴上。将齿轮组件滑至正面轴上可以 包括将齿轮组件固定到正面轴。将齿轮组件滑至正面轴上与将齿轮滑至机器人系统10的 背面轴可以是同时的。将齿轮组件滑至正面轴与将齿轮附接到背面轴可以是同时的。将齿 轮组件滑至正面轴上可以包括将轴承、隔离物、锁扣环和/或垫片应用到齿轮组件和/或正 面轴。将齿轮组件滑至正面轴可以包括对齿轮施加润滑(如箭头S58所示)和用齿轮盖覆 盖齿轮(如箭头S59所示)。
[0215] 这里所述的装配任何或全部系统的方法可以用图中所示的和/或本文中所描述 的顺序或任何置换顺序执行。
[0216] 图30图示说明侧板150可以封闭底盘框架101,例如以保护内部部件,并且提供 额外的结构支撑。侧板150可以包括密封装置151,该密封装置151可以密封底盘框架101 和侧板150之间的空间。
[0217] 图29图示说明侧板可以包括配对齿轮外壳3441。配对齿轮外壳3441可以保护和 对准齿轮。在装配和维护期间,齿轮可以被放置在齿轮外壳3441内,齿轮外壳3441可以从 外侧安装,并且可以通过齿轮盖被保持在适当的位置。齿轮外壳3441可以包含用于齿轮的 润滑剂。齿轮外壳3441可以是可外部使用的,例如额外的润滑剂可以被应用于齿轮,同时 保持机器人系统10的内部的干净并不受润滑剂和可能的齿轮切屑或其它污染物的影响。 齿轮外壳3441可以保护齿轮不遭受外部污染物(诸如沙子、水、灰尘或其组合)。齿轮可以 热熔至毂。
[0218] 图31图示说明一个或多个齿轮131、139的位置可以通过至少一个电位器3442被 跟踪和/或测量。可以使用两个电位器3442。例如,两个电位器3442可以相对于彼此旋 转90到180度。每个电位器可以输出电位器信号,例如第一电位器可以输出第一电位器信 号并且第二电位器可以输出第二电位器信号。处理器可以接收组合的第一和第二电位器信 号。处理可以使用第一和第二电位器信号以计算至少两个齿轮相对于彼此的相对旋转。电 位器可以具有等于或小于大约360度的可用运动,或更窄地从大约300度到大约340度的 可用运动。一个或多个电位器可以测量精确测量值、反馈、冗余、更快计算或其组合。
[0219] 密封装置151可以是由人造橡胶,诸如硅橡胶、蜡纸垫圈、泡沫、填料(caulk)、胶 合剂、任何其它适当的垫圈或密封装置或其组合,制成的密封垫片。密封可以是不透水和/ 或不透气的,但是可以提供任何适当的水平的密封,以防止砾石、沙子、灰尘、粉砂或任何其 它的材料如底盘框架101,但是可以另外地由任何适当的材料制成。侧板150使用至少一个 紧固件被紧固到底盘框架101,颗粒进入到底盘100内。侧板150可以由以下种类中的至少 一种相同紧固件制成,例如机械螺钉、铆钉、门闩、联锁组合部件、胶合剂、任何其它适当的 紧固件或其组合。紧固件将侧板150紧固到底盘框架101可以使用密封装置密封,例如用 于机械螺钉的标准硅橡胶〇型环形垫片,另一种密封装置或密封剂或其组合。
[0220] 如图30所示,侧板150可以包括接口 152以允许驱动模块130将来自底盘100的 机械能传送到移动装置200。接口 152可以使得移动辅助模块140将来自底盘100的机械 能传送到移动辅助装置300。
[0221] 如图30所示,可以利用可旋转轴套(axle sleeve) 153,但可替换地可以是轮轴, 将机械能从驱动模块130传送到移动装置200。可旋转轴套153可以是在轮轴149周围围 绕密封件的旋转套筒,从而允许密封件旋转,同时维持轮轴149周围的不透水密封。密封件 不仅可以防水,还包括其它的液体、气体、灰尘、碎屑和任何其它的外部或内部的污染物。可 旋转轴套153的内部可以包括一对密封件155、156,例如单个唇状的0型密封环,至少一个 密封垫或其组合。密封件155U56可以由氯丁橡胶、任何适当的人造橡胶或密封材料或其 组合制成。密封件155U56之间的空间157可以被充满润滑剂,比如油脂、石墨、油、任何其 它适当的润滑剂或其组合。不透水密封可以保持润滑剂并且提供长的使用寿命。可旋转轴 套153可以适于利用至少一个销154、任何适当的方式附接或其组合而随着环形齿轮139旋 转。可旋转轴套153可以包括轴承158,例如以允许可旋转轴套153内的轮轴149自由旋 转。
[0222] 如图30所示,可旋转轴套153可以利用轴承160保持在侧板中的适当的位置上。 可旋转轴套153可以使用密封装置161密封。密封装置161可以是不透水的双唇状0型密 封环,并且可以将润滑剂施加至密封装置以提供长的使用寿命。密封件不仅可以防水,还包 括其它的液体、气体、灰尘、碎屑和任何其它的外部或内部的污染物。密封装置161可以由 氯丁橡胶制成。密封装置161可以被放置在侧板150的接口 152中的凸缘分配器162的内 部上。轴承160可以被放置在侧板150的接口 152的凸缘分配器162的外侧上。可以使用 紧固件159将轴承160紧固在适当的位置,紧固件例如为锁扣环159,但是也可以使用任何 适当的紧固件。轴承158、160可以是密封滚珠轴承,例如坚固的密封不锈钢滚珠轴承,但是 另外也可以是防尘盖轴承、陶瓷轴承、镀铬钢滚珠轴承、止推轴承、套筒轴承、径向轴承或任 何其它适当的轴承。
[0223] 如图30和图32所示,侧板150可以包括附接到手动致动架167的轮轴169,例如 电动轴或固定轴。手动致动致动基座167能够使轮轴169旋转并且利用销168保持在固定 位置。销168可以被移除并且轮轴169的旋转可以被手动调整并且利用销168被锁定在至 少一个特定位置,但是也可能是任何适当数量的可调整位置。轮轴169可以通过移动辅助 模块140或任何其它适当的驱动机构致动。轮轴149、169可以在外端被键控,例如按键163 可以是六角形形状、正方形、三角形、花键、其它适当的形状或其组合。轮轴149U69可以是 花键、键控或其组合。轮轴149U69的外端,键控的外侧,可以是螺纹状或适于将移动装置 200和/或移动辅助装置300紧固到轮轴149、169。
[0224] 电源110可以向机器人系统10提供电力。电源110可以是由(Bren-tronics)制 造的BB2590标准电池组,但是也可以是BB4590标准电池组、核电池、任何其它适当的电池 组、燃料电池、太阳能电池板、电源或其组合。电源110可以被移除以允许修理、再充电、再 加燃料和/或替换。如图12b、图13和图33所示,电源110可以被插入到底盘框架101的 第二隔室104中,并且使用电源连接器111连接到控制模块120,例如经由设计成与单个 BB2590标准电池组接合的标准BB2590连接器,但是该标准BB2590连接器也可以与BB4590 标准电池组、燃料电池、锂电池、可充电电池、核电池、碱性蓄电池包、太阳能电池板、电力电 缆、多用BB2590电池组或任何其它适当的电源或电源的组合接合。连接器111可以与电源 110形成不透水连接,但是不仅可以防水,还包括其它的液体、气体、灰尘、碎屑和任何其它 的外部或内部污染物。电源110可以是BB2590电池组并且可以通过底盘侧板150中的孔被 插入到底盘100中。电源110可以利用紧固件被固定在底盘框架101的第二隔室104中, 利用拖拉门闩116、夹钳、指旋螺钉或其它适当的门闩机构或紧固件或其组合关闭门。能够 使用免工具和快速机构以能够快速改变电源110。
[0225] 图34图示说明免工具机构可以改变电源110。弹出杆1161可以从电池组隔室 2000弹出电源110。弹出杆1161可以沿着引导路径1164操作推出条(pushbar) 1163。推 出条1163可以从电池隔室2000弹出诸如电池组的电源110。如箭头所示,拉条1162可以 被拉出。拉条1162可以是平面铝金属薄板条板或面板并且可以在远端和近端具有直角转 弯。当拉出拉条1162时,拉条1162可以从电池组隔室2000依次拉出电源110,例如电池 组。
[0226] 图35a、图35b和图35c图示说明免工具机构可以改变电源110。电池组隔室可以 通过免工具机构被覆盖。机构可以包括吊桥门1151。
[0227] 图35a图示说明吊桥门1151可以被打开并且充分延伸。
[0228] 图35b图示说明吊桥门1151可以被打开并且部分延伸且部分折叠。
[0229] 图35c图示说明吊桥门1151可以被关闭。吊桥门1151可以包括内部门延伸部 1152和外部门延伸部1153。紧固件1167可以将外部门延伸部1153附接到内部门延伸部 1152。紧固件1167可以将电源110(比如电池组)保持在适当的位置。紧固件1167可以 是半转弯或四分之一转弯的D型环,旋钮,钩,键控锁或其组合。
[0230] 如图11和图36所示,控制模块120可以适于管理从电源110输出的电力,控制驱 动模块130和/或控制移动辅助模块140、有效负载模块170或可以附接到机器人系统10 任何其它的模块。如图18所示,控制模块120可以包括至少一个微处理器121和电源模块 122。在进一步变化中,控制模块120可以包括操作者控制模块126,并且可以包括至少一个 有效负载控制模块128。
[0231] 微处理器121可以管理和控制来自控制模块内的不同模块的输入和输出。微处理 器121可以是可(再)编程微处理器、FPGA、ASIC、电路、任何其它适当的控制逻辑或其组 合。微处理器121可以利用软件逻辑被编程从而使得机器人系统10能够独立于任何操作 者运行,运行预配置的程序(例如保护区域,绘制区域,从点A行进到点B,与其它机器人合 作),或任何其它适当的程序。微处理器可以被连接到倾斜传感器或倾斜开关以检测机器人 系统10是否被倒置,并且如果机器人系统10被倒置,则微处理器121可以执行控制程序以 将机器人系统10翻转到非倒置位置并且允许机器人系统10恢复正常操作。
[0232] 电源模块122可以监控电源110的输出,并且当输出高于期望阈值或低于期望阈 值时复位或调节电源110。电源110可以是BB2590电池组。BB2590电池组可以是多用途电 池组,并且可以具有当超过电流输出规格时断开电池组的保护逻辑和/或电路。控制模块 120能够使电源110 (例如BB2590电池组)在强电流保护已经被触发之后继续提供正常电 流,从而能够使这种电源用于使用强电流(甚至瞬时的)的应用程序,例如驱动电动马达, 或当使用电动马达的车辆或装置变得被卡住、下降或否则被加压。BB2590电池组可以通过 将电流降下到近似2毫安以下被复位,并且BB2590将再一次输出电流。
[0233] 图37图示说明电源模块122可以包括到电源110、延迟电路92、电压监控器93、启 用开关94和电流流量开关95的连接。电源模块122可以具有一个电池单元保护电路91 和充电电路96。
[0234] 电源110可以具有两个电池组。每个电池组可以是一组四个电池单元的标准 BB2590电池组。电池单元保护电路91可以防止具有最高电压的该组电池单元对具有最低 电压的该组电池单元充电,从而可以触发BB2590电池组的保护电路。电池单元保护电路91 可以为至少一个二极管,例如每四个电池单元的一组中有一个二极管,但是也可以是任何 适当的电路。
[0235] 延迟电路92起到减少和/或断开一端时间的电流的作用,从而能够使BB2590复 位。延迟电路92可以通过电压监控器93控制,其作用是监控从电源110输出的电压并且当 电源输出下降到低于(或可替换地峰值以上)阈值时触发延迟电路92中的延迟(例如,延 迟电路92中的电容器充电)以复位电源110。延迟电路92可以快速放电(来自电容器的 电荷)并且缓慢充电,并且当电容器充电时可以提供大部分延迟。在延迟电路92中的电容 器已经开始再充电之后的某一时间,电源110可以复位。电压监控器93可以包括分压器, 分压器可以控制控制P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(channel mosfet)的N沟道 mosfet〇
[0236] 图11图示说明电压监控器93的P沟道mosfet可以输出Vcontrol并且可以为充 电电路96提供电压Vcontrol,其中该Vcontrol可以给控制模块120提供电力。当延迟阻 塞降低分压器两端的电压时,电压监控器93中的N沟道mosfet断开P沟道mosfet,从而切 断到可以向启用开关94发送电力断开信号的Vcontrol的电力,切断到控制模块120的电 力,并且可以切断到充电电路96的电力,或其组合。对于硬复位,到Vcontrol和Vout的电 力都可以被复位和/或同时循环。
[0237] 启用开关94可以是N沟道mosf et, P沟道mosf et,任何其它适当的开关或其组合。 启用开关94可以被连接到电流流量开关95的N沟道mosf et。电流流量开关95的N沟道 mosfet可以控制至少一个P沟道mosfet,例如如图21所示的两个P沟道M0SFET。两个P 沟道mosfet,BB2590电池组的每个电池单元中一个,可以比单个P沟道mosfet更有效地提 供电力,但是也可以使用N沟道和P沟道mosf et的任何适当的构造,或任何其它开关机构 和/或电路。电流流量开关95可以包括二极管、或两个二极管,例如一个二极管被连接到 每个P沟道mosfet。电流流量开关中的二极管可以是额定80-100Amp的高性能肖特基二极 管,但是也可以是任何适当的二极管。电流流量开关95可以包括启用信号、V 〇ut_enable、 被连接到控制板120上的微处理器121的引脚,从而能使微处理器121控制N沟道和P沟 道mosfet的输出并且因此利用启用信号接通并断开电压Vout。
[0238] 电源模块122可以包括充电电路96。充电电路96可以包括受N沟道mosfet控制 的P沟道mosfet。可以使用N沟道和P沟道mosfet的任何适当的组合,或任何其它适当的 开关装置。充电电路96可以通过致动信号Vcharge_enable被控制,可以被连接到控制板 120上的微处理器121上的引脚(pin)。当充电电路96被启用时,P沟道mosfet可以允许 电流流经电流流量电路95的电阻器和二极管,例如,以对连接到Vout的任何电容器,诸如 马达控制器或空气压缩机的电容器,进行充电。但是,连接到Vout的电容器可以在没有充 电电路96的情况下被充电;充电电路96可以起到限制电容器可以从电源110抽出的最大 电流的作用,否则每当电容器被充电时,都会触发电源110 (例如BB2590电池组)的保护电 路。
[0239] 电源模块122可以按如下操作。BB2590或是不能操作的、替换的,或已经超过输 出限制,不再输出电力并且要求低于2毫安的小电流以复位。电压Vbat_low_current是低 的,并且延迟电路92断开启用开关94并可以断开给控制板120的电力Vcontrol。电流流 量开关95和充电电路96可以不被提供电力,而BB2590电池组被复位。一旦BB2590电池 组已经被复位,在电容器被再充电或已经被再充电时,延迟电路92不再提供延迟,并且电 压监控器93向控制模块120提供电力,并且停用启用开关94。于是控制模块120的微处理 器121能够使充电电路96对连接到Vout的任何电容器充电(例如马达控制器应用程序需 要大的电解电容器),但是如果该应用程序不需要电容器充电,则这是没有必要的。控制模 块120的微处理器121能够在适当量的充电时间之后停用充电电路96,并且启用电流流量 开关95,从而能够使强电流流向Vout。整个处理耗费近似0. 33秒,并且快速复位对机器人 系统10的操作可能是不显著的,并且基本上不会影响机器人系统10的操作或用户体验。
[0240] 电源模块122可以包括充电存储单元,该充电存储单元可以起到如果电源110不 供应电力,则维持给电源模块122和/或微处理器121的电力的作用。在电源110不供应 电力的同时,充电存储单元可以为整个控制模块120提供电力。充电存储单元可以为至少 一个电容器,至少一个电池组,可替换地电源,任何其它适当的能源或其组合。
[0241] 图36和图38图示说明操作者控制模块126可以接收用户输入以控制机器人系统 10。操作者控制模块126可以包括远程操作者控制单元(0⑶)或远程操作者控制模块125, 并且可以包括至少一个有效负载控制模块128。
[0242] 操作者控制模块126能够选择预配置的控制程序(例如,保护区域、绘制区域、从 点A行进到点B,与其它机器人合作),从而可以需要或可以不需要额外的用户输入,或任何 其它适当的程序。操作者控制模块可以包括在多种程序之间选择的开关。开关可以是小键 盘、选择器标度盘、固件再编程、按钮按压的序列、任何其它适当的装置或选择程序的方法 或其组合。
[0243] 操作者控制模块126可以被连接到远程操作者控制模块125,例如操作者控制模 块126可以使用至少一个无线链路被连接到至少一个远程操作者控制模块125。控制电路 图可以以在远程操作者控制模块125和操作者控制模块126两端的任何方式被分布。例如, 控制电路(例如,微处理器)可以在操作者控制模块126、机器人系统10、附接到机器人系 统10的有效负载或其组合上。处理在操作者控制模块126、机器人系统10、附接到机器人 系统10的有效负载之间可以以任何组合被分解。例如,操作者控制模块126、机器人系统 10和附接到机器人系统10的有效负载中的任何一个可以执行操作者控制模块126、机器人 系统10和附接到机器人系统10的有效负载所要求的全部、一些处理或一个处理也不执行。
[0244] 操作者控制模块125可以适于利用至少一个用户输入装置124接收用户输入。用 户输入装置124可以是方向操纵杆,但是可以额外地或可替代地包括方向键,控制球,按 钮,麦克风(例如,经由声音接收输入控制信号),移动电话小键盘,电脑键盘,电脑鼠标,触 摸板,任何其它适当的输入装置或其组合。操作者控制模块125可以利用微控制器处理用 户输入,例如可编程接口控制器(PIC)、简单输入处理电路(诸如按钮去抖动电路或其组 合)。控制信号可以利用收发器从远程操作者控制模块125传输到机器人系统10的控制 板120上的操作者控制模块126。收发器可以包括调频发射器,例如以近似440-480MHZ发 射,但是也可以使用任何适当的发射器和/或传输载波频率,包括数字传输链路,无线网络 链路,IEEE 1394链路,USBL 02. 03. 0链路,任何其它适当的链路或其组合。发射器可以被 连接到调试到近似440-480MHZ的传输载波频率的天线123。操作者控制模块126可以包 括例如具有调频接收器的收发器,和连接到天线端口 127 (图12b中所示)的天线。控制数 据可以从远程操作者控制单元125向操作者控制模块126流动,和/或从操作者控制模块 126向远程操作者控制单元125流动。
[0245] 远程操作者控制模块125可以通过NiMH可再充电电池、交流适配器、点烟器适配 器、BB2590电池组、太阳能电池、任何其它适当的电源或其组合被提供电力。可再充电电 池可以通过电力端口 117再充电,从而可以对来自交流适配器、点烟器适配器、BB2590电池 组、太阳能电池、任何其它适当的电源或其组合的电池组充电。
[0246] 远程操作者控制模块125的壳体可以保护部件内部。壳体可以由ABS(或另一种 低吸湿聚合物)、铝、钛、尼龙、其它的金属或聚合物、木材、碳纤维任何其它适当的材料或其 组合制成。壳体经设计以便整个远程操作者控制模块125将容纳在一对标准战术工装裤中 (具有移除的天线-天线可以被快速卸下用于存放)。例如,壳体可以大约280mm乘大约 160mm。远程操作者控制模块125可以是足够小的(例如大约300mm乘大约150mm),从而用 户可以用一只手控制机器人系统10,例如能够使士兵或救护人员握住在他们的另一只手中 的工具、武器或应急电源。
[0247] 图39至图41图示说明用于操作者控制模块125的直立0⑶外壳可以为大约160mm 乘280mm和40mm深。天线123可以发射和接收控制数据、音频数据、视觉数据或其组合。
[0248] 图39和图42图示说明操作者控制模块125可以具有第一可移除无线电控制单元 1251。可以利用第二可移除无线电单元移除和替换第一可移除无线电控制单元1251。第二 可移除无线电单元,例如除了诸如串行SIM卡的识别数据之外可以与第一可移除无线电单 元相同。第二可移除无线电单元可以以与第一可移除无线电单元不同的频率或不同的信道 进行通信。第二可移除无线电单元可以包括不同的信号加密,或电缆线路单元,该电缆线路 单元连接到机器人系统10并且利用铜线或光纤电缆将数据传送到机器人系统10和传送来 自机器人系统10的数据。可移除无线电控制单元1251可以通过拉动电线把手被移除。电 线把手可以从操作者控制模块125的顶部上的稍微紧密位置,操作者控制模块125的背面 和可移除无线电控制单元1251之间的间隙1252或其组合向外旋转。
[0249] 操作者控制模块125可以包括实用环1253。实用环1253可以被配置成从用户的 带、背心、颈牵索悬挂OCU壳体,或相反固定到人或支撑结构。操作者控制模块125可以包 括再充电端口 1254。再充电端口 1254可以连接到操作者控制模块125外部的电源以对内 部电池组充电,或连接另外的电池组以对操作者控制模块125提供电力。再充电端口 1254 可以为具有防尘帽的IP67电力连接器。
[0250] 操作者控制模块125可以包括数据接口 1255。数据接口 1255能够使操作者控制 模块125控制另一种装置并且扩展操作者控制模块125的功能性。数据接口 1255能够使 操作者控制模块125作为另一系统(诸如便携式计算机)的从属设备。数据接口 1255可 以包括至少一个有线或无线接口,例如USB,IEEE 1394, eSata,蓝牙,WiFi,GPRS,GSM,GPS 或其组合。例如,数据接口 1255可以为具有防尘套的USB型A。一个或多个数据接口 1255 可以被容纳在OCU壳体内部。数据接口可以被连接到OCU板。
[0251] 操作者控制模块125可以包括冷却系统,该冷却系统可以包括风扇1257、马达散 热片1258或其组合。风扇1257还可以为鼓风机或其它循环装置,并且可以使空气循环穿 过散热片。例如,鼓风机可以为额定IP55的鼓风机。0⑶壳体可以包括进气口 1259,进气 口 1259可以允许风扇吸入较冷的空气并且除去较暖的空气。
[0252] 操作者控制单元125可以具有如箭头所示可以被打开和关闭的可打开和/或可移 除背面板1256或鼓风机盖。面板1256可以覆盖风扇1257、马达散热片1258和控制单元 125的其它部件。
[0253] 操作者控制单元125可以具有OTS COM表示模块2001。操作者控制单元125可以 具有一个、两个或多个〇⑶电源,例如〇⑶电池组2002。操作者控制单元125可以具有一 个、两个或多个干燥剂,例如干燥剂袋2003。操作者控制单元125在正面外壳面板和背面外 壳面板之间可以具有客户铸模垫圈2004。0⑶125在0⑶的内部可以具有液体密封或防水 容积。
[0254] 图40和图41图示说明操作者控制单元125在显示器界面199下方可以具有控制 面板24 (例如,5. 7in.触控屏和IXD)。控制面板24可以具有有效负载切换器2005,有效负 载切换器2005可以被配置成控制有效负载,例如接通和断开有效负载。
[0255] 控制面板24可以具有驱动操纵杆2006,该驱动操纵杆2006可以被配置成控制机 器人系统的方向和速度。控制面板24可以具有照明按钮2007,该照明按钮2007可以被配 置成控制机器人系统上的照明。控制面板24可以具有菜单按钮2008,该菜单按钮2008可 以被配置成退回到用于操作者控制单元125的操作系统中的先前屏幕。控制面板24可以具 有有效负载操纵杆2009,该有效负载操纵杆2009可以被配置成控制有效负载,例如控制有 效负载的方向,诸如有效负载中可倾斜照相机的方向或有效负载中机器人手臂的方向。控 制面板24可以具有驱动切换器2010,该驱动切换器2010可以被配置成例如通过接通和断 开驱动操纵杆2006或切换机器人系统和有效负载或多用机器人系统之间的驱动操纵杆, 来控制机器人系统。控制面板24可以具有麦克风按钮2011,该麦克风按钮2011可以被配 置成控制麦克风2013,例如在用于操作者控制单元125的发射和接收模式之间切换。
[0256] 操作者控制单元125可以具有正面外壳2012(例如,注射塑模聚碳酸酯)和背面 外壳。操作者控制单元125可以具有麦克风2013(例如,IP67麦克风)。操作者控制单元 125可以具有面向背面或面向正面的照明2014(例如,供电LED)。操作者控制单元125可 以具有音量切换器2015,该音量切换器2015被配置成增加或减少扬声器189 (例如,IP65 扬声器)的音量或麦克风2013的增益。
[0257] 图43a和图43b图示说明照相机可以被添加到操作者控制模块125。图43a图示 说明面向操作者照相机1260可以被包括在操作者控制模块125中,并且可以被取向成面向 操作者控制模块125的操作者或用户。图X49B图示说明一般用途照相机1261可以在操作 者控制模块125中。一般用途照相机1261能够使操作者控制模块125的操作者捕获图像, 同时利用操作者控制模块125操作机器人系统。面向操作者照相机1260和一般用途照相 机1261可以包括闪光灯或其它照明装置。面向操作者和一般用途照相机1260U261可以 是5兆像素照相机。
[0258] 图44图示说明操作者控制模块125可以包括输入/输出装置。例如,操作者控制 模块125可以具有至少一个显示器界面或触控屏12501。操作者控制模块125可以包括至 少一个模拟操纵杆12502和/或至少一个模拟按钮。触控屏12501可以被用于显示视频,或 软件应用程序。触控屏12501可以显示虚拟按钮用于控制机器人系统10、机器人系统有效 负载、其它的机器人控制器之间的通信、与其它通信装置(诸如,便携式计算机,手机,卫星 电话,太空站,网址,计算机网络或其组合)的通信。触控屏12501可以是LED屏幕或OLED 屏幕。
[0259] 操作者控制模块125可以通过ARM处理器(诸如ARM 9处理器)或其它ARM处理 器或客户设计的处理器被供电。
[0260] 图45图示说明操作者控制模块125的软件栈(stack)可以包括基本操作系统 12511。基本操作系统12511可以为安全被改编,为通信被优化,为商业特定任务被优化。基 本操作系统12511可以包括超级监视器功能。例如,基本操作系统12511可以具有在基本 操作系统12511的上部或内部运行的多种操作系统图像,同时基本操作系统12511共享硬 件资源。例如,基本操作系统12511可以是用于以下系统中的至少一个图像的超级监视器: 安卓操作系统12512, Avatar操作系统12513,和任何其它适当的操作系统,例如Windows Mobile,iOS,Linux,Windows,MacOSVMWare 或其组合。诸如安卓应用程序 12514 和 Avatar 应用程序12515的额外应用程序分别可以在Android操作系统12512和Avatar操作系统 12513的上部执行。应用程序12514和12515可以从网络应用程序存储下载,网络应用程序 存储例如为Android应用程序存储、Chrome应用程序存储、iTunes或其组合。这种应用程 序12514和12515可以与数据收集软件、数据库、图像处理软件、目标或图像识别软件、对等 通信软件、协作软件或其组合配合。如图12b和图13所示,有效负载模块170可以包括到 控制模块120的接口 175,从而能够使控制模块120和/或控制模块120的操作者控制单元 126控制有效负载模块170中的装置。如图36、图38、图58和图59所示,操作者控制模块 126可以包括至少一个有效负载控制模块128,该有效负载控制模块128可以控制来自附接 到任何有效负载接口 171、172、173的任何有效负载模块170的数据和/或将数据传输到附 接到任何有效负载接口 171、172、173的任何有效负载模块170。有效负载控制电路图可以 在远程操作者控制模块125、有效负载控制模块128和操作者控制模块126两端以任何方式 被分布。
[0261] 有效负载可以具有一个或更多处理器,或没有处理器。用于外部有效负载的电路 可以或者在该有效负载中或者在隔室中。有效负载控制模块128的全部电路图可以包含在 机器人系统2内。有效负载控制模块128的全部电路图可以在有效负载170中,或机器人 系统10可以包括分开的微处理器121并且有效负载170可以包括分开的微处理器且两个 处理器可以被配置成彼此互相通信数据并控制信号。分开的天线能够使有效负载内的微处 理器与操作者控制模块126或远程操作者控制模块125直接通信。全部处理可以通过机器 人系统10上、远程控制125上的处理器上、添加到机器人系统10的模块/有效负载上的处 理器上的微处理器被处理,或者处理可以在任何那些位置之间被分成任何数量和被处理。
[0262] 图46和图47图不说明第一有效负载控制模块128可以被配置成从系统10被移 除并且用第二有效负载控制模块替代(例如,置换)。例如,第二有效负载控制模块可以加 密或识别数据,该加密或识别数据可以匹配对应的操作者控制模块125的无线或通信部件 中的加密或识别数据。机器人系统10可以利用加密或识别数据与操作者控制模块125通 信,例如用于在通信的某段频率或通信的方法试图被阻碍、被偷听、被规则禁止或其组合的 情况期间或监管区域中。
[0263] 图47图示说明用于有效负载控制模块128的外壳1282可以由铸铝制成。外壳 1282可以是箱。外壳1282可以为封闭形状。外壳1282可以具有帽1283。帽1283可以由 金属薄板、铝、塑料或其组合制成。有效负载模块128可以利用连接器1284与有效负载接 口 171接合。不透水有效负载密封件1285可以在有效负载模块128和有效负载接口 171 之间。不透水密封件1285可以为0型密封环。可以使用天线1286,并且可以从系统10中 移除。第一天线1286可以用第二天线替代。散热片1287可以与外壳1282被集成或分开 地附接到外壳1282。有效负载控制模块128使用PCI-Express有效负载接口、USB、火线接 口、eSata有效负载接口或其组合可以接合到机器人系统10。底盘连接器1288、1289可以 被用于将有效负载控制模块128附接到机器人系统10。底盘连接器1288、1289可以是指旋 螺钉。有效负载控制模块128例如使用焊接、铆钉、胶合剂、磁铁、临时或永久紧固件或其组 合,可以被暂时或永久固定到机器人系统10。
[0264] 图48图示说明有效负载控制模块128可以被插入到有效负载接口 173中。有效 负载接口 173可以位于底盘框架101的背面。有效负载接口 173可以包括把手1288用于 从交替的有效负载接口 173拉动和/或弹出有效负载控制模块128,并且携带有效负载控制 模块128。
[0265] 视频有效负载190能够使远程用户观察远程操作者控制模块125上的视觉信息。 视频有效负载190可以具有有效负载照相机192,该有效负载照相机192可以检测可见光、 红外线(IR)辐射、紫外线(UV)辐射或其组合。视觉信息可以是机器人系统10中的视频有 效负载190的有效负载照相机192的可见、和/或IR和/或UV范围内的任何信息,来自机 器人系统10的状态信息,包括视频传送、音频转播、位置、剩余电池寿命、系统温度、或任何 其它适当的信息或其组合。远程操作者控制模块125可以包括天线196、视频接收器197和 用于显示从视频有效负载190接收的数据的显示器界面199。有效负载控制模块128可以连 接到天线端口 129 (图12b和图13所示)的天线195,该天线端口 129被连接到视频发射器 194。有效负载控制模块128可以包括用于有效负载照相机192的调节电路(conditioning circuitry)193。
[0266] 音频有效负载180能够使远程用户与从远程操作者控制模块125到机器人系统10 的音频有效负载180的可听范围内的任何人或任何东西的双向音频通信进行通信。远程操 作者控制模块125可以包括麦克风188和扬声器189用于捕获音频以发送到音频有效负载 180并且回放从音频有效负载180接收的音频。远程操作者控制模块125可以包括音频收 发器186和天线179。有效负载控制模块128可以包括天线187、音频收发器185、调节电 路183、麦克风181和扬声器183。如图12b和图13所示,机器人系统可以包括至少一个有 效负载接口 171、172和173。有效负载接口 171、172、173可以被附接到底盘框架101,和/ 或底盘100的侧板150。有效负载接口 171、172、173可以起到用于服务、维护和检查的可 访问面板的作用。当有效负载接口 171、172、173没有使用或不使用时,它们分别可以用第 一、第二和第三接口盖74、76和176覆盖。接口盖74、76和176可以由铝金属薄板、具有诸 如ABS的低吸湿性质的聚合物、或诸如聚碳酸酯、石英或其组合的清除材料制成。盖74、76 或176和/或有效负载170可以利用机器螺钉、或任何适当的紧固件被附接到有效负载接 口 171、172、173。盖74、76和176之间和/或有效负载170和有效负载接口 171、172、173 之间的空间可以利用密封装置177被密封。除了尺寸和形状以外,密封装置177可以与如 上所述的密封装置151相同。有效负载接口 171、172、173可以包括到控制器模块120的连 接部174。
[0267] 图12b和图13图示说明有效负载模块可以被附接到底盘100。有效负载可以是平 坦的、"轻运货车风格"的载货平板(cargo bed) 170,例如包括手提把手178。一个或多个 手提把手178可以位于底盘框架100的底部、侧面或顶部上。手提把手178可以作为防滚 杆。放置在机器人系统10中用于运输的供应品、工具、文献、其它适当的物品或其组合可以 被放置在和/或固定到载货平板有效负载170。
[0268] 图12b和图13图示说明有效负载接口 172可以容纳音频有效负载180。音频有效 负载180可以从顶部被滑入并且被固定到主体框架。图5a、图8和图IOa图示说明音频有 效负载180可以被附接到系统10的顶部。音频有效负载180的外侧可以具有扬声器托架、 圆形麦克风孔、天线基座和其组合。扬声器可以凹进框架中。音频有效负载180可以传输 和/或接收音频。如图58所示,音频有效负载180可以包括至少一个麦克风181、188,至少 一个扬声器182、189,调节电路183,和音频传输链路184。
[0269] 麦克风181、188起到转换器的作用以将音频信号转换为电子信号。麦克风181、 188可以为驻极体麦克风,激光麦克风(例如,用于来自空气中的烟或雾的声音振动),压电 麦克风,凝胶麦克风,膈膜麦克风,振动检测麦克风(例如,膈膜麦克风,听诊器,凝胶/液体 传感器麦克风(例如,被放置在气管上以检测声音振动),该凝胶/液体传感器麦克风可以 接触诸如楼梯、轨、或道路金属或混凝土表面并且检测振动和/或声音),抛物面反射式麦 克风,猎枪式麦克风,任何其它适当的麦克风或其组合。麦克风181可以是与麦克风188相 同或不同类型的麦克风。麦克风181U88可以是防水的。
[0270] 扬声器182、189可以起到转换器的作用以输出从音频传输链路接收的音频信号。 扬声器182U89可以被密封并且是防水的。扬声器182U89可以用耳机接口替代或绕过以 输出到耳机、音频录制、其它适当的音频输出或其组合。
[0271] 调节电路183可以起到放大和/或过滤音频信号的作用。来自于麦克风181的信 号可以在通过音频传输链路184被传输之前被放大。输出到扬声器182、189的信号可以通 过前置放大器,然后在背扬声器182U89输出之前通过扬声放大器。调节电路183可以被 集成到音频有效负载模块180中。调节电路183可以被集成到操作者控制单元126,和/或 控制模块120中。
[0272] 音频传输链路184可以将从麦克风181接收的音频信号传输到操作者控制单元 126,并且将来自于操作者控制单元126处的麦克风的音频传输到音频有效负载模块180中 的扬声器182。音频传输链路184可以为无线传输链路,有线传输链路,任何其它适当的传 输链路,或其组合。音频传输链路184可以为模拟FM传输链路,数字传输链路,无线网络链 路,IEEE 1394链路,USB 1.02. 03. 0链路,任何其它适当的链路,或其组合。音频传输链路 184可以包括至少一个音频发射器和一个音频接收器,例如两个音频收发器185、186,和天 线187。音频传输链路184可以被集成到机器人系统的音频有效负载模块180中,集成到控 制模块120中,或其组合。天线187可以被安装在音频有效负载模块180上,天线187可以 被附接到控制模块天线端口 127、129。音频传输链路184不存在,并且音频被记录以用于随 后的检索和回放。
[0273] 音频收发器185U86可以利用近似433MHz的载波频率传输音频数据。天线187 可以在橡胶中是凹凸不平的并且被涂覆。天线187可以被最优化以传输和接收近似433MHz 载体上的数据,和/或传输和接收任何适当的频率范围内的数据。
[0274] 由于用于控制数据和音频数据的载波频率范围的附近重叠,音频有效负载180和 用户控制器125之间的数据传输可以干涉用户控制器125和控制模块120之间的控制信号 的传输。考虑到控制数据比远程用户控制器125和音频有效负载180之间传输的音频数据 更重要,但是可替换地音频数据可以更重要(例如,在监督任务中,机器人系统主要是静止 并且监听)。为了避免干涉,可以使用时分多路复用方案,最简单的实例为半双向通信模式; 例如,在机器人系统10接收控制数据和/或在运转中的同时,机器人系统可以部分地或完 全地断开音频数据传输,从而移除音频数据传输和用于机器人系统的控制信号之间的任何 可能性的干涉。在传输音频数据的同时,控制数据可以部分地或完全地停用。额外的多路 复用方案可以被用于防止或减少控制信号传输、音频数据传输、视频数据传输、其它有效负 载数据传输、及其它(可能外部)的干扰源之间的干涉。
[0275] 图13和图59图示说明有效负载接口 171可以容纳视频有效负载模块190,视频 有效负载模块190可以包括有效负载照相机192、照明系统191、调节电路193、视频传输链 路198和显示器199。有效负载接口 171可以利用清除面板盖176保护,并且利用密封装 置177密封以密封有效负载接口 171并且使得有效负载接口 171防水和/或防尘,而同时 允许视频有效负载捕获视频。面板盖176可以由聚碳酸酯、石英或其组合制成。有效负载 接口 171可以未被覆盖,通过关闭、用网孔覆盖、用石英覆盖或其组合被保护。
[0276] 图49和图50图示说明音频有效负载模块180可以与视频有效负载模块190集成。 面板盖176可以利用密封装置177、密封螺钉1770U771或其组合被密封到底盘1001中。 密封装置177可以为0型环,密封螺钉1770、1771可以为0型密封螺钉。扬声器182,和/ 或麦克风181可以附接一个或多个胶合剂和/或紧固件,例如环氧树脂。扬声器182可以 发出音量。扬声器182可以位于面板盖176的后面。例如,通过扬声器182发出的声音在 传播到系统10外侧的环境之前可能需要通过面板盖176。
[0277] 图51图示说明有效负载照相机192可以被附接到托架1772、1773。有效负载照相 机192可以被向后移动或移位。向后移动有效负载照相机192可以改善气流,使板上的电 子仪器(诸如LED照明系统)的电子散热片可用。有效负载照相机192可以被定位成与盖 176的正面相距大约6mm。
[0278] 图52a和图53图示说明遮光板盖1760可以被附接到系统10的正面或背面。遮 光板盖1760可以包括音频孔或穿孔1780,该音频孔或穿孔1780被定位在扬声器1761、麦 克风1762或其组合的前面并与扬声器1761、麦克风1762或其组合无阻碍流通或音频通信。 遮光板盖1760可以具有直接定位在系统10中或上的传感器或换能器的前面的穿孔,例如 照相机1763、光1764、激光、红外光、显不器、化学传感器、压力传感器、扫描激光传感器、扫 描激光(例如,用于面扫描、房间扫描、指纹扫描、脚印扫描或其组合),其它的,或其组合。
[0279] 图53图示说明遮光板盖1760可以被附接到一个、两个或多个电线防护缓冲器 (wire guard bumper) 1765、1766。遮光板盖1760可以被附接到透明、半透明或不透明的袋 状物(bladder),该袋状物被充满诸如例如空气的气体的流体,或诸如水的液体,电磁,聚合 物缓冲器,或其组合。电线防护缓冲器1765U766可以是弯曲或扭曲的。例如,电线防护缓 冲器可以保护遮光板盖1760不受外部物体的冲击,并且减少或移除来自机器人系统10上 的输入/输出装置的干涉和障碍(例如,使得进入穿孔1780的碎屑最小化)。
[0280] 遮光板盖1760可以包括显示屏幕。显示屏幕可以为LED或OLED屏幕,E-INK屏 幕或其它适当的屏幕。显示屏幕可以显示图像和/或文本和/或虚拟面。例如,显示屏幕 可以当传递医学设备时显示红十字符号,并且/或显示操作者的脸从而机器人系统遭遇的 对象也许能够认出操作者。显示屏幕能够被用于视频对话,例如在有效负载照相机192和 遮光板盖1760上的显示屏幕,与远程操作者控制模块125之间。视频对话能力可以与比如 Skype或Apple FaceTime的视频对话产品集成。
[0281] 视频有效负载模块190的照明191既是可见光也可是红外光,例如可见和红外发 光二极管(LED),任何适当的LED,任何白炽、荧光、磷光(在黑暗中发光)、化学、燃烧、激光 或其它光源,或其组合。照明191可以经由控制模块120的微处理器121控制,通过另外的 微处理器控制,或其组合。控制模块120的微处理器121可以产生造成用于照明系统191的 接通、断开、或可变变暗水平信号。用于照明191的控制信号可以从操作者控制单元126传 输到微处理器121。照明191响应于由环境光传感器检测的环境光水平通过微处理器121 可以被自动接通和断开。
[0282] 有效负载照相机192可以捕获图像数据。有效负载照相机192可以是一个、两个或 多个照相机,例如能够检测红外光和可见光的模拟摄像机,数字视频照相机,静物照相机, 胶片照相机,前视红外仪(FLIR)照相机,任何其它适当的照相机,或其组合。有效负载照相 机192可以适于将视频信号馈送到调节电路193中。
[0283] 调节电路193可以提供信号处理和/或信号开关,并且/或过滤视频信号。调节电 路193可以包括视频传送开关和/或视频传送置加功能,例如调节电路193可以具有能够 被配置成开关和/或叠加视频传送的视频传送叠加芯片。视频传送叠加功能用于结合视频 传送信号中的叠加的显示文本和/或图像,例如识别照相机视图,识别视频传送,显示电池 寿命,传感器输出数据,定位数据,或任何其它适当的应用程序。调节电路193可以包括视 频传送开关,该视频传送开关可以通过主控制模块120的微处理器121控制。条件电路193 可以包括过滤或放大电路以提高视频传送的质量。条件电路193可以被集成在有效负载模 块中,但是另外也可以被集成在操作者控制单元126中,或控制模块120中的任何地方。
[0284] 视频传输链路198可以将视频信号传输到操作者控制单元126。视频传输链路 198可以为无线传输链路,有线传输链路,其它适当的传输链路,或其组合。视频传输链路 198可以包括视频发射器194,天线195、196,和视频接收器197。视频传输链路198可以 被集成在机器人系统的控制模块120中,并且可以被集成在有效负载模块190中。视频传 输链路198可以为模拟FM传输链路,数字传输链路,无线网络链路,IEEE 1394链路,USB 1. 02. 03. 0链路,其它适当的链路,或其组合。
[0285] 视频传送可以经由视频传输链路被记录和/或传输。视频发射器194可以将视频 信号转换为通信信号并利用天线195将通信信号传输到视频接收器197。视频接收器197 可以经由天线196接收来自视频发射器194的通信信号,并且将通信信号转换为视频传送 并将视频传送输出到显示器199。
[0286] 天线195、196可以适于接收900-1 IOOMHz范围内的信号。天线195、196可以被涂 覆橡胶并且被加固。天线可以是橡胶鸭嘴天线。天线可以是抗剪的。天线可以在铰接或相 反环接架处被结合到主体20。如图12b和13所示,用于视频发射器194的天线195可以被 连接到天线端口 127、129中的一个。
[0287] 显示器199可以显示来自有效负载照相机192的视频传送和包括在来自条件电路 193的视频传送中的任何叠加的信息。显示器可以是IXD屏幕,LED屏幕,OLED屏幕,TFT屏 幕,其它适当的屏幕,或其组合。
[0288] 视频数据、音频数据和控制数据的传输频率分别可以为近似900-1100MHz、433MHz 和480MHz。用于三种分离数据信道的这些范围可以使得干涉最小化或防止干涉。视频信号 可以以足够高的频率被传输从而支持高数据率并且避免对音频和控制信号的任何干涉。在 某些操作条件下,控制数据和音频数据可以彼此干涉。控制模块120可以断开音频有效负 载180,同时控制信号可以在用户控制模块126中被接收。
[0289] 有效负载模块可以包括一个、两个或多个传感器、输入和/或输出装置、工具、设 备和/或供应品,其中包括静物照相机,基于薄膜的照相机,前视红外仪照相机,吊杆照相 机,鱼眼照相机,全景倾斜变焦距照相机系统,光强度传感器,电磁辐射传感器,录音机,激 光测距仪,导航系统,全球定位系统(GPS)传感器,深度传感器,压力传感器,辐射传感器, 化学传感器,病理学传感器,生物学传感器,灭火器,化学去污系统,医疗设备,医学用品, 食品供应,水供应,结构供应,去纤颤器,致命和非致命武器或军需品,电休克武器(例如, Scottsdale,Arizona 的 Taser International,Inc.的泰瑟枪(Taser)),爆炸物破坏器, 机器人臂,设备支座,设备致动器,销钉条发射器,点滴器,精确转动架系统,机器人钩,致动 拔火棍,加压鼓风机,压缩气体(例如,空气,二氧化碳,氮),鼓风扇,真空装置,另外的电池 组,生物统计装置,或其组合。有效负载可以包括门打开装置(例如,打洞器,撬杆,门把手 接口,撬锁系统),有袋物,有袋水导管,UGV的或UAV的,玩具,施工设备,农业设备,高电压 修理设备,个人辅助装置,3维照相机,信息传输系统(例如,具有另外的天线的RF模块), 诸如信号干扰发射机或形状充电的无线信号破坏器,X射线可视化系统,机械操作臂,360 度照相机,用于数据处理的卸载处理器(例如,以补充板上的处理器,比如视频处理和/或 被用于层排列处理(tiered processing)),诸如硬盘驱动器或闪速存储器的数据存储器, 或其组合。
[0290] 图55图示说明照相机有效负载1920可以具有有效负载照相机192。照相机有效 负载1920可以具有附接到有效负载照相机192的致动器,其中有效负载照相机192可以被 配置成全景拍摄和倾斜有效负载照相机192。有效负载照相机192可以被配置成例如利用 机动、可调整的透镜来放大和缩小焦距。照相机有效负载1920可以具有附接到具有防滚杆 1925的有效负载盒1924的有效负载基底1926。有效负载基底1926可以在有效负载基底 1926的每个角处,经由诸如模块附接螺钉1927的至少一个模块附接元件,被可移除地附接 到系统10的剩余部分,例如底盘1001。有效负载盒1924和/或防滚杆1925和/或有效负 载基底1927可以围绕有效负载照相机192。
[0291] 照相机有效负载1920可以具有气泡圆顶(bubble dome) 1921。气泡圆顶1921可 以具有塑料的实体板。气泡完成1921可以被附接到有效负载盒1924,例如到防滚杆1925, 和/或到基底1926。气泡圆顶1920和有效负载盒1924和/或有效负载基底1926可以包 围有效负载照相机192。气泡圆顶1921和/或有效负载盒1924和/或有效负载基底1926 可以保护机械电路和有效负载照相机192不受诸如灰尘、沙子和液体的影响。污染物可以 削弱可见性,或擦伤有效负载照相机192的透镜,和/或削弱有效负载照相机192的运动的 范围。防滚杆1922可以保护气泡圆顶1921不受冲击或外伤而造成的损坏,例如划痕和裂 纹。
[0292] 有效负载照相机192可以为全彩色照相机。照相机有效负载1920可以全景拍摄 有效负载照相机192,例如通过横向旋转有效负载照相机192,如箭头1928所示。有效负 载照相机192可以从固定的、不可旋转的构造被横向旋转到无限制的、可重复的360°旋转 (即,旋转超过360°而没有最大值),更窄地小于或等于大约360度,然而更窄地小于或等 于大约180°。照相机有效负载1920可以倾斜有效负载照相机192,例如通过垂直旋转有 效负载照相机192,如箭头1929所示。有效负载照相机可以从固定的、不可旋转的构造被垂 直旋转到无限制的、可重复的360°旋转(即,旋转超过360°而没有最大值),更窄地等于 或大于大约180度。有效负载照相机192可以具有近似100x-120x的数字变焦。
[0293] 图11和图56图示说明驱动模块130可以被配置成向移动装置200传递机械能。 驱动模块130可以被机械链接到移动装置200。例如,驱动模块130可以利用适于旋转环形 齿轮155的小齿轮131链接到移动装置200,并且环形齿轮155可以适于旋转连接到移动装 置200的可旋转轴套153。
[0294] 如图56图示说明驱动模块130可以包括至少一个变速箱132,至少一个马达134, 和至少一个马达控制器136。如图22所示,驱动模块130可以包括冷却装置138。驱动模 块130可以被定位在底盘框架101的中心的附近,例如在底盘框架隔室103的内壁中,从而 提高稳定性。底盘101可以由吸热材料制成(诸如金属),驱动模块130可以与底盘框架 101的壁接触或紧密接近,从而可以允许底盘框架101提供被动冷却功能,因此起到散热器 的作用并且将热从驱动模块130传送出去。另外的被动冷却可以被集成到或在驱动模块 130或在底盘框架101中的驱动模块架中。
[0295] 马达控制器136起到向马达134提供电力和控制信号的作用。马达控制器136可 以适于从电源110接收电力和从控制模块120接收控制信号。在另外的变化中,马达控制 器136也可以适于控制冷却系统138。马达控制器136可以是无刷马达控制器,例如具有数 字控制接口的无刷马达控制器、开口回路(或非反馈)马达控制器或其组合。
[0296] 马达134起到向变速箱132提供机械动力的作用。马达134可以适于从马达控制 器136接收控制信号和电力。马达134可以是电动马达,燃料动力发动机,或其组合。马达 134可以是无刷马达,例如具有霍尔效应传感器的无刷马达、开口回路控制的马达、无刷马 达或其组合。霍尔效应传感器可以提供良好的低速控制并且是更有效的能源,开口回路模 式(没有使用霍尔效应传感器)需要更多的电力。
[0297] 变速箱132可以使马达134的机械输出适应于移动装置200的更高或更低的输 出。变速箱132可以为可互换变速箱,并且可以为不同的移动装置(例如不同尺寸的轮)、 不同的电力、扭矩要求、或其组合而调整。变速箱132可以被连接到适于旋转连接到移动装 置200的其它齿轮的小齿轮131,和/或被直接连接到移动装置200。
[0298] 驱动模块130可以包括冷却装置138。冷却装置138可以调节底盘100内的部件 的温度。例如,冷却装置138可以调节驱动模块130中的部件的温度。冷却装置138可以 是冷却风扇,例如电动冷却风扇、散热片、水冷却系统、制冷系统或其组合。至少一个冷却风 扇可以被安装在马达上,从而产生的气流可以流过马达和在马达周围流动以调节温度并对 目标提供冷却。风扇也可以提供一般的系统冷却,和/或对底盘100中的其它元件的冷却。
[0299] 图60和图61图示说明系统10可以具有正面进气口 1386a,侧面或背面底盘散热 片1382,和至少一个排气风扇1381。排气风扇1381可以具有分别为一个或多个顶部、侧面、 底部或背面排气孔或排气口 1388a、1388b、1388c和1388d。排气风扇1381可以强制在侧面 或背面散热片1382上对流。例如,排气风扇1381可以通过正面进气口 1386a、通过内部或 外部冷却通道1393并且穿过侧面或背面底盘散热片1382的叶片或翼片1384,泵送、吹或抽 出流体(例如,当系统10在地面上时的周围空气,和当系统10在水中时的周围水)。底盘 散热片1382周围的加热的空气可以通过顶端排气孔1388a被排出,如图X2所示,和/或通 过至少一个侧面排气孔1388b被排出,如图X3所示。
[0300] 图62图示说明系统10可以具有在系统10的底部上的底部进气口 1386c,在机器 人系统10的顶部上的进气口 1386a,在系统10的侧面或背面的侧面或背面进气口,或其组 合。如箭头所不,流体循环装置(诸如排气风扇1381)可以使周围流体(诸如周围空气或 水)穿过底盘散热片1382抽出到底部进气口 1386c中,并且将加热的空气从机器人系统10 的顶端或底部逐出(例如,通过顶端排气口 1388c)。排气风扇1381可以被颠倒,并且空气 可以通过顶端排气口 1388抽入并通过底部进气口 1386b排出。
[0301] 图63图示说明背面底盘散热片1382能够用于驱散底盘1001的内部的热。排气 风扇1381可以被附接到背面底盘散热片1382的外侧。周围流体可以被动或主动(例如, 当被风扇吹时)通过散热片1382上的叶片。
[0302] 图64图示说明侧面底盘散热片1382能够将底盘1001的内部的热导出到底盘 1001的外部。排气风扇1381可以被附接到侧面底盘散热片1382的外侧从而迫使周围的流 体通过侧面底盘散热片1382。图65图示说明贮存装置1383可以保持液体或气体,例如水。 在热被贮存装置1383的容纳物吸收时,贮存装置1383可以通过排气孔或排气口 1388蒸发 液体或气体。贮存装置1388可以具有例如被配置成放出加压蒸汽和/或加压热气的一个 或多个贮存装置通风孔。具有贮存装置1383的系统10可以具有或不具有排气扇1381,或 过滤器。
[0303] 图66图示说明系统10可以具有含有冷端1391和热端1392的一个或多个内部或 外部热管1390。热管1390可以包含诸如水、酒精、或其组合的气体或液体。热管1390可以 由铝、铜、钢、铁、陶器、或其组合制成。冷端1391可以被附接到底盘1001,一个或多个底盘 散热片1382,马达散热片1258。热端1392可以被附接到包括控制模块120,驱动模块130, 包括电池组的电源110,或其组合,其中控制模块120包括微处理器121和控制板以及电源 模块122、电力板,驱动模块130包括变速箱132、马达134和马达控制器136。热管1390 可以在特定装置处或能够感到周围操作温度的机器人系统10中的区域处将热从热端1392 输送或传送到冷端1391,例如以冷却热端1392和位于热端1392的元件;例如从控制模块 120、微处理器121、控制板、电源模块122、电力板、驱动模块130、变速箱132、马达134、马 达控制器136、电源110和电池组、或其组合;例如到底盘1001、底盘或马达散热片1382或 1258、或其组合。排气风扇1381可以抽出其它气体。如这里所述,排气风扇1381可以与 泵、贮存装置、加压筒、流动产生装置结合在一起,或用泵、贮存装置、加压筒、流动产生装置 代替,或代替为泵、贮存装置、加压筒、流动产生装置,或其组合,其中流动产生装置用于水 或其它液体或气体。
[0304] 图67图示说明底盘100可以具有防水连接器1385。防水连接器1385可以连接到 排气风扇1381。排气风扇1381可以被定位在底盘100的外侧。防水连接器1385可以接收 来自机器人系统10的底盘100的内部的排气风扇1381和电力板和/或控制台120的电力 和控制信号并且将该电力和控制信号传递到机器人系统10的底盘100的内部的排气风扇 1381和电力板和/或控制台120。
[0305] 图52d图示说明背面底盘散热片1388d和/或排气风扇1381可以被安装在机器 人系统10的背面上。背面散热片盖1389a可以被附接到底盘100的后端。背面底盘散热 片1388d和/或排气风扇1381可以用背面散热片盖1388覆盖和保护。
[0306] 图52c图示说明安装在机器人系统10的侧面上的侧面底盘散热片1388b和/或 排气风扇1381可以用侧面散热片盖1389b覆盖。背面和侧面散热片盖1389a和1389b可 以对准、支撑和保护排气风扇1381和底盘散热片1388和风扇的附接免受损坏。背面和侧 面散热片盖1389a和1389b可以可移除地附接到底盘100。例如,散热片盖1389、底盘散热 片1388和排气风扇1381可以清洗、修理和替换。
[0307] 移动辅助模块140可以将机械能传送到移动辅助装置300。如图57所示,移动辅 助模块140可以包括马达控制器146、马达144、安全联接器143、变速箱142,或其组合。
[0308] 除非在这里指出,否则马达控制器146、马达144和变速箱142可以与驱动模块 130的马达控制器136、马达134和变速箱132相同。变速箱142可以被附接到小齿轮141, 并且小齿轮141适于旋转环形齿轮142,环形齿轮142适于旋转轮轴149。
[0309] 在冲击或震动移动辅助装置300事件中,安全联接器143起到将轮轴149从马达 144的致动器分离的作用。如图68和图69所示,移动辅助装置300可以为挡板301,并且挡 板301可以被弹出,如图28中的箭头400所示,例如利用从大约15Nm(lllb.-ft.)到大约 145Nm (1071b. -ft.)的扭矩,更窄地从大约 30Nm (221b. -ft.)到大约 125Nm (92. 21b. -ft.), 例如在旋转轴线处的大约IOONm (741b. -ft.)或大约30Nm (221b. -ft.)的扭矩。挡板301可 以对着硬表面或物体弹出、猛击或碰撞以便使得安全联接器解耦并且允许挡板被折叠成用 于存放的紧凑构造。安全联接器143可以为球形插销、扭矩限制器、超控联接器(override coupling)、任何其它可解耦机制或其组合。安全联接器143可以包括致动器,该致动器具 有自动再接合功能、致动和/或手动再接合功能或其组合,其中致动和/或手动再接合功能 可能使用螺线管致动器来再接合安全联接器143。
[0310] 装置可以具有离合器,或没有离合器,在发动机和轮轴149和/或169之间机械通 信。可以要求力的连续量以将挡板折叠成存放构造(例如,具有离合器),或单个尖锐的冲 击会导致从致动马达144开始释放轮轴149 (例如,利用安全联接器)。手动致动和电动致 动的移动辅助装置可以利用机械释放器(例如销或球形插销、制动器或离合器,张紧器)与 移动装置断开连接以从预备位置进行到装载位置。这就可以消除对位置反馈和到装载位置 的自动旋转的需要。释放器可以被电动启用。释放器可以通过运动、冲击、脉冲、按钮的按 压、拉动杆、由马达的致动或其组合被启用。启用的灵敏度可以被调整,正如释放所需要的 启用的数量。
[0311] 如图11所示,移动装置200能够使机器人系统10在环境中移动,其中所述环境可 以包括陆地、空气、水、地下、水下、外太空、小行星、彗星、其它的行星、其它的星系和月球。 如图15和图16所示,移动装置200可以为由至少一个轨道传动轮220驱动并且由至少一 个轨道引导件230引导的轨道210。移动装置200可以为一组轮、滑板、滑座、推进器、机翼、 帆、轮叶、气球、浮体、桨叶、桨、挡板、拔塞钻、绞盘、压力槽、火箭、盘旋系统、如上所述的轨 道或其组合。
[0312] 如图32和图33所示,移动装置200可以包括两个轨道传动轮220、221和用于每 个轨道210的至少一个轨道引导件230。机器人系统10可以包括两个移动装置200,例如 两个轨道210, 一个在底盘100的每个侧面上,或单个轨道210。移动装置200可以包括传 动轮轨道帽240。
[0313] 轨道210可以将轨道传动轮220、221的运动链接在一起。轨道可以提供超过多种 多样的地形的大的移动。轨道可以单独用轮替换。轨道210可以由聚合物制成,例如热塑 性塑料氨基甲酸乙酯(TTO)、其它的聚合物、合成像胶、金属网、基于碳纤维的材料、金属链 路、金属带的橡胶、皮革或其组合。
[0314] 轨道210可以利用至少一个固定长度的注射塑模的轨道然后利用溶剂将至少一 个长度的端部结合在一起而被制造,从而以低成本创建连续轨道210。溶剂可以被用于结合 聚合物轨道带或任何其它适于制造轨道带的聚合物。结合轨道带可以包括利用胶合剂、紧 固件(诸如订书钉、铆钉或锁扣)或利用热处理以将至少一个带的端部熔化在一起。轨道 210可以被铸模为单件连续连接的轨道。
[0315] 轨道210可以被铸模成具有多个层。内部材料可以与模具一起使用以产生轨道 210的基底层并且外部材料可以被重叠注塑(overmolde)以产生集成有基底层的外表面的 外层。轨道210的基底层与轨道210的外层可以是不同的颜色。当外层磨损时,基底层的 颜色能够透露到轨道210的外侧。基底层的颜色的可见度可以为轨道210的磨损指示器。 轨道210的预期剩余寿命,和/或当到了替换轨道210的时候时,能够由可见的基底层的颜 色的量指示。基底层可以包括被铸模成或被附接到轨道的夹板。磨损水平可以是锥形,从 而区域磨损越多,基底层和外层之间的颜色变化越增大。
[0316] 如图32和图33所示,轨道带210的外侧可以包括外侧块211、212。例如当系统 10越过障碍物时,外侧块211和212可以增加各种表面上的牵引力。外侧块211、212可以 基本上为轨道的宽度,被布置成垂直于轨道210的运动向量。外侧块可以为任何适当的宽 度,并且被布置成任何适当的轨道样式。外侧块211、212可以在轨道带210上是均匀的或 非均勻间隔的。
[0317] 代替有规则间隔的外侧块,轨道210可以为特定目的而被修改或适应。轨道210 可以具有应用加强元件,诸如用于爬壁的吸盘,用以提高在冰上的牵引力的销钉,或为了任 何其它适当的目的对轨道210进行的任何其它适当的修改或添加或其组合。
[0318] 图32和图69图示说明轨道210的内部可以包括内侧块216、217、218,该内侧块 216、217、218可以保持轨道210在轨道传动轮220、221和轨道引导件230上对准。内侧块 216、217、218的外侧边缘可以从轨道210的外侧边缘朝着轨道210的内侧围绕。内侧块 216、217、218的外侧边缘可以为正方形、三角形、圆柱形、或任何其它适当的形状。内侧块 216、217、218可以绕轨道210的内边缘均匀或非均匀间隔。
[0319] 图68图示说明内侧块216、217、218可以沿着垂直于轨道210的运动向量的轴线 与轨道210的外边缘分隔固定距离。内侧块216、217、218沿着垂直于轨道210的运动向量 的轴线之间的间隔可以为轨道传动轮220的宽度和轨道引导件230的宽度。轨道210的内 侧可以包括凹陷213。凹陷213可以增加轨道传动轮220上的脊部214的夹持。轨道210 的内侧可以具有平滑区域215,例如没有凹陷213。轨道的内侧可以是完全平滑的,沿着整 个长度具有重复的凹陷或其组合。
[0320] 轨道传动轮220可以转动轨道210。在轨道210上的至少一个轨道传动轮220可 以适于由可旋转轴套153通过底盘100的侧板150中的孔被致动,其中底盘100或被直接 连接到驱动模块130或通过底盘100内的一系列齿轮被连接到驱动模块130。轨道传动轮 可以具有块,该块能够与轨道内侧上的刻痕(divot)接合。轨道传动轮可以被配置成抓握 和/或保持轨道在轨道传动轮上对准。
[0321] 图32图示说明销154能够用于机械链接或固定可旋转轴套153和轨道传动轮 220、221,但是其它接口、技术或部分也可以被用于机械链接可旋转轴套153和轨道传动轮 220、221。例如,胶合剂、紧固件、夹或其组合能够被用于链接可旋转轴套153和轨道传动轮 220、221。
[0322] 轨道传动轮220可以由两个部件装配,内轮毂222、223,和外轮224、225。轨道传 动轮220可以被制造为单个、集成的部件,或由任意数量的部件装配成。内轮毂222、223可 以由尼龙、其它聚合物、金属、碳纤维、混凝土、纸板、木材、任何其它适当的材料、或其组合 制成。外轮224、225可以由TPU、山都平(Santoprene)、其它聚合物、弹性体、或弹性体/聚 合物的混合物、金属、或其组合制成。内轮毂222、223可以利用铸模工艺、机械加工、浇铸、 锻压、模压、任何其它适当的制造的方法、或其组合制造。外轮224、225可以利用注射塑模 工艺、机器加工、浇铸、锻压、压模、或其组合被制造。
[0323] 扭转具有由较硬材料(诸如金属)制成的轮轴的较软的聚合物,可以以较高的扭 矩水平撕裂聚合物。金属可旋转轴套153 (或金属轮轴149)的结合能够使高扭矩机械输出 被分配给具有耐震动/耐冲击的较软聚合物外轮,并且提高金属和聚合物之间的接口处的 耐久性,其中金属可旋转轴套153 (或金属轮轴149)适于旋转附接到聚合物(例如,比硬质 聚合物内轮毂软的聚合物)外轮毂224、225的硬质聚合物内轮毂222、223。例如,内轮毂 222和223的弹性模量可以大约为280, 000到420, 000。外轮毂224和225的弹性模量可以 大约为8, 000到20, 000。轮轴149、169的弹性模量可以大约为800, 000到8, 000, 000。内 轮毂222和223的弹性模量与轮轴149、169的弹性模量的比可以为从大约0. 5到大约100, 更窄地从大约1到大约29,再更窄地从大约1. 9到大约11,例如大约为10。外轮毂224和 225的弹性模量与内轮毂222和223的弹性模量的比可以为从大约0. 5到大约100,更窄地 从大约1到大约50,再更窄地从大约1. 9到大约11,例如大约为10。轮轴与内轮毂222和 223之间接触的表面面积可以大于或小于内轮毂222和223与外轮毂224和225之间接触 的表面面积。内轮毂222、223可以通过重叠注塑与外轮毂224, 225接合。重叠注塑可以包 括使内轮毂222、223由内轮毂材料制成,使外轮毂由外轮毂材料制成,其中内轮毂材料比 外轮毂材料硬,并且外轮毂被重叠注塑到内轮毂上。
[0324] 内轮毂222、223可以由紧固在一起的两个部件装配成。内轮毂222、223的部件可 以为与自攻螺钉、螺母和螺栓、联锁锁扣、铆钉、胶合剂、任何其它适当的紧固件、或其组合 紧固在一起的轮毂板222、223。
[0325] 图68和图69图示说明轮毂板222、223可以用它们绕外轮224、225的部分联锁 (形成联锁毂)的方式被紧固在一起,从而内轮222、223和外轮224、225可以共同旋转。
[0326] 图32和图69图示说明轮毂板223中的一个可以键控接口,该键控接口例如为六 角形键控接口,且适于旋转连接到移动辅助装置300的轴。另一个内轮毂板222可以包括 到轮轴149和轨道传动轮220的内部之间的接口的轴承。内轮毂板222可以包括用于旋转 轴套153的接口 226。内轮毂板可以利用销154被连接到旋转轴套153,连接到轮轴149,任 何其它适当的致动器,或其组合。内轮毂板222可以位于内轮毂板222的中心与轮轴149 之间的滚珠轴承219。
[0327] 图5和图6图示说明外轮224、225可以包括从内轮毂222、223到外轮224、225的 外轮缘径向或大致径向布置的至少一层支撑构件。外轮224、225可以包括径向布置的至少 2层支撑构件,其中第一层支撑构件222将内轮毂222、223连接到中间轮缘,并且第二层支 撑构件使中间轮缘与外轮224、225的外轮缘连接。支撑构件可以在外轮224、225的周围均 匀分隔,或以任何适当的方式不均匀分隔。支撑构件可以与外轮224、225的外轮缘的厚度 相同或大致相似,和/或为任何适当的厚度。每个外轮224、225可以具有一层、二层、三层 或多层支撑构件221、222。支撑构件(例如,两个或三个)可以减少轨道传动轮220、221的 外轮224、225的重量、材料和成本并且增加柔韧性和震动吸收,同时在外轮224、225内创建 更大的空间以提高轨道传动轮220、221对异物的耐受性,并且提高轨道传动轮220、221对 折曲的能力,如果异物(例如,砾石和/或枝)被引入轨道传动轮220、221的外轮224、225 与轨道210之间,其中异物例如为岩石,草、枝,并且可能进入外轮224、225的支撑构件之间 的空间。当异物进入轨道210和轨道传动轮220、221之间时,来自弯曲的轨道传动轮220、 221的外轮224、225和弯曲的轨道210的并且按压在轨道210和外轮224、225之间的异物 的压力可以是足够大的,从而将异物从轨道210和轨道传动轮220、221的外轮224、225之 间挤出和投掷出,并且可以是用于轨道210的自清洁功能,这就能够减少或消除对手动轨 道清洁和轨道清洁系统的需要。轨道和/或轨道传动轮或其它元件能够由非加强TPU、TPE 或山都平柔性材料制成,而且也可以由其它的橡胶或柔性热塑性塑料制成。
[0328] 自清洁功能可以允许轨道210更轻松地抵靠轨道传动轮220、221而运行。轨道的 张力(可以随着温度而变化)可以相对于对于轮帽的轨道的位置被计算。在轨道最收缩状 态下(即,最大张力)的轨道的外侧边缘可以在轮帽的半径的外侧(例如,以防止轮帽对着 地面滚动,而不是轨道对着地面滚动),例如包括在轨道上的块。在轨道的膨胀状态下(即, 最小张力),帽和侧板主体可以不大于轨道的内侧(例如,足以将轨道保持在轨道传动轮 上),轨道210可以具有从大约0.4N(0.11b f)到大约534N(1201bf)的轨道张力。外轮224、 225可以包括至少一个脊部214。脊部214可以与轨道210中的凹陷213接合并且提高轨 道210上的轨道传动轮220的牵引力。脊部214可以在外轮224、225的周围被大致均匀分 隔,并且平行于外轮224、225的旋转轴线,但是也可以使用任何适当样式的脊部。脊部214 可以被配合到轨道210中的至少一个凹陷213,但是另外也可以是任何适当的形状。
[0329] 在极端操作条件或不平地形的操作过程中,例如,一个或多个轨道210可以从轨 道传动轮220,轨道传动轮220被移除或抛弃。轨道引导件230可以保持轨道210在轨道传 动轮220上被对准并且例如,如果轨道210脱离轨道传动轮220或轨道与轨道传动轮220 的对准失调,则重新对准轨道210。轨道引导件230能够被附接到底盘100的侧板150,例 如轨道引导件230能够利用机器螺钉被安装在侧板150上,利用铆钉、胶合剂、联锁部分或 其它适当的紧固件、或其组合被紧固到侧板150上。轨道引导件230可以被集成到侧板150 中作为用于制造的单件。轨道引导件230可以与侧板150被熔融。在轨道210通过轨道引 导件230的上方和/或下方时,轨道引导件230可以引导轨道210。在轨道210通过轨道引 导件230的上方和/或下方时,轨道引导件230可以引导轨道210。轨道引导件230可以由 润滑的尼龙、另一种聚合物、金属、碳纤维、混凝土、纸板、木材、任何其它适当的材料、或其 组合制成。轨道引导件230可以被注射塑模、铸塑、锻压、机械加工、模压、切割、任何其它适 当的制造的方法、或其组合。
[0330] 图30和图33图示说明底盘100的侧板150能够辅助轨道引导件230或在维持轨 道210在轨道传动轮220上的对准中独立起作用。当轨道210能够被伸长超过轨道引导件 230和机器人传动轮220时,侧板150能够稍微大于轨道210的内径。侧板150相对轨道 210的凸缘(flanging)能够抵靠轨道210而过盈配合,从而防止轨道210被投掷到或相反 被移动到底盘100上,例如,防止轨道210粘在传动轮220和底盘100之间。侧板150能够 稍微大于轨道210的内径,并且小于轨道210的外径。侧板能够超过轨道的内径突出从大 约lmm(0. 04in.)到2mm(0. 08in.)。侧板150能够提供额外的轨道引导。机器人系统10可 以在被倒置的同时操作。
[0331] 图11、图62至图65、图68和图69图示说明移动辅助装置300能够在特殊情形和 /或特殊地形下辅助机器人系统10,例如爬过物体、爬上楼梯、或在雪中驾驶。移动辅助装 置300可以为用于每个移动装置200的至少一个挡板301,并且可以另外或附接地具有一个 或多个滑板、滑座、推进器、翼、帆、轮叶、气球、浮体、桨叶、桨、挡板、拔塞钻、绞盘、压力槽、 火箭、盘旋系统、其它适当的移动辅助装置、或其组合。
[0332] 图68和图69图示说明挡板301可以包括轨道310、挡板滑轮320、轨道引导件330 和滑轮帽340。
[0333] 挡板301的轨道310能够与移动装置200的轨道210相同。相同材料和制造工艺 能够被用于轨道210和轨道310 (例如,从而能够提高可制造性可扩展性并降低成本)。挡 板301上的轨道310能够短于移动装置200的轨道210。
[0334] 挡板301的挡板滑轮320能够与移动装置200的轨道传动轮220相同。例如,挡 板滑轮320能够具有外轮324和内轮毂323。
[0335] 图68和图69图示说明挡板301能够包括一个挡板滑轮320。挡板301能够包括 额外的滑轮。挡板滑轮320可以适应于与轨道传动轮220串联地旋转。挡板轨道310能够 与移动装置200的轨道210同时移动。外侧挡板轨道块311能够与外侧主轨道块211相同。 挡板滑轮320和轨道传动轮能够经由可旋转的轴套328被链接。可旋转轴套328的一端可 以被插入挡板滑轮320的内轮毂323的配合接口(例如,如图68和69所示的六角形接口) 中。滚珠轴承319和内轮毂板322可以分别与滚珠轴承219和内轮毂板222相同。可旋转 轴套328的另一端可以被插入轨道传动轮220的内轮毂223的配合接口。可旋转轴套328 能够例如利用润滑油、滚珠轴承、或其它适当的轴承、或其组合绕轮轴149旋转。可旋转轴 套328能够由硬质聚合物铸模而成或由铝机械加工而成,另外也又可以由尼龙、聚合物、金 属、其它适当的材料、或其组合机械加工而成。
[0336] 图68和图69图示说明挡板轨道引导件330可以保持挡板轨道310在挡板滑轮320 的中心,并且如果对准失调,则重新对准轨道310。轨道引导件330可以由润滑的尼龙、其它 的聚合物、金属、碳纤维、混凝土、纸板、木材、任何其它适当的材料、或其组合制成。轨道310 能够滑过轨道引导件330。轨道引导件330可以被润滑,如图所示。轨道引导件330可以被 注射塑模、铸塑、锻压、机械加工、模压、切割、任何其它适当的制造的方法、或其组合。挡板 轨道引导件330可以包括额外的支撑结构以提高挡板轨道引导件的强度和震动吸收性能, 例如,沿着挡板轨道引导件330的内壁机械加工或铸模的加强肋状样式,也可以是任何适 当的支撑结构,或其组合。挡板轨道引导件330可以被附接到至少一个轨道引导臂331,例 如两个轨道引导臂331和332。
[0337] 轨道引导臂331、332可以由尼龙、其它聚合物、金属、任何其它适当的材料、或其 组合制成。轨道引导臂331、332可以利用肋状样式或沿其长度的任何其它适当的加强结构 而加强,从而能够提高强度并且实现轨道引导臂331、332更轻的重量、柔韧性、扭矩和震动 吸收。轨道引导臂331中的一个臂可以被附接到可旋转轴套328。可旋转轴套328能够在 位于轨道引导臂331内部的滚珠轴承329内旋转。滚珠轴承329可以通过可旋转轴套328 中的凹槽中的锁扣环327被保持在轨道引导臂331内部的适当位置上。
[0338] 图70图示说明挡板组件能够具有外部合成盖3331和内部合成框架3332。外部合 成盖3331和内部合成框架3332可以每个都是单个、集成、单片式的结构。例如,外部合成 盖3331可以由集成有轨道引导臂3320、轨道引导件3301和滚轮帽3370的滑轮帽3400制 成。内部合成框架3332可以由集成有轨道引导件3302和滚轮帽3360的轨道引导臂3310 制成。内部合成框架3331可以与外部合成盖3332集成在一起。合成框架3331和/或合 成盖3332可以通过铸模、模压、切割、印模、或其组合由单件材料制成。
[0339] 图68和图69图示说明移动辅助装置300可以包括滑轮帽340。滑轮帽340可以 将第二轨道引导臂332保持在适当的位置并且当轮轴149旋转滑轮帽340时,绕轮轴149 旋转引导臂332,从而致动整个挡板301。滑轮帽340可以辅助轨道引导件330和挡板滑轮 320将轨道310在挡板滑轮320上对准。
[0340] 图30、图32、图33、图68和图69图示说明轴帽341的键控内部346可以被配合 到轮轴149的按键163,从而轴帽341可以随着轮轴149旋转,并且滑轮帽340可以被键入 且固定到接口并且随着轴帽341旋转。六角形、正方形或三角形按键形状可以被用于轴帽 341的内部346的按键。六角形帽341的外侧可以被键入且固定以适配到滑轮帽340中的 键控接口。滑轮帽340可以包括具有将第二轨道引导臂332保持在适当的位置的尺寸的间 隙344,例如滑轮帽340可以包括在配合到第二轨道引导臂332上的按键347的滑轮帽349 的内侧边缘343上的按键,因此当滑轮帽340旋转时,轨道引导臂332也旋转,从而当移动 辅助模块140旋转轮轴149时,致动挡板301。间隙344可以为从大约10mm(0. 4in.)到大 约60mm(2. 4in.),例如为大约38mm(I. 5in.)。滑轮帽340可以使用轮轴149的螺纹端上的 螺母348紧固到轮轴149。滑轮帽340的面向外的部分可以是凸出的,或另外可以是从滑轮 帽的中心径向向外布置的一组凸脊,因此如果机器人系统10以某种方式被定位在一侧,则 凸状将使得机器人系统10滚动到任意一侧并且允许轨道310接触表面并恢复移动。滑轮帽 340可以由尼龙制成,但也可选择地由其它的聚合物、金属、碳纤维、混凝土、纸板、木材或任 何其它适当的材料制成。滑轮帽340可以利用机械加工工艺、注塑成型、铸塑、锻压、模压、 任何其它适当的制造的方法、或其组合被制造。
[0341] 滑轮帽340的内侧边缘343可以与轨道310的内侧块316的圆形边缘配合,例如, 以引导轨道210的对准,并且防止内侧块316携带异物进入轨道310和挡板滑轮320之间。 滑轮帽340可以具有肋、叶片、翼片、或其组合,从而可以与轨道上的块配合。
[0342] 挡板的致动间隔尺寸可以通过改变驱动辅助模块140中的变速箱142被调试。移 动辅助模块140可以适应于将挡板301旋转大于360°、大约360° ( S卩,回转)或小于 360° (例如,小于整个回转),例如为大约345°。挡板301的旋转会受到控制软件,和/ 或电子地、和/或机械地限制,例如受到剪切销的限制。
[0343] 可以从装置省略移动辅助模块140。挡板的一些或全部位置可以通过移除手动致 动架167中的销168、手动致动轮轴169和替代销168被手动致动。可以使用具有球形插销 或摩擦夹钳设计的多用离散位置接口、任何其它适当的紧固装置或方法、或其组合来选择 挡板位置。
[0344] 挡板轨道310可以由滚轮335被引导。滚轮335可以通过滚轮帽336、337在每侧 上被覆盖,其中滚轮帽336、337中的任何一个或每个都可以分别被附接到轨道引导臂332 和331,并且适应于能够使滚轮335自由旋转。如图17和图18所示,轨道引导帽的内缘339 可以被配合到挡板轨道310的内块316。轨道引导帽或滚轮帽336和337可以由尼龙、另一 种聚合物、金属、或其组合制成。
[0345] 如箭头50所示,图71图示说明挡板301可以被缩回、收缩、旋转折叠成紧凑形状 例如用于存放或携带。机器人系统10可以具有大约43cm(17in.)的紧凑长度368。
[0346] 如箭头50所示,在系统10的一端或两端处的挡板301可以具有安全释放联接器, 该安全释放联接器可以释放挡板301从而挡板301可以相对于主体20被旋转。安全释放 联接器可以具有机械、电子机械、磁耦合、或其组合。安全释放联接器可以具有插销和/或 滚珠轴承。如图28的箭头400所示,当施加于挡板301的扭矩超过从大约15Nm(lllb-ft.) 到大约 145Nm(1071b-ft.),更窄地从大约 30Nm(221b-ft.)到大约 125Nm(92. 21b-ft.),例 如为旋转轴线处的大约l〇〇Nm(741b-ft.)的扭矩时,安全释放联接器可以释放挡板301。例 如,系统10可以迎着地面或壁被下降或撞击以释放挡板301因此挡板301可以相对于主体 20自由旋转。
[0347] 如图72所示,挡板301都可以被延伸,如箭头50所示,从而达到装置的最大长 度。具有延伸的两个挡板301的机器人系统10的延伸长度370可以等于或大于大约 69cm(27in.)。例如,机器人系统10可以从机器人系统10的收缩构造到机器人系统10的 扩张构造长了等于或大于大约40 %、50 %、60 %、80 %、100 %、150 %或175 %。
[0348] 图6e和图6f图示说明如果移动辅助装置300的长度足够长,则机器人系统10可 以从机器人系统10的收缩构造到扩张构造长等于或大于大约200%。两个挡板301的延伸 长度能够使机器人系统10爬楼梯。
[0349] 图273图示说明,挡板301的至少一个或一对(例如,正面)可以被旋转(如箭头 50所示)到更高的角度从而能够使机器人系统10例如爬上障碍物,同时其它(例如背面) 挡板可以被折叠或延伸。
[0350] 图74图示说明当两个挡板301被尖头朝下旋转时,机器人系统10可以被抬高离 开表面372。这种功能对驾驶具有压力敏感或苛刻条件的地形可以是有用的,例如化学溢 漏、矿区、或任何其它的危险地形,或可以被用于将系统10的底盘上升到表面上方,例如当 经过水障碍物时(例如,水池、泥潭、沟、河流、河道)。
[0351] 本领域的技术人员将从先前的【具体实施方式】以及从附图和权利要求中认识到,在 不背离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对本发明的变化进行修改和改 变。大于一个范围或实例的数量能够被提供给另外的预期的范围和实例的特征。本公开的 各种变化的元件、特征和构造可以彼此结合和/或当以单个描述或单独描述时可以多个使 用。
【权利要求】
1. 一种机器人系统,其包含: 底盘; 附接到所述底盘的第一轨道驱动系统,其中所述第一轨道驱动系统包含轨道和传动 轮;和 散热器,所述散热器包含所述底盘的外侧上的叶片。
2. 如权利要求1所述的系统,进一步包含流体循环装置。
3. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述循环装置被配置成鼓吹周围流体 穿过所述叶片。
4. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述流体循环装置在所述底盘的外 侧。
5. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述循环装置包含风扇。
6. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述底盘包含通道,所述通道具有进 气口和排气口,并且其中所述流体循环装置在所述通道中。
7. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述散热器在所述通道中。
8. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述底盘是流体紧密密封的。
9. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述散热器被附接到所述底盘的外 侧。
10. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其进一步包含具有第一端和第二端的热 管。
11. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其中所述热管包含流体。
12. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,其进一步包含位于所述底盘中的马达,并 且其中所述热管的第一端被附接到马达并且其中所述热管的第二端被附接到所述散热器。
13. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,进一步包含可移除地附接到所述底盘的 第一有效负载,并且其中所述第一有效负载包含可旋转的照相机。
14. 一种机器人系统,其包含: 底盘,所述底盘限定底盘体积; 附接到所述底盘的第一轨道驱动系统,其中所述第一轨道驱动系统包含轨道和传动 轮;和 其中所述底盘相对于所述底盘体积是防水的。
15. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,进一步包含散热器,所述散热器包含所述 底盘的外侧上的叶片。
16. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,进一步包含远程控制单元,其中所述远程 控制单元是防水的。
17. 如上述权利要求中任意一项所述的系统,进一步包含音频转换器并且其中所述音 频转换器是防水的。
18. -种装配机器人系统的方法,其包含: 使壳滑至底盘核心上,其中所述壳围绕所述底盘核心。
19. 如上述权利要求中任意一项所述的方法,进一步包含使轮轴滑动到侧板中并且将 所述侧板附接到所述底盘核心。
20.如上述权利要求中任意一项所述的方法,进一步包含通过所述侧板中的开口将电 池组插入到所述底盘核心中,并且进一步包含关闭所述开口上的门。
【文档编号】B62D55/08GK104428197SQ201380013302
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年1月11日 优先权日:2012年1月13日
【发明者】南森·D·葛汀, 亚当·M·葛汀, 泰勒·J·佩恩, 爱德华·约翰三世·塞勒, 安德鲁·G·斯蒂芬, 迈克尔·施耐德, 乔恩·阿普比, 马修·加夫洛夫斯基 申请人:罗伯科技公司
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