滚动装置和利用集成式滚动装置使设备自主重新定位的方法与流程

本发明涉及一种待集成到设备中以使设备沿着表面移动的远程控制的滚动装置。本发明还涉及一种用于根据预设情景使一组设备自动移动的方法和系统。例如，待移动的设备可以是家具和壁元件。

背景技术：

在很多情况下，必须移动家具以实现接近家具所处的占地空间。原因可能是例如清洁家具所处的占地空间。为了更容易地移动这件家具，这件家具可以设置有不同类型的轮。

还存在可以设置有便于移动的轮的其他类型的设备。例如，这些设备可以是轻质间隔壁。通过移动这种设备，可以改变内部平面布局。也可以考虑到可能期望移动相似的结构元件的其他情况。

申请人先前研发了一种能够集成到设备(诸如，一件家具、可移动壁等)中以用于使设备沿着表面移动的滚动设备，而且无论物理条件和用于提升集成有滚动设备的不同的设备的能力如何，每个人都可以使用。在挪威专利第316760b1号中描述了这种设备。

所述滚动设备包括例如设置在一件家具的支腿中的柱形套筒设备以及可移动地设置在柱形套筒设备中的活塞。球状件状或球形轮设置在活塞中。活塞是可借助于包括弹簧的点击系统而在上部位置与下部位置之间移动。当活塞处于下部位置时，这件家具可在其所矗立的地面上滚动，而当活塞处于上部位置时，轮在柱形套筒设备和设置有滚动设备的这件家具的支腿内部，由此矗立在地面上。因此当小的力施加到这件家具上时，这件家具矗立在期望位置而不会无意地在地面上滚动。该方案完全是机械的。

申请人进一步研发该构思并且提供了一种具有自动致动系统的滚动设备，以用于利用滚动元件使活塞在上部位置与下部位置之间移动。上部位置是被动的静止位置，并且下部位置是活动位置以用于使滚动设备沿着表面移动。致动器可以被无线地控制。

如上所述，即使滚动设备可以远程操作以在上部位置与下部位置之间移动，滚动设备还需在期望方向上被推动或引导以用于使其在表面上的不同位置之间移动。

本发明是该构思的进一步研发，其中，滚动设备被控制用于从一个位置自动移动到另一个位置。

在现有技术中描述了用于操纵和移动目标的不同的设备。一个实例是有轮的手推车。这可用于运载并移动不同的物体。手推车可以被远程控制或者其可以根据例如在其所操作的区域中的地面上的引导而遵循预设路线。

在zhidongwang(王志东)等人的出版物中给出了另一实施例：《realizingcooperativeobjectmanipulationusingmultiplebehaviour-basedrobots(使用多个基于行为的机器人来实现协作物体操纵)》，智能机器人和系统’96，iros96，于11月1日在日本大阪4-8的1996leee/rsj国际会议的进展、于1996年11月4日(1996-11-04)在美国纽约ny的ieee，美国第1卷，第310-317页，xp010212395，doi：10.1109/iros.1996.570693，isbn:978-0-7803-3213-3。

该方案需要用于将设备或物体从一个位置移动到另一个位置的几个协作的外部机器人。外部机器人必须首先移动到待移动的设备，然后通过与物体相互作用而较好地抓握，并且然后通过协调它们的移动而移动。

现有技术的方案是复杂的并且不适于同时对房间中的多个物体进行有效移动和重新布置。它们还需要除了待移动的物体占据的空间之外的空间。

本发明的目的是提供一种滚动装置，该滚动装置适于集成到设备(诸如，一件家具、可移动壁等)中以用于使设备沿着表面从第一位置自主移动至第二位置。

另一目的是提供一种使至少一个设备沿着表面从第一位置自主移动至第二位置的方法。这通过将根据本发明的滚动装置集成到待移动的设备而成为可能。在本发明的一个实施例中，描述了一种用于将一组设备从第一位置自主移动到第二位置的方法。

技术实现要素：

本发明由一种待集成到设备中以用于使设备沿着表面从第一位置自行移动至第二位置的滚动装置来限定，该滚动装置包括滚动元件，该滚动元件设置在滚动装置的壳体的第一端部处使得在滚动装置要移动时滚动元件与表面接触。

滚动装置还包括设置在滚动装置的壳体中的以下设备：

-彼此连接的无线接收器和控制设备；

-定位器件，该定位器件连接至控制设备以用于获取滚动装置的相对于其周围环境的位置，以及

-驱动器件，该驱动器件连接至控制设备和滚动元件以用于根据由定位器件获取的第一位置和包括移动指令和第二位置的所接收的无线信号来驱动和控制滚动元件的移动，以及

-电源，该电源连接至设置在壳体中的设备。

在权利要求中限定了滚动装置的其他特征。

本发明还由一种用于使至少一个设备沿着表面从第一位置自行移动至第二位置的方法来限定，该方法包括以下步骤：

-提供一种包括滚动元件的滚动装置，该滚动元件设置在滚动装置的壳体的第一端部处使得在滚动装置要移动时滚动元件与表面接触；

-将滚动装置集成在待移动的设备中并将其设置为在设备要移动时与表面接触，并且其中，滚动装置还包括设置在滚动装置的壳体中的以下设备：彼此连接的无线接收器和控制设备；定位器件，该定位器件连接至控制设备以用于获取滚动装置相对于其周围环境的位置；以及驱动器件，该驱动器件连接至控制设备和滚动元件以用于驱动和控制滚动元件的移动；

-借助于无线接收器来接收滚动装置的控制设备中的移动指令；

-让滚动装置中的定位器件获取相对于其周围环境的第一当前位置；

-执行控制设备中所接收的移动指令以用于控制滚动元件的移动，其中，该移动是基于滚动装置的所述获取的第一位置和包括路线和第二位置的所接收的移动指令，以及

-根据路线将集成在设备中的至少一个滚动装置从第一位置移动到第二位置。

在权利要求中限定了该方法的更多特征。

具体实施方式

存在用于使设备(诸如，家具和壁元件)移动的不同类型的滚动装置。然而，这些装置不能提供使设备重新布置和移动的自驱动自主方式。

本发明的目的是提供一种滚动装置，该滚动装置适于集成到设备(诸如，一件家具、可移动的壁等)中并用于使设备沿着表面从第一位置自主移动至第二位置。

现在将进一步参考附图并通过本公开的实施例的非限制性实施例对本发明进行描述，附图示出了包括在根据本发明的滚动装置中的不同的设备。

滚动装置10连接至用于使设备沿着表面从第一位置自主移动至第二位置的设备。

图1示出了包括在根据本发明的滚动装置中的不同的设备。滚动装置10包括壳体和滚动元件20，该滚动元件设置在壳体的第一端部处并且设置为在设备要移动时与表面接触。壳体是部分中空的以用于保持包括在滚动装置10中的不同的设备。

滚动装置10还包括设置在壳体中的一组不同的设备。

一个设备是无线接收器30并且另一设备是控制设备40。这些设备彼此信号连接，使得接收器30可以接收无线控制信号。

设置在滚动装置10的壳体中的另一设备是连接至控制设备40的定位器件50，以用于获取滚动装置10相对于其周围环境的位置。存在不同的获取位置的方式。

一个实施例是由观察滚动装置10的位置的外部设备来确定位置。该位置然后可以被传输给滚动装置10的定位器件50。不同的已知方法可以用于此。一个实例是使用相机，优选地，观察连接至滚动装置10的设备的3d相机。另一实施例是使用连接至滚动装置10或待移动设备的rfid芯片。然后可借助于超声波找到位置。另一种方式是借助于三角测量施加蓝牙室内定位。这通过为滚动装置10装配蓝牙发射器并且在连接至滚动装置10的设备所处的房间中设置至少三个天线而其成为可能。这些都是全部已知的方法并且在此不会进一步描述。

驱动器件60进一步连接至控制设备40和滚动元件20以用于根据由定位器件50获取的第一位置和包括移动指令和第二位置的所接收的无线信号来驱动并控制滚动元件20的移动。

用于使滚动元件20移动的不同类型的已知驱动器件是可行的。在一个实施例中，滚动元件通过连接至电机的一个或多个球状件驱动。在另一实施例中，滚动元件20通过连接至电机的链而被驱动。电机优选为电动机或电磁机。

用于驱动设置在壳体中的不同的电子设备的电源70可以不同的方式设置。在一个实施例中，通过连接至电子设备的电池来提供电力。在另一实施例中，通过无线电力传输器件基于时变电场、磁场或电磁场来提供电力。在该实施例中，用于接收场能的接收器放入滚动装置10的壳体中。所接收的场能然后被转换为用作设置在壳体中的不同电子设备的电源的电路。在本发明的另一个实施例中，无线电力传输用于为设置在壳体中的连接至电子设备的电池充电。

在本发明的一个实施例中，滚动装置10还包括无线传输器80。该实施例用于协调一组多个滚动装置10的同时操作。下面在描述借助于滚动装置10使至少一个设备自主移动的本发明方法时阐述了这是如何实现的。

在一个实施例中，滚动装置10还包括活塞，该活塞可往复移动地设置在壳体中，使得活塞可在气缸中的上部位置与下部位置之间移动。在该实施例中，滚动元件20连接至活塞。在挪威专利申请第316760b1号中描述了这种装置的细节。该公开还描述了根据本发明的滚动装置的可能的机械特征。

在一个实施例中，滚动装置10集成在一件家具(例如，椅子或桌子)中。在另一实施例中，其可以集成在可移动壁元件的一部分中。

当滚动装置10集成在待移动的设备中时，它们将一起构成一系统，该系统包括附接至待移动的设备的滚动设备，并且该滚动设备中的至少一个是根据如上所述的本发明的滚动装置10。

如果待移动的设备是椅子，每个椅子腿装配有滚动设备，这些滚动设备中的三个可以是仅包括滚动元件的无源设备，并且这些滚动设备中的一个是根据本发明的有源滚动装置10。滚动设备的其他配置是可行的，例如，两个无源滚动设备和两个有源滚动装置10。这种配置更好地控制椅子的移动。

如所提及的，滚动装置10包括无线接收器30以用于接收滚动装置10的控制设备40的移动指令。指令例如可经由远程控制、具有用于控制不同情景的安装应用程序的平板电脑或智能手机而发送。

本发明通过用于使至少一个设备(例如，家具和壁元件)沿着表面从第一位置自主移动到第二位置的方法来限定。该方法包括若干步骤。

第一步骤是提供滚动设备并且将其集成到待移动的设备上，待移动的设备中的至少一个是根据如上所述的滚动装置10。

下一个步骤是借助于无线接收器30接收滚动装置10的控制设备40中的移动指令。连接至接收器30的控制设备40可以包括微控制器，该微控制器解释并作用于所发送的包含驱动指令的序列。

当滚动装置10的控制设备40接收移动指令时，其将从定位设备50请求其相对于其周围环境的位置。这是当前的并且是第一位置。

当建立当前位置时，在控制设备40中执行用于控制移动元件20的移动的移动指令。该移动是基于滚动装置10的所获取的第一位置和包含路线和第二位置的所接收的移动指令。

基于此，该方法的最后一个步骤是将附接至该设备的至少一个滚动装置10根据路线从第一位置移动至第二位置。

在本发明方法的一个实施例中，至少两个滚动装置10连接至待沿着表面从第一位置移动至第二位置的设备。来自例如平板电脑的移动指令然后将被传输至所有的滚动装置10。

在一个实施例中，所选的滚动装置10被设定为控制连接至待移动的设备的其他滚动装置10的移动的主设备。这些然后将作为从设备并且对来自主设备的指令做出响应。主设备然后将根据所接收的无线信号来设定特定路线并且向从设备传输控制信号以指示其遵循根据特定路线的移动。

当根据本发明的几个滚动装置10被包括在待同时控制的设定中，每个滚动装置被赋予唯一的id。以此方式，所有的滚动装置10都能够接收单独的移动指令。

当一个滚动装置10用作其他滚动装置的主设备时，其将控制连接至相同设备的其他滚动装置10中的每一个。

本发明的另一个实施例包括用于根据预设情景来控制一组多个设备的移动的方法。这种设备例如可以包括椅子、桌子和可移动壁。

当设定该配置时，附接至该组中的一个设备的一个滚动装置10被设定为用作其他滚动装置的主设备。因此其将协调包括在组中的其他设备的移动。以此方式，可以建立设备进行不同的移动和规划的不同情景。

根据本发明的一个实施例，执行以下步骤以用于创建和记录限定包括在待移动的一组设备中的设备的移动和路线的情景。

第一步骤是记录包括在一组中的所有的滚动装置10的第一位置信息。该位置信息在显示待移动设备所在的房间的屏幕上能够可视化。

下一步骤是记录包括在一组中的所有滚动装置10的第二位置信息。这可通过使在屏幕上可视化的设备移动来完成。对于触摸屏，可将不同的设备拖动至其新位置。在该步骤之后，建立包括在该组中的所有设备的第一和第二位置。

该方法的步骤是选择一个滚动装置10以用作包括在该组中的其他滚动装置10的主设备。该步骤相对于其他步骤的顺序不是必要的。

最后一个步骤是设定滚动装置10的移动路径和移动顺序。这通过使用每个滚动装置10的唯一的id是可能的。

整个设定过程可以被可视化并且例如在平板电脑上设定，该平板电脑还可以通过例如借助蓝牙传输无线信号而用作远程控制器。安装在平板电脑中的软件应用程序可显示房间并显示墙壁的位置以及根据特定情景待从第一位置移动到第二位置的家具。用户然后可以拖放在屏幕上可视化的不同的设备，例如通过将家具和壁从第一位置至第二位置的拖/放手势。程序然后可以基于每个设备的开始位置和停止位置来创建在它们自主移动时设备要遵循的特定路线。基于此，可以创建不同的情景或场景并且将其存储在设备上。

与具有触摸屏的那些相比，控制不同的设定情景的其他类型也是可行的，例如，通过语音或手势以及在其他设备上输入的触觉输入。

以下是本发明可如何实现和使用的一些实施例。

根据一个情景，根据本发明的方案可以用于将桌子和椅子在教室中自动重新定位。可以设定桌子和椅子的不同设定配置，例如，根据特定情景的单个或组的设定。

当要对教室中的地面进行清洁时这也是可使用的。当要执行清洁时，可以执行清洁情景从而将所有的桌子和椅子从典型的教室设定移动至桌子和椅子沿着壁定位的新设定，从而使地板空间自由。该情景可以与编程为与自主移动的桌子和椅子相互作用的清洁机器人相结合。

可以使用的根据本发明的方案的另一可能的情景为会议大厅，在会议大厅中可根据会议的类型容易地设定不同的设定情景。可移动壁可以限定房间的数量，例如，一个大房间或四个较小的房间。存在无尽的配置和可能性。

根据本发明的滚动装置可如何使用的又一实施例是将一个或多个滚动装置集成到托盘中。这将提供可移动的和可控制的托盘。托盘通常用于临时存储各种物品。当处理托盘时，托盘从一个位置移动到另一个位置。这通常由卡车来完成。通过将根据本发明的滚动装置集成到托盘中，可以控制滚动装置沿着表面从一个位置移动到另一个位置而不需要外部设备来处理和移动该托盘。可以根据如上所述的不同的情景来控制具有滚动装置的几个托盘。

另一实例是将一个或多个滚动装置集成到用于将不同的产品沿着表面从一个位置运输到另一个位置的支撑结构或框架中。

滚动装置可以在室内和室外使用。其可以在陆地及海上使用，例如，近海设施，诸如平台和船只的甲板。

在生产设备时根据本发明的滚动装置可以集成到设备中或者可以在设备中改造，并非最初旨在可移动。本发明可在建筑物的室内和室外使用。

如从使用滚动装置的不同实施例中理解的，滚动装置10使得技术人员将看到本发明的应用的其他可能的区域成为可能，从而使得设备能够沿着表面从第一位置自行移动到第二位置。