專利名稱：具有增強(qiáng)攀爬特征的兩輪機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人車輛。更具體地，本發(fā)明涉及用于監(jiān)視活動(dòng)中的具有改進(jìn)的攀爬能力及輪式移動(dòng)性的遙控機(jī)器人。
背景技術(shù)：
電子偵察、監(jiān)視、以及安全監(jiān)控活動(dòng)(下文統(tǒng)稱為“電子監(jiān)視”)已經(jīng)成為用于軍事和民間組織等的必需的調(diào)查工具。雖然絕非完整的列表，但諸如人質(zhì)解救、恐怖分子響應(yīng)、 毒品搜查、建筑物搜查、設(shè)施監(jiān)控及現(xiàn)場污染調(diào)查等的任務(wù)都可以受益于由監(jiān)視系統(tǒng)所提供的信息。這種電子監(jiān)視可以是安裝好的攝像機(jī)或者可以由便攜式移動(dòng)機(jī)器人提供。這些機(jī)器人可以移動(dòng)到被視為不安全的或其它對人不利的區(qū)域內(nèi)，并且典型地通過如在美國專利 No. 6，548, 982 ("982專利”)中公開的無線設(shè)備將信息轉(zhuǎn)送至遠(yuǎn)程的人員，該專利的內(nèi)容在此通過引用的方式并入。多種現(xiàn)有的監(jiān)視機(jī)器人將車輪結(jié)合成它們的機(jī)動(dòng)性及地面牽引的主要模式。但是，這種車輪的主要缺點(diǎn)在于有限的攀爬能力。具體地，機(jī)器人的車輪的大小通常決定了機(jī)器人能夠攀爬的目標(biāo)的大小。但是，成本及功能性相關(guān)的限制通常不允許使用半徑大于一定大小的車輪。例如，過大的車輪將增加重量、可見度及投擲的難度，所有這些都將減損機(jī)器人的總體效率。因此，車輪的大小不能無限地增加以作為改進(jìn)監(jiān)視機(jī)器人的攀爬能力的方式。多種現(xiàn)有的監(jiān)視機(jī)器人使用防止機(jī)器人爬越高度小至0. 5英寸的目標(biāo)的車輪。期望的是具有能夠爬越高度為1. 5英寸至2英寸或更高的障礙物而基本不增加車輪的半徑的兩輪機(jī)器人。如前述，監(jiān)視機(jī)器人經(jīng)常用于惡劣的環(huán)境中。因此，機(jī)器人由使用者從一安全的地點(diǎn)投擲一定的距離到另一可能危險(xiǎn)的地點(diǎn)。由機(jī)器人撞擊諸如墻壁或地面之類的目標(biāo)而引起的沖擊可能潛在地?fù)p壞電子部件。因此，存在以減少對機(jī)器人的潛在損害的方式來改進(jìn)對沖擊相關(guān)的力的吸收的需求。存有進(jìn)一步的需求以改進(jìn)重量的平衡和穩(wěn)定性、提供用于利用監(jiān)視機(jī)器人來拖運(yùn)另外的目標(biāo)的附接點(diǎn)、以及減少與機(jī)器人相關(guān)的噪音和摩擦。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人基本滿足上述的工業(yè)需求。監(jiān)視機(jī)器人包括兩個(gè)聯(lián)接至本體部的相對端部的車輪。這些車輪通過增強(qiáng)監(jiān)視機(jī)器人的攀爬能力來提供改進(jìn)的移動(dòng)性。在一實(shí)施方式中，每個(gè)車輪都包括帶有輪翼的主體部分，這些輪翼從主體部分向外延伸。這些輪翼包括定向成從輪胎的主體部分徑向向外的穩(wěn)定器以及定向成相對于該穩(wěn)定器成前方位角的接觸墊。本發(fā)明的某些實(shí)施方式的特征和優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)輪翼處于一表面上并在該表面上行駛時(shí)，輪翼徑向向內(nèi)地偏轉(zhuǎn)，而在攀爬時(shí)，鉤形狀可以徑向向外地延伸至較直的姿態(tài)，該較直的姿態(tài)提供了對該機(jī)器人正在爬越的目標(biāo)的延伸的抓緊動(dòng)作。本發(fā)明的某些實(shí)施方式的特征和優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)車輛向前行駛時(shí)，輪翼的徑向向內(nèi)的偏轉(zhuǎn)使殼體的行駛平穩(wěn)并因此使正在傳輸?shù)囊曨l流暢。本發(fā)明的某些實(shí)施方式的特征和優(yōu)點(diǎn)在于輪翼提供了超出正常的輪胎和輪胎面所能提供的增強(qiáng)的攀爬能力。此外，弧形輪翼提供了更好更流暢的視頻采集和傳輸性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的帶有視頻功能的監(jiān)視機(jī)器人的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的立體圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的側(cè)視圖；圖;3B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的主視圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的立體圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的側(cè)視圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的主視圖；圖4C是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的立體圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的側(cè)視圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的主視圖；圖5C是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的立體圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的前視立體圖，其尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的前視立體圖，其尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的前視立體圖，其尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的仰視圖，其攝像頭安裝件以及尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的俯視圖，其攝像頭安裝件以及尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的側(cè)視圖，其尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的側(cè)視圖，其尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖14是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的主視圖15是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的后視圖，其尾部的一部分以剖視圖的方式示出；圖16是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的尾部的一部分的剖視立體圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的尾部的一部分的剖視立體圖；圖18A是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的側(cè)視圖；圖18B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的車輪的側(cè)視圖；圖19A是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的輪胎安裝件的側(cè)視圖；圖19B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的輪胎安裝件的主視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的立體圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的側(cè)視圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的后視圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的主視圖；圖M是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的仰視圖；以及圖25是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的監(jiān)視機(jī)器人的俯視圖。雖然本發(fā)明能夠修正為多種變型及替代形式，但是其細(xì)節(jié)已經(jīng)借助于附圖中的示例示出并將被詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這并非意在將本發(fā)明限制于所描述的具體實(shí)施方式
。相反，其意在覆蓋落入本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)的所有變型、等同及替代實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1中總體地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人。圖2中總體地示出了根據(jù)一實(shí)施方式的以附圖標(biāo)記100表示的監(jiān)視機(jī)器人。與圖1的現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人類似，監(jiān)視機(jī)器人100 通常包括車輪102、本體部104、尾部106、攝像頭108及天線109。本體部104設(shè)置在多個(gè)車輪102的中間并且容置監(jiān)視機(jī)器人的大多數(shù)的電子部件及機(jī)械部件。攝像頭108通常設(shè)置在本體部104內(nèi)并且面向前方、或面向背離尾部106的方向。尾部106通常向后延伸，以便在能夠相對于本體部104旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輪102時(shí)防止本體部104旋轉(zhuǎn)。天線109通常從本體部104延伸并且連接至用于控制運(yùn)動(dòng)并向遠(yuǎn)程控制器發(fā)送圖像的收發(fā)器電路。在一實(shí)施方式中，車輪102包括輪胎110和輪胎安裝件112。輪胎安裝件112通常聯(lián)接至本體部104的相對端部。每個(gè)輪胎112通常聯(lián)接至輪胎安裝件112并由此附接至本體部104。能夠以多種方式、例如利用螺母或其它相似的緊固構(gòu)件將車輪102緊固至本體部 104。參照圖3A-圖3C、圖4A-圖4C、及圖5A-圖5C，其示出了輪胎112的多種實(shí)施方式。輪胎112具有主體部分、或轂116及輪翼118。每個(gè)輪翼118通常包括穩(wěn)定器部分120、 過渡部分121和接觸墊122。接觸墊122具有尖端124?？商娲兀喴?18可以被描述成或被稱為齒、切片、抓具、刀片、葉片和輪胎面。 輪翼118設(shè)置于輪胎的主體部分116并且通常從輪胎112的中心向外延伸。在一實(shí)施方式中，輪翼118可以是三角狀齒，正如圖3A-圖3C所示。在另一實(shí)施方式中，輪翼118也可以是瓣?duì)钊~片，正如圖4A-圖4C所示。在又一實(shí)施方式中，輪翼118包括一對限定有楔形間隙的隔開瓣，正如圖5A-圖5C所示。在前述及其它的實(shí)施方式中，輪翼118在輪胎112的主體部分116的外表面上周向地間隔開。輪翼118以各個(gè)輪翼118之間成角度地且間隔開地向外延伸。在一實(shí)施方式中，輪翼118在主體部分116或輪胎的外圓周上以介于大約三十度與六十度之間的相等增量間隔開。在另一實(shí)施方式中，輪翼118在主體部分116或輪胎的外圓周上以大約四十五度的相等增量間隔開。當(dāng)前部定位的輪翼118具有位于車輪102的軸線的正上方的面向下的接觸墊122時(shí)，位于車輪102的軸線的正下方的輪翼118朝向該軸線偏移。這允許旋轉(zhuǎn)的前部定位的輪翼118接合高度大于輪胎半徑的障礙物的頂表面并且通過車輪102的旋轉(zhuǎn)進(jìn)一步向上驅(qū)動(dòng)監(jiān)視機(jī)器人100并越過該障礙物。輪翼118通常能夠偏轉(zhuǎn)。當(dāng)監(jiān)視機(jī)器人100沿地形前進(jìn)時(shí)，接觸墊IM和過渡部分 121可以朝輪胎的本體部116的外表面彎曲。穩(wěn)定器部分120也可以朝輪胎的本體部116 的外表面彎曲。這樣，監(jiān)視機(jī)器人100能夠?qū)崿F(xiàn)高水平的行駛。當(dāng)不同的輪翼118接合地面時(shí)，監(jiān)視機(jī)器人能夠以較直線的方式行進(jìn)而非沿下降-上升的循環(huán)行進(jìn)。參照圖18B，在操作中，輪翼118在接合地面時(shí)偏轉(zhuǎn)，并在它們旋轉(zhuǎn)離開地面時(shí)回到它們各自的靜止位置。 這能夠改進(jìn)由裝置所記錄和/或傳遞的圖像的穩(wěn)定性并由此改進(jìn)監(jiān)視活動(dòng)的效率。在多個(gè)實(shí)施方式中，輪胎112的端部輪廓基本為鋸齒形，正如圖3A所示。呈齒狀的輪翼118定向成沿向前轉(zhuǎn)動(dòng)的方向傾斜。這為前部定位的齒提供了在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的障礙物抓緊表面、或尖端126。齒角設(shè)計(jì)成使得齒的抓角、或水平接觸墊IM從延伸穿過輪胎112 的中心或軸線的水平線豎直地向上偏移，并在該旋轉(zhuǎn)位置比位于輪胎112的中心或軸線下方的齒靠前定位。該齒于是能夠抓緊高度比輪胎112的半徑大的障礙物的頂表面，而位于輪胎112下方的齒通過抵接障礙物的面對側(cè)而不會(huì)妨礙抓緊。參照圖18A，其總體地示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的輪胎112的幾何形狀。輪胎112具有中心點(diǎn)c (t)和半徑r(t)。輪胎112的主體部分116與輪胎112共用共同的中心點(diǎn)c(t)且具有半徑r(mp)。輪翼118具有介于穩(wěn)定器部分120與接觸墊122之間的曲率半徑He)。輪翼118具有位于輪胎112的主體部分116的外表面與輪翼118上的點(diǎn)ρ (ρ) 之間的穩(wěn)定長度l(s)，穩(wěn)定器部分120在點(diǎn)ρ(ρ)處過渡至接觸墊122內(nèi)。輪翼118具有介于輪胎112的主體部分116的外表面與尖端1 之間的徑向長度1 (r)。輪翼118通常逐漸變細(xì)以使其厚度朝尖端126的方向減小。在一實(shí)施方式中，輪翼在點(diǎn)P (P)處的厚度介于大約0.05英寸與大約0.15英寸之間。在另一實(shí)施方式中，輪翼在點(diǎn)P(P)處的厚度大約為0.10英寸。在一實(shí)施方式中，輪翼118在靠近接觸墊124的尖端1 處的厚度介于大約0. 02英寸與大約0. 08英寸之間。在另一實(shí)施方式中，輪翼118 在靠近接觸墊124的尖端1 處的厚度大約為0. 05英寸。在一實(shí)施方式中，輪翼118具有介于大約0. 50英寸與大約1. 0英寸之間的徑向長度l(r)。在另一實(shí)施方式中，輪翼118具有大約0. 英寸的徑向長度l(r)。在一實(shí)施方式中，輪翼118具有介于大約0. 25英寸與大約0. 75英寸之間的穩(wěn)定長度1 (s)。在另一實(shí)施方式中，輪翼118具有大約0. 48英寸的穩(wěn)定長度1 (s)。在一實(shí)施方式中，輪翼118在靠近輪胎112的主體部分116的外表面的寬度介于大約0. 30英寸與0. 90英寸之間。在另一實(shí)施方式中，輪翼118在靠近輪胎112的主體部分116的外表面的寬度大約為0. 60英寸， 并且與主體部分116的外表面的寬度基本相同。在一實(shí)施方式中，穩(wěn)定器部分120定向成相對于輪胎112的主體部分116的切線成介于大約45度與大約115度之間的角度。在另一實(shí)施方式中，穩(wěn)定器部分120定向成相對于輪胎112的主體部分116的切線成大約90度的角度。在一實(shí)施方式中，接觸墊IM定向成相對于穩(wěn)定器部分120成介于大約45度與大約115度之間的角度。在另一實(shí)施方式中，接觸墊IM定向成相對于穩(wěn)定器部分120成大約90度的角度。在一實(shí)施方式中，過渡部分121具有介于大約0. 15英寸與大約0. 45英寸之間的曲率半徑。在一實(shí)施方式中，過渡部分121具有大約0. 30英寸的曲率半徑。在一實(shí)施方式中，輪胎112具有介于大約1. 5英寸與大約3. 1英寸之間的半徑 r(t)。在另一實(shí)施方式中，輪胎112具有大約2.3英寸的半徑r(t)。在一實(shí)施方式中，輪胎116的主體部分116具有介于大約1. 0英寸與大約2. 0英寸之間的半徑r(mp)。在另一實(shí)施方式中，輪胎116的主體部分116具有大約1. 5英寸的半徑r(mp)。在一實(shí)施方式中， 車輪的錐臺形狀由介于大約1. 5英寸與大約4. 1英寸之間的圓半徑限定。在另一實(shí)施方式中，車輪的錐臺形狀由大約3. 3英寸的圓半徑限定。在一實(shí)施方式中，輪翼的徑向長度l(r)與輪胎112的半徑r(t)之間的比率介于大約1 1與大約1 4之間。在另一實(shí)施方式中，輪翼的徑向長度l(r)與輪胎112的半徑r(t)之間的比率大約為1 2。在一實(shí)施方式中，穩(wěn)定器部分118的穩(wěn)定器高度h(t)與輪翼的徑向長度l(r)之間的比率介于大約1 3與大約1 1之間。在另一實(shí)施方式中， 穩(wěn)定器部分118的穩(wěn)定器高度h(t)與輪翼的徑向長度l(r)之間的比率大約為2 3。在一實(shí)施方式中，輪翼118由具有在邵氏A硬度計(jì)上的介于大約60與100之間的邵氏硬度的材料制成。在另一實(shí)施方式中，輪翼118由具有在邵氏A硬度計(jì)上的大約80 的邵氏硬度的材料制成。該相對硬度與輪翼118的幾何形狀一起允許輪胎112以介于大約 10%與大約45%之間的偏轉(zhuǎn)來支承監(jiān)視機(jī)器人100的重量。在另一實(shí)施方式中，相對硬度與輪翼118的幾何形狀一起允許輪胎112以大約20%的偏轉(zhuǎn)來支承監(jiān)視機(jī)器人100的重量。輪胎可以還具有與各個(gè)輪胎的本體部相對地軸向定位的中心吸震部分。例如當(dāng)機(jī)器人被投擲并以一端或另一端著地時(shí)，該軸向延伸部分提供吸震的能力。所述中心吸震部分可以是圓頂狀的、錐臺狀的或圓頂錐臺狀的。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，齒型將延伸并成為中心吸震部分的一部分，或者吸震部分另外地具有空隙、切除部分、間隙。這樣可以提供增強(qiáng)的震動(dòng)吸收，同時(shí)使輪胎的重量最小化。輪胎可以對不同的部分采用不同的復(fù)合物，以提供優(yōu)化的性能。例如，彎曲的齒的內(nèi)側(cè)能夠比車輪的外側(cè)地面接合部分軟，并具有更大的抓緊能力。尾部106具有主體部分130、近端部132和遠(yuǎn)端部134。參照圖6_圖17，尾部106 通常從監(jiān)視機(jī)器人相對于攝像頭108向后延伸。尾部108的主體部分130基本是剛性的。 主體部分130在相對于尾部108的長度的上下方向上通常是足夠剛性的，以便在車輪102 旋轉(zhuǎn)并攀爬障礙物時(shí)防止本體部104旋轉(zhuǎn)。通過在車輪102爬越目標(biāo)時(shí)提供用于監(jiān)視機(jī)器人100的支架并重新分配監(jiān)視機(jī)器人100的重量，尾部108的主體部分130的剛度也增強(qiáng)了監(jiān)視機(jī)器人100的攀爬能力。在一實(shí)施方式中，尾部108的主體部分130沿橫向方向是柔性的。為此目的，“橫向方向”意指平行于車輪102的軸線或旋轉(zhuǎn)的方向。該柔性通常允許尾部108能夠形成可彈性以用于存儲(chǔ)和/或由用戶投擲的目的，同時(shí)保持剛性以用于攀爬的目的。尾部108可以由多種材料制成。
尾部108可以由多種材料制成。在一實(shí)施方式中，尾部108可以是硬鋼絲繩、金屬結(jié)構(gòu)或其它合適的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是剛硬到足以在一個(gè)/多個(gè)車輪攀爬障礙物時(shí)保持本體部免于隨該一個(gè)/多個(gè)車輪一起旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施方式中，尾部108主要由諸如聚氨酯之類的熱塑性彈性體制成。尾部108的整體形狀可以也有助于尾部108的剛性和柔性的結(jié)合。例如，尾部108的主體部分130可以基本上或某種程度上定形狀成類似I型梁。由此，尾部 108在垂直于I型梁幾何形狀的“水平”部分的方向上是基本剛性的，而在基本垂直于I型梁幾何形狀的“豎直”部分的方向上是基本柔性的(術(shù)語“水平”和“豎直”是相對于字母 “I”使用的)。在一實(shí)施方式中，尾部108的近端132聯(lián)接至本體部104。在另一實(shí)施方式中，尾部108的遠(yuǎn)端部134是大致球狀的，正如圖16至圖17所示。尾部112的遠(yuǎn)端部134的球狀部分被軟化以使得在監(jiān)視機(jī)器人100的運(yùn)動(dòng)期間所產(chǎn)生的噪音最小化。在一實(shí)施方式中， 尾部的遠(yuǎn)端部134由軟材料制成，該材料在監(jiān)視機(jī)器人100被推進(jìn)而在較硬的表面上拖動(dòng)時(shí)是基本無聲的。在一實(shí)施方式中，尾部108的遠(yuǎn)端部134限定有孔140，并且包括加重本體部142。 孔140可以用于將物體、例如繩索系至監(jiān)視機(jī)器人100。由此，使用者可以利用在孔140處聯(lián)接至尾部108的遠(yuǎn)端部134的系繩以有利于收回監(jiān)視機(jī)器人100。使用者也可以利用在孔140處聯(lián)接至尾部108的遠(yuǎn)端部134的系繩以將多種類別的物體遠(yuǎn)程地傳輸至某一地
點(diǎn)ο加重本體部142通常嵌有尾部108的遠(yuǎn)端部134。以該方式來加重尾部能夠改進(jìn)穩(wěn)定性，并且增大尾部108與監(jiān)視機(jī)器人100移動(dòng)于其上的地表或地面之間所產(chǎn)生的摩擦力。該增大的摩擦力通過減少尾部108的滑移的可能性而改進(jìn)監(jiān)視機(jī)器人爬越目標(biāo)的能力。在一實(shí)施方式中，加重本體部142由金屬、例如鋼或鉛制成。在一實(shí)施方式中，加重本體部142的重量介于尾部108的總重量的大約15%與75%之間。在另一實(shí)施方式中，加重本體部是尾部108的總重量的大約40%。參照圖7-圖15，輪胎112包括多個(gè)壓縮單元150、152、154、156、158。在受到?jīng)_擊時(shí)，壓縮單元用作壓碎帶。這增強(qiáng)了對監(jiān)視機(jī)器人100的內(nèi)部電子部件及機(jī)械部件的保護(hù)， 同時(shí)也改變了監(jiān)視機(jī)器人100的偏轉(zhuǎn)特征。結(jié)果，能夠改進(jìn)監(jiān)視機(jī)器人的耐用性、以及從表面反彈或偏轉(zhuǎn)的可預(yù)見性。在一實(shí)施方式中，監(jiān)視機(jī)器人100能夠承受從大約30英尺高度的下落和/或大約37. 5尺磅的能量。本發(fā)明的實(shí)施方式包括操作者界面，該界面具有用于傳送指令的發(fā)射器，該指令比如用于控制運(yùn)動(dòng)、包括機(jī)器人的方向和速度；用于接收例如視頻信號的接收器；用于控制方向和速度的控制器；以及用于顯示來自遠(yuǎn)程機(jī)器人的視頻信號的顯示器。用于本主題裝置的合適的驅(qū)動(dòng)部件和其它功能部件在本領(lǐng)域中是已知的并且公開在例如美國專利 No. 6，548, 982和6，502，657中，這兩個(gè)專利的內(nèi)容在此通過引用的方式并入。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)視機(jī)器人，所述監(jiān)視機(jī)器人包括一對軸向?qū)?zhǔn)的驅(qū)動(dòng)輪，所述驅(qū)動(dòng)輪具有最大化的半徑；殼體，所述殼體延伸在所述驅(qū)動(dòng)輪之間，所述殼體具有比所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑小的半徑，并且包括發(fā)射器、接收器、電源、包括至少一個(gè)連接至所述驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、以及連接至所述發(fā)射器的攝像機(jī)；其中，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪都具有彈性體轂部分和多個(gè)彈性體輪翼，所述彈性體轂部分具有直徑，所述多個(gè)彈性體輪翼從所述轂部分延伸，每個(gè)所述轂部分的半徑比每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑的65%小。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，至少一個(gè)所述輪翼包括遠(yuǎn)端部和近端部，所述遠(yuǎn)端部設(shè)置成相對于所述近端部成角度。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述角度介于大約45度與115度之間。
4.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述角度大約為90度。
5.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述輪翼適于彈性地彎曲以便在接合表面時(shí)偏轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述輪翼還包括過渡部分，所述過渡部分居于所述近端部與所述遠(yuǎn)端部的中間，所述過渡部分具有曲率半徑。
7.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述彈性體轂部分限定有圓周，每個(gè)所述輪翼沿所述圓周以大約45度的間隔設(shè)置于所述彈性體轂部分的外表面。
8.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視機(jī)器人，還包括尾部，所述尾部聯(lián)接至居于所述驅(qū)動(dòng)輪的中間的所述殼體，所述尾部在第一方向上基本是剛性的，而在垂直于所述第一方向的第二方向上基本是柔性的。
9.如權(quán)利要求8所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述尾部具有尾部長度和尾部重量，并且包括主體部分和遠(yuǎn)端部分，所述遠(yuǎn)端部分具有比所述尾部長度的15%小的長度以及至少為所述尾部重量的30%的重量。
10.一種監(jiān)視機(jī)器人，所述監(jiān)視機(jī)器人包括一對軸向?qū)?zhǔn)的驅(qū)動(dòng)輪，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪都具有最大化的半徑；殼體，所述殼體延伸在所述驅(qū)動(dòng)輪之間，所述殼體具有比所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑小的半徑；所述殼體包括發(fā)送器和接收器、電源、包括至少一個(gè)連接至所述驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、以及連接至所述發(fā)射器的攝像機(jī)；以及剛性后尾部，所述剛性后尾部從所述殼體延伸，所述尾部包括由彈性體材料形成的地面接合端部分；其中，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪都具有彈性體轂部分和多個(gè)彈性體輪翼，所述彈性體轂部分具有直徑，所述多個(gè)彈性體輪翼從所述轂延伸，每個(gè)所述轂的半徑比每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑的65%小。
11.如權(quán)利要求10所述的監(jiān)視機(jī)器人，還包括系繩附接部分，所述系繩附接部分定位在所述尾部上并且具有貫穿所述系繩附接部分的孔。
12.如權(quán)利要求10所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪都具有彈性體轂部分和多個(gè)彈性體輪翼，所述彈性體轂部分具有直徑，所述多個(gè)彈性體輪翼從所述轂延伸，每個(gè)所述轂的半徑比每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑的65%小。
13.如權(quán)利要求10所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，所述剛性后尾部限定有孔，所述孔構(gòu)造成接收系繩。
14.一種監(jiān)視機(jī)器人，所述監(jiān)視機(jī)器人包括一對軸向?qū)?zhǔn)的驅(qū)動(dòng)輪，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪都具有最大化的半徑和多個(gè)從所述驅(qū)動(dòng)輪徑向向外延伸的弧形尖狀物；殼體，所述殼體延伸在所述驅(qū)動(dòng)輪之間，所述殼體具有比所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑小的半徑；所述殼體包括發(fā)送器和接收器、電源、包括至少一個(gè)連接至所述驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、以及連接至所述發(fā)射器的攝像機(jī)；以及剛性后尾部，所述剛性后尾部從所述殼體延伸，所述尾部包括由彈性體材料形成的地面接合端部分和附接有系繩的孔。
15.如權(quán)利要求14所述的監(jiān)視機(jī)器人，其中，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪都具有彈性體轂部分和多個(gè)彈性體輪翼，所述彈性體轂部分具有直徑，所述多個(gè)彈性體輪翼從所述轂延伸，每個(gè)所述轂的半徑比每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪的所述最大化的半徑的65%小。
16.一種用于兩輪監(jiān)視機(jī)器人的輪胎，所述兩輪監(jiān)視機(jī)器人具有設(shè)置在所述一對輪胎的中間的殼體，所述輪胎包括轂，所述轂具有外圓周表面、內(nèi)部軸向表面及外部軸向表面、并且限定有轂半徑，所述外表面具有大致的錐臺形狀；以及多個(gè)彈性體輪翼，所述多個(gè)彈性體輪翼設(shè)置于所述轂的所述外圓周表面，每個(gè)所述彈性輪翼從所述外圓周表面徑向地延伸至少等于所述轂半徑的40%的距離。
17.如權(quán)利要求16所述的輪胎，其中，所述輪胎還包括用于吸收沖擊力的設(shè)備。
18.如權(quán)利要求16所述的輪胎，其中，所述兩輪監(jiān)視機(jī)器人包括加重尾部，所述外部軸向表面的形狀和所述加重尾部基本上防止了所述兩輪監(jiān)視機(jī)器人免于靜態(tài)地停留在所述輪胎的所述外部軸向表面上。
19.如權(quán)利要求8所述的監(jiān)視機(jī)器人，所述尾部的遠(yuǎn)端部分限定有孔，所述孔構(gòu)造成接收系繩。
全文摘要
一種機(jī)器人，其具有嵌入到設(shè)置在兩個(gè)車輪之間的底盤內(nèi)的電子監(jiān)視系統(tǒng)。車輪包括主體部和多個(gè)胎面。胎面通常圍繞主體部徑向地設(shè)置并且從主體部的外部分遠(yuǎn)端向地延伸。主體部通常限定有多個(gè)壓縮單元并且可以具有大致錐臺形的外表面。
文檔編號B25J5/00GK102355985SQ200980154201
公開日2012年2月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者亞歷克斯·J·科塞特, 卡塞伊·R·卡爾森, 安德魯·德倫納, 揚(yáng)·T·伯特 申請人:偵察機(jī)器人技術(shù)公司