專利名稱：船體機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及典型地構(gòu)造成清潔和/或檢查船舶的船體的船體機(jī)器人，并且具體地涉及用于這種船體機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)模塊。
背景技術(shù)：
機(jī)器人已經(jīng)被提議用于清潔和檢查船舶和水下結(jié)構(gòu)。這種機(jī)器人典型地包括驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)用于使機(jī)器人在船舶或船體結(jié)構(gòu)附近操縱。一些驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括磁性的輪或輥。見美國專利號(hào)5，628，271,3, 088，429和2，104，062。專利號(hào)5，628，271的磁性輪被規(guī)定成提供超過2000磅的保持動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)這些輪的電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系提供充分的扭矩以克服強(qiáng)的磁性牽引力。例如，電動(dòng)機(jī)被規(guī)定成提供400RPM的M伏直流電動(dòng)機(jī)。其它驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括輥和通過吸力將機(jī)器人附著到船體的一些裝置。見美國專利號(hào) 4，809，383,6, 102，145 和 6，053，267。一些使用輥或輪和與船體間隔開的磁體。見美國專利號(hào)6，564，815、3，922，991和 3，777，834。專利號(hào)4，697，537公開一種由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)器，該推進(jìn)器將機(jī)器人推在船體上。也已經(jīng)提出磁軌和具有磁瓦的軌。見美國專利號(hào)3，960，229、2，132,661、 4，690，092和4，890，567，這些專利都公開電磁體，該電磁體可以被選擇性地施加能量以控制磁體施加的拖拽力。通過這個(gè)引用并入這里的專利號(hào)5，285, 601公開一種具有兩個(gè)支撐面的鼓風(fēng)式清潔裝置，每一個(gè)支撐面包括連續(xù)施加牽引力的永久磁體。

發(fā)明內(nèi)容
一些提出的船體清潔機(jī)器人通過繩索或電纜被提供動(dòng)力，該繩索或電纜連接在機(jī)器人和船舶上的動(dòng)力源之間。然而，可能有利的是，船體機(jī)器人更加自主地操作，在這種情況中，用于驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、清潔刷和類似物的動(dòng)力源將典型地以電池或電池組的形式在機(jī)器人上。包括電磁體的驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)不是有利的，這是因?yàn)殡姶朋w可能需要太多動(dòng)力來操作。當(dāng)使用電池動(dòng)力時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的高電壓大功率電動(dòng)機(jī)也是不利的。同時(shí)，如果使用永久磁體并且它們提供相當(dāng)強(qiáng)的牽引力，則可能難以設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)。2008年11月21日由其受讓人提交的共同待決的美國專利申請(qǐng)?zhí)?2/313，643提出一種具有電池組的機(jī)器人，該電池組通過渦輪/發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)被充電，該渦輪/發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)由當(dāng)船舶航行時(shí)流過船體的水驅(qū)動(dòng)。這樣，船體機(jī)器人可以連續(xù)地清潔且/或檢查船舶船體。在這種船體機(jī)器人中，希望永久磁體式驅(qū)動(dòng)軌。但是，如上所述，由于驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)是電池提供動(dòng)力的，因此需要用于控制永久磁體提供的牽引力的機(jī)構(gòu)。一個(gè)實(shí)施例在一個(gè)方面的特征在于船體清潔和/或檢查機(jī)器人，該機(jī)器人通過當(dāng)船舶航行時(shí)經(jīng)過船體的流體被提供動(dòng)力。優(yōu)選驅(qū)動(dòng)模塊可以包括多個(gè)永久磁體元件，該多個(gè)永久磁體元件由隧道式本體約束并且可以在分流狀態(tài)和不分流狀態(tài)之間切換。這樣，磁體在它們沿隧道式本體達(dá)到它們的行程的端部時(shí)被分流并且保持被分流的直到它們?cè)俅谓雍洗w以保留電池動(dòng)力。在它們的不分流狀態(tài)中，磁體提供充分的牽引力以將船體機(jī)器人保持在船舶的船體上。在其它實(shí)施例中，其驅(qū)動(dòng)模塊可以結(jié)合不同于船體清潔和/或檢查機(jī)器人的系統(tǒng)使用。船體機(jī)器人的例子包括機(jī)器人本體、用于使機(jī)器人在船體附近機(jī)動(dòng)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊、機(jī)載動(dòng)力源和由機(jī)載動(dòng)力源提供動(dòng)力的用于驅(qū)動(dòng)模塊的發(fā)動(dòng)子系統(tǒng)。多個(gè)永久磁體元件與驅(qū)動(dòng)模塊相關(guān)聯(lián)并且每一個(gè)永久磁體元件可以在當(dāng)鄰近船體時(shí)的不分流狀態(tài)和當(dāng)不鄰近船體時(shí)的分流狀態(tài)之間切換。發(fā)動(dòng)子系統(tǒng)可以包括由經(jīng)過船體的流體提供動(dòng)力的至少一個(gè)渦輪、用于對(duì)機(jī)載動(dòng)力源充電的由渦輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊的由機(jī)載動(dòng)力源提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)。典型的機(jī)載動(dòng)力源包括至少一個(gè)電池。在一種形式中，每一個(gè)磁體元件包括以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在外殼中的沿直徑極化的圓柱形磁體。優(yōu)選外殼包括夾在鐵磁材料之間的非磁性材料。每一個(gè)磁體元件還可包括連接到所述圓柱形磁體的開關(guān)，所述開關(guān)用于使所述圓柱形磁體在所述外殼中在所述分流狀態(tài)和所述不分流狀態(tài)之間旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)例子中，驅(qū)動(dòng)模塊也可包括隧道式本體并且每一個(gè)磁體元件可包括托架， 所述托架相對(duì)于所述隧道式本體操縱。所述隧道式本體可包括相對(duì)的側(cè)軌并且所述托架則包括安放在所述隧道式本體的側(cè)軌中的間隔開的軸承。典型的隧道式本體可支撐驅(qū)動(dòng)系并且每一個(gè)托架連接到驅(qū)動(dòng)系。在一個(gè)例子中，驅(qū)動(dòng)系可包括鏈，所述鏈在接合所述鏈的間隔開的鏈輪周圍。每一個(gè)托架典型地包括延伸到所述鏈中的至少一個(gè)連接件。也可以存在支撐隧道式本體的間隔開的面板。多個(gè)彎曲部分典型地可以在每一個(gè)支撐面板和隧道式本體之間延伸。在一個(gè)例子中，隧道式本體是分段的并且每段存在至少一個(gè)彎曲部分。一個(gè)或兩個(gè)面板可以在其中包括諸如閉環(huán)凹槽的開關(guān)部件。磁體開關(guān)組件安放在凹槽中并且凹槽構(gòu)造成在閉環(huán)的相對(duì)端部啟動(dòng)開關(guān)組件以使磁體旋轉(zhuǎn)。每一個(gè)磁體元件還可包括保護(hù)性覆蓋件。另外的特征是驅(qū)動(dòng)模塊，該驅(qū)動(dòng)模塊包括多個(gè)磁體元件，每一個(gè)磁體元件具有外殼，該外殼具有夾在鐵磁材料之間的非磁性材料和延伸到所述外殼中的孔；以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在所述孔中的磁體，和用于使所述磁體旋轉(zhuǎn)的開關(guān)組件。用于每一個(gè)磁體的托架包括至少一個(gè)軸承和連接件。隧道式本體包括用于所述托架的軸承的至少一個(gè)軌。用于隧道式本體的驅(qū)動(dòng)系附接到托架的連接件。至少一個(gè)面板支撐隧道式本體。該面板典型地包括用于致動(dòng)開關(guān)組件的裝置，諸如致動(dòng)開關(guān)組件的面板中的部件。該部件構(gòu)造成在隧道式件的相對(duì)的端部使磁體旋轉(zhuǎn)。一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的特征在于多個(gè)永久磁體元件，每一個(gè)永久磁體元件可以在不分流狀態(tài)和分流狀態(tài)之間切換；用于每一個(gè)磁體元件的開關(guān)組件，所述開關(guān)組件使每一個(gè)永久磁體元件旋轉(zhuǎn)以改變其狀態(tài)；約束所述永久磁體元件的隧道式本體；和用于相對(duì)于所述永久磁體元件驅(qū)動(dòng)所述隧道式本體的驅(qū)動(dòng)系。在一個(gè)例子中，裝置驅(qū)動(dòng)系包括以可旋轉(zhuǎn)的方式由所述隧道式組件支撐的間隔開的輪和連接到所述永久磁體元件的、位于所述輪周圍的柔性構(gòu)件。因此，本發(fā)明在一些實(shí)施例中不需要實(shí)現(xiàn)所有上述目標(biāo)并且其權(quán)利要求不應(yīng)當(dāng)限于能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)的結(jié)構(gòu)或方法。


根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的以下描述和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到其它目標(biāo)、特征和優(yōu)圖1是船體機(jī)器人的例子的底部的示意性三維視圖；圖2是示出與圖1的船體機(jī)器人相關(guān)的主要子系統(tǒng)的示意圖；圖3是示出與典型的船體清潔機(jī)器人相關(guān)的多個(gè)子系統(tǒng)的方塊圖；圖4是示出與驅(qū)動(dòng)模塊的例子相關(guān)的多個(gè)部件的示意性三維部分前視圖；圖5是示出與驅(qū)動(dòng)模塊相關(guān)的可切換永久磁性元件的一個(gè)例子的示意性三維前視圖；圖6是示出處于其分流狀態(tài)的圖5的永久磁體元件的示意性剖視側(cè)視圖；圖7是示出處于其不分流狀態(tài)的圖5的永久磁體元件的示意性剖視側(cè)視圖；圖8是約束單個(gè)永久磁體元件的隧道式本體的例子的示意性三維側(cè)視圖；圖9是示出相對(duì)于永久磁體元件驅(qū)動(dòng)隧道式本體的機(jī)構(gòu)的一部分的例子的示意性三維側(cè)視圖；圖10是分段的隧道式本體的示意性三維側(cè)視圖；圖11是示出柔性地支撐圖10中示出的分段的隧道式本體的間隔開的側(cè)板構(gòu)件的示意性三維前視圖；圖12是更詳細(xì)地示出圖11的彎曲構(gòu)件的示意性三維前視圖；圖13是圖11的面板的一個(gè)的內(nèi)側(cè)的示意性三維前視圖；圖14是圖13中示出的面板的示意性三維前視圖，描繪面板中的部件如何用作開關(guān)致動(dòng)器；并且圖15是示意性三維仰視圖，示出在船體機(jī)器人上的位置中包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的例子。
具體實(shí)施例方式除了下面公開的優(yōu)選實(shí)施例之外，本發(fā)明可以具有其它實(shí)施例并且能夠以各種方式被實(shí)施或執(zhí)行。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在其應(yīng)用中不限于以下描述中闡明的或附圖中示出的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。如果這里僅僅描述一個(gè)實(shí)施例，則其權(quán)利要求將不限于那個(gè)實(shí)施例。此外，其權(quán)利要求不應(yīng)當(dāng)被限制性地理解，除非存在表明某些排除，限制或放棄的清楚的且令人信服的證據(jù)。圖1-2示出船體機(jī)器人10的一個(gè)例子，機(jī)器人本體16支撐組合的渦輪/發(fā)電機(jī)單元3 和32b。渦輪響應(yīng)于當(dāng)船舶航行時(shí)經(jīng)過船舶船體的流體，例如，渦輪進(jìn)口在濾網(wǎng)30后面并且響應(yīng)于經(jīng)過船舶船體的流體。渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，而發(fā)電機(jī)對(duì)電池組38充電。與機(jī)器人10上的電動(dòng)機(jī)和其它動(dòng)力裝置一樣，電子控制模塊40由電池組38提供動(dòng)力。典型地，一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)例如齒輪42b，而齒輪42b驅(qū)動(dòng)齒輪4 和42c。這樣，操作清潔刷36a_36c。 另一電動(dòng)機(jī)典型地與驅(qū)動(dòng)模塊18關(guān)聯(lián)，該驅(qū)動(dòng)模塊將機(jī)器人保持在船體上并且使機(jī)器人在船舶船體附近操縱。用于驅(qū)動(dòng)模塊18的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以在設(shè)計(jì)中改變。例如，渦輪可以直接驅(qū)動(dòng)模塊18(和/或刷36a-36c)。而且，刷36a_36c可以以不同方式被驅(qū)動(dòng)。也可以存在多于一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。圖3示出包括渦輪子系統(tǒng)32 (包括可以由流過船體的流體致動(dòng)的一個(gè)或更多個(gè)裝置)和對(duì)動(dòng)力源40再充電的發(fā)電機(jī)70的例子。諸如電動(dòng)機(jī)7 和72b的一個(gè)或更多個(gè)電動(dòng)機(jī)由動(dòng)力源40提供動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)7 通過驅(qū)動(dòng)系7 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊18。機(jī)器人的行進(jìn)方向可以通過電子控制子系統(tǒng)41被逆轉(zhuǎn)，該電子控制子系統(tǒng)構(gòu)造成基于例如來自導(dǎo)航子系統(tǒng)78和/或通信子系統(tǒng)80的輸入逆轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)72a的方向。電子控制器41也由動(dòng)力源 40提供動(dòng)力。類似地，電動(dòng)機(jī)72b通過驅(qū)動(dòng)系74b驅(qū)動(dòng)清潔子系統(tǒng)82 (例如，如上面描述的一個(gè)或更多個(gè)刷)。電動(dòng)機(jī)72b也由動(dòng)力源40提供能量。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)電動(dòng)機(jī)可以在除了電之外的動(dòng)力源的基礎(chǔ)上操作。例如流體驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)是已知的。然后，渦輪子系統(tǒng)可以在壓力下將流體泵送到電動(dòng)機(jī)。如果清潔子系統(tǒng)是無源的，例如襯墊和 /或橡膠刮板，則將不需要電動(dòng)機(jī)72b和驅(qū)動(dòng)系74b。在其它例子中，渦輪的驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械地連接到清潔刷和/或驅(qū)動(dòng)模塊。因此，用于驅(qū)動(dòng)模塊的發(fā)動(dòng)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以變化。圖4示意性地描述一種形式的優(yōu)選驅(qū)動(dòng)模塊的某些部件。典型地存在諸如元件 100的多個(gè)永久磁體元件。開關(guān)組件102在分流和不分流狀態(tài)之間切換元件100。致動(dòng)器 104典型地在當(dāng)元件100不鄰近船舶船體時(shí)的分流狀態(tài)和當(dāng)元件100鄰近船舶船體時(shí)的不分流狀態(tài)之間致動(dòng)開關(guān)102。隧道式本體106構(gòu)造成約束典型地包括一些類型的托架108 的元件100的運(yùn)動(dòng)。還存在如箭頭110所示相對(duì)于永久磁體元件100驅(qū)動(dòng)隧道式本體106 的一些裝置。圖5示出一種設(shè)計(jì)，其中永久磁體元件100包括以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在外殼122 的孔中的沿直徑極化的圓柱形磁體120。外殼122包括夾在鐵磁材料126a和126b (例如， 鋼)之間的非磁性材料124(例如，鋁、塑料或類似物)。如圖6-7中所示，開關(guān)102附接到圓柱形磁體120并且使其旋轉(zhuǎn)。在圖6中，由于磁場(chǎng)從北極向外流過鐵磁材料126a和126b 并且到南極，磁體120被分流。因此最小化磁體120到船舶船體130的吸引力。如圖7中所示，啟動(dòng)開關(guān)102使磁體120旋轉(zhuǎn)，因此每一個(gè)極接近鐵磁材料126a或126b。如圖中示出的，南極與鐵磁材料126a接觸并且北極與鐵磁材料126b接觸。磁場(chǎng)從磁體的北極流到體126b中，到船的船體130，到體126a，并且隨后回到磁體的南極。在這種不分流狀態(tài)中， 最大化磁體120到船體130的吸引力。典型地，在永久磁體元件100達(dá)到在船體上的其行程的端部時(shí)啟動(dòng)開關(guān)102以分流磁體120，并且在永久磁體元件100再與船體接觸時(shí)再啟動(dòng)開關(guān)102以致動(dòng)磁體120。這樣，動(dòng)力使用被最小化，并且仍然存在被提供用于將機(jī)器人保持在船體上的很強(qiáng)牽引力。因?yàn)椴话褎?dòng)力浪費(fèi)在從船體去除單個(gè)永久磁體元件中，動(dòng)力使用被最小化。而且，由于永久磁體元件不被切換到它們的非短路狀態(tài)直到它們實(shí)際上與船體接觸，對(duì)船體的損害被最小化。每一個(gè)永久磁體元件可包括保護(hù)性覆蓋件，從而進(jìn)一步減小對(duì)船舶船體的損害。意圖是控制磁體施加的保持力，但同時(shí)使用永久磁體，與電磁體不同，該永久磁體不消耗動(dòng)力。圖5還示出托架108’，該托架具有間隔開的旋轉(zhuǎn)軸承140a和140b和連接件 142a-142d0軸承140a和140b安放在隧道式本體106，中的側(cè)軌中(圖8)。在圖8中，示出卵形側(cè)軌152。圖9示出隧道式本體106’如何支撐驅(qū)動(dòng)系，該驅(qū)動(dòng)系諸如包括輪160的間隔開的鏈輪(它可以被電動(dòng)機(jī)7 和驅(qū)動(dòng)系7 驅(qū)動(dòng)，圖3)。鏈162在間隔開的鏈輪周圍延伸。 永久磁體元件IOOa的托架108，的軸承140b被約束在隧道式本體106，的軌152中并且連接件142c和142d延伸到鏈162中。由于隧道式本體106’固定到機(jī)器人本體10 (圖1-2)并且由于處于不分流狀態(tài)的永久磁體元件IOOb-IOOe被強(qiáng)烈地吸引到船舶船體130，因此鏈162實(shí)際上向前(和向后) 驅(qū)動(dòng)隧道式本體106’并且因此機(jī)器人本體通過鏈162繞鏈輪160的旋轉(zhuǎn)相對(duì)于船舶船體被驅(qū)動(dòng)。圖9還示出永久磁體元件IOOa通過開關(guān)102的位置被分流。取決于機(jī)器人行進(jìn)方向，永久磁體元件IOOx是首先進(jìn)入要被吸引到船體130的位置的元件或者它離開船體130。 如果永久磁體元件IOOx正好進(jìn)入要被吸引到船體130的位置，則一旦永久磁體元件IOOx 占據(jù)永久磁體元件IOOb的位置它就從示出的分流位置切換到其不分流位置。如果永久磁體元件IOOx正好離開船體130，或者將要離開船體，則正好在它占據(jù)永久磁體元件IOOb的位置之后它就切換到分流狀態(tài)中。圖10示出用于隧道式本體106”的分段設(shè)計(jì)，該分段設(shè)計(jì)允許隧道式本體和軌系統(tǒng)的鉸接以在船體130上存在不均勻性170a和170b的情況下最大化用于每一個(gè)永久磁體元件的接觸面積。在圖11中，間隔開的面板180a和180b通過彎曲部分182a、182b或類似物支撐隧道式本體106” (圖11-12)。典型地，對(duì)于每一個(gè)隧道式本體段，存在至少一個(gè)彎曲部分，如圖12中所示。側(cè)面板180a和180b固定到機(jī)器人本體或固定到以可旋轉(zhuǎn)的方式附接到機(jī)器人本體的轉(zhuǎn)動(dòng)架。圖11還示出諸如面板180b的內(nèi)側(cè)上的閉環(huán)凹槽18 的致動(dòng)部件。如圖13中所示，側(cè)面板中的這些凹槽用于致動(dòng)永久磁體元件的開關(guān)。在凹槽端部186a和186b處存在凹凸部分。如果船體機(jī)器人的行進(jìn)方向如箭頭188所示并且船舶船體處于圖的底部，則凹凸部分186b致動(dòng)永久磁體元件開關(guān)以分流永久磁體元件，并且在凹凸部分186a處，該開關(guān)再次被致動(dòng)以使永久磁體元件返回到它們的不分流構(gòu)造。圖14示出更完整的開關(guān)組件 102a-102d,并且描繪開關(guān)10 如何處于其分流位置但開關(guān)102b通過凹槽凹凸部分186a 已經(jīng)被致動(dòng)到其不分流位置。類似地，凹凸部分186b使開關(guān)102c轉(zhuǎn)向分流位置，用于對(duì)應(yīng)于隧道式本體106’的前部和頂部的面板180a的前部和頂部附近的其行程的其余行程(圖 9)。圖15示出安裝到轉(zhuǎn)動(dòng)架200的兩個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)模塊18a和18b，該轉(zhuǎn)動(dòng)架可以是相對(duì)于機(jī)器人本體可旋轉(zhuǎn)的。這樣，可以使轉(zhuǎn)動(dòng)架200旋轉(zhuǎn)以保持渦輪/發(fā)電機(jī)組件3 和 32b的進(jìn)口與流過船舶船體的水的方向?qū)R而不考慮船舶船體附近的機(jī)器人的行進(jìn)方向。 見2009年8月19日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?2/583,346。在一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)中，隧道式本體執(zhí)行兩個(gè)功能它約束永久磁體元件的運(yùn)動(dòng)并且還用于容納連接到永久磁體元件的托架的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，兩個(gè)鏈輪周圍的鏈)。這種設(shè)計(jì)還提供對(duì)抗驅(qū)動(dòng)組件中的松弛的結(jié)構(gòu)支撐。側(cè)板也提供兩個(gè)功能它們?nèi)嵝缘刂嗡淼朗奖倔w并且它們包括用于致動(dòng)永久磁體元件的開關(guān)的裝置。在優(yōu)選設(shè)計(jì)中，磁性元件在它們的最小牽引狀態(tài)和它們的最大牽引狀態(tài)之間切換而與機(jī)器人的行進(jìn)方向無關(guān)。然而，由于其它設(shè)計(jì)是可能的，因此這些不構(gòu)成本發(fā)明的限制。與典型的船體機(jī)器人相關(guān)的其它特征在其背景技術(shù)部分中列舉的并且通過這個(gè)引用并入這里的專利中被公開。而且，其受讓人在2008年11月21日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?2/313，643公開可能與船體機(jī)器人相關(guān)的另外特征。然而，這里公開的驅(qū)動(dòng)模塊不限于結(jié)合這種船舶船體機(jī)器人使用。例如，驅(qū)動(dòng)模塊可以用在任何鐵磁體上，該任何鐵磁體包括但不限于船舶船體、水下結(jié)構(gòu)和類似物。此外，如這里使用的“船體”概括地意指要往返移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。因此，雖然本發(fā)明的具體特征在一些圖中被示出并且在其它圖中沒有被示出，但這僅僅是為了方便，這是由于根據(jù)本發(fā)明，每一個(gè)特征可以與任何或所有其它特征組合。如這里使用的詞“包含”、“包括”、“具有”和“帶有”要被概括地且理解性地被解釋并且不限于任何物理關(guān)聯(lián)。此外，本申請(qǐng)中公開的任何實(shí)施例將不被看作僅有的可能實(shí)施例。此外，用于這個(gè)專利的專利申請(qǐng)的執(zhí)行期間給出的任何修改不是如提交的申請(qǐng)中給出的任何權(quán)利要求要素的放棄不能合理地預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員起草將字面上包含所有可能等同物的權(quán)利要求，許多等同物在修改時(shí)將是不可預(yù)見的并且超出要被包圍的內(nèi)容 (如果有的話)的正當(dāng)解釋，修改的基本原理可以僅具有許多等同物的稍微相關(guān)的關(guān)系，且 /或存在不能預(yù)期本申請(qǐng)人描述修改的任何權(quán)利要求要素的某些無實(shí)質(zhì)的替代物的許多其它原因。其它實(shí)施例將被本領(lǐng)域技術(shù)人員想到并且在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種船體機(jī)器人，所述船體機(jī)器人包括機(jī)器人本體；至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊用于使所述機(jī)器人在船體附近操縱；機(jī)載動(dòng)力源；由所述機(jī)載動(dòng)力源提供動(dòng)力的用于所述驅(qū)動(dòng)模塊的發(fā)動(dòng)子系統(tǒng)；和與所述驅(qū)動(dòng)模塊相關(guān)聯(lián)的多個(gè)永久磁體元件，每一個(gè)永久磁體元件能夠在當(dāng)鄰近所述船體時(shí)的不分流狀態(tài)和當(dāng)不鄰近所述船體時(shí)的分流狀態(tài)之間切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船體機(jī)器人，其中，所述發(fā)動(dòng)子系統(tǒng)包括由經(jīng)過所述船體的流體提供動(dòng)力的至少一個(gè)渦輪；由所述渦輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)用于對(duì)所述機(jī)載動(dòng)力源充電；和由驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述機(jī)載動(dòng)力源提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船體機(jī)器人，其中，所述機(jī)載動(dòng)力源包括至少一個(gè)電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船體機(jī)器人，其中，每一個(gè)磁體元件包括以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在外殼中的沿直徑極化的圓柱形磁體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船體機(jī)器人，其中，所述外殼包括夾在鐵磁材料之間的非磁性材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船體機(jī)器人，其中，每一個(gè)磁體元件還包括附接到所述圓柱形磁體的開關(guān)，所述開關(guān)用于使所述圓柱形磁體在所述外殼中在所述分流狀態(tài)和所述不分流狀態(tài)之間旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船體機(jī)器人，其中，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括隧道式本體并且每一個(gè)磁體元件包括托架，所述托架相對(duì)于所述隧道式本體操縱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船體機(jī)器人，其中，所述隧道式本體包括相對(duì)的側(cè)軌，并且所述托架包括安放在所述隧道式本體的側(cè)軌中的間隔開的軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船體機(jī)器人，其中，所述隧道式本體支撐驅(qū)動(dòng)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船體機(jī)器人，其中，每一個(gè)托架連接到所述驅(qū)動(dòng)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的船體機(jī)器人，其中，所述驅(qū)動(dòng)系包括鏈，所述鏈在接合所述鏈的間隔開的鏈輪周圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的船體機(jī)器人，其中，每一個(gè)托架包括延伸到所述鏈中的至少一個(gè)連接件。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船體機(jī)器人，還包括支撐所述隧道式本體的間隔開的面板。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的船體機(jī)器人，還包括在每一個(gè)支撐面板和所述隧道式本體之間延伸的多個(gè)彎曲部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的船體機(jī)器人，其中，所述隧道式本體是分段的并且每段存在至少一個(gè)彎曲部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的船體機(jī)器人，其中，每一個(gè)磁體元件包括可旋轉(zhuǎn)的磁體和附接到所述可旋轉(zhuǎn)的磁體上的開關(guān)組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的船體機(jī)器人，其中，在至少一個(gè)所述面板中包括閉環(huán)凹槽， 所述開關(guān)組件安放在所述凹槽中，并且所述凹槽構(gòu)造成在所述閉環(huán)的相對(duì)端部啟動(dòng)所述開關(guān)組件以使所述磁體旋轉(zhuǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船體機(jī)器人，其中，每一個(gè)磁體元件包括保護(hù)性覆蓋件。
19.一種驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括 多個(gè)磁體元件，每一個(gè)磁體元件包括外殼，所述外殼具有夾在鐵磁材料之間的非磁性材料和延伸到所述外殼中的孔， 以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在所述孔中的磁體，和用于使所述磁體旋轉(zhuǎn)的開關(guān)組件；用于每一個(gè)磁體的托架，所述托架包括至少一個(gè)軸承和連接件； 隧道式本體，所述隧道式本體包括用于所述托架的軸承的至少一個(gè)軌； 用于所述隧道式本體的驅(qū)動(dòng)系，所述驅(qū)動(dòng)系附接到所述托架的連接件；和用于所述隧道式本體的至少一個(gè)支撐件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的驅(qū)動(dòng)模塊，其中，所述支撐件包括用于致動(dòng)所述開關(guān)組件的致動(dòng)裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的驅(qū)動(dòng)模塊，其中，所述致動(dòng)裝置在所述支撐件中包括致動(dòng)所述開關(guān)組件的部件，所述部件構(gòu)造成在所述隧道的相對(duì)端部使所述磁體旋轉(zhuǎn)。
22.—種驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括多個(gè)永久磁體元件，每一個(gè)永久磁體元件能夠在不分流狀態(tài)和分流狀態(tài)之間切換； 用于每一個(gè)磁體元件的開關(guān)組件，所述開關(guān)組件使每一個(gè)永久磁體元件旋轉(zhuǎn)以改變所述永久磁體的狀態(tài)；約束所述永久磁體元件的隧道式本體；和用于相對(duì)于所述永久磁體元件驅(qū)動(dòng)所述隧道式本體的驅(qū)動(dòng)系。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的驅(qū)動(dòng)模塊，其中，每一個(gè)永久磁體元件包括以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在外殼中的沿直徑極化的圓柱形磁體，所述外殼包括夾在鐵磁材料之間的非磁性材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的驅(qū)動(dòng)模塊，其中，每一個(gè)所述開關(guān)組件使所述沿直徑極化的圓柱形磁體在分流狀態(tài)和不分流狀態(tài)之間旋轉(zhuǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的驅(qū)動(dòng)模塊，其中，所述驅(qū)動(dòng)系包括以可旋轉(zhuǎn)的方式由所述隧道式組件支撐的間隔開的輪；和連接到所述永久磁體元件的、位于所述輪周圍的柔性構(gòu)件。
全文摘要
一種船體機(jī)器人包括機(jī)器人本體，用于使機(jī)器人在船體附近操縱的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊、機(jī)載動(dòng)力源和由機(jī)載動(dòng)力源提供動(dòng)力的用于驅(qū)動(dòng)模塊的發(fā)動(dòng)子系統(tǒng)。多個(gè)永久磁體元件與驅(qū)動(dòng)模塊相關(guān)聯(lián)并且每一個(gè)永久磁體元件能夠在當(dāng)鄰近船體時(shí)的不分流狀態(tài)和當(dāng)不鄰近船體時(shí)的分流狀態(tài)之間切換。
文檔編號(hào)E01H1/08GK102575443SQ201080046112
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者H·R·科恩斯坦, J·C·赫爾曼, J·H·羅尼, J·N·哈里斯, J·T·隆利, W-T·吳 申請(qǐng)人:雷斯昂公司