部驱动 系统760对球形壳体757的内表面施加持续的力（F1)，因此当电源被提供给设备720内的 轮子时，转动轮子导致自推进设备720滚动和操纵。
[0142] 任何数目的偏置元件754, 756可包括在球形壳体757中。这些偏置元件754、756 可包括在偏置组件758上，也可作为内部驱动系统760的一部分，以在操作过程中提供稳定 性并减少自推进设备720的内部组件的倾斜和/或滚动。当自推进设备720运动时，减少 自推进设备720的内部组件的倾斜可导致外部附件在自推进设备720的顶部的更紧缩的位 置区域内与球形壳体757保持接触。
[0143] 根据实施例，偏置组件758可包括枢转磁体保持器750,其可枢转一定度数（例如， 10-20度），或其可以设置在引导系统上以枢转360度。枢转磁体保持器750可包括定向成 相反极性彼此相对的一对磁体762。相应外部附件的互补磁体还可以定向为相反极性彼此 相对，从而外部附件可以仅附接到自推进设备720,外部附件上的相对磁体耦接到旋转磁体 保持器750上的相对磁体762。因此，当枢转磁体保持器750枢转时，外部附件相应枢转。
[0144] 偏置组件758还可以包括枢转致动器752,该枢转致动器752可以基于从控制器设 备接收的控制命令导致枢转磁体保持器750转向。在一个示例中，其中图7B的设备使用图 1的系统100来实现，枢转命令可以由换能器102接收并通过处理器114处理（如图1所 示），以在枢转致动器752上执行所述命令。因此，控制器设备上的控制功能（诸如，虚拟转 向机构上的用户接口功能）可用于接收用户输入，该用户输入导致枢转磁体保持器750转 向，并由此使外部附件转向。响应于这样的枢转命令，枢转致动器752可以被控制而顺时针 或逆时针动态转向。
[0145] 附加地或替代地，自推进设备720可被预编程而导致枢转致动器752响应于某些 事件激活。例如，在启动时，自推进设备720可以被预编程以检测朝向控制器设备的方向。 基于控制器的方向，内部驱动器系统760可以旋转自推进设备720,以便校准自推进设备 720相对于控制器设备的向前方向。此外，枢转致动器752可以自动启用以使枢转磁体保持 器750转向，使得外部附件面向控制器设备。
[0146] 附加地或替代地，枢转磁体保持器750可以具有默认的向前方向，该默认的向前 方向符合校准的内部驱动系统760的向前方向。因此，当自推进设备720被最初校准到控 制器设备的控制时，枢转致动器752可被启用而自动校准外部附件的朝向前的方向。此外， 枢转致动器752可在碰撞事件期间或当预定距离内检测到另一自推进设备时自动启动。更 进一步地，动作的组合可以由内部驱动系统760和枢转促动器752来执行，作为编程动作或 事件。
[0147] 根据示例，外部附件还可以包括抑制冲击事件的特征，诸如当自推进设备720越 过凸起或经历碰撞时。外部附件可因此包括接触部分，以保持与球形壳体757的外表面接 触，以及壳体结构以支撑任何数量的功能性或非功能性机构。因此，内部驱动系统760、枢转 致动器752、外部附件的功能性或非功能性组件（例如，一个或多个扬声器）可以被组合，以 使自推进设备720展示出不同种类的动作。
[0148] 外部附件的接触部分可由一个或多个冲击弹簧耦接到壳体结构，以减少冲击对磁 性耦合的影响。在图7A的一个方面中，当自推进设备720越过凸起或经历碰撞事件时，倾 斜弹簧708以及外部附件的冲击弹簧可缓冲这样的事件以降低外部附件与自推进设备720 解耦的可能性。
[0149] 图8是包括磁阵列的示例自推进设备的剖视图。自推进设备800和相应的外部附 件可包括以上关于图1、2A-2C、3A-3B、4A-4B、5A-5B、6和7A-7B讨论的各种元件。根据本文 描述的许多示例，自推进设备800可以包括耦接到偏置组件820的内部驱动系统810。偏置 组件820可以包括多个偏置元件816、818,枢转磁体保持器822,以及一个或多个枢转致动 器826,以使枢转磁体保持器822(以及因此的外部附件）转向。偏置组件820可以经由倾 斜弹簧814耦接到内部驱动系统810,允许枢转磁体保持器822吸收冲击，而外部附件不会 从自推进设备800解耦。
[0150] 根据一些示例，枢转磁保持器822可保持由磁性元件阵列组成的磁阵列824。这样 的磁性元件可以是钕或其他永久磁体的阵列。可替代地，磁阵列824可以由一个或多个电 磁体构成以产生相对强大的磁场。在一些实施方式中，外部附件可以包括对应的未磁化的 黑色金属以与自推进设备800的磁性阵列824磁性交互。可替换地，外部附件可包括其自 己的互补磁性元件或互补磁体阵列，以与自推进设备800的磁阵列824交互。外部附件可 以包括壳体结构，该壳体结构维持耦接到球形壳体的磁性元件的互补集合。
[0151] 图9A-9B说明在控制设备的操作控制下自推进设备的示例转向状态。自推进设备 900从图9A-9B所示的正视图描绘。示出在控制器设备902上用户输入以执行转向。例如， 用户可以提供输入以向右转动自推进设备900，如图9A所示。自推进设备900可以接收输 入，并对内部驱动系统实施转向命令，这可导致内部组件相应倾斜和滚动。当内部组件倾斜 和滚动以执行转向时，外部附件904也可以相应滚动，保持与自推进设备900的内部磁体的 磁性交互。图9B描绘在控制器设备上的用户输入式自推进设备900向左转动，其中内部组 件以及外部附件相应地倾斜和滚动。
[0152] 硬件框图
[0153] 图10是示出描述的示例可在其中实施的计算机系统的示例框图。例如，关于图 1的系统100所讨论的一个或多个组件可以由图10的系统1000来执行。此外，计算机系 统1000可在自推进设备上实施或作为自推进设备的一部分，诸如图2A-2C、图3A-3B、图 4A-4C、图5A-5B、图6、图7A-7B、图8以及图9A-9B的示例所示。
[0154] 在一个实施方式中，计算机系统1000包括处理资源1010、主存储器1020、只读存 储器1030、存储设备1040以及通信接口 1050。计算机系统1000包括用于处理信息的至少 一个处理器1010和主存储器1020 (诸如，随机存取存储器（RAM)或其他动态存储设备），主 存储器1020用于存储将由处理器1010执行的信息和指令1022。指令1022例如可以实现 对从控制设备1002到命令输入中的输入的解释。主存储器1020还可以用于存储临时变量 或在执行由处理器1010执行指令期间的其他中间信息。计算机系统1000也可包括只读存 储器（ROM) 1030或其他静态存储设备，用于存储处理器1010的静态信息和指令。提供存储 设备1040(诸如，磁盘或光盘）用于存储信息和指令。例如，存储设备1040可以对应于计 算机可读介质，其触发逻辑用于操纵关于图1-2所讨论的自推进设备。
[0155] 通信接口 1050可以使计算机系统1000经由建立的网络链路1052(无线或有线） 与控制器设备1002进行通信。使用网络链路1052,计算机系统1000可以接收命令指令，用 于操纵自推进设备。
[0156]本文所述示例涉及使用电脑系统1000来实现本文描述的技术。跟据图10所示出 的示例，响应于处理器1010执行包含在主存储器1020中的一个或多个指令的一个或多个 序列，这些技术由计算机系统1000执行。这种指令可以从另一个机器可读介质（诸如，存 储设备1040)读取到主存储器1020。执行在主存储器1020中包含的指令序列导致处理器 1010执行本文中描述的处理步骤。在替代实施方式中，硬连接电路可用于代替或者结合软 件指令以实施本文所述的示例。因此，描述的示例不限于任何硬件电路和软件的特定组合。
[0157]虽然某些实施例已在上面描述，但应理解，所描述的实施例仅仅是示例性的。因 此，本公开不应限制于描述的示例。相反，当结合以上说明和附图时，本公开的范围应仅限 于后续的权利要求。
【主权项】
1. 一种自推进设备，其特征在于，包括： 球形壳体，所述球形壳体包围第一组一个或多个磁交互元件和导致所述自推进设备滚 动的内部驱动系统；和 外部附件，所述外部附件包括第二组一个或多个磁交互元件，用于在所述自推进设备 滚动时通过所述球形壳体与所述第一组磁交互元件磁性交互。2. 如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述自推进设备进一步包括： 位于所述球形壳体内的磁体保持器，所述磁体保持器包括所述第一组磁交互元件。3. 如权利要求2所述的自推进设备，其特征在于，所述第一组磁交互元件包括定向成 具有相反极性的第一磁体和第二磁体；其中所述第二组磁交互元件包括定向成具有相反极 性的第一磁体和第二磁体，以便分别与所述磁体保持器的第一磁体和第二磁体磁性耦接。4. 如权利要求2所述的自推进设备，其特征在于，所述自推进设备进一步包括： 偏置子组件，所述偏置子组件耦接到所述内部驱动系统，使得所述内部驱动系统持续 接合所述球形壳体的内表面。5. 如权利要求4所述的自推进设备，其特征在于，所述偏置子组件包括多个门式轴，每 个门式轴包括偏置弹簧，以在多个接触点处接合所述球形壳体的内表面。6. 如权利要求4所述的自推进设备，其特征在于，所述偏置子组件和磁体保持器构成 所述球形壳体内的单一内部组件。7. 如权利要求6所述的自推进设备，其特征在于，所述单一内部组件通过一个或多个 弹簧耦接到所述内部驱动系统。8. 如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述外部附件包括壳体结构和接触 部分，所述接触部分接合所述球形壳体的外表面。9. 如权利要求8所述的自推进设备，其特征在于，所述外部附件的接触部分包括滑动 轴承以接合所述球形壳体的外表面。10. 如权利要求9所述的自推进设备，其特征在于，所述滑动轴承包括所述第二组磁交 互元件。11. 如权利要求8所述的自推进设备，其特征在于，所述壳体结构包括所述第二组磁交 互元件。12. 如权利要求8所述的自推进设备，其特征在于，所述外部附件包括耦接所述壳体结 构和接触部分的一个或多个弹簧。13. 如权利要求8所述的自推进设备，其特征在于，所述外部附件的接触部分包括通过 轴组件耦接的一对轮子，所述一对轮子接合所述球形壳体的外表面。14. 如权利要求13所述的自推进设备，其特征在于，所述外部附件包括将所述壳体结 构耦接到所述接触部分的轴组件的一个或多个弹簧。15. 如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述第一组磁交互元件和第二组磁 交互元件中的每一组均包括一个或多个铁磁元件、一个或多个磁体、或者一个或多个电磁 元件。16. 如权利要求2所述的自推进设备，其特征在于，所述内部驱动系统包括操作第一轮 子的第一电动机和操作第二轮子的第二电动机，所述第一轮子和第二轮子接合所述球形壳 体的内表面。17. 如权利要求16所述的自推进设备，其特征在于，所述自推进设备进一步包括： 无线接口，用于接收来自控制器设备的控制命令；和 一个或多个处理器，用于实施对所述第一电动机和第二电动机的控制命令，从而操纵 所述自推进设备。18. 如权利要求17所述的自推进设备，其特征在于，所述磁体保持器包括枢转机构和 一个或多个致动器，所述致动器用于使所述磁体保持器在所述球形壳体内枢转。19. 如权利要求18所述的自推进设备，其特征在于，所述控制命令包括枢转命令，其中 所述枢转命令使得所述一个或多个处理器激活所述一个或多个致动器，从而使所述磁体保 持器在所述球形壳体内枢转，枢转的磁体保持器导致所述外部附件相应枢转。20. 如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述自推进设备进一步包括： 电源，所述电源耦接到所述内部驱动系统；和 感应充电端口，用于实现所述电源的感应充电。
【专利摘要】一种自推进式设备包括球形壳体和内部驱动系统，所述内部驱动系统包括一个或多个电动机。内部驱动系统用于向球形壳体的内表面提供电源，从而使自推进设备运动。可包括偏置组件以使内部驱动系统持续接合球形壳体的内表面。外部附件通过球形壳体与内部的磁性组件磁性交互，使得自推进设备转动和操纵，所述附件组件保持相对于自推进设备的顶部的位置关系。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205080395
【申请号】CN201520569257
【发明人】I·H·伯恩斯泰因, A·威尔逊, 江浚, R·麦格雷戈
【申请人】斯飞乐有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年7月31日
【公告号】CN105137861A