多用途自推進(jìn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]這里描述的例子涉及多用途的可遙控自推進(jìn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]各種類型的可遙控裝置業(yè)已存在。例如，業(yè)余愛好者常常操作汽車、卡車、飛機(jī)和直升飛機(jī)形式的遙控裝置。這種裝置典型地從控制器裝置接收命令，并根據(jù)輸入改變運動(例如，方向和速度)。這種裝置使用基于軟件的控制器，這些控制器可以被實施為在諸如智能電話或平板電腦那樣的設(shè)備上運行的應(yīng)用程序的形式。
【附圖說明】
[0003]這里的公開內(nèi)容是借助于附圖上的例子說明的，但不限于所述例子，在圖上相同的標(biāo)號指示類似的元件，其中:
[0004]圖1是顯示呈球形體形式的自推進(jìn)裝置的部件的示例性框圖；
[0005]圖2A是顯示自推進(jìn)裝置的示例性框圖；
[0006]圖2B是顯示帶有可選的偏置機(jī)構(gòu)的自推進(jìn)裝置的示例性框圖；
[0007]圖2C是顯示帶有用于改進(jìn)有效載荷空間的另一個可選偏置機(jī)構(gòu)的自推進(jìn)裝置的示例性框圖；
[0008]圖3是顯示其中包括附屬照相機(jī)的自推進(jìn)裝置的示例性框圖；
[0009]圖4是顯示包括有效載荷的自推進(jìn)裝置的示例性框圖；
[0010]圖5是自推進(jìn)裝置和控制器裝置的示例性原理圖；
[0011]圖6顯示用于使自推進(jìn)球形裝置運動的示例性技術(shù)；
[0012]圖7是顯示傳感器陣列和數(shù)據(jù)流的示例性框圖；
[0013]圖8顯示包括自推進(jìn)裝置和控制器裝置的示例性系統(tǒng)，所述控制器裝置用于控制和與自推進(jìn)裝置互動；以及
[0014]圖9是顯示操作自推進(jìn)裝置的方法的示例性流程圖。
【具體實施方式】
[0015]提供了一種多用途自推進(jìn)裝置，該裝置包括驅(qū)動系統(tǒng)、球形殼體、偏置機(jī)構(gòu)、和在球形殼體內(nèi)的有效載荷空間。偏置機(jī)構(gòu)可包括單個拉伸的彈簧，該彈簧在由驅(qū)動系統(tǒng)嚙合的接觸面的徑向相對的位置與球形殼體的內(nèi)表面嚙合。替代地，偏置機(jī)構(gòu)可包括一個或多個(例如，一對)門軸，每個門軸具有彈簧和接觸元件，用于頂住球形殼體內(nèi)表面上的各個接觸點。這樣，門軸可以產(chǎn)生垂直力，該垂直力類似地主動迫使驅(qū)動系統(tǒng)連續(xù)嚙合球形殼體的內(nèi)表面，以使球形殼體運動。自推進(jìn)裝置可被實施成承載一個有效載荷或多個有效載荷，用于各種用途和活動。
[0016]有效載荷空間可被利用來承載任何有效載荷。例如，有效載荷可包括照相機(jī)，所述照相機(jī)可以把圖像和/或視頻流從自推進(jìn)裝置發(fā)送到控制器裝置?？刂破餮b置可以呈現(xiàn)智能電話、平板電腦、或任何其它適當(dāng)?shù)牟僮餮b置的形式。而且，球形殼體可以是透明的，以允許照相機(jī)獲取圖像或?qū)崟r視頻，由此允許控制器裝置(例如，智能電話)的用戶通過觀看視頻流來控制自推進(jìn)裝置。
[0017]在又一變型例中，有效載荷空間包括單個有效載荷或多個有效載荷，用于民用或軍事用途。這樣的有效載荷可包括以下的一項或多項:照相機(jī)、紅外線傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器、一個或多個爆炸物、收聽裝置、或可以適配于有效載荷空間內(nèi)的任何其它有效載荷。
[0018]對于包括照相機(jī)或其它圖像獲取裝置的變型例，公開了一種觸摸驅(qū)動方法，該方法為用戶提供通過觸摸在實時圖像或視頻畫面上的位置點而動態(tài)控制自推進(jìn)裝置的能力。方法包括接收來自自推進(jìn)裝置的圖像或視頻畫面，它提供安裝在自推進(jìn)裝置內(nèi)的照相機(jī)的視野。這種視頻畫面可以在受控制的或移動的計算裝置的觸摸顯示屏上顯示。方法還包括在觸摸顯示屏上接收對在照相機(jī)視野內(nèi)的位置點的用戶選擇，以及根據(jù)用戶選擇生成要被傳送到自推進(jìn)裝置的命令信號，指令自推進(jìn)裝置操縱到位置點。
[0019]而且，方法可包括根據(jù)在控制器裝置上顯示的視野的第一參考坐標(biāo)系來確定視野內(nèi)的位置點的位置；以及將位置點的位置映射到與相對于自推進(jìn)裝置的位置點對應(yīng)的第二參考坐標(biāo)系上。在這樣的安排中，僅僅根據(jù)第二參考坐標(biāo)系生成包括用于操控自推進(jìn)裝置的指令的命令信號。再者，對于實時視頻畫面的實施方案，控制器裝置可以結(jié)合所接收的實時視頻畫面而動態(tài)生成命令信號。
[0020]系統(tǒng)綜述
[0021]參照附圖，圖1是顯示呈現(xiàn)球形體形式的自推進(jìn)裝置的各部件的示例性框圖。多用途的自推進(jìn)裝置100可被操控而在另一個裝置的控制下運動，諸如由用戶操作的計算設(shè)備(例如，智能電話、平板電腦和/或遙控器)。自推進(jìn)裝置100可配置有能進(jìn)行以下的一項或多項動作的資源:(i)在裝置開始運動后保持相對于初始參考坐標(biāo)的取向和/或位置的自知能力；(ii)編程處理控制輸入，以得到對于不同控制輸入的程序特定的響應(yīng)的不同范圍；(iii)使得另一裝置能夠使用軟件或編程邏輯來控制它的運動，所述軟件或編程邏輯可與自推進(jìn)裝置上的編程邏輯進(jìn)行通訊；和/或(iv)生成對于它的運動和狀態(tài)的輸出響應(yīng)，所述輸出相應(yīng)可由控制設(shè)備進(jìn)行軟件解譯。
[0022]例如，多用途自推進(jìn)裝置100可包括一些互相連接的子系統(tǒng)和模塊。處理器114執(zhí)行來自程序存儲器104的編程指令。存儲在程序存儲器104中的指令可以被改變，例如，添加特性、校正缺點或修正行為。在某些例子中，程序存儲器104存儲編程指令，所述編程指令可與計算裝置上執(zhí)行的軟件通訊或以其他方式可操作。處理器114可被配置成執(zhí)行編程指令的不同程序，以便改變自推進(jìn)裝置100解譯或以其他方式響應(yīng)來自另一個計算裝置的控制輸入的方式。
[0023]無線通信模塊110與通信換能器102相結(jié)合可以用于在處理器114與其它外部設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)交換，例如可以提供通訊，提供控制，提供邏輯指令、狀態(tài)信息，和/或提供用于程序存儲器104的更新。在某些例子中，處理器114可以生成與狀態(tài)和/或位置信息對應(yīng)的輸出，所述輸出然后可以經(jīng)由無線通信端口傳送到控制器裝置。裝置的移動性使得有線連接是不期望的。因此，術(shù)語“連接”可被理解為描述不用物理地附著到自推進(jìn)裝置100而做出的邏輯鏈路。
[0024]在某些例子中，無線通信模塊110可以實施藍(lán)牙通信協(xié)議，而換能器102可以是適于傳送和接收藍(lán)牙信號的天線。另外或替換地，無線通信模塊110可以實施W1-Fi通信協(xié)議，而換能器可以是適用于傳送和接收W1-Fi信號的天線。在這樣的例子中，自推進(jìn)裝置100可以被控制器裝置經(jīng)藍(lán)牙和/或W1-Fi信號控制。在可選的實施方案中，也可以使用其它無線通信模塊和協(xié)議。
[0025]傳感器112可以提供關(guān)于處理器114的周圍環(huán)境和條件的信息。在變型例中，傳感器112包括慣性測量裝置，其包括三軸陀螺儀、三軸加速度表和三軸磁力計。而且，傳感器112可提供輸入，使得處理器114能夠在裝置開始運動后保持對裝置的相對于初始參考坐標(biāo)的取向和/或位置的自知能力。傳感器112可包括用于檢測光、溫度、濕度、或者測量化學(xué)濃度或放射性的儀器。
[0026]狀態(tài)/可變存儲器106可以存儲與裝置狀態(tài)有關(guān)的信息，例如包括位置、取向、在各個軸上旋轉(zhuǎn)和平移速率。狀態(tài)/可變存儲器106還可以存儲例如在裝置被投入使用后(例如，裝置被啟動后)裝置的初始參考坐標(biāo)的信息，以及一旦裝置被使用的位置和取向信息。這樣，自推進(jìn)裝置100可以利用狀態(tài)/可變存儲器106的信息，以便一旦裝置運行后就保持自推進(jìn)裝置100的位置和取向信息。
[0027]時鐘108可以向處理器114提供定時信息。例如，時鐘108可以提供用于測量改變的時間間隔和速率的時基。而且，時鐘108可以提供日、日期、年、時間和鬧鐘功能。再者，時鐘108可以允許自推進(jìn)裝置100在預(yù)先設(shè)置的時間提供鬧鈴或提醒。
[0028]擴(kuò)展端口 120可以提供用于添加附件或裝置的連接。擴(kuò)展端口 120提供將來的擴(kuò)展，以及添加選項或增強(qiáng)措施的靈活性。例如，擴(kuò)展端口 120可被用來把外設(shè)、傳感器、處理硬件、存儲裝置、顯示器或驅(qū)動器等添加到自推進(jìn)裝置100。
[0029]另外或替換地，擴(kuò)展端口 120可以提供能夠通過使用模擬或數(shù)字信號而與適當(dāng)配置的部件進(jìn)行通信的接口。擴(kuò)展端口 120可以提供標(biāo)準(zhǔn)的或熟知的電接口和協(xié)議。擴(kuò)展端口 120還可以實施光學(xué)接口。例如，適用于擴(kuò)展端口 120的接口包括通用串行總線(USB)、集成電路間總線(I2C)、串行外設(shè)接口(SPI)或以太網(wǎng)。
[0030]顯示器118將信息呈現(xiàn)給外部設(shè)備或個人。顯示器118可以呈現(xiàn)各種不同形式的信息。在各種例子中，顯示器118可以產(chǎn)生具有彩色和圖案的光、聲音、振動、或感官刺激的組合。在某些例子中，顯示器118可以結(jié)合驅(qū)動器126運行，用來傳送由自推進(jìn)裝置100的物理運動所產(chǎn)生的信息。例如，自推進(jìn)裝置100可被做成模擬人點頭或搖頭來傳送“是”或“否”。
[0031]另外或替換地，顯示器118可被配置成發(fā)射在可見光或非可見光范圍內(nèi)的光。例如，在紅外線或紫外線范圍內(nèi)的非可見光可被用來發(fā)送人感覺不可見、但對于專門的檢測器可用的信息。而且，顯示器118可包括發(fā)射各種光頻率的發(fā)光二極管(LED)陣列，所述發(fā)光二極管安排成使其相對強(qiáng)度可變，并且所發(fā)射的光可被混合而形成彩色混合物。
[0032]另外或替換地，顯示器118包括LED陣列，其包括若干LED，每個LED發(fā)射人可看見的基色。處理器114可以改變每個LED的相對強(qiáng)度，從而產(chǎn)生許多各種不同的顏色。光的基色是以下類型的顏色:其中幾種顏色可以不同的量混合而產(chǎn)生寬的色域。已知有多組基色光，例如，包括紅/綠/藍(lán)、紅/綠/藍(lán)/白和紅/綠/藍(lán)/琥珀色。例如，紅、綠和藍(lán)色LED —起包括三種可用基色裝置的有用組，包括顯示器118。在變型例中，可以使用其它的基色和白色LED組。在許多實施方案中，顯示器118可包括一個或多個LED，其被使用來指示自推進(jìn)裝置100上的、用于對準(zhǔn)的參考點。
[0033]能量存儲單元124存儲用于操作自推進(jìn)裝置100的電子和機(jī)電部件的能量。例如，能量存儲單元124可以是可充電的電池。電感性充電端口 128可以允許向能量存儲單元124充電，而無需有線的電連接。而且，電感性充電端口 128可以接收磁能量，并把它轉(zhuǎn)換成電能，以給能量存儲單元124充電。另外或替換地，電感性充電端口 128可以提供與外部充電裝置的無線通信接口。而且，充電裝置中的插頭可以作為電感性充電端口 128的附加物或可選物被包括在內(nèi)。
[0034]可包括深度睡眠傳感器122，以把自推進(jìn)裝置100置于非常低功率的或“深度睡眠”模式，其中大多數(shù)電子裝置不使用功率。這對于長期存儲、運輸、和/或自推進(jìn)裝置100的需要這種狀態(tài)的某些實施方案是很有用的。例如，自推進(jìn)裝置100可被實施成承載有效載荷，諸如照相機(jī)、運動傳感器、紅外傳感器、和/或化學(xué)或生物傳感器。在這樣的變型例中，自推進(jìn)裝置100可以休眠進(jìn)入深度睡眠模式，直至觸發(fā)事件，諸如激活照相機(jī)或者一個或多個傳感器的事件，自動啟動自推進(jìn)裝置100為止。
[0035]在變型例中，傳感器122可以不用有線連接而通過自推進(jìn)裝置100的球形殼體感知物體、事件、事故、事物和/或現(xiàn)象。另外或替換地，深度睡眠傳感器122可以是霍爾效應(yīng)傳感器，它被安裝成使得外部磁鐵可施加到自推進(jìn)裝置100上，從而啟動深度睡眠模式。
[0036]驅(qū)動系統(tǒng)致動器126可以把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，用于各種用途。致動器126的主要用途可以是推進(jìn)和操控自推進(jìn)裝置100。運動與操控致動器也可稱為驅(qū)動系統(tǒng)或牽引系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)造成自推進(jìn)裝置100在處理器114的控制下的旋轉(zhuǎn)和平移運動。致動器1