CN101784435B - 模块化机器人履带车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模块化机器人履带车(10)，通过将从预先存在的不同的可配合的分段模块(12)中选择出的多个分段模块(12)相互联接，可形成所述模块化机器人履带车。分段模块(12)可具有至少一个可互联的接口。所述选择能基于要执行的功能的计划的操作方案。

Description

模块化机器人履带车
相关申请 
本申请要求享有于2007年7月10日提交的标题为“Modular RoboticCrawler”(模块化机器人履带车)的美国临时专利申请No.60/959,108的权益，该申请的全文引用在此作为参考。 
背景技术
机器人学是活跃的研究领域，已研制出许多不同类型的机器人车辆用于各种任务。例如，无人驾驶的飞行器已非常成功地用于军事空中侦察。然而，无人驾驶的地面车辆获得较少成功，这部分地是由于在地面环境中运动显著地比在空中环境中运动困难。 
无人驾驶地面车辆当试图实现机动性时会面临许多挑战。地形的变化很广泛，例如包括松散和易变的材料、障碍物、植被、有限宽度或高度的开口、台阶等。优化用于在一种环境中运行的车辆可能在另一种环境中运行不佳。 
各种各样的机动性构造已经适合于通过困难的地形。这些选择方案包括腿、车轮和履带。有腿的机器人可能是灵活的，但采用复杂的控制机构来移动和达到稳定性。轮式车辆可以提供高度机动性，但提供有限的附着作用并需要宽度以便得到稳定性。尽管履带式车辆在某些环境中可以提供高度稳定性，但履带式车辆在车辆很小的情况下通常提供有限的可操纵性。此外，已知的履带式车辆不能适应在宽范围内变化的障碍，尤其是当地形狭窄并且道路弯曲时。因此，已知的机动性构造往往限于它们能完成的任务。 
发明内容
本发明的实施例包括模块化机器人履带车和用于定制模块化机器人履带车的方法。在一个实施例中，定制模块化机器人履带车的方法包括从预先存在的可配合的分段模块的集合中选择多个分段模块，所述分段模块根据要执行的功能的计划的操作方案而提供不同的功能性。各模块能以串联的布置相互联接在一起，以形成能执行功能的方案的模块化机器人履带车。 
根据本发明的一方面，提供了一种定制模块化机器人履带车以执行一系列不同功能的方法，包括： 
根据要执行的功能的计划的操作方案，从提供不同功能性的预先存在的分段模块的集合中选择多个分段模块，包括至少一个推进模块和有利于一个模块相对于至少一个其它模块的被致动的轴向旋转的至少一个旋转关节模块，其中，各模块具有至少一个可相互联接的接口；以及 
将选定的分段模块以串联的布置相互联接，以形成能执行所述功能的方案的模块化机器人履带车。 
根据本发明的另一方面，提供了一种模块化机器人履带车系统，包括： 
a)能够联接成连续的链以形成能够重新配置的模块化机器人履带车的多个分段模块，该多个分段模块包括至少一个中间分段模块； 
b)所述至少一个中间分段模块具有： 
i)分段车体； 
ii)位于分段车体的第一端处的第一联接件；以及 
iii)位于分段车体的第二端处的第二联接件， 
iv)其中第一联接件和第二联接件可配合，使得多个中间分段可按顺序联接；以及 
c)其中所述多个分段模块包括至少一个推进模块和有利于一个分段模块相对于至少一个其它分段模块的被致动的轴向旋转的至少一个旋转关节模块。 
根据本发明的又一方面，提供了一种模块化机器人履带车系统，包括： 
a)多个分段模块，该多个分段模块可以在联接件部分处可选地相互联 接和分开，并且多个分段模块可配合，使得任何分段模块可以联接到任何其它的模块上，其中所述多个分段模块当联接在一起时形成多功能模块化机器人履带车； 
b)提供推进方式的至少一个分段模块；以及 
c)有利于一个分段模块相对于至少一个其它分段模块的被致动的轴向旋转的至少一个分段模块。 
有利地，所述多个分段模块能够联接成连续的链以形成能够重新配置的模块化机器人履带车，该多个分段模块包括至少一个中间分段模块，所述至少一个中间分段模块具有： 
i)分段车体； 
ii)位于分段车体的第一端处的第一联接件；以及 
iii)位于分段车体的第二端处的第二联接件， 
iv)其中第一联接件和第二联接件可配合，使得多个中间分段模块可按顺序联接。 
附图说明
从下文结合附图的描述和所附权利要求中可以更清楚地看到本发明。应当理解，这些附图仅描述了本发明的示例性实施例，它们不应当被认为是对本发明的范围的限制。可以容易地认识到，文中一般性地描述以及在附图中示出的本发明的部件可布置成或设计成各种不同的构造。但是下面将通过附图更加详细和具体地描述和解释本发明，其中： 
图1是根据本发明示例性实施例的模块化机器人履带车的示意图； 
图2是根据本发明实施例的模块化机器人履带车的中间分段模块的透视图； 
图3是根据本发明实施例的露出车轮的驱动模块的透视图； 
图4是根据本发明实施例的包住车轮的模块的透视图； 
图5是根据本发明实施例的露出双车轮的模块的透视图； 
图6是根据本发明实施例的四个车轮的模块的透视图； 
图7是根据本发明实施例的露出单个履带的模块的透视图； 
图8是根据本发明实施例的包住单个履带的模块的透视图； 
图9是根据本发明实施例的双履带的模块的透视图； 
图10是根据本发明实施例的轴向旋转模块的透视图； 
图11是根据本发明实施例的轴向往复运动模块的透视图； 
图12是根据本发明实施例的卷绕在一结构内部并攀爬该结构的模块化机器人履带车的透视图； 
图13是根据本发明实施例的弯曲接头模块的透视图； 
图14是根据本发明实施例的转动体模块的透视图； 
图15是根据本发明实施例的伸展模块的透视图； 
图16是根据本发明实施例在总体是平坦的表面上移动的模块化机器人履带车的透视图； 
图17是根据本发明实施例穿过限定的空间并绕弯曲部移动的模块化机器人履带车的俯视图； 
图18是根据本发明实施例悬伸在间隙上的模块化机器人履带车的透视图； 
图19是根据本发明实施例爬楼梯的模块化机器人履带车的侧视图； 
图20是根据本发明实施例卷绕一结构并攀爬该结构的模块化机器人履带车的透视图； 
图21是根据本发明实施例的夹具模块的透视图； 
图22是根据本发明实施例的切割件模块的透视图； 
图23是根据本发明实施例的钻头模块的透视图； 
图24是根据本发明实施例的操纵器模块的透视图； 
图25是根据本发明实施例的牵引环模块的透视图；以及 
图26是根据本发明实施例定制模块化机器人履带车的方法的流程图。 
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。因此，下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。从而，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。 
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。 
本文所用的术语“大约”和“基本上”意思是指尺寸、大小、组成、参数、形状、浓度、及其它量和特征不是且不需要很精确，而可以是接近所需要的和/或比所需要的大或小，从而反映公差、转换系数、舍入、测量误差和诸如此类及该领域的技术人员已知的其它因素。允许偏差的确切程度在某些情况下可取决于具体的上下文。 
数据在本文中可以用范围格式表示或提供。应该理解，这种范围格式仅为方便和简便起见使用，并因此应灵活地理解为不仅包括清楚地列举为范围界限的数值，而且包括那个范围内所包含的所有单个数值或子范围，就像清楚地列举出了各个数值和子范围一样。作为例证，“约1至约5”的数值范围应理解为不仅包括清楚地列举出的约1至约5的值，而且还包括在所指的范围内的单个数值和子范围。因此，单个数值如2、3、和4及子范围如1至3、2至4和3至5等都包括在这个数值范围内。该相同的原理适用于仅列举一个数值的范围。此外，无论所述范围的广度或所描述的特征如何，这种解释都适用。 
转到图1，示出模块化机器人履带车的例图。总体已10示出的模块化机器人履带车包括联接成连续的链的多个分段模块。分段模块可以是中间分段模块12或末端分段模块，例如，头部模块14或尾部模块16。模块化机器人履带车可以包括一个或多个中间分段模块。 
图2中进一步详细示出，中间分段模块包括分段体部20、第一联接件22、和第二联接件24。第一和第二联接件能设在分段模块的相对端处。各联接件可相配合，以使多个中间分段模块能按顺序联接成铰接链，以形成模块化机器人履带车。中间分段模块可以提供多种功能，包括例如移动、感测、操纵、关节、弯曲、旋转、伸展等，这将在下面进一步详述。关节可以是被动的或者可以被致动。 
模块化机器人履带车10(图1)能提供蛇状运动能力，不过履带车不限于蛇状运动，从下面的讨论中可以更清楚地看到这一点。模块化机器人 履带车能设计成提供小的横截面。例如，分段模块12、14、16可以设计成具有直径为约0.5英寸(约1.3cm)至约2英寸(约5cm)的横截面，不过同样可以使用其它尺寸。因此，模块化机器人履带车能进入或穿过小的开口，如管道、通风孔、铁丝网等。模块化机器人履带车也可以设计成重量较轻，例如，重量小于约20磅(约9kg)，或更特别地小于约10磅(约4.5kg)，不过也可以使用其它重量。 
下面更详细地描述分段模块，分段模块可以提供不同的功能，其中包括结构、致动、动力、感测、推进、运动、信息收集、相互作用等。例如，分段模块能包括用于使模块化机器人履带车移动的推进装置。 
图3-11示出不同类型的包括推进装置的分段模块。示例性的推进装置包括轮式模块，该轮式模块具有取向成用于纵向运动的车轮30，如露出车轮的模块(图3)、包住车轮的模块(图4)、包住车轮的模块(图5)、四个车轮的模块(图6)等。轮式模块能在较平坦及倾斜的表面上提供有效而快速的运动。当模块化机器人履带车卷绕一结构或卷绕在一结构内部时，轮式模块也能提供用于履带车的螺旋运动，这将在下面进一步说明。 
其它示例性推进装置包括具有履带72的履带式模块，如露出单个履带的模块(图7)、包住单个履带的模块(图8)、和双履带模块(图9)。履带式模块可提供与轮式模块类似的运动(例如，向前、向后、或螺旋运动)，并能在平坦或凸凹不平的表面上起作用。在某些情况下，履带式模块能提供比轮式模块更大的牵引力。 
也可以包括其它推进装置。轴向旋转模块(图10)能包括外部转套92，以在平坦表面上沿与上面所述的轮式或履带式模块的运动方向正交的方向提供运动。轴向往复运动模块(图11)能包括套筒104，该套筒104沿向前和向后的方向106移动，以在某些类型的表面上提供类似棘轮的向前运动。 
模块化机器人履带车能装配有提供一种以上类型推进装置的分段模块。这可以在能执行的运动方式方面提供增加的通用性。例如，模块化机器人履带车可以包括多个分段模块，其中，至少一个分段模块提供至少第 一推进方式，至少一个分段模块提供至少第二推进方式，该第二推进方式与第一推进方式不同。 
作为具体的例子，模块化机器人履带车能包括轮式模块和轴向旋转模块。这使模块化机器人履带车能向前和向后移动(使用轮式模块)和向旁边移动(使用轴向旋转模块)。作为另一个例子，当如图12所示卷绕在一结构30内或卷绕一结构时，模块化机器人履带车10能用轴向旋转模块直接向上32或向下34移动，并且能用轮式模块绕所述结构向上36或向下38螺旋式移动。 
模块化机器人履带车10的运动能力可通过包括具有关节的中间分段模块而增强。例如，图13-15示出不同类型的包括关节的中间分段模块。关节可以是绕转关节，如弯曲关节132(图13)和旋转关节134(图14)，所述弯曲关节132允许进入和离开平面运动，并允许复杂的步法(例如，滑行、S形弧线运动、手风琴式运动、毛虫状蠕动等)，而旋转关节允许各模块沿轴向彼此相对旋转(例如，将弯曲机、车轮、履带等朝所需方向定向)。关节也可以是棱柱形(prismatic)关节，如伸展模块(图15)，以便能纵向伸展或收缩，并能执行复杂的步法。分段模块可以包括多个关节，或者多个单关节分段模块可以串联式联接以提供多个自由度。 
关节可以是被动式的或者可以被致动。例如，被动式关节能基于由相邻分段施加到关节上的外力而定位。被动式关节能包括锁紧或棘轮机构，包括例如断开式离合器。致动式关节可以包括致动器，该致动器能控制关节位置。任一种类型的关节都可以包括对关节位置、转矩和/或力的感测，该感测能控制模块化机器人履带车采取姿势或建立步法。 
通过组合不同类型的关节和推进模块，模块化机器人履带车能执行许多不同类型的运动。例如，履带车10能采用一种姿势，使推进装置与平坦或倾斜的支承面160接触，以在该表面上运动，如图16所示。当可以使用不同的推进装置时，根据与支承面接触的推进装置的不同，可以得到不同的运动方向。还能得到铰接式步法，该铰接式步法包括顺序地改变模块化机器人履带车与支承面接触的部分。 
作为另一个例子，关节位置可以变动，以在模块化机器人履带车移动时将该模块化机器人履带车的车体铰接成顺应于紧凑的范围，如穿越狭窄通道或管道，以及转过拐角或弯头，如图17所示。 
关节的刚度也能改变。例如，通过使关节变坚固，能使车体的一部分悬伸出，以跨过间隙或深孔180，如图18中所示。 
通过协调对于弯曲关节和推进装置的致动，可以实现复杂的运动方式。例如，通过一系列铰接式运动将履带车的承重部分从下表面190输送到上表面192，可以实现爬楼梯，如图19中所示。如果需要，能执行拱起运动，以帮助获得牵引力或者帮助将履带车移动到所需位置中。 
如上所述，履带车能卷绕在一结构(例如管道、烟囱、通风孔等)内，以沿着该结构上下运动，如图12所示。履带车也能卷绕在一结构30(例如杆或柱)的外部，以沿着该结构上下攀爬，如图20所示。 
其它运动方式能包括蛇形运动，如用蛇状方式滑行和通过双正交平移正弦分段致动(dual orthogonal translating sinusoidal segment actuation)而做S形弧线运动。手风琴式运动能通过侧向弯曲、折叠、然后像蚯蚓一样伸展来实现。毛虫状运动能通过轴向起伏、摇摆等实现。也可以实现多种其它的运动方式。 
某些运动方式可以描述成受重力作用的牵引方式，例如，在模块化机器人履带车在基于重力的表面如总体水平或稍微倾斜的表面上操作的情况。在这种情况下，推进装置的牵引作用能由推进装置和基于重力的表面之间由蛇形机器人履带车的重量引起的摩擦来提供。 
其它运动方式可以描述成自身作用的牵引方式，例如，当蛇形机器人履带车在基于抵抗重力的表面如竖直的管道或柱上操作时。在这种情况下，用于推进装置的牵引作用能由模块化机器人履带车通过自身产生的牵引作用来提供，例如通过使模块化机器人履带车卷绕基于抵抗重力的表面并挤压，以在推进装置和基于抵抗重力的表面之间提供摩擦作用(例如内部攀爬或外部攀爬)。也可以使用受重力作用和自身作用的牵引作用的组合。例如，当在水平管道中行进时，模块化机器人履带车可以将车体的一部分 压靠在管道的上表面，以增加车体的其它部分与管道的下表面之间的向下的力，由此增加牵引力。在操作时，模块化机器人履带车可以按操作方案的需要在这些牵引方式之间转换。 
通常，模块化机器人履带车可以按需要在多个不同的运动方式之间转换，以在环境中行进。例如，操作方案可包括操纵模块化机器人履带车，以穿越水平场地、穿过链节防护装置、进入建筑物的落水管、沿落水管向上攀爬到建筑物屋顶上、向上攀爬到建筑物的通风管道中、沿通风管道向下攀爬到建筑物中、及爬上或爬下楼梯的阶梯。这种操作方案包括以多种不同的运动方式操纵模块化机器人履带车，且当从一个环境转到下一个环境时，在那些运动方式之间转换。例如，穿越场地可以使用手风琴式运动，穿过链节防护装置可以包括尺蠖式运动，进入落水管可以包括抬起履带车的前部而使后部向前移动，向上攀爬落水管和通风管道可以包括外部攀爬构型，向下攀爬通风管道可以包括内部攀爬构型等。 
分段模块还可包括用于与环境相互作用的传感器和/或操纵器。例如，传感器可以是摄像机、化学传感器、生物传感器、光学传感器、湿度传感器、振动传感器、温度传感器、电磁传感器、磁力计、声波传感器、力传感器、压力传感器、触觉传感器、声纳、雷达、激光定位器、放射性传感器、地震传感器、取样器、及其组合。 
不同的操纵器在图21-23中示出。例如，操纵器能包括夹具(图21)，切割件(图22)和钻头(图23)。操纵器能设在末端的分段模块上，如图21-23中所示，或者操纵器能设在中间分段模块上，如图24中所示。 
作为另一个例子，分段模块能包括通信模块。例如，通信模块能包括光学收发器、射频收发器、电磁波收发器、声波收发器、及其组合。 
分段模块能包括用于保护免受环境条件(例如粉尘、泥浆、水等)的影响的覆盖层。分段模块还能包括覆盖层、牵引环、配件等，以增强牵引作用，例如如图25所示。尖钉、短柱、纤维、钩子或其它类似结构能从分段模块伸出，以提供各向异性的摩擦特性。一种向前运动方式能使用一个或多个轴向往复运动模块的组合，该一个或多个轴向往复运动模块可包括 一个或多个具有各向异性摩擦作用的模块，以便能向前运动。模块可以可选择地包括可伸展和可收缩的配件，以允许各配件选择性地接合或脱离接合。 
按照本发明的另一实施例，各分段模块可以可选择地在联接件部分处彼此连接或分离，并可彼此配合，使得任何分段模块都能联接到任何另一个分段模块上。例如，分段模块可以在一端包括阳联接件，在另一端包括相配的阴联接件。 
在一实施例中，联接件可包括设计成允许在模块化机器人履带车操作期间联接和分开的附接结构。例如，联接件能自动联接和分开，其中可以施加足够的力来将联接件联接或分开。作为另一个例子，联接件能包括致动器，可通过操纵致动器使联接件联接或分开。 
能在操作期间联接和分开的联接件能使模块化机器人履带车的构型在操作方案中改变。例如，可以在不需要时分开并留下模块，例如，以使履带更小和更轻。可以留下的模块类型的例子能包括不再需要的推进模块、耗尽的能源、耗尽的蓄电池、空燃料桶等。作为另一个例子，可以留下有效载荷模块(例如，爆炸性或自激式传感器)。 
在操作期间，分段模块也可以加到模块化机器人履带车上。例如，一个模块化机器人履带车留下的模块可以被第二模块化机器人履带车拾取。作为另一个例子，两个模块化机器人履带车可以联接在一起，以形成单个模块化机器人履带车。 
动力可以由一个或多个分段模块供应。例如，电源可以分布在多个分段模块上。因此，某些分段模块可以向其它分段模块提供动力。 
按照本发明的另一实施例，单个分段模块能包括它们自己的电源。例如，使用动力的模块(例如，致动关节、推进模块、传感器模块、操纵器模块等)可以包括蓄电池、燃料电池、发动机等，以提供用于操纵模块的能量。因此，具有电源的分段模块可提供独立的系统。该实施例的一个优点是，随着使用动力的附加的模块装配到机器人履带车中，电源容量自动地按比例增加。因此，当装配机器人履带车用于特定任务时，可以不需要 根据所用分段模块的集合而单独地配置电源。 
分段模块可以包括两个或多个联接件。例如，可以利用有三个联接件的分段模块来形成分支结构。更具体地说，模块化机器人履带车可以包括多个节点和分支，其中节点对应于具有三个或更多联接件的中间分段模块，分支对应于一个或多个串联联接在一起的分段模块。例如，模块化机器人履带车可以包括头部模块、若干串联联接到头部的中间模块，其中中间模块具有三个联接件。然后中间模块可以联接到两个尾部模块上，以产生两尾式机器人履带车。也可以形成许多其它的布置方式，包括例如环、树状结构等。 
模块化机器人履带车能包括与分段模块通信的控制系统。例如，控制系统可以设在一个或多个分段模块中，控制信息通过网络传递到其它分段模块。联接件能包括配合的信号接口，以便能在联接的分段之间通信。控制可以分布在高级控制功能(例如姿势和步法的产生)和低级控制功能(例如局部关节控制、转矩限制、关节位置检测)之间。低级控制功能可以由局部处理能力提供，该局部处理能力设在分段模块内并通过信号接口与其它分段模块互连，以允许与设置在一个或多个分段模块中的高级控制处理(功能/能力)通信。作为另一个例子，高级控制处理可以远离履带车实施，并通过例如无线电线路与履带车通信。 
下面将根据本发明的实施例结合附图26描述定制模块化机器人履带车的方法。该方法总体用标号100表示，包括步骤102：从预先存在的可配合的分段模块的集合中选择多个分段模块。可根据要实施的功能的计划的操作方案选择分段模块。例如，可以选择具有多种推进装置和关节的特定分段模块，以针对预期的地形、巡航时间和速度要求提供特定的运动能力。作为另一个例子，可以选择特定类型的感测和操纵模块，以提供包括在操作方案内的预期的听、看、切割、修理和类似的功能。 
方法100还可以包括步骤104：将选定的分段模块以串联的布置相互联接，以形成能实施若干功能的模块化机器人履带车。例如，模块可以用如上所述可相互联接的接口相互联接。可以使各种数量的模块相互联接， 例如，可以使少量的模块(例如，2或3个模块)或大量的模块(例如，5、10、20或更多模块)相互联接。不同的操作方案可以包括选择能够执行所需功能的分段模块的不同的、唯一的组合。 
装配好的模块化机器人履带车可以操作以执行所需功能。在操作期间，如上所述，例如可以将附加的模块联接到模块化机器人履带车，或者使模块与模块化机器人履带车分开。当可以执行多种运动方式时，如上所述，例如，模块化机器人履带车可以在各运动方式之间转换。 
总之并在某种程度上重申，按照本发明实施例的模块化机器人履带车可以用多个可互换的模块装配而成。模块化机器人履带车的特征能通过选择特定的分段模块类型来调整，以便在各种环境中操作并执行各种预定计划的功能。因此，模块化机器人履带车可用于但不限于监视、侦察、物品的安放和寻找、救援、危险条件下的检查、战斗等。 
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。 
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本发明中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。装置加功能限制或步骤加功能限制都仅在特定的权利要求限制存在所有下列条件的地方应用：a)在该限制中明确说明了“用于...的装置”或“用于...的步骤”；b)在该限制中明确地说明了相 应的功能；和c)在说明书中描述了支持该功能的结构、材料或行为。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书及其法定等效物确定，而不是由上面所提供的说明和例子确定。 

Claims (27)

1.一种定制模块化机器人履带车以执行一系列不同功能的方法，包括：
根据要执行的功能的计划的操作方案，从提供不同功能性的预先存在的分段模块的集合中选择多个分段模块，包括至少一个推进模块和有利于一个模块相对于至少一个其它模块的被致动的轴向旋转的至少一个旋转关节模块，其中，各模块具有至少一个可相互联接的接口；以及
将选定的分段模块以串联的布置相互联接，以形成能执行所述功能的方案的模块化机器人履带车。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括操纵模块化机器人履带车以执行所述功能。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在操纵模块化机器人履带车时使至少一个附加的分段模块与模块化机器人履带车相互联接，以在操作方案期间重新配置机器人履带车。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在操纵模块化机器人履带车时使至少一个分段模块与模块化机器人履带车分开，以在操作方案期间重新配置机器人履带车。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择多个模块包括：
选择至少一个具有第一运动方式的分段模块；以及
选择至少一个具有与第一运动方式不同的第二运动方式的分段模块。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
操纵模块化机器人履带车；以及
使模块化机器人履带车在第一运动方式和第二运动方式之间转换。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，第一运动方式是其中模块化机器人履带车在总体水平或稍微倾斜的表面上操作的牵引方式，第二运动方式是其中模块化机器人履带车在管道内或在柱上操作的牵引方式。
8.一种模块化机器人履带车系统，包括：
a)多个分段模块，该多个分段模块可以在联接件部分处可选地相互联接和分开，并且多个分段模块可配合，使得任何分段模块可以联接到任何其它的模块上，其中所述多个分段模块当联接在一起时形成多功能模块化机器人履带车；
b)提供推进方式的至少一个分段模块；以及
c)有利于一个分段模块相对于至少一个其它分段模块的被致动的轴向旋转的至少一个分段模块。
9.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块提供感测能力。
10.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块是操纵器模块。
11.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块包括至少三个联接件。
12.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，在模块化机器人履带车的操作期间，分段模块可以相互联接或分开。
13.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，分段模块包括信号接口，以便能在相联接的分段模块之间通信。
14.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，还包括可与分段模块通信的控制系统。
15.如权利要求8所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，所述多个分段模块能够联接成连续的链以形成能够重新配置的模块化机器人履带车，该多个分段模块包括至少一个中间分段模块，所述至少一个中间分段模块具有：
i)分段车体；
ii)位于分段车体的第一端处的第一联接件；以及
iii)位于分段车体的第二端处的第二联接件，
iv)其中第一联接件和第二联接件可配合，使得多个中间分段模块可按顺序联接。
16.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，还包括设在一个分段模块中的至少一个第二推进装置。
17.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块包括绕转关节模块，所述绕转关节模块有利于一个分段模块相对于至少一个其它分段模块进行离开平面运动。
18.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块包括环境传感器。
19.如权利要求18所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，环境传感器选自摄像机、化学传感器、生物传感器、光学传感器、湿度传感器、振动传感器、温度传感器、电磁传感器、磁力计、声波传感器、力传感器、压力传感器、触觉传感器、声纳、雷达、激光定位器、放射性传感器、地震传感器、取样器、或其组合。
20.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块包括通信模块。
21.如权利要求20所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，通信模块选自光学收发器、射频收发器、电磁波收发器、声波收发器、或其组合。
22.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，至少一个分段模块是操纵器模块。
23.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，分段模块包括附接结构，该附接机构能在模块化机器人履带车的操作期间与其它模块联接或分开。
24.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，各分段模块包括电源。
25.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，还包括分布在至少两个分段模块上的电源。
26.如权利要求15所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，第一联接件和第二联接件各包括可配合的信号接口，以便能在相联接的中间分段之间通信。
27.如权利要求26所述的模块化机器人履带车系统，其特征在于，还包括控制系统，该控制系统通过信号接口与分段模块通信。
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