BR112012007433A2 - veículo, em particular, um robô de brinquedo com motor de vibração incluindo um peso excêntriuco dianteiro - Google Patents

Abstract

VEÍCULO, EM PARTICULAR, UM ROBÔ DE BRINQUEDO COM MOTOR DE VIBRAÇÃO, INCLUINDO UM PESO EXCÊNTRICO DIANTEIRO. A presente invenção refere-se a um veículo, em particular um robô de brinquedo 100 que possui uma pluralidade de pernas 104 e um acionador por vibração 202, 210. O acionador por vibração incluindo um motor 210 e peso excêntrico 202, e o peso excêntrico sendo disposto na frente das pernas dianteiras 104a.

Description

* Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VEÍCULO, y EM PARTICULAR, UM ROBÔ DE BRINQUEDO COM MOTOR DE VIBRA- ÇÃO INCLUINDO UM PESO EXCÊNTRICO DIANTEIRO". Referência aos Pedidos Relacionados O presente pedido reivindica os benefícios da prioridade do pe- dido de patente provisório U.S.

No. 61.246.023, depositado em 25 de se- tembro de 2009, cujo conteúdo total é incorporado por referência aqui.

Campo da Invenção A presente invenção se refere a um veículo com um acionador por vibração, em particular, um robô de brinquedo com um motor de vibra- ção e várias pernas, onde os robôs de brinquedo lembram animais ou be- souros pequenos, vivos, rastejantes.

É Antecedentes da Invenção r Na técnica anterior, os veículos com motores de vibração são conhecidos e são designados pelos versados na técnica, em geral, como "vibrobôs". Uma forma especial de "vibrobô" é o chamado "bristlebot" que consiste de uma cabeça de escova de dente que foi cortada, uma bateria, e um motor de vibração.

O "bristlebot" é suportado no chão com cercas da cabeça da escova de dente; as cerdas correspondendo, dessa forma, até determinado ponto, às pernas de um "bristlebot". Ambas a bateria e também o motor de vibração são dispostos no topo da cabeça da escova de dente.

Devido à vibração, toda a cabeça da escova de dente é colocada em vibra- ção, de modo que o "bristlebot" possa se mover para frente.

O tipo de movimento de avanço e as propriedades mecânicas do "bristlebot", no entanto, são insatisfatórias em muitos aspectos.

Primeiro, um "bristlebot" não parece um besouro vivo do ponto de vista de um usuário ou outra pessoa, mas, em vez disso, lembra apenas uma cabeça de escova de dente vibratória. —Sumáriodalnvenção A presente invenção refere-se a um veículo de acordo com a reivindicação 1 ou de acordo com a reivindicação 2. As reivindicações

: dependentes se referem a construções vantajosas da presente invenção. O + veículo da presente invenção possui uma pluralidade de pernas e um acio- nador por vibração. Na presente invenção, o "veículo" deve ser qualquer tipo de robô móvel, em particular, um robô de brinquedo em geral robôs de brin- quedo que possuem o formato de um besouro ou outro animal, inseto ou réptil.

De acordo com um aspecto da invenção, as pernas dos veículos podem ser anguladas ou curvas e flexíveis. O motor de vibração pode gerar uma força (Fv) que é direcionada para baixo e é adequada para desviar pelo menos as pernas dianteiras, de modo que o veículo se mova para frente. As pernas do veículo são vantajosamente inclinadas em uma direção que é desviada do plano vertical. As bases das pernas são, dessa forma, dispostas À mais distantes para frente no veículo com relação às pontas das pernas. Em b é particular, as pernas dianteiras são adaptadas para desviar quando o veículo vibra devido ao motor de vibração. Inversamente, o motor de vibração tam- bém pode gerar uma força (Fv) que é direcionada para cima e é adequada para fazer com que o veículo pule ou para erguer as pernas dianteiras da superfície do chão.

De acordo com outro aspecto da invenção, a geometria das per- nas traseiras pode ser construída de modo que uma frenagem diferente ou efeito de dragagem seja alcançado. Em outras palavras, a geometria das pernas de trás pode ser construída de modo que a tendência à rotação devi- do à vibração do motor de vibração seja neutralizada. O peso excêntrico ro- tativo move durante a elevação das pernas dianteiras na direção lateral, com relação ao eixo geométrico longitudinal do veículo, de modo que sem medi- das contrárias, o veículo se move ao longo de uma curva. Medidas contrá- rias podem ser alcançadas de várias formas: mais peso pode ser mudado de uma perna dianteira em comparação com a outra perna dianteira. O com- primento de uma perna traseira pode ser aumentado em comparação com a outra perna traseira. A rigidez das pernas pode ser aumentada em um lado em comparação com as pernas no outro lado. Uma perna traseira pode ter uma construção mais espessa em comparação com outras pernas traseiras

" no outro lado. Uma das pernas traseiras pode ser disposta mais distante pa- ” ra frente do que outra perna traseira.

De acordo com outro aspecto da invenção, o veículo pode ser construído para girar e para se endireitar pelo efeito do torque rotativo do motor de vibração. Isso pode ser alcançado, por exemplo, visto que o centro de gravidade do corpo ou do veículo é posicionado perto de ou no eixo geo- métrico de rotação do motor de vibração. Adicionalmente, os lados e o topo do veículo podem ser construídos para permitir que o veículo se coloque de pé durante a vibração. Dessa forma, um ponto alto pode ser fornecido no lado superior do veículo, de modo que o veículo não fique completamente viradopara baixo sobre as costas. No entanto, aletas, placas ou abas podem ser dispostas nos lados e/ou nas costas do veículo, com seus pontos exter- : nos vantajosamente dispostos perto de ou em um cilindro virtual. - De acordo com outro aspecto da invenção, as pernas podem ser dispostas em duas fileiras de pernas, onde existe um espaço, em particular, um recesso em formato de V, entre o corpo do veículo e as pernas do veícu- lo, de modo que as pernas possam dobrar para dentro durante uma rotação para ficar de pé. Dessa forma, o movimento para ficar de pé do veículo é simplificado se o mesmo cair. Vantajosamente, as pernas são dispostas em duas fileiras de pernas além de no lado e acima do eixo geométrico de rota- ção do motor de vibração.

De acordo com outro aspecto da invenção, o veículo pode ter um nariz elástico ou uma parte dianteira elástica, de modo que o veículo re- chace quando se chocar com um obstáculo. O nariz elástico ou a parte dian- teira elástica é vantajosamente construído a partir de borracha. Adicional- mente, o nariz elástico ou parte dianteira elástica possui vantajosamente uma construção que corre até um ponto. Dessa forma, o veículo pode evitar mais facilmente um obstáculo, sem o uso de um sensor ou algum outro con- trole para um movimento de direcionamento.

De acordo com outro aspecto da invenção, o acionador por vi- bração pode ter um motor e um peso excêntrico, onde o peso excêntrico é disposto na frente das pernas dianteiras. Dessa forma, um movimento de

: elevação reforçado das pernas dianteiras é alcançado, onde as pernas tra- . seiras permanecem o máximo possível no chão (mas podem apenas quicar ligeiramente). Em particular, o peso excêntrico é disposto na frente do motor. Adicionalmente, uma bateria é vantajosamente disposta na parte traseira do veículo, afim de aumentar o peso das pernas traseiras. Ambos a bateria e o motor são vantajosamente dispostos entre as pernas. O eixo geométrico de rotação do motor pode correr ao longo do eixo geométrico longitudinal do veículo. De acordo com os princípios da presente invenção, o veículo pode, dessa forma, ser construído com um motor de vibração, e pode copiar a forma de vida orgânica, em particular, um besouro vivo ou outro animal, . com relação à velocidade de avanço, estabilidade do movimento de avanço, tendência a roam, capacidade de se endireitar, e/ou individualidade. - A presente invenção pode ser um dispositivo, em particular, um veículo ou um robô de brinquedo com um acionador por vibração que tem por objetivo um ou mais dos seguintes:

1. Veículo com motor de vibração com pernas flexíveis em confi- guração variada;

2. Maximização da velocidade do veículo;

3. Alteração da direção predominante do movimento do veículo;

4. Prevenção de capotagem do veículo;

5. Produção de veículos que possam se endireitar;

6. Geração de um movimento que lembre animais vivos, em par- ticular, besouros, insetos, répteis, ou outros animais pequenos;

7. Geração de múltiplos modos de movimento, de modo que os veículos difiram visivelmente em seu movimento, a fim de fornecer muitos tipos diferentes de veículo;

8. Geração de inteligência aparente quando obstáculos são en- contrados.

Esses aspectos e como os mesmos são alcançados são expli- cados em detalhes na descrição detalhada a seguir com relação às figuras. Breve Descrição das Figuras

: As figuras 1a e 1b ilustram um veículo ou um robô de brinquedo . de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; As figuras de 2a a 2f ilustram forças gerais que podem agir ge- ralmente em um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com uma mo- —dalidadeda presente invenção (figura 2c ilustra a vista a partir da frente); As figuras 3a a 3c ilustram veículos ou robôs de brinquedo de acordo com várias outras modalidades da presente invenção onde a cons- trução das pernas foi modificada; As figuras 4a e 4b ilustram um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com outra modalidade da presente invenção onde as pernas tra- seiras são ajustáveis; : A figura 5 ilustra um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com outra modalidade da presente invenção com um nariz flexível; dé As figuras 6a e 6b ilustram o veículo ou robô de brinquedo da primeira modalidade; A figura 7 ilustra um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com outra modalidade da presente invenção onde aletas, placas ou abas adicionais são dispostas.

Explicação Detalhada da Invenção As figuras 1a e 1b ilustram um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

Um veículo acionado por vibração 100, tal como, por exemplo, um robô de brinquedo em miniatura, pode ter um corpo com duas ou mais pernas 104 que são adaptadas para dobrar quando o veículo vibra de uma forma que resulte em uma tendência do veículo em mover em uma determi- nada direção. Por exemplo, as pernas podem dobrar ou ser inclinadas em uma direção que é desviada do plano vertical e pode ser feita a partir de um material passível de dobra ou desvio. O corpo do veículo pode incluir um motor a fim de gerar vibrações e pode ter um centro de gravidade relativa- mente baixo. O formato do lado superior do corpo pode se projetar, a fim de simplificar a capacidade de ficar de pé novamente do veículo durante as vi- brações. A geometria das pernas traseiras pode ser construída de modo que

! (por exemplo, com relação ao comprimento ou espessura das pernas) um . efeito de frenagem ou dragagem diferente seja alcançado, a fim de neutrali- zar a uma tendência à rotação devido à vibração do motor ou para causar uma tendência à rotação em uma determinada direção.

Se múltiplas pernas forem utilizadas, algumas pernas (por exemplo, as que são dispostas entre as pernas de "acionamento" dianteiras e as pernas de "dragagem" traseiras) podem ter uma construção um pouco mais curta, a fim de impedir um efeito de frenagem ou dragagem adicional.

As figuras 2a a 2f ilustram forças gerais que podem agir em ge- ralem um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com uma modalidade da presente invenção (figura 2c ilustra a vista a partir da frente). . O motor gira um peso excêntrico que gera um torque e vetor de força como ilustrado nas figuras 2a a 2d.

Se a força vertical Fv for negativa ” (isto é, direcionada para baixo), então isso tem o efeito de as pernas que podem ser anguladas e/ou curvas serem desviadas e o corpo do veículo até a seção de perna tocando a superfície mover para frente.

Se a força vertical Fv for positiva (isto é, direcionada para cima), então isso tem o efeito de o veículo começar a pular, de modo que as pernas dianteiras sejam erguidas a partir da superfície do chão e as pernas poderem ser restauradas para seu formato geométrico normal (isto é, sem dobra adicional pelo efeito da força externa). Durante esse movimento, algumas pernas, em particular as duas pernas traseiras, deslizam apenas depois não pulam.

O peso excêntrico os- cilante pode girar várias centenas de vezes por segundo, de modo que o veículo vibre e mova em uma direção, em geral, para frente.

A rotação do motor também causa uma força vertical direciona- da para os lados Fh (vide as figuras 2b e 2c) que é direcionada em uma di- reção (para a direita ou para a esquerda) quando o nariz do veículo é ergui- do, e é direcionada na outra direção quando o nariz do veículo é pressiona- do para baixo.

A força Fh faz ou tem a tendência de girar adicionalmente o veículo quando o nariz do veículo é erguido.

Esse fenômeno pode causar um movimento de rotação; adicionalmente, diferentes características de mo- vimento podem ser manipuladas, em particular, a velocidade, a direção pre-

( dominante do movimento, uma inclinação, e um processo de se colocar au- . tomaticamente de pé.

Uma característica importante da geometria da perna é a posi- ção relativa da "base" de uma perna (isto é, a parte da perna que é fixada ao corpo, dessa forma, até determinado ponto, a "junta de cintura") com relação à ponta da perna (isto é, a outra extremidade da perna que toca a superfície do chão). Pela variação da construção das pernas flexíveis, o comportamen- to do movimento do veículo pode ser alterado.

O veículo se move em uma direção de acordo com a posição da baseda perna que é disposta na frente da posição da ponta da perna.

Se a força vertical Fv for negativa, então o corpo do veículo é pressionado para é baixo.

Portando, o corpo é inclinado de modo que a base da perna gire em torno da ponta da perna e na direção da superfície, de modo que o corpo se ” mova, por sua vez, da ponta da perna para a base da perna.

Em contraste, seabase da perna for disposta de forma vertical acima da ponta da perna, então o veículo meramente pula e não move em uma direção geral (vertical). Uma construção curva da perna enfatiza o movimento de avanço pelo aumento do desvio da perna em comparação com a perna reta.

A velocidade do veículo pode ser maximizada de várias formas.

O aumento na velocidade do veículo é significativo para aperfeiçoar a per- cepção visual do produto que deve lembrar um besouro, um inseto, ou um réptil, de modo que aja na verdade como uma criatura viva.

Fatores que in- fluenciam a velocidade são a frequência de vibração e a amplitude, o mate- rial da perna (por exemplo, menor fricção das pernas traseiras causa maior velocidade), o comprimento da perna, as propriedades de desvio da perna, a geometria da perna com relação à outra perna, e o número de pernas.

A frequência de vibração (isto é, a velocidade de rotação do mo- tor) e a velocidade do veículo são diretamente proporcionais.

Isto é, quando a frequência de oscilação do motor é aumentada e todos os outros fatores permanecem constantes, o veículo se moverá mais rapidamente.

O material das pernas apresenta várias propriedades que contri- buem para a velocidade.

As propriedades de fricção das pernas determinam a contribuição da força de frenagem ou dragagem agindo no veículo. Visto . que o material das pernas pode aumentar o coeficiente de fricção com rela- ção a uma superfície, nesse caso a força de frenagem ou dragagem do veí- culo também é aumentada, de modo que o veículo se torne mais lento. Por- tanto, é importante se selecionar um material com baixos coeficientes de fricção paras pernas, em particular para as pernas traseiras. Por exemplo, poliestireno-butadieno-estireno com um valor de durômetro de aproximada- mente 65 é adequado. As propriedades do material para as pernas também contribuem — como uma função da espessura das pernas e comprimento das pernas- para a rigidez, que, por fim, determina quanto de efeito de pulo um veículo exibirá. Se a rigidez total das pernas aumentar, a velocidade do . veículo também será maior. Em contraste, pernas maiores e mais finas re- duzem a espessura das pernas, de modo que a velocidade do veículo será menor.

Se a força de frenagem ou dragagem (ou o coeficiente de frena- gem/dragagem) das pernas traseiras — correspondendo às medidas nomea- das acima — for agora reduzida, em particular em comparação com as per- nas dianteiras ou de acionamento, então a velocidade será aumentada con- sideravelmente, visto que apenas as pernas traseiras desenvolvem uma for- çadefrenagem ou dragagem.

A direção de movimento predominante do veículo pode ser influ- enciada de várias formas. Em particular, a direção de movimento pode ser ajustada pela carga de peso em determinadas pernas, do número de pernas, da disposição das pernas, da rigidez das pernas e do coeficiente de frena- gem ou dragagem correspondente.

A força de ação lateral natural Fh faz com que o veículo gire (vi- de as figuras 2b, 2c e 2d). Se o veículo se mover direto para frente, então essa força deve ser cancelada. Isso pode ser alcançado pela geometria da perna e por uma seleção adequada de materiais para as pernas.

Como ilustrado nas figuras 2c e 2d, com esse peso rotativo ex- cêntrico, o motor gera um vetor de velocidade (direcionado de forma oblíqua) Vmotor cujo componente lateral é induzido por força de ação lateral Fh (figura

2c ilustra o efeito da força a partir da vista dianteira do veículo). Se essa di- * reção de movimento precisar ser alterada, então uma ou mais forças de rea- ção F1 a F4 (vide a figura 2d) agindo nas pernas devem induzir um vetor de velocidade diferente. Isso pode ser alcançado da seguinte forma (sozinho ou emcombinação): (1) Influenciar o vetor de acionamento F1 ou F2 das pernas de acionamento, a fim de cancelar o vetor de velocidade Vmotor; mais peso pode ser deslocado, no caso da situação ilustrada na figura 2d para a perna dianteira direita, a fim de aumentar o vetor de velocidade F2, e, dessa forma, para neutralizar lateralmente ao vetor de velocidade Vmotor. (Para a direção inversa de rotação do motor levando a um vetor de velocidade apontando de forma oblíqua para a direita, inversamente, mais peso deve ser deslocado para a perna dianteira esquerda). * (2) Influenciar o vetor de frenagem ou dragagem F3 ou F4, a fim de cancelar o vetor de velocidade Vmotor; isso pode ser alcançado pelo au- mento do comprimento da perna traseira direita ou pelo aumento do coefici- ente de frenagem ou dragagem da perna traseira direita a fim de aumentar o vetor de velocidade F4 ilustrado na figura 2d. (Para a direção inversa de ro- tação do motor levando a um vetor de velocidade que aponta de forma oblí- quaparaa direita, inversamente, a perna traseira esquerda deve ser modifi- cada de acordo) (3) Aumentar a rigidez das pernas no lado direito (por exemplo, aumentando a espessura das pernas), a fim de aumentar os vetores de ve- locidade F2 e F4 ilustrados na figura 2d. (Para a direção inversa de rotação domotorlevando a um vetor de velocidade apontando de forma oblíqua para a direita, inversamente, a rigidez das pernas no lado esquerdo deve ser au- mentada de acordo).

(4) Alterar a posição relativa das pernas traseiras, de modo que o vetor de frenagem ou dragagem aponte para a mesma direção que o vetor de velocidade. No caso do vetor de velocidade Vmotor ilustrado na figura 2d, a perna traseira direita deve ser disposta mais distante para frente do que a perna traseira esquerda. (Para a direção inversa de rotação do motor levan-

do para um vetor de velocidade que aponta de forma oblíqua para a direita, . inversamente, a perna traseira esquerda deve ser disposta mais distante para frente do que a perna traseira direita).

Diferentes medidas podem ser utilizadas a fim de se impedir que oveículo capote ou para reduzir o risco de capotagem (que é muito grande nos "vibrobôs" de acordo com a técnica anterior).

O veículo de acordo com a presente invenção possui vantajo- samente o menor centro de gravidade possível do corpo (isto é, centro de gravidade), vide a figura 2e. Adicionalmente, as pernas, em particular, a filei- radireita de pernas e a fileira esquerda de pernas, deve se encontrar relati- vamente distanciadas uma da outra. De acordo com a invenção, as pernas é ou fileiras de pernas são dispostas no lado do veículo, em particular, no lado do eixo geométrico de rotação do motor. Em particular, as pernas ou fileiras * de pernas são fixadas ao corpo do veículo acima do centro de gravidade (vide as figuras 2c,2e e 2f), isto é, as bases ou os pontos de suspensão das pernas são, cada um, fixados ao corpo do veículo acima do centro de gravi- dade (ver também figura 1). Com relação ao eixo geométrico de rotação do motor, as pernas são fixadas ou suspensas no lado e acima desse eixo ge- ométrico de rotação (vide as figuras 2c e 2e). Isso permite que ambos o mo- tore também a bateria (e opcionalmente um comutador) sejam dispostos entre as pernas. Dessa forma, o centro de gravidade do corpo pode ser dis- posto muito perto do chão a fim de impedir que o veículo capote ou para re- duzir o risco de capotagem.

Adicionalmente, várias medidas podem ser utilizadas, de modo queo veículo possa ficar de pé novamente sozinho se estiver de costas ou de lado. Isso porque, a despeito das medidas para se impedir a capotagem, pode ocorrer de o veículo cair de costas ou de lado.

De acordo com a invenção, pode ser fornecido que o torque do motor seja utilizado para girar o veículo e para ficar de pé novamente. Isso — pode ser alcançado visto que o centro de gravidade do corpo (isto é, o cen- tro de gravidade) é posicionado perto de ou no eixo geométrico de rotação (vide a figura 2f). Portanto, o veículo tem a tendência de girar todo o corpo

À em torno de seu eixo geométrico. A rotação do corpo ou do veículo aqui o- . corre em oposição à rotação do motor. Se uma tendência a girar tiver sido alcançada por essas medi- das estruturais, o formato externo do veículo também pode ser adaptado de modo que uma rotação em torno do eixo geométrico de rotação do corpo ou do motor então ocorra apenas quando o veículo está localizado em suas costas ou em um lado.

Portanto, um ponto alto 120 (vide a figura 1), por exemplo, uma aleta, placa ou aba 902 (vide a figura 7), pode ser disposto no lado superior, istoé,nas costas do veículo, de modo que o veículo não possa virar comple- tamente, isto é, ser girado por 180º. Adicionalmente, as projeções, por e- Ss xemplo, aletas, placas ou abas 904a, 904b (vide a figura 7), podem ser dis- postos lateralmente no veículo, de modo que o veículo possa girar facilmen- * te a partir do lado de volta para sua posição reta normal. Dessa forma, é al- cançado que a força de ação tipicamente horizontal Fh e a força de ação tipicamente vertical Fv não ajam em paralelo à direção da força de gravidade no estado virado do veículo. Dessa forma, a força Fh e Fv podem ter um e- feito de endireitamento do veículo. Como já mencionado, a distância das pernas ou as fileiras de pernas uma da outra deve ser a maior possível, de modo que a capotagem seja impedida o máximo possível. Aqui, duas fileiras de pernas podem au- mentar sua distância, como ilustrado nas figuras 2c e 2e, de cima para bai- xo, isto é, os pontos de suspensão de perna (ou as bases das pernas) das duas fileiras de pernas possuem uma distância menor uma da outra do que as extremidades das pernas (ou pontas das pernas). Inversamente, um es- paço 404 (vide a figura 2e) deve ser fomecido de modo que as pernas pos- sam dobrar para dentro a partir do lado. Esse espaço 404 que é vantajosa- mente fornecido entre o corpo do veículo e as pernas pode ter o formato de recessos em formato de V, isto é, o corpo do veículo é afunilado, como ilus- trado na figura 2e, de cima para baixo. Esse espaço 404 permite que as per- nas desviem para dentro durante uma rotação para ficar de pé, a fim de al- cançar a transição mais suave possível a partir da posição lateral para a po-

sição normal reta estável.

” O veículo de acordo com a presente invenção deve se mover de modo que lembre ao máximo possível animais vivos, em particular, besou- ros, insetos, répteis ou outros animais pequenos.

A fim de se alcançar uma aparência mais viva possível de mo- vimento do veículo no sentido de um pequeno animal vivo, o veículo deve ter uma tendência a vagar em um padrão tipo serpente. Isso porque um movi- mento ao longo de apenas uma única direção não parece vivo para o usuá- rio ou para uma terceira parte.

Arbitrariedade e aleatoriedade de movimento podem ser alcan- çadas, por um lado, pela alteração da rigidez da perna, material da perna s e/ou inércia da massa excêntrica. Se a rigidez da perna for aumentada, a quantidade de pulo é reduzida, de modo que o movimento aleatório seja re- duzido. Inversamente, o veículo é movido em direções aleatórias quando a rigidez da perna, em particular das pernas de acionamento dianteiras em comparação com as pernas traseiras, é menor. Enquanto o material das pernas influência a rigidez das pernas, a seleção do material tem ainda outro efeito. Isso porque o material das pernas pode ser selecionado para atrair sujeira para as pontas das pernas, de modo que o veículo possa girar de forma aleatória ou mover em uma direção diferente devido à fricção de ade- rência alterada com relação ao chão. A inércia da massa excêntrica também influência a aleatoriedade do padrão de movimento. Isso porque para uma inércia maior, o veículo pula com uma amplitude maior e faz com que o veí- culo seja capaz de impactar em outras posições relativas com relação ao chão.

A arbitrariedade ou aleatoriedade do movimento podem ser al- cançadas, por um lado, por um nariz elástico ou parte dianteira 108 (vide as figuras 1 e 5) do veículo. Isso porque, se o veículo colidir com outro objeto, o veículo pode rechaçar em uma direção aleatória. O veículo, dessa forma, não está constantemente tentando lutar contra o obstáculo, mas, em vez disso, muda sua direção de movimento devido ao rechaçamento e, dessa forma pode contornar o obstáculo. Aqui, nenhum sensor é necessário; um

' comportamento aparentemente inteligente é alcançado por medidas pura- - mente mecânicas. O nariz ou parte dianteira 108 do veículo pode ter propriedades elásticas e pode ser produzido, em particular, a partir de um material macio comum baixo coeficiente de fricção. Uma borracha com um valor de durô- metro de 65 (ou menos) pode ser utilizada aqui, a fim de se obter um nariz flexível que pode ser pressionado de forma relativamente fácil. Adicional- mente, o nariz ou a parte dianteira 108 deve ter uma construção que corre até um ponto, de modo que o nariz possa ser pressionado mais facilmente e, dessa forma, promova o retorno de mola, de modo que a ponta do veículo crie um impacto lateral ao máximo possível para um novo impacto. O veícu- . lo, dessa forma, pode ser desviado em uma direção diferente pelo formato do nariz. * Adicionalmente, as propriedades das pernas também têm um papel durante o impacto em um obstáculo. Isso porque se as pernas forem construídas de modo que o veículo vire ligeiramente em torno de um eixo geométrico vertical quando ocorre um impacto, então um movimento de con- tornar o obstáculo é alcançado mais rapidamente.

Finalmente, a velocidade do veículo também é importante para o comportamento de desvio quando do impacto em um obstáculo. Isso porque com velocidades maiores, o efeito de rechaçar é maior e a probabilidade de o veículo então impactar em um ângulo diferente e poder contornar é, dessa forma, aumentado.

Diferentes configurações de perna são ilustradas nas figuras 3a a3c O movimento de avanço aponta para a direita em todas as figuras.

No diagrama superior esquerdo da figura 3a, as pernas são co- nectadas à braçadeiras. As braçadeiras são utilizadas para aumentar a rigi- dez das pernas, enquanto mantêm a aparência de uma perna longa. As bra- cadeiras podem ser dispostas de forma arbitraria ao longo da altura de uma perna. Uma configuração diferente de braçadeiras, em particular, as braça- deiras direitas em oposição às braçadeiras esquerdas, é utilizada para mu- dar as características de perna sem ter que mudar o comprimento da perna.

Dessa forma, uma possibilidade alternativa é criada para correção de dire- - cionamento.

O diagrama no lado superior direito da figura 3a ilustra uma mo- dalidade geral com múltiplas pernas curvas. Note-se que as pernas interme- diárias, isto é, todas as outras pernas além das duas pernas dianteiras e das duas pernas traseiras, podem ser construídas de modo que não entrem em contato com o chão. Dessa forma, a produção das pernas é mais fácil, visto que as pernas intermediárias podem ser deixadas de fora da consideração de configuração do comportamento de movimento. Apenas o peso das per- nas intermediárias pode ser utilizado opcionalmente para configurar o com- portamento de movimento. Os diagramas inferiores (esquerdo e direito) da figura 3a ilustram fixações adicionais ou projetos que devem imprimir uma aparência de vida : ao veículo. Essas fixações ou projeções vibram juntas quando o veículo se move. O ajuste das fixações ou projeções também pode ser utilizado para gerar um comportamento de movimento desejado ou um comportamento de ressonância desejado e a fim de gerar arbitrariedades aumentadas no com- portamento de movimento. Configurações de perna adicionais são ilustradas na figura 3b. Os diagramas superiores (esquerdo e direito) ilustram que a conexão das pernas no corpo podem ter posições diferentes em comparação com as mo- dalidades que são ilustradas na figura 3a. Em adição às diferenças de apa- rência externa, uma conexão mais alta das pernas no corpo é utilizada de modo que as pernas possuam construção mais longa sem elevar o centro de gravidade do corpo (isto é, o centro de gravidade). Por sua vez, as pernas mais longas possuem rigidez reduzida, o que pode levar a pulos maiores, em adição a outras propriedades. O diagrama inferior da figura 3b ilustra uma modalidade alternativa das pernas traseiras onde duas pernas são co- nectadas uma à outra.

As configurações de perna adicionais são ilustradas na figura 3c. O diagrama superior esquerdo ilustra uma modalidade com um número mí- nimo de pernas, isto é, com uma perna traseira e duas pernas dianteiras. O posicionamento da perna traseira para a esquerda ou para a direita age co- - mo uma mudança de leme, dessa forma, é utilizada para controlar a direção do veículo. Se uma perna traseira for utilizada com um baixo coeficiente de fricção, então a velocidade do veículo é aumentada, como foi descrito acima.

O diagrama inferior esquerdo da figura 3c ilustra uma modalida- de com três pernas, onde uma única perna dianteira e duas pernas traseiras são fornecidas. O controle pode ser determinado por meio das pernas trasei- ras visto que uma perna traseira é disposta na frente da outra perna traseira.

O diagrama superior direito da figura 3c ilustra um veículo com pernas traseiras significativamente modificadas que possuem uma aparência de um gafanhoto. As pernas traseiras se encontram com seus lados inferio- . res no chão, de modo que a fricção relativa ao chão também é reduzida. A- dicionalmente, o veículo é, dessa forma, menos influenciado pela desigual- . dade dos furos no chão. O veículo pode, dessa forma, deslizar mais facil- mente através da desigualdade e dos furos do chão.

O diagrama inferior direito da figura 3c ilustra um veículo no qual as pernas intermediárias são erguidas com relação às pernas dianteiras e traseiras. As pernas intermediárias, dessa forma, possuem basicamente uma finalidade estética. Também são utilizadas, no entanto, para influenciar o comportamento de rolamento. Adicionalmente, o comportamento de pulo do veículo também pode ser ajustado por meio de seu peso.

As figuras 4a e 4b ilustram um veículo ou um robô de brinquedo de acordo com outra modalidade da presente invenção onde as pernas tra- seiras podem ser ajustadas em termos de altura independentemente uma da outra. As pernas traseiras podem ser produzidas a partir de um fio rígido elou flexível ou de outro material adequado, por exemplo, a partir de plásti- co. As pernas traseiras ajustáveis são utilizadas de modo que o usuário pos- sa ajustar o comportamento de movimento do veículo. Em particular, a dire- ção de movimento pode ser ajustada, por exemplo, a partir de uma curva paraa esquerda através de um movimento reto para uma curva para a direi- ta.

A figura 7 ilustra um veículo ou um robô de brinquedo de acordo

Í com outra modalidade da presente invenção onde as aletas, placas ou abas - adicionais 902, 904a e 904b são dispostas.

As aletas, placas ou abas podem ser disposta acima 902 e nos lados 904a, 904b a fim de influenciar o com- portamento de rolamento do veículo.

Em particular, as aletas, placas ou a- bas 902, 904a, 904b podem ser construídas de modo que os pontos exter- nos se encontrem perto de ou em um cilindro virtual.

Dessa forma, o veículo pode girar de forma similar a um cilindro quando se encontra de costas ou em um lado.

O veículo pode, dessa forma, ficar de pé novamente de forma relativamente rápida.

Claims (21)

1. õ 173 í

   REIVINDICAÇÕES CV 1. Veículo, em particular, robô de brinquedo, compreendendo: uma pluralidade de pernas e um acionador por vibração; caracterizado pelo fato de que o acionador por vibração tem ummotore um peso excêntrico e o peso excêntrico é disposto na frente das pernas dianteiras, em que as pernas são montadas ao lado e acima do eixo geo- métrico de rotação do acionador de vibração, em que uma bateria e o motor são localizados entre as pernas.
2. 2. Veículo, em particular, robô de brinquedo, compreendendo: uma pluralidade de pernas e um acionador por vibração, em que o acionador por vibração compreende um motor e um peso excêntrico; caracterizado pelo fato de que o peso excêntrico é disposto na frente do motor, e em que as pernas são dispostas em duas fileiras de pernas e no lado do eixo geométrico de rotação do acionador por vibração, e em que o motor e uma bateria são localizados entre as pernas.
3. 3. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso excêntrico é disposto na frente do motor.
4. 4. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o eixo de rotação do motor corre ao lon- go do eixo geométrico longitudinal do veículo.
5. 5. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que uma bateria é disposta na parte posterior doveículo.
6. 6. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um comutador é disposto entre o motor e a bateria.
7. 7. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o motor de vibração poder gerar uma força (Fv) que é direcionada para baixo e é adequado para desviar pelo me- nos as pernas dianteiras de modo que o veículo se mova para frente.

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8. 8. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a e. 7, caracterizado pelo fato de que as pernas do veículo são curvadas e fle- xíveis.
9. 9. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8,caracterizado pelo fato de que as pernas do veículo são inclinadas em uma direção que é desviada da vertical.
10. 10. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a base das pernas é disposta no veículo mais distante para frente no veículo com relação à ponta da perna.
11. 11. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que duas ou mais pernas, em particular, as pernas dianteiras, são adaptadas para dobrar quando o veículo vibra devido ao acionador de vibração.
12. 12. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o acionador por vibração pode gerar uma força (Fv) que é direcionada para cima e é adequada para fazer com que o veiculo pule ou para elevar as pernas dianteiras a partir da superfície do chão.
13. 13. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o acionador por vibração pode gerar uma força (Fh) que é direcionada para o lado e gera uma tendência para que o veículo gire quando o nariz do veículo é elevado.
14. 14. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o veículo é construído de modo que as pernastraseiras do veículo apenas deslizam para trás, mas não pulam.
15. 15. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o veículo pode se endireitar novamente quando está de costas ou de lado.
16. 16. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o veículo é construído para girar e se endireitar devido ao efeito do torque do acionador de vibração.
17. 17. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

    16, caracterizado pelo fato de que o centro de gravidade do corpo ou cen- CV tro de gravidade do veículo é posicionado perto de ou no eixo geométrico de rotação do acionador por vibração.
18. 18. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17,caracterizado pelo fato de que o lado superior do veículo se projeta, a fim de simplificar o endireitamento automático do veículo durante a vibração.
19. 19. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que uma aleta, placa ou aba é disposta em Suas costas.
20. 20. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que aletas, placas ou abas são dispostas nos lados do veículo.
21. 21. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que um espaço, em particular, um recesso em formato de V, ser fornecido entre o corpo do veículo e as pernas do veí- culo, de modo que as pernas possam desviar para dentro durante uma rota- ção para se endireitar.

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