CN107205336B - 具有转向制动器的全轮驱动机器人车辆 - Google Patents

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Abstract

一种机器人车辆，可包括：第一底盘平台，包括第一车轮组件；第二底盘平台，包括第二车轮组件，其中第一底盘平台和第二底盘平台彼此隔开；以及组合联动装置，能操作地耦接第一底盘平台和第二底盘平台。组合联动装置可经由第一联接件能操作地耦接至第一底盘平台并经由第二联接件能操作地耦接至第二底盘平台。组合联动装置利用至少两个不同的耦接特征部来能操作地耦接第一底盘平台和第二底盘平台。至少两个不同的耦接特征部包括固定附件、使得能够绕转弯轴线旋转的附件以及使得能够绕大体垂直于转弯轴线的枢转轴线枢转的附件中的至少任意两个。

Description

具有转向制动器的全轮驱动机器人车辆
相关申请案的交叉引用
本申请要求2015年12月2日提交的美国临时申请第62/086,498号和2015年6月4日提交的美国临时申请第62/170,735号的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实例实施方式总体涉及机器人车辆，更具体地涉及具有转向制动器(steeringbrake)的机器人车辆。
背景技术
通常使用各种工具和/或机器进行庭院维护任务，这些工具和/或机器为执行相应特定任务而构造。某些任务，如割草，通常由割草机执行。割草机本身可具有多种不同构造以支持消费者的需求和预算。手推式割草机通常紧凑，发动机相对较小，且相对便宜。同时，另一方面，骑坐式割草机，例如草坪拖拉机，可相当大。近来，机器人割草机和/或遥控割草机也已成为消费者选择时的考虑对象。
机器人割草机通常能够在平坦和高低不平的地形上行进以进行与割草有关的庭院维护活动。可对机器人割草机进行编程，使其在执行割草任务的同时停留在限定区域内，且甚至可将其配置成在限定区域内执行其它任务。因此，理想的是扩展机器人割草机的能力以提高其实用性和功能性。
发明内容
因此，一些实例实施方式可提供一种其结构和控制方式使得能够实现优越性能的机器人车辆。就此而言，基于机器人车辆的结构及其上采用的控制机构，机器人车辆的转弯能力可提高。
一些实例实施方式可通过提高机器人车辆的能力来为花园主人或其它操作者提供实用性，具体而言，可通过使花园主人能够在各种不同甚至具有挑战性的环境中操作这种车辆来提高机器人车辆的能力。
一些实例实施方式可提供一种机器人车辆，包括：第一底盘平台，包括第一车轮组件；第二底盘平台，包括第二车轮组件，第一底盘平台和第二底盘平台彼此隔开；联动装置(linkage)，该联动装置能操作地耦接至第一底盘平台和第二底盘平台，这样使得联动装置相对于第一底盘平台固定，且使得第二底盘平台可相对于第一底盘平台旋转，第二底盘平台包括转弯轴线。机器人车辆还可包括电力制动器，电力制动器放置成靠近联动装置的转弯轴，由处理电路选择性地应用电力制动器以抵抗第二底盘平台绕转弯轴线转弯，并选择性地释放电力制动器以允许第二底盘平台绕转弯轴线转弯。
在另一个实例实施方式中，提供了一种机器人车辆，包括：第一底盘平台，包括第一车轮组件；第二底盘平台，包括第二车轮组件，第一底盘平台和第二底盘平台彼此隔开；联动装置，该联动装置能操作地耦接至第一底盘平台和第二底盘平台，这样使得联动装置相对于第一底盘平台固定，且使得第二底盘平台可相对于第一底盘平台旋转。第二底盘平台包括转弯轴线。机器人车辆还可包括电永磁体，电永磁体包括制动盘和电磁体，电磁体配置成当应用时与制动盘接合且靠近联动装置的转弯轴放置，由处理电路选择性地应用电力制动器以抵抗第二底盘平台绕转弯轴线转弯，并选择性地释放电力制动器以允许第二底盘平台绕转弯轴线转弯。
附图的各视图的简要说明
以上已概括地描述了本发明，现在将参考附图描述本发明，附图不一定按比例绘制，其中：
图1图示了可利用实例实施方式的机器人割草机的实例操作环境；
图2图示了机器人割草机的处理电路的各种部件的框图，以图示实现机器人割草机的功能性性能的一些部件并便于描述实例实施方式；
图3图示了机器人割草机的各种部件的框图，以便于描述可用于实施实例实施方式的一些结构部件；
图4包括图4A和4B，图示了根据实例实施方式的机器人割草机的透视图；
图5包括图5A和5B，图示了机器人割草机的各种视图，其中机器人割草机的第一壳体部分和第二壳体部分已移除以示出底盘平台之间具有弯曲组合联动装置的一个实例实施方式的转弯能力；
图6包括图6A和6B，图示了机器人割草机的各种视图，其中机器人割草机的第一壳体部分和第二壳体部分已移除以示出底盘平台之间具有直组合联动装置的一个实例实施方式的转弯能力；
图7A图示了根据实例实施方式的将第一底盘平台连接至第二底盘平台的组合联动装置；
图7B图示了根据实例实施方式的包括两个组合联动装置臂的实例组合联动装置。
图8包括图8A和8B，示出了根据实例实施方式的如何绕枢转轴线枢转可使第一车轮组件的公共轴线与第二车轮组件的公共轴线处于不同平面的实例；
图9A图示了根据一个实例实施方式的转弯组件的剖面图以便于描述如何实现绕转弯轴线和枢转轴线的旋转；
图9B图示了根据实例实施方式的转弯组件的透视图；
图9C图示了根据实例实施方式的电力制动器的透视图；
图9D图示了根据实例实施方式的电力制动器的示图；
图9E图示了根据实例实施方式的实例电力制动器；
图9F图示了根据实例实施方式的实例电力制动器；
图9G图示了根据实例实施方式的实例转弯马达齿轮传动装置；
图10A和10B图示了实例实施方式的第二底盘平台的一部分的剖面图，以图示根据实例实施方式的可如何实现转弯马达；
图11包括图11A和11B，示出了机器人割草机的剖面图以图示实例实施方式的一些部件；
图12图示了机器人割草机的透视图，其中进一步移除了底盘平台的盖部分以图示实例实施方式的一些部件；
图13图示了根据实例实施方式的进行转弯的机器人割草机的俯视图；
图14图示了根据实例实施方式的机器人割草机的概念性表示，以示出用于计算进行转弯操作的各种几何值；
图15图示了根据替代实例实施方式的机器人割草机的概念性表示，以示出用于计算进行转弯操作的各种几何值；
图16包括图16A和16B，图示了根据实例实施方式的机器人割草机的重心与穿过每一个下部车轮与地面的接触点的接触线之间的关系；
图17包括图17A和17B，分别图示了根据实例实施方式的与图16A和16B中的情况相同的情况位于给定斜坡上的前透视图；
图18包括图18A和18B，图示了根据替代实例实施方式的所处斜坡的坡度大于图17所示斜坡的坡度且轮子在图18A中已转弯90度而在图18B中仅转弯45度的机器人割草机的前透视图；
图19图示根据实例实施方式的用于控制机器人车辆转向的方法的框图；以及
图20图示了根据实例实施方式的使得能够控制机器人割草机的转弯角度的方法的框图。
具体实施方式
以下将参考附图更全面地描述一些实例实施方式，附图中示出了本发明的一部分而非全部实施方式。实际上，本文描述和图示的实例不应解释为限制本公开的范围、适用性或配置。而应理解为，提供这些实例实施方式是为了使本公开满足适用的法律要求。在所有附图中，相同附图标记指示相同元件。此外，文中使用的术语“或”应解释为每当其运算数的一个或多个为真时使得结果为真的逻辑运算符。文中使用的可操作耦接应理解为是指不论在哪种情况下均使彼此能操作地耦接的部件能够在功能上相互连接的直接或间接连接。
通常期望机器人车辆，例如机器人割草机，自主地行驶通过限定的区域并执行功能(例如，割草)。在最简单环境中，其中区域相对较小且平坦，其形状还算规则，机器人车辆可能够很容易地横穿区域。然而，当设计并构建机器人车辆时，必须针对最糟糕而非最简单的情况来设计车辆，以确保最终产品可在市场上获得成功。因此，在各种环境(例如，多丘陵地形、狭窄道路、形状复杂区域等)中的可操作性可以是这种装置的重要特征。
对配置成在具有挑战性的环境中操作的机器人车辆可有所帮助的可操作性的一个方面是使机器人车辆以小半径转弯的能力。提供可以大约90度或接近90度的转弯角度转弯的机器人车辆可以是一个显著优点。然而，无论是在斜坡上转弯还是急转弯，均有可能会将草拔掉，或在某些情况下甚至使机器人车辆翻倒。因此，仅提供具有急转弯能力的机器人车辆的话，问题还不算结束。应该以智能地利用其能力来避免损坏草和/或车辆本身的方式来控制具有急转弯能力的机器人车辆。
在某些情况下，例如陡坡或表面不平，如果使用了活动轴承(freebearing，自由轴承)，则后底盘和车轮可不稳定，例如自转向。当割草机向前或向后直行时或当割草机转弯时，可使用制动器。在一些实例中，可使用电磁制动器，例如电永磁体。当割草机改变转弯角度时可释放电力制动器，而当实现了转弯角度(包括平角)时应用电力制动器，从而限制或防止割草机在操作期间意外转弯。
因此，本文描述的实例实施方式提供了各种结构性及与控制有关的设计特征，这些特征可用于以智能方式提高机器人车辆(例如，机器人割草机、移动感测装置、灌溉装置和/或等)的待扩展能力。也可提供其它结构，且也可执行其它功能，如下文更详细所述。
图1图示了可与实例实施方式结合使用的机器人割草机10的实例操作环境。然而应理解，实例实施方式可用于多种其它机器人车辆，因此应认为机器人割草机10仅仅是这种车辆的一个实例。机器人割草机10可操作将一块土地20(即，地块或花园)上的草割除，该块土地的边界30可使用一个或多个物理边界(例如，栅栏、墙壁、路缘等)、边界电线、基于边界的编程位置或其组合来限定。当边界30为边界电线时，边界电线可发出可被机器人割草机10检测到的电信号，当到达地块20的边界30时，边界电线可发出电信号来告知机器人割草机10。
可经由位于机器人割草机10上的控制电路12来(至少部分地)控制机器人割草机。除了别的以外，控制电路12还可包括定位模块和传感器模块，以下将更详细地对其进行描述。因此，就在指定部分或整个地块20上执行任务而言，机器人割草机10可利用控制电路12来限定地块20的覆盖路径。就此而言，定位模块可用于在地块20上引导机器人割草机10并确保实现整个覆盖(或至少地块20的预定部分)，而传感器模块可在机器人割草机10穿过地块20的同时检测物体和/或收集关于机器人割草机10周围环境的数据。
如果使用传感器模块，传感器模块可包括与位置确定有关的传感器(例如，边界有线检测器、GPS接收器、加速计、相机、雷达发射机/检测器、超声波传感器、激光扫描仪等)。因此，例如，可使用GPS、惯性导航、光流、无线电导航、视觉定位(例如VSLAM)和/或其它定位技术或其组合来确定位置。因此，可(至少部分地)使用传感器来确定机器人割草机10相对于地块20的边界或其它关注点(例如，起点或其它关键特征)的位置，或确定机器人割草机10随时间移动的位置历史或轨迹。传感器还可检测碰撞、翻倒或各种故障情况。在某些情况下，传感器还可或替代地收集与地块20上的特定位置关联的各种可测量参数(例如，水分、温度、土壤条件等)。进一步地，在某些情况下，传感器可用于检测斜坡和/或影响牵引的情况以及机器人车辆试图转弯的量或角度。如以下将讨论，机器人割草机10可配置成基于各种因素控制转弯角度以优化转弯能力，同时使与在某些状况或情况下进行大角度转弯关联的任何风险降至最低。
在实例实施方式中，机器人割草机10可由一个或多个可充电电池供电。因此，机器人割草机10可配置成返到位于地块20的某些位置处的充电站40以为电池充电。电池可为机器人割草机10的驱动系统和刀片控制系统供电。然而，机器人割草机10的控制电路12可选择性地控制向驱动系统和/或刀片控制系统供电或施加其它控制信号，以指导驱动系统和/或刀片控制系统进行操作。因此，控制电路12可以以下方式控制机器人割草机10在地块20上移动，即，使得机器人割草机10能够在系统性地穿过地块的同时操作切割刀片切割地块20上的草。在机器人车辆并非割草机的情况下，控制电路12可配置成控制另一个可替代刀片控制系统的功能性或工作性组件。
在一些实施方式中，控制电路12和/或充电站40处的通信节点可配置成经由与无线通信网络48关联的无线链路46与远程操作者44(或使用者)的电子装置42(例如，个人计算机、基于云的计算机、服务器、移动电话、PDA、平板电脑、智能手机等)无线通信。无线通信网络48可经由电子装置42在远程操作者44与机器人割草机10之间提供可操作耦接，电子装置可用作机器人割草机10的遥控装置或可接收指示机器人割草机10的操作或与操作有关的数据。然而应理解，无线通信网络48可包括有助于所使用的通信链路和协议的附加或内部部件。因此，无线通信网络48的一些部分可使用附加部件以及连接，其可为有线和/或无线的。例如，充电站40可与连接至无线通信网络48的计算机或服务器有线连接，然后它可无线连接至电子装置42。再如，机器人割草机10可无线连接至无线通信网络48(直接或间接)，而无线通信网络48的一个或多个服务器与远程操作者44的PC之间可建立有线连接。在一些实施方式中，无线通信网络48可以是数据网络，例如局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)(例如，互联网)等，该数据网络可将机器人割草机10耦接至诸如处理元件(例如，个人计算机、服务器计算机等)或数据库的装置。因此，无线通信网络48与装置或数据库(例如，服务器、电子装置42、控制电路12)之间的通信可通过有线或无线通信机构和相应的协议实现。
图2图示了处理电路12的各种部件的框图，以图示实现或提高机器人割草机10的功能性性能的一些部件并便于描述实例实施方式。在一些实例实施方式中，控制电路12可包括设置在机器人割草机10上的定位模块80和/或传感器网络90或与之通信。如此，例如，在某些情况下，可由控制电路12执行、在控制电路12的控制下执行或与控制电路12配合执行定位模块80和/或传感器网络90的功能。
控制电路12可包括处理电路110，根据本发明的实例实施方式该处理电路可配置成进行数据处理或执行控制功能和/或其它处理和管理服务。在一些实施方式中，处理电路110可实现为芯片或芯片组。换言之，处理电路110可包括一个或多个物理封装(例如，芯片)，包括在结构组件(例如，基板)上的材料、部件和/或电线。结构组件可提供物理强度、保持尺寸，和/或限制其上包括的部件电路的电相互作用。因此，在某些情况下，处理电路110可配置成在单个芯片或单个“芯片上系统”上实现本发明的实施方式。如此，在某些情况下，芯片或芯片组可构成执行一项或多项操作以提供本文描述的功能的构件。
在实例实施方式中，处理电路110可包括处理器112和存储器114的一个或多个实例，该处理器和存储器可与装置接口120和在某些情况下与用户接口130通信或控制它们。如此，处理电路110可实现为电路芯片(例如，集成电路芯片)，其配置成(例如，与硬件、软件或硬件和软件的组合一起)执行本文描述的操作。然而，在一些实施方式中，处理电路110可实现为机载计算机的一部分。在一些实施方式中，处理电路110可经由单个数据总线与机器人割草机10的电子部件和/或传感器通信。如此，数据总线可连接至机器人割草机10的开关部件、传感部件和/或其它电控制部件的多个或全部。
处理器112可以多种不同方式实现。例如，处理器112可实现为各种处理器件，诸如微处理器或其它处理元件、协处理器、控制器或各种其它计算装置或处理装置(包括集成电路，例如ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程序门阵列)等)中的一个或多个。在实例实施方式中，处理器112可配置成执行存储器114中储存的指令或可访问处理器112。如此，无论是由硬件还是由硬件与软件的组合配置而成，处理器112可表示根据本发明的实施方式的能够执行操作且相应地配置的实体(例如，在物理上实现为电路-处理电路110的形式)。因此，例如，当处理器112实现为ASIC、FPGA等时，处理器112可以是用于实施本文描述的操作的经特定配置的硬件。替代地，作为另一个实例，当处理器112实现为软件指令执行器时，指令可将处理器112特定配置成执行本文描述的操作。
在实例实施方式中，处理器112(或处理电路110)可体现为：包括机器人割草机10的定位模块80、传感器网络90和/或其它功能性部件100，或者是控制与机器人割草机10相关联的定位模块80、传感器网络90和/或其它功能性部件100。如此，在一些实施方式中，可以说处理器112(或处理电路110)响应于对处理器112(或处理电路110)进行相应配置的指令或算法的执行而通过分别指导定位模块80、传感器网络90和/或其它功能性部件100承担相应的功能，引发结合定位模块80、传感器网络90和/或其它功能性部件100描述的每一项操作。这些指令或算法可将处理电路110配置成，从而还将机器人割草机10配置成，用于根据所提供的指令在物理世界中执行相应功能的工具。
在示例性实施方式中，存储器114可包括一个或多个可固定或拆卸的非暂时性存储装置，例如易失性和/或非易失存储器。存储器114可配置成存储信息、数据、应用程序、指令等以使定位模块80、传感器网络90和/或其它功能性部件100能够执行根据本发明的示例性实施方式的各种功能。例如，存储器114可配置成缓冲输入数据以便处理器112进行处理。此外或替代地，存储器114可配置成存储由处理器112执行的指令。作为再另一种替代方案，存储器114可包括一个或多个数据库，该一个或多个数据库可响应于来自机器人割草机10的各种传感器或部件的输入而存储各种数据集。除了存储器114中已存储的内容之外，可存储由处理器112执行的应用程序以执行与每一个应用程序关联的功能。
用户接口130(如果实现的话)可与处理电路110通信以在用户接口130处接收用户输入指示和/或向使用者提供听觉、视觉、机械输出或其它输出。如此，用户接口130可包括，例如显示器、一个或多个按钮或按键(例如，功能按钮)，和/或其它输入/输出机构(例如，麦克风、扬声器、光标、操纵杆、灯等)。
装置接口120可包括一个或多个用于使得能够与其它装置局部或远程通信的接口机构。在某些情况下，装置接口120可以是配置成从与处理电路110通信的传感器或其它部件接收数据或向其传输数据的任何器件，例如以硬件或硬件和软件的组合实现的装置或电路。在一些实例实施方式中，装置接口120可提供接口以经由有线或无线通信接口从控制电路12、定位模块80、传感器网络90和/或其它功能性部件100实时传送数据，作为数据采集之后下载的数据包或在一个或多个任何类型的突发传输中传送的数据包。
定位模块80可配置成利用一个或多个传感器确定机器人割草机10的位置并引导机器人割草机10继续移动以覆盖地块20的合适范围。如此，机器人割草机10(或更具体地，控制电路12)可利用位置信息确定割草机的轨迹并使割草机的轨迹覆盖整个地块20以确保将整个地块的草割除。因此，定位模块80可配置成引导机器人割草机10的运动，包括机器人割草机10的速度和方向。机器人割草机10包括的传感器网络90的各种传感器可作为定位模块80的一部分或与其通信以例如确定车辆的速度/方向、车辆的位置、车辆的定向等。传感器也可用于确定马达运行时间、机器工作时间以及其它操作参数。在一些实施方式中，可包括定位和/或定向传感器(例如，全球定位系统(GPS)接收器和/或加速计)作为定位模块80的一部分，以监控、显示和/或记录有关车辆位置和/或定向的数据。在实例实施方式中，传感器网络90可包括角度传感器190，该角度传感器可配置成确定机器人割草机10(或机器人割草机10的一组车轮或各个底盘部分)的转弯角度。
可以多种不同形式提供角度传感器190，以下将更详细地对其中一些形式进行描述。然而，在某些情况下，角度传感器190可以是任何器件，例如以硬件或硬件和软件的组合实现的装置或电路，其配置成确定一个底盘部分或一组车轮相对于另一个底盘部分或另一组车轮的转弯角度。
图3图示了实例实施方式的机器人割草机10的一些部件的框图。就此而言，如图3所示，机器人割草机10可包括第一底盘平台200和第二底盘平台210。第一底盘平台200和第二底盘平台210可彼此分隔开，且可经由组合联动装置220能操作地彼此耦接。在一些实施方式中，除了经由组合联动装置220可操作耦接之外，第一底盘平台200和第二底盘平台210可彼此不接触。
在实例实施方式中，第一底盘平台200和第二底盘平台210的每一个均可支撑一个或多个车轮。在第一底盘平台200和第二底盘平台210的每一个支撑相应的一组两个车轮的情况下，第一车轮组件202可相对于机器人割草机10的纵向中心线在第一底盘平台200的相对两侧设有单个车轮。第二车轮组件212可相对于机器人割草机10的纵向中心线在第二底盘平台210的相对两侧设有车轮。第一车轮组件202和第二车轮组件212的轴距可相同或不同。在实例实施方式中，第一车轮组件202和第二车轮组件212的轴距可分别与第一底盘平台200和第二底盘平台210各自的宽度大体相同。此外，在某些情况下，第一底盘平台200和第二底盘平台210的宽度可不同，这样使得其中一个这种平台相比另一个平台具有更宽的宽度(因此具有更宽轴距)。
在一些实例实施方式中，第一车轮组件202的每一个车轮可由单个第一驱动马达(在一些实例中，其可以是电动机)提供动力。第二车轮组件212的每一个车轮也可由单个第二驱动马达(其也可以是电动机)提供动力。在这种实例中，动力可从各驱动马达输送(选择性地或连续地)至车轮的每一个，这样使得驱动力可输送至机器人割草机10的所有四个车轮。因此，可将机器人割草机10视为全轮驱动(AWD)机器人车辆。
在实例实施方式中，如图3所示，车轮的每一个可具有其自己的单独驱动马达。因此，第一车轮组件202的每一个车轮可由第一组驱动马达204(其每一个可以是电动机)中的相应驱动马达提供动力。第二车轮组件212的每一个车轮也可由第二组驱动马达214(其每一个可以也是电动机)中的相应驱动马达提供动力。在这种实例中，动力可从各驱动马达(选择性地或连续地)输送至车轮的每一个，这样使得驱动力可输送至机器人割草机10的所有四个车轮，从而再次提供AWD机器人车辆。应理解，就其各自的车轮的旋转方向和转弯速度而言，第一组驱动马达204和第二组驱动马达214中的每一个驱动马达可(经由控制电路12)单独受控。因此，每一个车轮可同时以不同速度在不同方向转弯(或以相同速度在相同方向转弯)。这种控制水平可使得控制电路12能够基于与机器人割草机10的预定路线以及机器人割草机10所处状况和地形关联的情境因素智能地控制车轮的操作使其最佳地转弯。
如从图3可理解，控制电路12和驱动马达可经由供电单元230供电。供电单元230可以是可由第一底盘平台200或第二底盘平台210的其中之一支撑的可充电电池或电池组。虽然图3示出供电单元230和控制电路12位于第一底盘平台200上，但是应理解，在替代实施方式中供电单元230和控制电路12可设置在第二底盘平台210上。此外，在某些情况下，供电单元230可分布在第一底盘平台200和第二底盘平台210两者上。当电力和控制托管于其中一个底盘平台上时，在某些情况下，可穿过组合联动装置220或靠近组合联动装置220设置向另一个平台的部件提供电力和/或控制的线或其它连接件。在又一其它实施方式(参见图12)中，供电单元230和控制电路12可各自位于相对的第一底盘平台200和第二底盘平台210上。
组合联动装置220可用于将第一底盘平台200能操作地耦接至第二底盘平台210，如上所述。在一些实施方式中，组合联动装置220可配置成在同一结构内提供不同耦接特征部的组合。不同的耦接特征部可包括，例如固定附件、非固定附件、允许绕转弯轴线旋转的附件，和/或允许绕大体垂直于转弯轴线的枢转轴线枢转的附件。
如从图3可理解，组合联动装置220可经由第一联接件222能操作地耦接至第一底盘平台200，并经由第二联接件224能操作地耦接至第二底盘平台。在实例实施方式中，组合联动装置220可利用以上列出的耦接特征部中的至少两个。就此而言，应注意，利用的至少两个耦接特征部可用在相同联接件或不同联接件上。因此，例如，第一联接件222既可绕转弯轴线旋转又可绕大体垂直于转弯轴线的枢转轴线枢转。替代地，例如，第一联接件222可以是允许绕转弯轴线旋转的附件，而第二联接件224可以是固定附件(即，无柔性，但在转弯期间以及在直的前行操作期间在组合联动装置220与第二底盘平台210之间保持固定定向)。
在一些实施方式中，转弯马达228可由供电单元230供电并由控制电路12控制以便于机器人割草机10转弯，如以下更详细所述。然而，可完全通过控制车轮转弯的速度和方向来处理机器人割草机10的转弯。因此，在一些实施方式中可完全省去转弯马达228。
图4包括图4A和4B，图示了根据一个实例实施方式的机器人割草机10的透视图。就此而言，图4A示出了机器人割草机10被操纵而向前直行，而图4B示出了机器人割草机10执行转弯。在图4的实例中，机器人割草机示为具有覆盖第一底盘平台200的第一壳体300和覆盖第二底盘平台210的第二壳体310。图4所示壳体仅仅是示例性的，而不应视为以任何方式进行限制。即便如此，理想的是将组合联动装置220覆盖或使其不可见，因此在本实例中，第一壳体300示为覆盖在组合联动装置220上，且还覆盖第二壳体310的至少一部分。如此，就相对于组合联动装置220的关系或定向而言，第一壳体300可保持固定(即便在转弯期间)，但第二壳体310相对于第一壳体300和组合联动装置220的定向在转弯期间可改变。
图5和图6示出了用于利用组合联动装置220的两个不同实例结构。就此而言，图5(包括图5A和5B)图示了机器人割草机10的俯视图(图5A)和透视图(图5B)，其中第一壳体部分和第二壳体部分已移除。在图5中，组合联动装置220实现为呈C形或U形的弯曲构件，该弯曲构件提供了很大空隙，使得第二车轮组件212的车轮的任一个能够自由地从组合联动装置220下方通过。同时，图6(包括图6A和6B)图示了机器人割草机10的俯视图(图6A)和透视图(图6B)，其中第一壳体部分和第二壳体部分已移除以示出替代组合联动装置220'设计。在图6中，组合联动装置220'实现为相对较直的构件，其未提供很大空隙，使得第二车轮组件212的车轮的任一个不能自由地从组合联动装置220下方通过。因此，对于本实例，转弯半径受到一定限制。
参考图5，本实例的组合联动装置220与第一底盘平台200固定连接。如此，组合联动装置220沿着机器人割草机10的纵向中心线从第一底盘平台200向后朝第二底盘平台210延伸。组合联动装置220相对于第一底盘平台200在该定向上保持固定。因此，第一联接件222固定(参考图3)。然而，组合联动装置220相对于第二底盘平台210的定向基于机器人割草机10的转弯状况是可变的。当机器人割草机10向前直行时，每一个车轮组件(202和212)的每一个车轮可接收等量驱动力。然而，当转弯时，至少一些车轮可接收不等量的驱动力(例如，速度和/或方向不同)。当转弯时，第二底盘平台210可因此开始绕转弯轴线400旋转。因此，第二联接件224(参考图3)包括允许绕转弯轴线400旋转的附件。
如图5B所示，组合联动装置220为C形或U形，其可由分别靠近第一底盘平台200和第二底盘平台210的相应提升臂而形成。提升臂可大体彼此平行且大体垂直于机器人割草机10的纵向中心线(正交于地表面)向上延伸。同时，横臂可在提升臂之间延伸以形成相对于地面倒置的C或U形的底座(因此，C或U形的开口侧指向下)。横臂可大体垂直于每一个提升臂并与地面平行。第二车轮组件212的每一个车轮的直径可小于横臂相对于地面的高度，如此，可使得第二车轮组件212的每一个车轮能够在转弯期间从横臂下方通过，如图5B所示。因此，例如，第二车轮组件212的任一个车轮可从第一底盘平台200与第二底盘平台210之间通过。该布置使得机器人割草机10能够实现急转弯(例如，90度转弯)。此外，虽然第一车轮组件202的公共轴线保持大体垂直于机器人割草机10的纵向中心线，但第二车轮组件212的公共轴线可变且可在大体垂直于机器人割草机10的纵向中心线与大体平行于机器人割草机10的纵向中心线之间移动(且在某些情况下可超过这些限制)。
当利用图6中的组合联动装置220'时，则不允许第二车轮组件212完全在横臂下方移动，如上所述。因此，如图6A最佳所示，第二车轮组件212的公共轴线仍可变，但仅可在大体垂直于机器人割草机10的纵向中心线与相对于机器人割草机10的纵向中心线(在任一方向上)成大约45度角之间移动。因此，图6中的实例的转弯半径略小于图5中的实例可实现的转弯半径。
在一些实例实施方式中，第二联接件224也可配置成使得能够绕大体垂直于转弯轴线的枢转轴线枢转。图7图示了在一实例实施方式中转弯轴线和枢转轴线相对于彼此如何定向。就此而言，图7A图示了将第一底盘平台200连接至第二底盘平台210的组合联动装置220。组合联动装置220包括横臂240、第一提升臂242和第二提升臂244，其分别与上述相同部件对应。如图7A所示，第二提升臂244耦接至耦接臂246，耦接臂246能操作地耦接至转弯组件250。耦接臂246可以能操作地耦接至转弯组件250的底部。转弯组件250允许第二底盘平台210绕转弯轴线400旋转，转弯轴线400大体垂直于机器人割草机10的纵向中心线。然而，耦接臂246与转弯组件250能操作地耦接进一步使得第二底盘平台210能够绕大体垂直于转弯轴线400的枢转轴线410枢转。
在替代实施方式中，如图7B所描绘，组合联动装置可包括两个组合联动装置臂220a和220b。组合联动装置臂220a、220b可以能操作地耦接至耦接臂246，而该耦接臂可以能操作地耦接至转弯组件250的顶部。
在实例实施方式中，可使得第二底盘平台210能够围绕转弯轴线400旋转多达360度。然而，绕枢转轴线410的运动范围可显著减小。就此而言，在某些情况下，绕枢转轴线410的左右枢转量可局限于大约+/-5度或最大+/-10度。图8包括图8A和8B，示出了由于第二底盘平台210绕枢转轴线410枢转的能力，如何绕枢转轴线410枢转可使第一车轮组件202的公共轴线与第二车轮组件212的公共轴线处于不同平面。这使得无论地形如何，均可提高第一车轮组件202和第二车轮组件212跟随并接触地形的能力。就此而言，可在第一车轮组件202的公共轴线与第二车轮组件212的公共轴线之间限定差动平面角α。
图9A图示了转弯组件250的横剖面图以便于描述根据一个实例实施方式的如何实现绕转弯轴线400和枢转轴线410旋转。如图9A所示，转弯组件250可包括安装在转弯轴延伸部420的端部的角度传感器190(或转弯传感器)，转弯轴延伸部420从连接至耦接臂246的转弯轴422延伸。转弯轴422可大体垂直于耦接臂246且可大体平行于第二提升臂244。角度传感器190可配置成监测第二底盘平台210相对于第一底盘平台200和/或机器人割草机10的纵向中心线(或组合联动装置220)的定向。
转弯传感器190可设置成靠近固定支架260，固定支架260内部可容纳电力制动器262。可基于指示当前转弯角度(如由角度传感器190确定的转弯角度)的信息来应用电力制动器262，以将转弯轴422和/或转弯轴延伸部420锁定于特定转弯角度。因此，例如，当解锁电力制动器262时，第二底盘平台210可绕转弯轴线400自由旋转以进行转弯或插入转弯角度以相对于第一底盘平台200将第二底盘平台210定位在理想的角度或定向。当直行或试图保持特定的转弯角度时，可例如在控制电路12的控制下应用电力制动器262，以防止进一步绕转弯轴线400旋转。在实例实施方式中，控制电路12可将当前转弯角度与目标转弯角度进行比较。控制电路12可响应于当前转弯角度满足转弯角度偏离阈值(例如偏离目标转弯角度零度或一度)而应用电力制动器262。类似地，控制电路12响应于当前转弯角度不满足转弯角度偏离阈值而释放电力制动器262。
可因转弯组件250相对于枢转轴线410允许一定量的“游隙”以适应地形和斜坡变化，而使转弯轴422能够绕枢转轴线410枢转。就此而言，可设置轴承组件430(参见图10)，轴承组件430允许转弯轴422(至少在一定程度上)绕枢转轴线410移动。具体而言，转弯组件250(更具体地说，其轴承组件430)可包括枢轴承壳体270，其用于容纳定向成允许绕枢转轴线410枢转的枢轴承272；和转弯轴承壳体280，其用于容纳沿转弯轴422放置以支撑转弯轴422的旋转运动的转弯轴承282。如此，枢轴承壳体270可组装到转弯轴承壳体280的螺丝凸台以使枢轴承壳体270能够枢转(例如，大约+/-5度)。因此，枢轴承壳体270和第二底盘平台210在转弯或向前直行时均能够响应于第二底盘平台210在斜坡或不平地面上的移动而旋转和枢转。
在某些情况下，虽然可通过分别控制提供给第一车轮组件202和第二车轮组件212的至少一些车轮的驱动力的速度和/或方向来实现第二底盘平台210的转弯，但是在一些实施方式中，可经由单独的部件(例如，转弯马达228)直接调整转弯角度。
图9B图示了根据一个实例实施方式的转弯组件250的透视图。电力制动器262可包括电磁体262'和制动盘263。电磁体262'可随第二底盘平台210一起绕转弯轴线400旋转。制动盘263可相对于转弯轴线400静止，并且围绕转弯轴线延伸至至少最大转弯方向，例如至少180度。
图9C图示了根据实例实施方式的电力制动器和转弯组件的透视图。电磁体262'可以能操作地耦接至固定支架260，例如通过铆钉、螺钉、焊接等。固定支架260可以能操作地耦接至第二底盘平台210，这样使得固定支架和电磁体262'可响应于第二安装底盘平台的转弯而转弯。制动盘263可以能操作地耦接至制动盘安装板265。制动盘安装板265可以能操作地耦接至枢轴承壳体270，这样使得制动盘安装板265和制动盘263相对于转弯轴线400静止。
在一个实例实施方式中，制动盘269可包括引导件，例如导棒269和孔269'。导棒269可从制动盘安装板265延伸穿过孔269'，从而允许制动盘263在相对于转弯轴线400静止的同时，朝向和远离电磁体262'移动，如箭头F1所描绘。在一些实例实施方式中，导棒269穿过孔269'，但未穿过制动平面，例如制动盘263的面向电磁体262'的表面。电磁体262'可与制动盘263在任何点处接合，例如当电磁体移动时，其可与制动盘的当前面向电磁体的点接合。
在实例实施方式中，电力制动器262为电永磁体，如以下在图9D中所讨论。在一些实例实施方式中，电力制动器262为摩擦制动器。在电力制动器262为摩擦制动器的实例中，电力制动器可向制动盘263施加制动垫，从而产生足以限制或防止第二底盘平台210意外转弯的摩擦力。在另一个实例实施方式中，电力制动器262可以是卡钳制动器。在电力制动器262为卡钳制动器的实例实施方式中，当电力制动器随第二底盘平台一起绕转弯轴线400移动时，卡钳可在制动盘263的任一侧移行。可由电动机或伺服电动机致动卡钳，从而向卡钳施加张力，卡钳进而会对制动盘263的任一侧施加力。施加于制动盘263任一侧的力可足以限制或防止第二底盘平台210意外转弯。在进一步的实例实施方式中，电力制动器262可以是由螺线管致动的锁定销。在电力制动器262为螺线管致动的锁定销的实例实施方式中，制动盘263可具有一个或多个孔或凹陷。在锁定销被致动的实例中，锁定销可与孔或凹陷的至少其中之一接合，从而限制或防止第二底盘平台210意外转弯。本领域的普通技术人员将会立即明白，本文描述的电力制动器是为了说明的目的，而除了公开的制动器之外的其它制动器可用于在机器人车辆(例如割草机)内提供转向稳定性。
图9D图示了根据实例实施方式的电力制动器262的示图。电力制动器262可包括电磁体902和制动盘263。在实例实施方式中，电磁体902可以是电永磁体。电磁体902可包括两块板906、第一永磁体908、第二永磁体910和绕组912。第一永磁体908可以是内禀矫顽力相对较低(例如，50A/m)的材料，例如AlNiCo(铝镍钴合金)。第二永磁体910可以是内禀矫顽力相对较高(例如，1120A/m)的材料，例如NdFeB(钕)。两块板906和制动盘904可以是软磁体，Hiperco(海波钻铁合金)。线圈912可缠绕在一个或两个永磁体908、910上，并能操作地耦接至电源，电源可以是可选择性地由例如能操作地耦接至控制电路12的螺线管施加。
第一永磁体908和第二永磁体910可定向成使得每一个磁体的北极端能操作地耦接至相对的板906。板906可引导磁通穿过制动盘904，使得拉动制动盘朝电磁体902移动。被引导通过板906和制动盘263的磁通可在电磁体902与制动盘之间施加很大的磁力，例如50-100N。该磁力可足以限制或防止第二底盘平台210意外转弯。如上所述，在未向绕组612施加电流的情况下，电力制动器262通常被锁定或应用。
在控制电路12确定需要改变转弯角度的实例中，可解锁或释放电力制动器262。可向绕组912施加电流，从而感生与第一永磁体908的磁场反向的电磁场。在实例实施方式中，可在释放制动器的同时不断施加电流，或电流可以是脉冲。绕组912的电磁场可使第一永磁体908的磁场反向，这样使得第一永磁体908和第二永磁体910的北极端能操作地耦接至同一板908。板906可通过空气将磁通或磁场集中在电磁体902周围。制动盘263由于磁力和/或重力可移动远离电磁体902，从而释放电力制动器262并允许第二底盘平台绕转弯轴线400转弯。在一些实例实施方式中，在释放了制动器的实例中，可在制动盘263与电磁体902之间设置间隙，从而当电磁体902绕转弯轴线移动时限制或防止制动盘263磨损。
在通过在第一方向上向绕组912施加电流而感生的电磁场脉冲使第一永磁体908的磁场反向的实施方式中，可通过在与第一方向相反的第二方向上向绕组施加电流使永磁体的磁场反向成第一定向。在通过继续施加因连续向绕组912施加电流而感生的电磁场使第一永磁体908的磁场反向的实施方式中，可通过中断向绕组施加电流使永磁体的磁场反向成第一定向。第一永磁体908返回与第二永磁体相反的定向，这可锁定或应用电力制动器262，使得磁场与制动盘263接合，如以上所讨论。
虽然电永磁体的操作通常被锁定，例如断电时被锁定，但本领域的普通技术人员将会立即明白，电永磁体可配置成通常解锁，例如通电时锁定。
此外或替代地，可利用转弯马达228上的齿轮箱的摩擦来保持转弯角度。在一些实例实施方式中，转弯马达228可以是步进马达。可对步进马达的线圈通电以保持步进马达的位置，从而保持转弯角度。在实例实施方式中，电力制动器262可包括插入件或棒，而制动盘263可包括一个或多个孔。可将螺线管致动，以使插入件或棒穿过盘式制动器的孔将电力制动器262锁定。
图9E图示了根据实例实施方式的实例电力制动器262。电力制动器262可包括螺线管，螺线管配置成使锁定杆268枢转。锁定杆268可枢转以与制动盘263接合。锁定杆268与制动盘263之间的摩擦可保持转弯角度。在实例实施方式中，锁定杆268和/或制动盘在接合表面上可包括V型槽以增大摩擦。
图9F图示了根据实例实施方式的实例电力制动器262。与以上参考图9E讨论的电力制动器相似，本实例实施方式的电力制动器262可包括螺线管，螺线管配置成使锁定杆268枢转。锁定杆可配置成推动插入件或棒或从制动盘263上的一个或多个孔内抽出插入件或棒，如参考图9D所讨论。在实例实施方式中，插入件或棒可通过复位弹簧267返回到非致动位置。
图9G图示了根据实例实施方式的实例转弯马达齿轮传动装置。在替代实施方式中，转弯马达228和电力制动器262可由转弯马达齿轮传动装置替代。转弯马达齿轮传动装置可包括电驱动马达245和配置成绕转弯轴线400转弯的蜗轮组件275。蜗轮组件275的摩擦可保持由电驱动马达245设定的转弯角度。
图10A图示了实例实施方式的第二底盘平台210的一部分的剖面图，以图示在某些情况下可如何实现转弯马达228。如图10所示，转弯马达228可以能操作地耦接至齿轮马达290以响应于来自控制电路12的输入而使齿轮马达290转弯。齿轮马达290可以能操作地耦接至齿轮组件292，齿轮组件292能操作地耦接至转弯轴422。因此，通过转弯马达228的操作，转弯轴422可绕转弯轴线400定位或转弯。此外，可利用转弯马达228使转弯轴422转弯，且角度传感器190可监测由转弯马达228的操作实现的转弯角度。当实现所需转弯角度时，角度传感器190可检测实现的转弯角度并告知控制电路12，然后控制电路12可命令转弯马达228停止转弯，且可与电力制动器262接合，如上所述。因此，在控制电路12的控制下可实现并保持精确的转弯角度。
图10B图示了实例实施方式的第二底盘平台210的一部分的剖面图，以示出在替代实施方式中可如何实现转弯组件250，如以上在图7B中所描述。转弯组件250可大体与以上参考图9A-图10讨论的转弯组件相似。转弯组件250可定向成使得转弯传感器190接近转弯组件250的底部，且转弯轴422接近转弯组件250的顶部。在实例实施方式中，转弯组件250可位于第二壳体310外部。转弯组件250可包括盖(例如，塑料盖)以保护转弯组件免受水或碎片的撞击损害。
组合联动装置220的耦接臂246可以能操作地耦接至转弯轴422。转弯组件250可以能操作地耦接至枢转臂248，枢转臂248进而可经由枢转轴247能操作地耦接至第二底盘平台210。在一些实施方式中，枢转臂可包括枢转止挡件249以限制枢转臂248的枢转移行。
图11包括图11A和11B，示出了机器人割草机10的剖面图，图11A中所示机器人割草机10附接有壳体，图11B中所示机器人割草机10的壳体已移除以图示实例实施方式的一些部件。图12图示了机器人割草机10的透视图，其中进一步移除了底盘平台的盖部分以图示实例实施方式的一些部件。参考图11和图12，第一壳体300和第二壳体310均可经由机身悬架500分别能操作地耦接至第一底盘平台200和第二底盘平台210。第一壳体部分300和第二壳体部分310可为机器人割草机10提供理想的美学外观，且还可保护其内部部件免受天气、撞击或其它不希望发生的事件的影响。在实例实施方式中，可用橡胶波纹管密封转弯轴422以允许第二底盘平台210进行枢转运动。也可用毛毡密封材料密封转弯轴422以允许第二底盘平台210进行转弯运动。
组合联动装置220示为固定连接(例如，通过第一联接件222)至第一底盘平台。然而，转弯轴422允许第二底盘平台210旋转(或被旋转)至可由角度传感器190监测的所需角度。可利用电力制动器262来锁定于特定或所需角度(或至少施加一定扭矩以抑制或抵抗转弯轴422的运动)，如上所述。在图12的实例中，供电单元230设置在第二底盘平台210上。同时，切割单元510可由供电单元230供电，但支撑在第一底盘平台200上。所容纳的驱动马达(例如，第一组驱动马达204)可靠近由驱动马达为其提供动力的各个车轮。驱动马达也由供电单元230供电，并且受控制电路12控制。主板520可设置在第一底盘平台200上，在某些情况下主板520可实现为处理电路12。
在某些情况下，由于本文描述的一些实例所体现的设计概念的最佳和基本性质，机器人割草机10的大小可以是可调节的。因此，例如，第一底盘平台200和第二底盘平台210的轴距和尺寸可增大以支撑切割单元510和任何所需数量的切割刀片(一个至多个这种刀片)。
如以上所讨论，可使实例实施方式的机器人割草机10具有相对较紧凑的转弯半径。图13图示了根据实例实施方式的进行转弯的机器人割草机10的俯视图。如图13所示，转弯轴线400限定了当机器人割草机10转弯时第二底盘平台210相对于机器人割草机10的纵向中心线600旋转所绕的轴线。当第二底盘平台210旋转形成转弯时，可以图13所示的方式进行转弯。就此而言，由于由第二底盘平台210绕转弯轴线400的旋转量限定的转弯角度的急转度，第二车轮组件212可为第二车轮组件212的车轮限定两个相应的圆形路径。图13示出了外后轮转弯半径610及内后轮转弯半径620。可认为外后轮转弯半径610限定了机器人割草机10的最小或最紧凑转弯半径。
在第二底盘平台210遵循外后轮转弯半径610和内后轮转弯半径620的同时，如所示，第一车轮组件202也限定了第一车轮组件202的外轮的圆形路径。第一车轮组件202的内前轮大体绕转弯中心点640枢转，转弯中心点640为图13所示所有转弯半径的中心。图13所示的外前轮转弯半径630与转弯轴线400相交，但并非必须总是如此。
如从图13可理解，允许第二车轮组件212的内后轮从第一底盘平台200与第二底盘平台210之间以及组合联动装置220下方通过，以实现所示的相对紧凑的转弯。当进行转弯时，第一车轮组件202的公共轴线650保持大体垂直于机器人割草机10的纵向中心线600。然而，因绕转弯轴线400旋转，第二车轮组件212的公共轴线660发生变化。
如上所示，控制电路12有时可控制提供给机器人割草机10的方向以指导机器人割草机10穿过图1所示整个地块20或地块20的一些部分。在某些情况下，控制电路12可进一步用于提供特定控制指令来控制机器人割草机10的转弯以实现最佳结果。就此而言，当机器人车辆(如机器人割草机10)向3个或4个车轮提供动力时，分别向每一个车轮提供动力使得可对在崎岖不平的地形上转向和保持牵引进行高水平控制。如从以上讨论可理解，任何转弯的中心点均将取决于车轮的中心轴线。具体而言，中心点的地点或位置根据第二底盘平台210的旋转角度变化，且每一个车轮遵循各自的转弯半径。任何一个车轮的滑动均会将草拔掉，因此理想的是设法限制这种滑动。通过利用角度传感器190，可不断监测和/或控制机器人割草机10转弯时所涉及的几何结构。车轮速度、车轮转弯方向和/或转弯角度(例如，经由转弯马达228控制)可均为影响转弯或优化转弯的潜在可控参数。
在实例实施方式中，角度传感器190可配置成检测转弯角度并向控制电路12提供转弯角度指示。然后，控制电路12可与转弯马达228和/或第一组驱动马达204和第二组驱动马达214对接以相应地调节速度和/或角度。当控制速度时，可基于几何公式和来自角度传感器190的输入计算变化的车轮速度。当机器人割草机10向前直行时，可以相同速度驱动所有车轮。然而，当基于速度控制进行转弯时(例如，未使用转弯马达228)，可以不同速度和/或方向操作一个或多个车轮。
图14图示了机器人割草机的概念性表示以示出根据实例实施方式的用于计算进行转弯操作的各种几何值。针对图14，定义了以下术语：
wbf＝前轴距
wbr＝后轴距
af＝前轴长度
ar＝后轴长度
α＝竖直线(即，纵向中心线)与ar之间的角度
β＝(π/2)-α
基于三角法，以下方程可适用于确定每一个车轮的转弯半径：
Figure GDA0001368599180000261
Figure GDA0001368599180000262
Figure GDA0001368599180000263
Figure GDA0001368599180000265
当α不为零时，可基于以下公式确定车轮半径：
Figure GDA0001368599180000266
Figure GDA0001368599180000267
Figure GDA0001368599180000268
Figure GDA0001368599180000269
使用以上公式，当角度α为零时，每一个车轮可以相同速度运转以实现直行。找出四个车轮半径中的最大半径，并将每一个车轮的半径除以该最大半径，得出比值。然后可将车辆速度乘以每一个车轮的比值，使车辆保持以确定的半径行驶。因此，以上计算可用于确定速度/方向，以用于AWD机器人车辆的由传感器控制的车轮转向。
当行驶时，可监测转弯角度以保持或改变第一底盘平台200与第二底盘平台210之间的角度。类似地，还可监测每一个车轮向前和向后运动对转弯角度的相应影响，如上所述。然而，在某些情况下可监测并控制速度、方向和角度或其中的任何一个或全部。图15图示了机器人割草机的概念性表示，以示出根据实例实施方式的用于计算进行转弯操作的各种几何值。
在实例实施方式中，控制电路12可不断进行几何计算以便能够实时控制机器人割草机10的操纵。具体而言，可监测各种静态测量值(例如，轴线长度、车轮半径等)和转弯角度以及速度，以(经由处理电路12)提供控制来实现目标速度和目标角度。可对当前转弯角度与目标转弯角度的差值进行换算，然后调整至合适的角速度(wr)。
相应地，可使用以下讨论的定义和方程进行计算来改变第一底盘平台200与第二底盘平台210之间的角度。在上下文中，可通过使第二底盘平台210围绕转弯轴线400旋转实现转弯角度(例如，第一底盘平台200的航向(其固定为纵向中心线)与第二底盘平台210的航向(其可变且垂直于第二车轮组件的公共轴线)之间的角度差)的改变。在旋转期间，旋转中心位置固定。根据计算，旋转后底盘将会使前底盘运动，计算如下：
wbf＝前轴距
wbr＝后轴距
af＝前轴线长度
ar＝后轴线长度
v＝转弯轴线的角度
wr＝后角速度
Figure GDA0001368599180000271
与之间的角度
Figure GDA0001368599180000281
与
Figure GDA0001368599180000282
之间的角度
由于旋转中心位于相应轴线的中点，因此使得可根据上述后轴距值计算后轮的速度。
Figure GDA0001368599180000283
Figure GDA0001368599180000284
为了计算前轮的运动，可首先计算点B的运动：|||Btot||＝ωr*ar。
运动可分成两个正交部分：
Figure GDA00013685991800002816
其中
Figure GDA0001368599180000287
是前轮轴线的旋转，而
Figure GDA0001368599180000288
是向后(反向)的运动。利用这些项，前轮的运动可确定为：
Figure GDA0001368599180000289
通过投影得出了和
Figure GDA00013685991800002812
的长度：
Figure GDA00013685991800002813
其中
通过其得出了：
通过将测量值(例如，wbf、af等)代入这些计算，可确定底盘之间的角度(v)以及后底盘所需的角速度ωr。简化计算可包括将计算中的ωr设成等于1，然后将输出换算成所需角速度。通过计算驱动每一个车轮的速度，如上所述，可避免车轮滑动或至少可显著减小车轮滑动的可能性。因此，草被拔掉的可能性会很小。
在一些实施方式中，机器人割草机10在移动通过地块20时可遇到各种程度的斜坡。假定是机器人割草机10能够实现的小转弯半径，如果腰部角度大于90度，则机器人割草机10在某些斜坡上翻滚的风险可增大。就此而言，发生翻滚的风险可至少部分地取决于机器人割草机的重心与坡度之间的关系。
图16包括图16A和16B，图示了重心700与穿过每一个下部车轮(就高度而言)与地面的接触点的接触线之间的关系。当车轮定向成不同转弯角度时，该点(被称为交叉点710)发生变化。图16A示出了机器人割草机10的俯视图，其中也相对于重心示出了接触线720。在图16A的实例中，由于车轮全部定向成向前直行，因此交叉点710进一步远离重心700。然而，当第二底盘平台210的车轮转弯90度时，如图16B所示，绘制的接触线710和交叉点720距重心700会近一些。在无斜坡的情况下，这些定向均不会导致翻滚风险。然而，如果斜坡坡度增大，翻滚风险可发生变化。
图17包括图17A和17B，其分别图示了与图16A和16B中的情况相同的情况但是位于给定斜坡上的前透视图。图18包括图18A和18B，图示了机器人割草机10的前透视图，其所处斜坡的坡度大于图17所示斜坡的坡度，且轮子在图18A中已转弯90度而在图18B中仅转弯45度。应理解在图16-18的情况下，每当交叉点720保持在重心700之外时(或视图中的右侧)，机器人割草机10翻滚的风险将会降低。因此，在图17和18中，可限定并以距离Doff表示偏移值。如从图17的实例可理解，图17A中的Doff的大小大于图17B中的Doff。同时，在图18A的实例中，由于交叉点720已移动至重心700之内(或该视图的左侧)，因此Doff实际为负值。因此，图18A中的翻滚风险较高。然而，在相同斜坡上，通过将转弯角度减小至45度而非90度，Doff会变回正值，翻滚风险再次降低。因此，通过监测机器人割草机10操作时所处斜坡的坡度，可以控制转弯角度以确保在较大斜坡上使用较小转弯角度，以便可使翻滚风险保持在低水平。在实例实施方式中，传感器网络90可包括加速计，加速计可配置成确定机器人割草机10的定向，以便可确定机器人割草机10进行操作时所处斜坡的坡度。确定坡度之后，控制电路12可施加转弯角度限制以防止翻滚。
腰部角度可定义为沿着水平面指向带坡度地形的线与从交叉点720和重心700延伸的线之间的角度。因此，可理解图17A、17B和18B中的腰部角度小于90度，而图18A中的腰部角度大于90度。
因此，可使用例如图2至图3中描绘的设备结合图1中的系统来实践本发明的实施方式所涉及的操纵控制。如此，还应理解，可结合用于执行本发明的实施方式或方面的计算机程序产品，通过控制与执行实例实施方式关联的一种或多种方法的执行来实践一些实施方式。图19和图20均图示了根据实例实施方式的用于控制机器人割草机的操作的实例方法的框图。可通过各种构件，例如硬件、固件、处理器、电路和/或与执行包括一个或多个计算机程序指令的软件关联的另一种装置来实施图19和图20中的流程图的每一个方框或步骤以及流程图中的方框的组合。因此，例如，本文描述的程序中的一个或多个可由计算机程序指令实现，计算机程序指令可实现上述程序且可由存储装置(例如，存储器114)存储并由处理电路110(例如，包括处理器112)执行。
如将理解，可将任何这种存储的计算机程序指令加载到计算机或其它可编程设备(即，硬件)上来形成一种机器，这样使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令实施流程图的方框或步骤中指定的功能。这些计算机程序指令也可存储在包括可指导计算机或其它可编程设备以特定方式运行的存储器的计算机可读介质中，这样使得存储在计算机可读存储器中的指令形成包含指令的制品来实施流程图方框或步骤中指定的功能。也可将这些计算机程序指令加载到计算机或其它可编程设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其它可编程设备上执行从而形成由计算机执行的过程，这样使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图的方框或步骤中指定的功能的步骤。就此而言，根据本发明的实例实施方式的方法可包括图19或图20中所示的任何或所有操作。此外，从本文提供的描述中所得出的其它方法也可响应于与这些方法关联的步骤的执行而实施，这些步骤是通过计算机编程而转换成具体地配置成执行这些方法的机器而执行。
在实例实施方式中，用于对机器人车辆进行转向控制的方法可包括：操作800，接收目标转弯角度的指示。可基于遵循编程路线所需的转弯、从转向算法接收的指令、远程提供的指令等生成目标转弯角度。然后，在操作802时可接收当前转弯角度的指示。可不断地、周期性地或响应于各种事件提供当前转弯角度(例如由角度传感器190提供)。一旦接收到目标转弯角度和当前转弯角度，在操作804时则可确定两者之间是否存在差值。操作806，如果不存在差值，则在某些情况下可应用电力制动器以锁定当前转弯角度。操作808，如果存在差值，则可释放电力制动器。
操作810，然后可计算转弯角度修改。可至少部分地基于以上结合对与图14和图15对应的实例进行的描述所讨论的计算来计算转弯角度修改。如此，例如，转弯角度修改可包括确定最佳速度/方向修改和/或转弯马达输入以实现所需转弯角度，从而进行遵循编程路线、接收的指令或转向算法输入所需的转弯。
在某些情况下，操作812，也可接收指示当前倾斜度的信息。然后，操作814，可进行比较以确定当前倾斜度是否超过预定阈值倾斜度。操作816，如果当前倾斜度低于阈值倾斜度，则可基于计算的转弯角度修改来控制转弯角度。操作818，如果当前倾斜度高于阈值倾斜度，则可对转弯角度修改施加限制。操作820，无论是否需要施加限制，均可基于计算的(和/或限制的)转弯角度修改继续实施转向控制。
可以多种方式实现转向控制。图20图示了可实现这种转向控制的其中一种方式的实例。在图20的实例中。在某些情况下，操作822，可提供关于计算的(或限制的)转弯角度修改的指示；操作824，可确定是否借助转弯马达进行转弯。操作826，如果不需要借助转弯马达，则可进行计算(例如，包括以上结合对与图14和图15对应的实例进行的描述所讨论的计算)以确定车轮基于速度进行转弯所需的速度和/或方向。操作828，然后可使用计算的速度/方向，直至当前转弯角度达到目标转弯角度。当然，如果根本未使用转弯马达，则该方法可简单地跳过操作824，直接进行至操作826。
操作830，如果需要借助转弯马达，则可向转弯马达提供动力以开始实现转弯角度(如上所述)。操作832，如果可以将速度控制与转弯马达操作结合，则可确定是否将二者结合。操作834，如果不需要结合，则可向转弯马达提供动力直至当前转弯角度达到目标转弯角度。在只需转弯马达来进行转弯的实例中，可简单地按顺序执行操作822、830和834。
操作836，如果速度控制和转弯马达操作均需要且可以实现，则可在操作832之后进行速度控制计算。之后，操作838，可进行速度/方向控制和转弯马达操作，直至当前转弯角度达到目标转弯角度。
在实例实施方式中，用于进行图19和图20中的上述方法的设备可包括处理电路(例如，处理电路110)，处理电路可包括配置成执行上述操作(800-838)中的一些或每一项的处理器(例如，处理器112)。处理电路360可例如配置成通过执行硬件实现的逻辑功能、执行储存的指令，或执行用于进行每一项操作的算法来执行操作(800-838)。替代地，设备可包括用于执行上述每一项操作的构件。就此而言，根据实例实施方式，用于执行操作(800-838)的构件的实例可包括例如处理电路110。
在一些实施方式中，可增强或修改上述特征，或可添加额外特征。这些增强、修改和添加可以是可选的，且可任意组合。因此，虽然以下列出了一些实例修改、增强和添加，但应理解任何修改、增强和添加均可单独地或以一个或多个组合的方式，或甚至以与列出的所有其它修改、增强和添加组合的方式实现。如此，在实例实施方式中，机器人车辆还可包括角度传感器，角度传感器靠近转弯轴线安装，用于监测第二底盘平台相对于第一底盘平台的转弯角度，角度传感器向处理电路提供指示转弯角度的信息以使处理电路能够基于转弯角度进行转向控制。在机器人车辆的一些实例实施方式中，处理电路将当前转弯角度与目标转弯角度进行比较，响应于当前转弯角度满足转弯角度偏离阈值而应用电力制动器，并响应于当前转弯角度不满足转弯角度偏离阈值而释放电力制动器。在实例实施方式中，机器人车辆还包括转弯马达，转弯马达配置成与联动装置的转弯轴对接以响应于来自处理电路的控制向转弯轴施加旋转力使第二底盘平台相对于第一底盘平台转弯，处理电路配置成在施加旋转力之前释放电力制动器，且每当未施加旋转力时应用电力制动器。
在机器人车辆的一些实例实施方式中，应用电力制动器时，使其断电；释放电力制动器时，使其通电。在机器人车辆的实例实施方式中，电力制动器包括制动盘和电磁体，电磁体配置成当应用时与制动盘接合。在机器人车辆的一些实例实施方式中，制动盘和电磁体包括电永磁体。在机器人车辆的实例实施方式中，制动盘为软磁体。在机器人车辆的一些实例实施方式中，磁场响应于电磁体通电而反向。在机器人车辆的实例实施方式中，制动盘物理连接至导棒，从而允许制动盘响应于应用电力制动器而朝电力制动器移动，并响应于释放电力制动器而移动远离电力制动器。在机器人车辆的一些实例实施方式中，导棒穿过制动盘，但未穿过制动盘面向电磁体的表面所处的平面。在机器人车辆的实例实施方式中，电磁体配置成响应于第二底盘平台绕转弯轴线转弯而绕转弯轴线旋转，而电力制动器相对于转弯轴线静止，且电磁体在绕转弯轴线旋转的不同点处与制动盘的不同点对准。
在机器人车辆的一些实例实施方式中，制动盘围绕转弯轴线延伸至第二底盘平台的至少最大转弯角度。在机器人车辆的实例实施方式中，制动盘围绕转弯轴线延伸至少180度。在机器人车辆的一些实例实施方式中，制动盘响应于电力制动器的应用而被强制置于第一位置，且响应于电力制动器的释放而移动至第二位置。
这些发明所属技术领域中的普通技术人员通过在前面说明书和相关附图中给出的教导，将可以想到本文阐述的这些发明的许多修改和其它实施方式。因此，应理解本发明并不局限于公开的具体实施方式，且修改和其它实施方式也应包括在所附权利要求的范围内。此外，虽然以上说明和相关附图以元件和/或功能的某些示例性组合描述了示例性实施方式，但应理解在不脱离所附权利要求的范围的情况下替代实施方式可提供元件和/或功能的不同组合。就此而言，例如，还设想了一些所附权利要求中可阐述与以上明确描述的元件和/或功能的组合不同的组合。在本文已描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应理解这种优点、益处和/或解决方案可适用于一些实例实施方式，但未必适用于所有实例实施方式。因此，本文描述的任何优点、益处或解决方案对所有实施方式或权利要求而言均不应看作是关键的、必需的或必要的。尽管文中使用了特定术语，但这些术语只是用于一般性和描述性说明，并非进行限制。

Claims (49)

1.一种机器人割草机(10)，包括：
第一底盘平台(200)，包括第一车轮组件(202)；
第二底盘平台(210)，包括第二车轮组件(212)，所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)彼此隔开；以及
组合联动装置(220)，能操作地耦接所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)，
其中所述组合联动装置(220)经由第一联接件(222)能操作地耦接至所述第一底盘平台(200)并经由第二联接件(224)能操作地耦接至所述第二底盘平台(210)，并且
其中所述组合联动装置(220)利用至少两个不同的耦接特征部能操作地耦接所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)，所述至少两个不同的耦接特征部包括使得能够绕转弯轴线(400)旋转的附件，绕所述转弯轴线(400)的旋转改变所述第一底盘平台(200)的航向与所述第二底盘平台(210)的航向之间的角度差，并且包括以下各项中的至少任意一个：固定附件，和使得能够绕大体垂直于所述转弯轴线(400)的枢转轴线(410)枢转的附件。
2.根据权利要求1所述的机器人割草机(10)，其中所述第一联接件(222)包括所述固定附件，所述固定附件使所述组合联动装置(220)沿所述机器人割草机(10)的纵向中心线从所述第一底盘平台(200)向后延伸，并且其中所述第二联接件(224)包括所述使得能够绕转弯轴线(400)旋转的附件。
3.根据权利要求2所述的机器人割草机(10)，其中所述第二联接件(224)进一步包括所述使得能够绕大体垂直于所述转弯轴线(400)的枢转轴线(410)枢转的附件。
4.根据权利要求1所述的机器人割草机(10)，其中所述组合联动装置(220)包括限定C形或U形部分的弯曲形状，当所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯时，所述弯曲形状允许所述第二车轮组件(212)的车轮通过。
5.根据权利要求1所述的机器人割草机(10)，其中所述组合联动装置(220)配置成当所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯时，使得所述第二车轮组件(212)的车轮位于所述组合联动装置(220)的一部分下方。
6.根据权利要求1所述的机器人割草机(10)，其中所述组合联动装置(220)配置成当所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯时，使得所述第二车轮组件(212)的车轮能够从所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)之间通过。
7.根据权利要求1所述的机器人割草机(10)，其中当所述第二底盘平台绕所述转弯轴线转弯时，所述组合联动装置限制允许所述第二车轮组件旋转的量。
8.根据权利要求1所述的机器人割草机，其中所述转弯轴线(400)限定在转弯组件(250)处，该转弯组件放置在所述第二底盘平台(210)上，且其中所述转弯组件(250)包括形成所述第二联接件(224)的一部分的转弯轴(422)，容纳所述转弯轴(422)是为了使得所述第二底盘平台(210)能够绕所述转弯轴线(400)旋转并绕所述枢转轴线(410)枢转。
9.根据权利要求8所述的机器人割草机(10)，其中所述转弯组件(250)包括枢轴承壳体(270)和转弯轴承壳体(280)，所述枢轴承壳体配置成容纳定向成允许绕所述枢转轴线(410)枢转+/-5度的枢轴承(272)，所述转弯轴承壳体配置成容纳转弯轴承(282)，该转弯轴承沿所述转弯轴(422)放置以支撑所述转弯轴(422)的360度旋转运动。
10.根据权利要求1所述的机器人割草机(10)，其中所述第一车轮组件(202)的轴距宽于所述第二车轮组件(212)的轴距。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的机器人割草机(10)，进一步包括：
处理电路(110)，配置成为所述机器人割草机(10)进行转向控制，
其中所述第一车轮组件(202)包括分别由第一组驱动马达(204)的相应驱动马达提供动力的至少两个车轮，而所述第二车轮组件(212)包括分别由第二组驱动马达(214)的相应驱动马达提供动力的至少两个车轮。
12.根据权利要求11所述的机器人割草机(10)，其中靠近所述转弯轴线(400)安装有角度传感器(190)，以监测所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)的转弯角度，所述角度传感器(190)向所述处理电路(110)提供指示所述转弯角度的信息以使得所述处理电路(110)能够基于所述转弯角度进行转向控制。
13.根据权利要求12所述的机器人割草机(10)，其中所述处理电路(110)配置成通过单独控制转弯马达(228)来进行转向控制，所述转弯马达配置成响应于来自所述角度传感器(190)的输入而控制所述转弯角度。
14.根据权利要求11所述的机器人割草机(10)，其中所述处理电路(110)配置成通过单独控制驱动所述第一车轮组件(202)和第二车轮组件(212)各自的每一个车轮的速度或方向来进行转向控制。
15.根据权利要求11所述的机器人割草机(10)，其中所述处理电路(110)配置成通过单独控制驱动所述第一车轮组件(202)和第二车轮组件(212)各自的每一个车轮的速度或方向以及控制转弯马达(228)来进行转向控制，所述转弯马达配置成响应于来自角度传感器(190)的输入而控制转弯角度，所述角度传感器靠近所述转弯轴线(400)安装以监测所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)的转弯角度。
16.根据权利要求1至10中任一项所述的机器人割草机(10)，包括：
处理电路(110)，配置成为所述机器人割草机(10)进行转向控制；以及
角度传感器(190)，靠近所述转弯轴线(400)安装以监测所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)的转弯角度，所述角度传感器(190)向所述处理电路(110)提供指示所述转弯角度的信息以使得所述处理电路(110)能够基于所述转弯角度进行转向控制。
17.根据权利要求16所述的机器人割草机(10)，进一步包括电力制动器(262)，该电力制动器靠近所述联动装置(220)的转弯轴(422)放置，由所述处理电路(110)选择性地应用所述电力制动器(262)以抵抗所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯，并选择性地释放所述电力制动器以允许所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯。
18.根据权利要求16所述的机器人割草机(10)，进一步包括转弯马达(228)，该转弯马达配置成与所述联动装置(220)的转弯轴(422)对接以响应于来自所述处理电路(110)的控制向所述转弯轴(422)施加旋转力以使所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)转弯。
19.根据权利要求18所述的机器人割草机(10)，其中所述处理电路(110)配置成响应于目标转弯角度不同于当前转弯角度而经由所述转弯马达(228)施加所述旋转力。
20.根据权利要求18所述的机器人割草机，其中所述处理电路(110)配置成在施加所述旋转力之前释放电力制动器(262)，且每当未施加所述旋转力时应用所述电力制动器(262)。
21.一种机器人割草机(10)，包括：
第一底盘平台(200)，包括第一车轮组件(202)；
第二底盘平台(210)，包括第二车轮组件(212)，所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)彼此隔开；和
联动装置(220)，固定至所述第一底盘平台(200)并向后延伸以在由转弯组件(250)限定的转弯轴线(400)处能旋转地耦接至所述第二底盘平台(210)，所述转弯组件放置在所述第二底盘平台(210)处，所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)的旋转改变所述第一底盘平台(200)的航向与所述第二底盘平台(210)的航向之间的角度差，
其中所述转弯组件(250)配置成使所述第二底盘平台(210)绕大体垂直于所述转弯轴线(400)的枢转轴线(410)枢转。
22.根据权利要求21所述的机器人割草机(10)，其中所述转弯组件(250)包括枢轴承壳体(270)，该枢轴承壳体配置成容纳定向成允许绕所述枢转轴线(410)枢转+/-5度的枢轴承(272)。
23.根据权利要求21所述的机器人割草机(10)，其中所述转弯组件(250)包括转弯轴承壳体(280)，该转弯轴承壳体配置成容纳转弯轴承(282)，该转弯轴承沿所述联动装置(220)的转弯轴(422)放置以支撑所述转弯轴(422)的360度旋转运动。
24.根据权利要求21所述的机器人割草机(10)，其中所述转弯组件(250)包括枢轴承壳体(270)和转弯轴承壳体(280)，所述枢轴承壳体配置成容纳定向成允许绕所述枢转轴线(410)枢转+/-5度的枢轴承(272)，所述转弯轴承壳体配置成容纳转弯轴承(282)，该转弯轴承沿所述联动装置(220)的转弯轴放置以支撑所述转弯轴(422)的360度旋转运动。
25.根据权利要求21所述的机器人割草机(10)，其中所述转弯组件(250)配置成使得所述第一车轮组件(202)能够在第一平面支撑所述第一底盘平台(200)，而所述第二车轮组件(212)在不同于所述第一平面的第二平面支撑所述第二底盘平台(210)。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的机器人割草机(10)，包括：
处理电路(110)，配置成为所述机器人割草机(10)进行转向控制，
其中所述处理电路(110)配置成监测所述第一底盘平台(200)与所述第二底盘平台(210)之间形成的转弯角度，并监测所述机器人割草机的倾斜度以至少部分地基于所述倾斜度控制所述转弯角度。
27.根据权利要求26所述的机器人割草机(10)，进一步包括加速计和角度传感器(190)，所述加速计配置成测量所述倾斜度，所述角度传感器靠近所述转弯轴线(400)安装以监测所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)的转弯角度。
28.根据权利要求27所述的机器人割草机(10)，其中所述角度传感器(190)配置成向所述处理电路(110)提供指示所述转弯角度的信息以使得所述处理电路(110)能够基于所述转弯角度进行转向控制。
29.根据权利要求28所述的机器人割草机(10)，其中所述处理电路(110)配置成响应于所述倾斜度大于预定量而限制所述转弯角度。
30.一种机器人车辆，包括：
第一底盘平台(200)，包括第一车轮组件(202)；
第二底盘平台(210)，包括第二车轮组件(212)，所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)彼此隔开；
联动装置(220)，能操作地耦接至所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)，这样使得所述联动装置(220)相对于所述第一底盘平台(200)固定，并且这样使得所述第二底盘平台(210)能相对于所述第一底盘平台(200)旋转，其中所述第二底盘平台(210)包括转弯轴线(400)；以及
电力制动器(262)，该电力制动器靠近所述联动装置(220)的转弯轴(422)放置，由处理电路(110)选择性地应用所述电力制动器(262)以抵抗所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯，并选择性地释放所述电力制动器以允许所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯，所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)旋转改变所述第一底盘平台(200)的航向与所述第二底盘平台(210)的航向之间的角度差。
31.根据权利要求30所述的机器人车辆，进一步包括：
角度传感器(190)，该角度传感器靠近所述转弯轴线(400)安装以监测所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)的转弯角度，所述角度传感器(190)向所述处理电路(110)提供指示所述转弯角度的信息以使得所述处理电路(110)能够基于所述转弯角度进行转向控制。
32.根据权利要求31所述的机器人车辆，其中所述处理电路(110)将当前转弯角度与目标转弯角度进行比较；
其中所述处理电路(110)响应于所述当前转弯角度满足转弯角度偏离阈值而应用所述电力制动器(262)，且
其中所述处理电路(110)响应于所述当前转弯角度不满足所述转弯角度偏离阈值而释放所述电力制动器(262)。
33.根据权利要求30所述的机器人车辆，进一步包括：
转弯马达(228)，该转弯马达配置成与所述联动装置(220)的转弯轴(422)对接以响应于来自所述处理电路(110)的控制向所述转弯轴(422)施加旋转力以使所述第二底盘平台(210)相对于所述第一底盘平台(200)转弯，
其中所述处理电路(110)配置成在施加所述旋转力之前释放电力制动器(262)，且每当未施加所述旋转力时应用所述电力制动器(262)。
34.根据权利要求30所述的机器人车辆，其中当施加所述电力制动器(262)时，将所述电力制动器断电；当释放所述电力制动器时，使所述电力制动器通电。
35.根据权利要求30所述的机器人车辆，其中所述电力制动器(262)包括：
制动盘(263)；和
电磁体(902)，配置成当应用时与所述制动盘(263)接合。
36.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)和电磁体(902)包括电永磁体。
37.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)为软磁体。
38.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中磁场响应于所述电磁体(902)的通电而反向。
39.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)物理地连接至导棒(269)，从而允许所述制动盘(263)响应于应用所述电力制动器(262)而朝所述电力制动器(262)移动，并响应于释放所述电力制动器(262)而移动远离所述电力制动器(262)。
40.根据权利要求39所述的机器人车辆，其中所述导棒(269)穿过所述制动盘(263)，但未穿过所述制动盘面向所述电磁体(902)的表面所处的平面。
41.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述电磁体(902)配置成响应于所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯而绕所述转弯轴线(400)旋转，而所述电力制动器(262)相对于所述转弯轴线(400)静止，且
其中所述电磁体(902)在绕所述转弯轴线(400)旋转的不同点处与所述制动盘(263)的不同点对准。
42.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)围绕所述转弯轴线(400)延伸至所述第二底盘平台(210)的至少最大转弯角度。
43.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)围绕所述转弯轴线(400)延伸至少180度。
44.根据权利要求35所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)响应于所述电力制动器(262)的应用而被强制置于第一位置，且响应于所述电力制动器(262)的释放而移动至第二位置。
45.一种机器人车辆，包括：
第一底盘平台(200)，包括第一车轮组件(202)；
第二底盘平台(210)，包括第二车轮组件(212)，所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)彼此隔开；
联动装置(220)，能操作地耦接至所述第一底盘平台(200)和所述第二底盘平台(210)，这样使得所述联动装置(220)相对于所述第一底盘平台(200)固定，并且这样使得所述第二底盘平台(210)能相对于所述第一底盘平台(200)旋转，其中所述第二底盘平台(210)包括转弯轴线(400)；以及
电永磁体电力制动器(262)，包括：
制动盘(263)；和
电磁体(902)，该电磁体配置成当应用时与所述制动盘(263)接合且靠近所述联动装置(220)的转弯轴(422)放置，由处理电路(110)选择性地应用所述电力制动器(262)以抵抗所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯，并选择性地释放所述电力制动器以允许所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯，所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)旋 转改变所述第一底盘平台(200)的航向与所述第二底盘平台(210)的航向之间的角度差。
46.根据权利要求45所述的机器人车辆，其中当施加所述电力制动器(262)时，将所述电力制动器断电；当释放所述电力制动器时，使所述电力制动器通电。
47.根据权利要求46所述的机器人车辆，其中磁场响应于所述电力制动器(262)通电而反向，从而迫使所述制动盘(263)远离所述电力制动器(262)。
48.根据权利要求45所述的机器人车辆，其中所述电力制动器(262)配置成响应于所述第二底盘平台(210)绕所述转弯轴线(400)转弯而绕所述转弯轴线(400)旋转；且其中所述电力制动器(262)相对于所述转弯轴线(400)静止。
49.根据权利要求45所述的机器人车辆，其中所述制动盘(263)围绕所述转弯轴线(400)延伸至所述第二底盘平台(210)的至少最大转弯角度。
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