26的例子可包括例如輪子、電動(dòng)機(jī)、螺旋管、推進(jìn)器、槳輪和鐘擺。
[0037]例如，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)致動(dòng)器126可包括一組兩個(gè)并行的輪子，每個(gè)輪子被安裝到軸上，所述軸通過減速齒輪系統(tǒng)被連接到可獨(dú)立變速的電動(dòng)機(jī)。在這樣的例子中，兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的操作可以由處理器114控制。
[0038]然而，除了旋轉(zhuǎn)和平移自推進(jìn)裝置100以外，致動(dòng)器126還可以產(chǎn)生各種各樣的運(yùn)動(dòng)。例如，致動(dòng)器126可以使自推進(jìn)裝置100執(zhí)行交流運(yùn)動(dòng)，包括人手勢的模擬，例如，點(diǎn)頭、搖頭、顫抖、轉(zhuǎn)動(dòng)或輕跳。在變型例中，處理器協(xié)調(diào)致動(dòng)器126與顯示器118。同樣地，處理器114可以提供信號給致動(dòng)器126與顯示器118，使得自推進(jìn)裝置100旋轉(zhuǎn)或抖動(dòng)，同時(shí)發(fā)射各種圖案的有色光。另外或替換地，自推進(jìn)裝置100可以與運(yùn)動(dòng)同步地發(fā)射光或聲音圖案。
[0039]自推進(jìn)裝置100可用作為控制器，用于其它網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備。自推進(jìn)裝置100可以包含傳感器和無線通信能力，這樣，它可以起到用于其它設(shè)備的控制器的作用。例如，自推進(jìn)裝置100可以握在手中并被用來感知手勢、運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、組合輸入等等。
[0040]機(jī)械設(shè)計(jì)
[0041]圖2A是顯示自推進(jìn)裝置的示例性框圖。自推進(jìn)裝置200可以是多用途的，并且可包括球形殼體202、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201、偏置機(jī)構(gòu)215和有效載荷空間228。例如，自推進(jìn)裝置200可以呈現(xiàn)機(jī)器人球形體的形式。自推進(jìn)裝置200尺寸和重量可以使其很容易在成年人手中被握住、抬起和攜帶。在變型例中，自推進(jìn)裝置200可以更大或更小，和/或可以為特定的有效載荷定制。例如，自推進(jìn)裝置200可以制造成包括透明的球形殼體，照相機(jī)可包括在有效載荷空間內(nèi)以提供視頻流給控制器裝置，諸如，例如智能電話或平板電腦，如圖3的例子所顯示的。
[0042]仍舊參照圖2A，自推進(jìn)裝置200包括球形殼(外殼)202，它在裝置滾動(dòng)時(shí)與外界表面接觸。另外，自推進(jìn)裝置200包括球形殼體202的內(nèi)表面204，其中作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201的部件被包括在內(nèi)的輪子218和200與內(nèi)表面204接觸，使得自推進(jìn)裝置200運(yùn)動(dòng)。另外，自推進(jìn)裝置200可包括裝入球形殼體202內(nèi)的若干機(jī)械和電子部件。
[0043]球形殼體202可以至少部分地由允許用于無線通信的信號進(jìn)行傳輸?shù)梢詫節(jié)穸群突覊m的一種或多種材料制成。球形殼體202的材料可以是耐用的、可洗的、和/或抗粉碎的。球形殼體202還可以被構(gòu)建成能夠傳輸光，并且可被做成有紋理的，以便漫反射光。
[0044]在變型例中，球形殼體202可以由密封的聚碳酸酯塑料制成。在類似的變型例中，球形殼體202或內(nèi)表面204中的至少一項(xiàng)是有紋理的，以便漫反射光。另外或替換地，球形殼體202可包括帶有相關(guān)聯(lián)的附屬機(jī)構(gòu)的兩個(gè)半球殼，這樣球形殼體202可以被打開而允許接近內(nèi)部的電子和機(jī)械部件。在類似的變型例中，球形殼體202可包括自動(dòng)打開裝置，所述自動(dòng)打開裝置被配置成在由用戶做出的命令提示下使用控制器裝置打開外殼。另外或替換地，球形殼體202可以被打開，把有效載荷放置在有效載荷空間228中，然后隨之關(guān)閉，以使用戶可以繼續(xù)操控自推進(jìn)裝置200。球形殼體202還可以包括刻螺紋的外表面或包括有用于牽引的旋鈕和/或結(jié)節(jié)的外表面。
[0045]若干電子和機(jī)械部件可放置在球形殼體202內(nèi)部，以便能夠進(jìn)行處理、無線通信、推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)其它功能。在這些部件中，可以包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201，以使所述裝置能夠推進(jìn)它自己。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201可被耦合到處理資源和如以上參照圖1描述的其它控制機(jī)構(gòu)。仍舊參照圖2A，托架214可被包括來用作自推進(jìn)裝置200的電子部件的附著點(diǎn)和支撐。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201、能量存儲單元216、托架214、偏置機(jī)構(gòu)215、諸如以上參照圖1描述的其它部件、和可能最終占用有效載荷空間228但不能被牢固地安裝到球形殼體202上的任何有效載荷項(xiàng)目。反而，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201中包括的輪子218，220可以與球形殼體202的內(nèi)表面204進(jìn)行摩擦接觸，并且可以用來通過致動(dòng)器的動(dòng)作而驅(qū)動(dòng)球形殼體202。
[0046]托架214可以與能量存儲單元216進(jìn)行機(jī)械和電接觸。能量存儲單元216可以提供能量儲存器，以便給裝置和電子裝置提供能量，并且可以經(jīng)由電感充電端口 226重新補(bǔ)充。例如，能量存儲單元216可以是充電電池，它可以由鋰聚合物電池組成。
[0047]托架214可以為大多數(shù)內(nèi)部部件，包括用于電子組件的印刷電路板、傳感器陣列、一個(gè)或多個(gè)天線和一個(gè)或多個(gè)連接頭等，提供安裝位置，以及為內(nèi)部部件提供機(jī)械附接點(diǎn)。而且，托架214可以為放置在自推進(jìn)裝置200內(nèi)的有效載荷提供基座。這樣，托架214的頂部表面也可以是有效載荷空間228的地面。然而，有效載荷空間228的其它配置也是可以預(yù)期的，諸如，例如專門形成用于照相機(jī)的有效載荷空間228，或包括用于承載多個(gè)物品的隔間的有效載荷空間。
[0048]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201包括電動(dòng)機(jī)222，224和輪子218，220。電動(dòng)機(jī)222，224通過相關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)軸、輪軸和齒輪驅(qū)動(dòng)(未示出)，獨(dú)立地連接到輪子218，220。輪子218，220可以與內(nèi)表面204進(jìn)行物理接觸。其中輪子218，220接觸內(nèi)表面204的點(diǎn)是自推進(jìn)裝置200的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要部分，因此優(yōu)選用材料覆蓋以增加摩擦和減小滑移。例如，輪子218，220的周圍可以用硅橡膠輪胎覆蓋。
[0049]偏置機(jī)構(gòu)215可被包括來主動(dòng)將輪子218，220壓靠在內(nèi)表面204上。作為例子，彈簧212和彈簧末端210可包括偏置機(jī)構(gòu)215。更具體地，彈簧212和彈簧末端210可被放置成在與輪子218，220徑向相對的點(diǎn)接觸內(nèi)表面204。彈簧212和彈簧末端210可以提供接觸力，以減小或本質(zhì)上消除輪子218，220的滑移。彈簧212被選擇成提供用于推動(dòng)輪子218，220的較小的力，并且彈簧末端210均衡地靠著內(nèi)表面204。
[0050]彈簧末端210提供與內(nèi)表面204的幾乎無摩擦的接觸。這樣，彈簧末端210包括圓形或準(zhǔn)圓形的表面，所述表面被配置成當(dāng)自推進(jìn)裝置200被驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201驅(qū)動(dòng)時(shí)沿內(nèi)表面204滑動(dòng)。也可以包括提供幾乎無摩擦的接觸的其它裝置。在某些實(shí)施方案中，彈簧末端210可包括一個(gè)或多個(gè)軸承，用來進(jìn)一步減小在彈簧末端210沿內(nèi)表面204移動(dòng)時(shí)的接觸點(diǎn)處的摩擦。而且，彈簧212和彈簧末端210可以由非磁性材料制成，以避免干擾敏感的磁鐵傳感器。
[0051]有效載荷空間228可被結(jié)合來承載單個(gè)有效載荷或多個(gè)有效載荷，用于民用和/或軍事活動(dòng)。有效載荷空間228可被布置成承載任何數(shù)目的有效載荷，例如包括以下的一項(xiàng)或多項(xiàng):用于監(jiān)控或遠(yuǎn)程視頻流的照相機(jī)、紅外傳感器、用來檢測有害試劑的化學(xué)或生物傳感器、可被操控到適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)并被引爆的炸彈或閃光彈和/或收聽設(shè)備。
[0052]圖2B是顯示帶有可選的偏置機(jī)構(gòu)217的自推進(jìn)裝置的示例性框圖。參照圖2B，偏置機(jī)構(gòu)217可以結(jié)合有底盤237，它可包括一個(gè)或多個(gè)附加的輪子234，236，從而增加和重新配置有效載荷空間228。偏置機(jī)構(gòu)217可包括中心柱238，所述中心柱238被配置成施加一個(gè)力到底盤237，該力可以反過來使附加的輪子234，236抵靠球形殼體202的內(nèi)表面204。中心柱238可以包括或不包括彈簧240，以便幫助偏置?？蛇x地，底架237可被放置成靠近驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201，這樣輪子218，220，234和236接觸同一個(gè)半球面的內(nèi)表面204，在直徑方向上相對。另外或替換地，底架237可被定位成使得中心柱238形成一個(gè)角度，其中附加的輪子234，236接觸在赤道略微上方的內(nèi)表面204 (在參考坐標(biāo)系中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201被定位在自推進(jìn)裝置200的最底部)?？砂ㄟ@些布置和類似的布置，使得例如，有效載荷空間228最大化或最優(yōu)化。
[0053]圖2C是顯示帶有用于改進(jìn)有效載荷空間250的另一可選偏置機(jī)構(gòu)的自推進(jìn)裝置的示例性框圖。例如，可以包括獨(dú)立的偏置機(jī)構(gòu)252，它被配置成主動(dòng)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輪子218，220壓靠在內(nèi)表面204上，類似于以上參照圖2A和2B討論的偏置機(jī)構(gòu)。獨(dú)立的偏置機(jī)構(gòu)252包括兩個(gè)或多個(gè)分開的門軸258，260。門軸258，260可包括彈簧，來利用具有垂直值的力向量而將輪子254，256壓靠至內(nèi)表面204上。來自按壓內(nèi)表面204的輪子254，256的垂直力又主動(dòng)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201和其各自的輪子254，256壓靠至內(nèi)表面204，由此為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201提供足夠的力，使得自推進(jìn)裝置200運(yùn)動(dòng)。
[0054]如圖所示，帶有它的兩個(gè)或多個(gè)門軸258，260的獨(dú)立偏置裝置252允許顯著增加有效載荷空間250，由此不同類型或尺寸的任何數(shù)目的有效載荷(例如，照相機(jī)、紅外傳感器、化學(xué)或生物傳感器、一個(gè)或多個(gè)爆炸物、收聽設(shè)備等)可被定位在空間250內(nèi)。通過去除如由圖2A和2B的例子顯示的偏置機(jī)構(gòu)配置，并且用帶有獨(dú)立門軸258，260的獨(dú)立偏置機(jī)構(gòu)252來替代它們，自推進(jìn)裝置200的內(nèi)部可以被清理，從而提供寬敞的內(nèi)部空間。門軸258，260包括獨(dú)立偏置機(jī)構(gòu)252可直接安裝在托架214上。對應(yīng)于門軸258，260的彈簧可以具有扭轉(zhuǎn)彈簧的形式，它使輪子254，256壓靠至內(nèi)表面204。另外或替換地，彈簧可以包括以下的一個(gè)或多項(xiàng):壓縮彈簧、表簧或拉伸彈簧?？蛇x地，門軸258，260可按以下方式安裝，使得其中不包括彈簧，來仍保持按壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)201和輪子218，220抵靠內(nèi)表面204的力，允許有足夠的牽引力使自推進(jìn)裝置200運(yùn)動(dòng)。
[0055]圖3是顯示包括照相機(jī)的自推進(jìn)裝置的示例性框圖。多用途自推進(jìn)裝置300可包括安裝在有效載荷空間310內(nèi)的照相機(jī)320。例如，球形殼體304是透明的，允許照相機(jī)302觀看自推進(jìn)裝置300的外面。照相機(jī)302可以安裝在偏置裝置上，或以其他方式安裝在自推進(jìn)裝置300內(nèi)，以便保持基本上水平的定位。例如，照相機(jī)302可被安裝在托架314，達(dá)到相同的結(jié)果。
[0056]照相機(jī)302可被安裝在陀螺儀或其它穩(wěn)定裝置，以使得照相機(jī)的定向相對于外部參考坐標(biāo)系可以是更水平的。例如，穩(wěn)定裝置(未示出)可以被安裝在偏置裝置315和/或托架314上，以便實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的穩(wěn)定性和進(jìn)一步保持定向。對于具有使用如參照圖2C討論的門軸的獨(dú)立偏置裝置的自推進(jìn)裝置300，照相機(jī)302可被安裝到托架314中。
[0057]另外或替換地，照相機(jī)302還可以被連接到無線通信模塊。照相機(jī)302可以借助于無線鏈路308把照片和/或視頻流提供給控制器裝置306。在類似的布置中，自推進(jìn)裝置可以由用戶使用控制器裝置306經(jīng)由無線鏈路308遙控。如所實(shí)施的，自推進(jìn)裝置300可以通過使用視頻流控制，因此用戶不需要為了保持有效的操作而處于自推進(jìn)裝置300的視線范圍內(nèi)。
[0058]照相機(jī)302可以是任何的照片或視頻記錄裝置。照相機(jī)302本身可包含無線通信裝置，這樣，它可以直接與控制器裝置306鏈接?？蛇x地，照相機(jī)306可以耦合到處理器，視頻流可以經(jīng)由包括在如以上參照圖1描述的系統(tǒng)中的無線模塊而饋送到控制器裝置306。
[0059]控制器裝置306可以是遙控器、智能電話、平板電腦、或能夠存儲和執(zhí)行應(yīng)用程序或指令來操作自推進(jìn)裝置300的定制設(shè)備。例如，控制器裝置306可以呈現(xiàn)智能電話或平板電腦的形式，自推進(jìn)裝置的操作可以借助于存儲在智能電話或平板電腦中的應(yīng)用程序而被執(zhí)行。可選地，控制器裝置306和自推進(jìn)裝置300可以被制造成為一種或多種用