[發(fā)明專利]機(jī)器人系統(tǒng)及其使用方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380013302.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN104428197A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 南森·D·葛汀;亞當(dāng)·M·葛汀;泰勒·J·佩恩;愛德華·約翰三世·塞勒;安德魯·G·斯蒂芬;邁克爾·施耐德;喬恩·阿普比;馬修·加夫洛夫斯基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯科技公司
• 主分類號(hào): B62D55/08
• 分類號(hào): B62D55/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求2012年1月13日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/586,238的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及機(jī)器人領(lǐng)域，更具體地涉及機(jī)器人領(lǐng)域中的一種新型且實(shí)用的機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

存在基于地面的遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人系統(tǒng)用于多種用途。無人地面車輛(UGV)，例如士兵UGV(SUGV)是小型的，遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人系統(tǒng)經(jīng)常用于軍事使用目的。UGV能夠提供遠(yuǎn)程監(jiān)視圖像和感應(yīng)的信息。UGV在靠近控制下車士兵的區(qū)域是可以被遙控的，并且可以作為裝載物與下車士兵一起被運(yùn)輸?shù)讲僮鲄^(qū)域。UGV在農(nóng)村和城市地形中操作，并且常常需要爬樓梯，通過門道，在地下結(jié)構(gòu)中操作，和穿過碎石或其它的障礙物。

國(guó)內(nèi)警察(包括特種武器與戰(zhàn)術(shù)小組)使用UGV用于國(guó)內(nèi)警務(wù)，其包括執(zhí)行“硬性清除”或當(dāng)人們健康或生命可能處于危險(xiǎn)時(shí)的其它高危行動(dòng)。

遠(yuǎn)程控制(RC)車輛還用于平民娛樂，例如遠(yuǎn)程控制業(yè)余愛好者車輛和坦克。這種車輛對(duì)除競(jìng)賽或娛樂以外的目的而言常常是不夠堅(jiān)固的，并且很少具有完成除了移動(dòng)以外的任務(wù)的工具或有效負(fù)載。

工業(yè)機(jī)器人被用于進(jìn)入工業(yè)目的或科學(xué)研究的危險(xiǎn)或狹窄區(qū)域。例如，遠(yuǎn)程控制的工業(yè)機(jī)器人能夠被用于進(jìn)入具有極端壓力、溫度、放射性輻射、高電壓、有毒氣體或缺少可吸入空氣的區(qū)域中并且在此區(qū)域中工作。

上述所有機(jī)器人系統(tǒng)都期望改善的性能特性，例如更穩(wěn)定的移動(dòng)、自清潔軌道(track)、對(duì)地面增加的扭矩傳遞、可靠的控制和數(shù)據(jù)收集/傳輸以及用于運(yùn)輸?shù)某叽缧〉陌b，盡管機(jī)器人在活動(dòng)期間所占據(jù)的潛在較大區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容

公開一種機(jī)器人系統(tǒng)和使用該機(jī)器人系統(tǒng)的方法。機(jī)器人系統(tǒng)可以具有被軌道傳動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)軌道。軌道滑輪可以通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。機(jī)器人系統(tǒng)可以具有軌道引導(dǎo)件，軌道滑輪帽和擋板滑輪帽。機(jī)器人系統(tǒng)可以具有大于軌道內(nèi)徑的(即，可以進(jìn)一步延伸的)側(cè)板和軌道上的內(nèi)塊(inner?nub)。

軌道可以在具有或沒有加固電纜的情況下可以是柔性的。軌道可以被饋送給軌道傳動(dòng)輪。當(dāng)碎屑被引入到軌道和傳動(dòng)輪之間的空間時(shí)，軌道可以彈性擴(kuò)張并且/或滑輪可以彈性收縮。這樣可以將較大的碎屑從軌道中擠出。較小的碎屑可以通過軌道被攜帶直到碎屑到達(dá)傳動(dòng)輪的頂部(或底部，取決于滑輪的方向)，從而使得碎屑從軌道和滑輪之間的空間掉出并且返回到環(huán)境。在較大的碎屑不能從軌道和滑輪之間被擠出的情況下，柔性滑輪可以形變并且使碎屑通過軌道和滑輪之間的空間，然后當(dāng)碎屑到達(dá)滑輪的頂部(或底部，取決于滑輪的方向)時(shí)，傾卸或釋放碎屑。

軌道和/或滑輪可以可替代的是輥或另外是輥。

例如當(dāng)捕獲的碎屑使得軌道擴(kuò)張到在轉(zhuǎn)入(turn?in)碎屑時(shí)軌道將脫離滑輪的程度時(shí)，側(cè)板和滑輪端帽可以橫向地保持軌道。傳動(dòng)輪上的橫向肋可以足夠長(zhǎng)以直接接合軌道，或通過碎屑的層接合軌道。軌道不會(huì)從滑輪或輥移除，例如即使在臟的、充滿碎屑的環(huán)境中，在重負(fù)載的情況下執(zhí)行零轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。可容許的軌道擴(kuò)張的量(隨著碎屑伸展)可以與在軌道繞傳動(dòng)輪和輥旋轉(zhuǎn)時(shí)端帽和側(cè)板延伸超過軌道的內(nèi)徑的程度有關(guān)，并且與傳動(dòng)輪肋相對(duì)于傳動(dòng)輪的外徑的突出距離有關(guān)。

公開一種可以具有自清潔軌道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以具有主體，和配置成移動(dòng)該主體的軌道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。軌道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以具有一個(gè)滑輪和軌道。滑輪可以被配置成當(dāng)異物被引入滑輪和軌道之間時(shí)在內(nèi)部軌道表面和外部滑輪表面之間形成至少一個(gè)凹坑(pocket)，并且其中該異物具有大于大約0.2cm的最大寬度。

滑輪可以具有第一徑向肋、第二徑向肋和外壁。外壁的第一長(zhǎng)度可以橫跨在第一徑向肋和第二徑向肋之間。外壁的第一長(zhǎng)度可以被配置成當(dāng)異物在第一長(zhǎng)度和軌道之間時(shí)形變。

軌道的彈性模量從大約2,400至大約5,600。滑輪可以具有徑向內(nèi)部部分和徑向外部部分。徑向外部部分可以被配置成當(dāng)力被施加于滑輪的外側(cè)徑向表面時(shí)，以比徑向內(nèi)部部分大的比率形變。

滑輪可以具有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)可以具有包含兩個(gè)角狀壁(angular?wall)和兩個(gè)徑向壁的結(jié)構(gòu)單元。滑輪可以具有旋轉(zhuǎn)軸線和徑向外部表面。支撐結(jié)構(gòu)可以在滑輪的旋轉(zhuǎn)軸線和徑向外部表面之間。支撐結(jié)構(gòu)的至少一部分可以被配置成當(dāng)力被施加于滑輪的外側(cè)時(shí)形變，例如在力所施加的滑輪的外側(cè)上產(chǎn)生凹坑。支撐結(jié)構(gòu)可以具有第一外部角狀壁、第二角狀壁和第三內(nèi)部角狀壁。第二角狀壁可以徑向超過第三內(nèi)部角狀壁。第二角狀壁可以徑向位于第一外部角狀壁內(nèi)。