CN109564436B

CN109564436B - 用于提供稳定性支撑的系统和方法

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Publication number: CN109564436B
Application number: CN201780044004.1A
Authority: CN
Inventors: 贝世猛; 吴振凯; 朱志龙; 包玉奇
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2037-07-04
Also published as: US20190185182A1; WO2018010178A1; CN107124899A; US10953998B2; CN109564436A; CN107124899B; WO2018010578A1

Abstract

提供了用于提供稳定性支撑的系统(100，400，600a)和方法。该系统可以包括：可移动式基座(101，501，601)，其在表面上移动；以及基部(103，401，603)，其可旋转地安装到可移动式基座。调平平台(106)能够可调节地安装到基部(103)，并且可以围绕与基部交叉的枢转轴线枢转。控制臂(108)连接调平平台(106)和基部(103)，并且可以通过调节控制臂的长度来实现调平平台的枢转。替代性系统可以包括支撑架，该支撑架通过至少三个控制臂(404，606)可调节地连接到可移动式基座(501，601)。所述至少三个控制臂可以改变长度，使得支撑架与可移动式基座的角度改变。

Description

用于提供稳定性支撑的系统和方法

背景技术

在可移动物体的行进期间，为该可移动物体上的结构提供稳定性支撑是重要的。例如，当车辆在不平坦的表面上行进时(例如，在斜坡上或者在颠簸路面上)，重心可能改变并因此可能导致侧倾。具有稳定性支撑的结构可以防止车辆在移动期间侧倾，从而提高车辆的稳定性。摄像机拍摄也可以受益于具有稳定性支撑的结构，以实现稳定且平顺的连续镜头。

发明内容

描述了用于提供稳定性支撑的系统和方法。所述系统可以安装在可移动物体上，或者安装在可以联接到可移动物体的装置/基座上。在实施例中，所述系统包括基部，所述基部可旋转地安装到可移动式基座。在一些方面，可移动式基座可以在表面(例如，地面)上移动。调平平台可调节地安装到基部，并且可以围绕与基部平行的枢转轴线枢转。控制臂连接调平平台和基部，并且能够调节长度，以实现调平平台的旋转。

在一些实施例中，可以控制所述系统以便：(a)使基部旋转，以使调平平台的枢转平面与可移动式基座的移动方向基本对齐；以及(b)使调平平台相对于枢转轴线枢转，以便基本保持预定取向。

在替代性实施例中，用于提供稳定性支撑的系统包括基部和支撑架，所述支撑架通过至少三个控制臂可调节地连接到基部。所述至少三个控制臂能够调节长度，以改变支撑架和基部之间的角度。

在一些实施例中，提供了一种可移动式车辆，所述可移动式车辆包括基座和至少三个轮子保持架，所述至少三个轮子保持架中的每一个轮子保持架都可旋转地安装到所述基座。每个轮子保持架可以围绕第一轴线旋转。所述可移动式车辆还包括可旋转地连接到所述轮子保持架中的每一个轮子保持架的轮子。每个轮子可以围绕第二轴线旋转，所述第二轴线与第一轴线不同。所述可移动式车辆还包括实现每个轮子保持架的旋转的第一马达以及实现每个轮子的旋转的第二马达。

还提供了一种用于提供稳定性支撑的系统，所述系统包括设备，所述设备包括：基部，其可旋转地安装到可移动式基座；调平平台，其可枢转地安装到所述基部并且可以相对于与所述基部平行的枢转轴线枢转；以及控制臂，其连接所述调平平台和基部，并且能够调节长度以实现调平平台的旋转。所述系统还包括处理器和程序代码，所述程序代码在由处理器执行时控制所述设备以便：(a)使所述基部旋转，以便基本上将所述调平平台的枢转平面与所述可移动式基座的移动方向对齐；以及(b)使所述调平平台相对于所述枢转轴线枢转，以便基本保持预定取向。

以引用的方式并入的文献

在本说明书中提及的全部出版物、专利和专利申请都以引用的方式并入本文中，直到如同每个单独的出版物、专利或专利申请都被明确地且单独地指出以引用的方式并入本文中的程度。

附图说明

在随附的权利要求书中具体地阐述了本技术的多个实施例的某些特征。通过参考以下详细描述和附图，将获得对本技术的特征和优点的更好的理解，该详细描述阐述了利用本发明的原理的说明性实施例，在附图中：

图1示出了具有用于提供稳定性支撑的系统的车辆；

图2示出了系统的一部分的视图；

图3A至图3C是没有基座和轮子的系统的不同视图；

图4示出了用于提供稳定性支撑的替代性系统；

图5A至图5B是安装在车辆上的如图4所示的系统的不同视图；

图6A至图6B示出了具有用于提供稳定性支撑的另一个系统的车辆；

图7示出了可以安装该系统的车辆；

图8A示出了具有可以连接到基座的轮子保持架的轮子；

图8B示出了检测轮子的取向的传感器；

图9A至图9E示出了轮子和轮子保持架的实施例的不同视图；

图10是用于控制该系统以提供稳定性支撑的情景；

图11A是以框图的方式示出用于提供稳定性支撑的系统的示意图；

图11B是以框图的方式示出用于控制车辆的系统的示意图；

图12是根据本公开的实施例的控制该系统以提供稳定性支撑的流程图；

图13示出了远程控制器；

图14A示出了基于用户输入来计算每个轮子在线性方向上的速度和取向；

图14B示出了基于用户输入来计算在进行转向时每个轮子的速度和取向；以及

图15是根据本公开的实施例的控制轮子的移动的流程图。

具体实施方式

以下某些说明描述了对提供稳定性支撑有用的系统和方法。对于本领域的技术人员而言将明显的是，这样的系统和方法可以用于任何可移动物体或车辆(例如，无人轮子式车辆、无人航空器或无人船只)而没有限制。

在一个实施例中，本公开提供了用于为安装在可移动物体上的设备提供稳定性支撑以防止侧倾并提高系统的稳定性的系统和方法。设备可以安装在可移动式基座上，该基座可以在不平坦的表面上行进(或者在空中飞行，或者在水中航行)。可以基于用户输入来控制基座的移动(例如，方向和速度)。设备可以包括调平平台，该调平平台由一个或更多个控制臂控制，使得调平平台与可移动式基座的相对角度是可调节的。调平平台的方向也可以被调节。可以在调平平台上安装各种结构和部件。

在一些情况下，摄像机安装在连接到调平平台的摄像机机架上，并且可以基于用户输入来调节拍摄方向和角度。传感器可以安装在设备上以检测和确定该设备的状态(例如，取向、位置的变化、速度或倾斜角度)。对于本领域的技术人员而言将明显的是，当可移动式基座倾斜时(例如，当在斜坡上移动时)，可移动式基座的平面与水平取向成一角度。在一些情况下，控制调平平台以保持基本恒定的水平取向。在另一个示例中，控制调平平台以使设备的重心在竖直方向上大致保持在可移动式基座的中心上方。还可以响应于用户输入和传感器的检测数据来调节设备的部件。在一个实施例中，如本文所公开的系统可以响应于表面的倾斜角度和/或移动的方向和速度的变化而主动地调节重心。

在一些实施例中，可移动式基座可以在不平坦的表面上的所有方向上移动，并且可以包括至少三个轮子(例如，如本公开的实施例中所示的四轮子，或其他数量的轮子)。可以单独地控制轮子，以便基于用户输入来改变取向和速度。每个轮子可以由第一马达(例如，旋转马达)来控制以控制轮子围绕第一轴线的旋转，并且由第二马达(例如，速度马达)来控制以控制轮子围绕第二轴线的旋转。第一轴线可以垂直于第二轴线。

如本文所使用的术语“用户输入”或“控制信号输入”是指如下信息：该信息包括但不限于用于控制系统的操作的远程控制器的用户输入或者用户装置上的GUI。例如，用户输入或控制信号输入可以包括用于控制可移动式基座的方向和速度、设备的部件的取向/位置、和/或摄像机的操作的指令。在一些情况下，单独地控制基座的移动和摄像机的拍摄。例如，基于来自远程控制器的用户输入来控制基座的移动，而基于通过用户装置(例如，移动电话机)上的GUI的用户输入来控制摄像机。

图1示出了用于提供稳定性支撑的系统100的示例。系统100可以与本文公开的系统、装置和方法的任何适当的实施例结合使用。系统100包括可移动式基座101，该可移动式基座101安装有多个轮子102。基部103可旋转地安装到可移动式基座101的顶部，并且可以围绕与基座101的平面垂直的轴线旋转。两个底部臂104从基部103的两边突出，并且轴105连接底部臂104的顶端。两个顶部臂107可旋转地安装在轴105上并且附接到调平平台106的底部表面。因此，调平平台106可以围绕轴105枢转。控制臂108连接基部103和调平平台106的一端，而两个支撑臂109连接基部103和调平平台106的另一端。控制臂108的长度是可调节的。支撑立架110从调平平台106的顶部表面突出并且支撑导轨111，该导轨通过旋转基部112而可旋转地连接到支撑立架110的顶部。滑动臂113可移动地安装在导轨111上并且可以沿导轨111滑动。滑动臂113包括：第一臂114，其构造成用于偏航旋转；以及第二臂115，其连接到第一臂114并构造成用于滚转旋转。摄像机机架116连接到第二臂115并且构造成用于俯仰旋转。摄像机117可以安装在摄像机机架116上，用于拍摄视频或照片。可以通过马达或液压动力来实现系统中的部件的调节和移动。

可移动式基座101可以在不平坦的表面上沿任何方向行进。可移动式基座101可以具有正方形形状或任何其他形状。轮子102连接到基座101的角部，并且构造成围绕与基座101的平面垂直的轴线旋转360度。尽管图1中示出了四个轮子，但是容易理解的是，可以安装其他数量(例如，三个、五个、六个、七个、八个或九个)轮子以促进基座101的移动。在一些情况下，基座101可以是无人航空器(例如，无人机)或无人船只的一部分，或者连接到该无人航空器或无人船只。在一个实施例中，可移动式基座101容纳至少一个电池，以用于为系统100的马达和电气部件供电。控制终端或控制电路可以安装在基座101的内部或者该基座上的任何位置处，以用于接收用户输入并相应地控制系统100。

基部103可以具有圆形形状并且定位在基座101的顶部上。马达可以驱动基部103围绕与基座101的平面垂直的轴线相对于基座101旋转。在一些情况下，基部103装配在基座101的顶部的圆形开口内，并由安装在基座101的内部的马达驱动。在另一个示例中，基部103可以具有其他形状并且可以定位在基座101的顶部表面上方。两个底部臂104可以定位成与基部103的彼此面对的周边邻近。底部臂104和轴105承受调平平台106和上部部件的大部分重量，从而用作支点。

调平平台106可以围绕轴105枢转，同时可以改变调平平台106与基部103的相对角度。调平平台106的枢转可以由控制臂108控制，可以通过马达(例如，线性马达)来调节该控制臂的长度。替代性地，控制臂是伸缩筒，并且可以通过油液压来调节长度。支撑臂109包括用作减震器的悬挂系统(例如，线圈上的减震设备或液压阻尼器)。支撑臂109可以包括其他类型的减震器。控制臂108和支撑臂109可以分居轴105的两侧。控制臂108和支撑臂109可以通过铰链接头或其他类型的接头结构连接到调平平台106和基部103。尽管图1中示出了一个控制臂108和两个支撑臂109，但是系统100可以包括其他数量(例如，两个、三个、四个、五个、六个)控制臂和/或其他数量(例如，一个、三个、四个、五个、六个、七个、八个)支撑臂。

在如图1所示的一个示例中，调平平台106具有长方形形状，并且轴105垂直于调平平台106的纵向轴线。调平平台106的长度可以大于基部103的直径(或宽度)。支撑臂109和控制臂108沿着纵向轴线连接到调平平台106的相反端。两个顶部臂107沿着宽度固定到调平平台106的面向基部103的侧面。替代性地，调平平台106可以具有其他形状或尺寸。

支撑立架110从调平平台106的顶部表面突出，垂直于调平平台106的平面。支撑立架110的长度是可调节的。例如，支撑立架110可以包括位于伸缩结构中的多个零件，并且支撑立架110的一个或更多个零件能够缩入其他零件中。可以通过马达或通过液压动力来实现支撑立架110的长度的调节。

支撑立架110的顶部连接到旋转基部112，该旋转基部支撑导轨111。导轨111可以围绕与支撑立架110平行的轴线旋转。旋转马达可以控制导轨111的旋转。导轨111可以包括沿纵向轴线的多个轨道。滑动臂113包括连接器，该连接器可移动地安装在导轨111的轨道上，并且该连接器可以沿着轨道滑动。滑动臂113的滑动和位置可以由马达控制。

在一些情况下，系统100包括具有摄像机机架的结构，以承载摄像机并控制拍摄方向和角度。例如，第一臂114连接到滑动臂113的一侧并朝向调平平台106延伸。第一臂114可以围绕偏航轴线(相对于摄像机117)旋转。第二臂115在远离滑动臂113的一端连接到第一臂114，并且可以围绕滚转轴线旋转。摄像机机架116连接到第二臂115，并且可以围绕俯仰轴线旋转。因此，安装在摄像机机架116上的摄像机117在操作期间可以具有偏航、滚转和俯仰移动。当基座101在不平坦的表面上行进时，可以通过旋转基部103和/或旋转基部112、调节控制臂108和/或支撑立架110的长度、使滑动臂113滑动、以及旋转第一臂114、第二臂115和摄像机机架116来调节摄像机117的拍摄方向和角度。

在一些情况下，在基座101的移动期间，可以旋转基部103以保持调平平台106的枢转平面与移动方向平行。系统100可以包括用于检测基座101、调平平台106、和/或支撑立架110的倾斜角度的传感器。在一些实施例中，系统100可以包括惯性测量单元(IMU)，该惯性测量单元包括加速计和陀螺仪，以用于检测系统100的一个或更多个部件的位置、取向、角度和速度的变化。基于关于系统100的状态的检测数据，调节控制臂108的长度以保持调平平台106处于基本恒定的水平取向。在另一个示例中，控制调平平台以使设备的重心在竖直方向上大致保持在可移动式基座的中心上方。

图2示出了系统200，该系统可以是提供稳定性支撑的系统100的一部分。系统200包括支撑调平平台106的基部103，该调平平台围绕轴105枢转。控制臂108和支撑臂109连接基部103和调平平台106。控制臂108的长度是可调节的，以实现调平平台106的枢转。可以将基部103安装在任何可移动式基座或装置上，并且可以调节控制臂108以改变调平平台106与基部103的相对角度。任何类型结构或设备的结构可以安装在调平平台106的顶部。

在图3A至图3C中示出了没有基座101和轮子102的系统100的不同视图。图3A示出了系统100的侧视图300a，其中，控制臂108和支撑臂109分居轴线的两侧。图3B示出了系统100的前视图300b，其中，两个支撑臂109都是可见的。图3C示出了系统100的俯视图300c，其中，导轨111定位成与调平平台106的纵向轴线成一角度。导轨111可以在与调平平台106平行的平面中旋转360度。在另一个实施例中，导轨111可以在平面中旋转多于或少于360度。

图4中示出了用于提供稳定性支撑的系统400的另一个示例。系统400包括可以安装在任何可移动式基座或装置上的基部401。系统400还包括调平平台403，该调平平台通过多个控制臂404连接到基部401。控制臂404承受调平平台403和任何上部部件的重量。每个控制臂的长度都是可调节的，以便改变调平平台403与基部401的相对角度。控制臂404可以由马达(例如，线性马达)控制，或者可以是通过液压动力驱动的液压缸。在一些实施例中，可以调节控制臂的长度，还可以调节控制臂与调平平台的角度。尽管图4中示出了三个控制臂，但是系统400可以包括其他数量(例如，四个、五个、六个、七个、八个、九个)的控制臂。

在一个实施例中，基部401和调平平台403具有三角形形状。三个控制臂404连接到基部401的三个角部(通过铰链接头402)并连接到调平平台403(通过球窝接头或球状接头405)。替代性地，可以使用任何其他类型的接头将控制臂404连接到基部401和调平平台403。基部401和调平平台403可以具有其他形状，并且控制臂404可以连接到基部401和调平平台403的其他位置。

调平平台403在中心具有开口，支撑立架110插入该开口中。在一个实施例中，支撑立架110牢固地装配在该开口中，以便在移动系统400期间减少或消除支撑立架110的摆动或横向移动。多个杆407从调平平台403的面向基部401的底部表面突出。杆407连接到板408，该板虽然位于调平平台403和基部401之间，但不与调平平台403及基部401接触。在一些方面，杆407用于相对于调平平台403连接和稳定板408。在一些方面，杆407和板408刚性地连接到调平平台403，并且在调节控制臂时与调平平台403一起移动。在一些方面，支撑立架110由调平平台403和板408保持，而支撑立架110的底端安置在板408上。这样，支撑立架110由板408和调平平台403保持，以保持与调平平台403的平面垂直。各种部件可以安装在支撑立架110上，如以上在图1中讨论的。在替代性实施例中，使用其他结构来将支撑立架110连接到调平平台403，使得支撑立架110可以与调平平台403一起移动。

图5A示出了安装在可移动式基座501上的系统400的透视图500a。基座501和轮子502可以类似于图1的基座101和轮子102。系统400的基部401可旋转地安装在基座501上，并且安装马达以驱动基部401相对于基座501围绕与基座501的平面垂直的轴线旋转。在实施例中，基部401包括孔(如图5A所示)，该孔构造成减轻基部401的重量。在实施例中，基部401可以是实心板，或者可以包括一个或更多个开口以减轻基部401的总重量。在另一个实施例中，基部401固定到基座501的顶部并且不能相对于基座501旋转。图5B示出了安装在可移动式基座501上的系统400的俯视图500b。

在一些实施例中，可移动式基座501的移动方向是相对于可移动式基座501而言的，并且可以被称为“向前”、“向后”、“左”和“右”。例如，可移动式基座501的一侧所面向的方向可以被称为“向前”方向。图5B中示出了相对方向的示例。应该理解的是，在其他实施例中，相对于可移动式基座而言的另一个方向可以被称为“向前”方向。

图6A示出了系统600a的替代性实施例，该系统包括用于支撑调平平台的六个控制臂。系统600a包括基座601和轮子602，该基座和轮子可以类似于图1的基座101和轮子102。基部603可旋转地安装在基座601的顶部上。替代性地，基部603固定在基座601的顶部上。在实施例中，基部603具有近似三角形的形状，该近似三角形的形状具有在同一平面上从基部603的每个角部径向地延伸的延伸臂。在替代性实施例中，基部603包括作为基部603的一部分的径向地延伸的延伸臂。控制臂606中的两个控制臂通过铰链接头以“V”形构造连接到基部603的每个延伸臂的远端。在实施例中，远端指的是更远离基部603的中心的端部，并且近端指的是更靠近基部603的中心的端部。调平平台605也具有近似三角形的形状，其中，控制臂606中的两个控制臂通过铰接接头以倒V形构造连接到调平平台605的每个角部。应该理解的是，可以使用其他类型的接头(例如，球窝接头或球状接头)。控制臂606中连接到基部603的相同延伸臂的两个控制臂连接到调平平台605的两个不同角部。每个控制臂的长度都是可调节的，以便改变调平平台605与基部603的相对角度。控制臂606中的每一个控制臂可以由马达(例如，线性马达)驱动，或者可以是通过液压动力驱动的液压缸。在实施例中，控制臂606中的每一个控制臂都由专用马达驱动。在另一个实施例中，每一对控制臂606(例如，以V形构造)由一个马达驱动。替代性地，系统600a可以包括其他数量的控制臂。基部603和调平平台605可以具有其他形状。

调平平台605可以包括开口，支撑立架110通过该开口而牢固地装配。系统600a还可以包括用于稳定和支撑支撑立架110的杆608和板609，该杆和板类似于图4的杆407和板408。协调地对控制臂606进行控制，以调节调平平台605的取向。图6B示出了系统600a的侧视图600b。

图7示出了车辆700的透视图，该车辆包括基座701，该基座通过连接器703而与四个轮子702连接。基座701和轮子702可以分别是基座101、501、601和轮子102、502、602的实施例。车辆700可以与本文公开的系统、设备和方法的任何适当的实施例结合使用。控制终端或信号发送器/接收器可以安装在基座701上，以用于接收控制信号输入。车辆700可以被单独使用或者与安装到车辆700的任何系统/设备组合使用。在一个方面，连接器703能够从基座701拆卸下来。轮子702被单独控制，并且每个轮子都包括用于分别控制取向和速度的两个马达。接下来在图8A至图9E中描述连接器703和轮子702的细节。

在图8A中示出了具有连接器的轮子的示例。连接器包括连接器基部801，该连接器基部可以被锁定在基座701的接收结构中(例如，在基座701的角部处或一侧)。在一个实施例中，连接器基部801的底部连接到安装基部802，该安装基部包括杠杆803，该杠杆在如图8A所示地被向下压向地面时将安装基部802和连接器基部801从基座701的接收结构释放。替代性地，连接器基部801可以包括允许连接器可拆卸地连接到基座701的其他结构。

悬挂机架804可以安装在连接器基部801的顶部上。底部臂805和顶部臂806将连接器基部801连接到竖直臂808。一个或更多个悬挂臂807连接在悬挂机架804的顶部和底部臂805之间。悬挂臂807可以包括任何类型的减震器，诸如但不限于线圈上的减震设备和液压阻尼器。替代性地，可以在系统中使用麦弗逊(MacPherson)支柱以用于减震。竖直臂808固定到轴环810的外壁，而具有马达轴的旋转马达809插入轴环810中并由该轴环保持。马达轴的底部连接到轮子保持架813的顶部中心，因此可以驱动轮子保持架813相对于轴环810旋转。轮子保持架813可以围绕旋转马达809的轴旋转360度。在实施例中，轮子保持架813可以围绕旋转马达809的轴旋转多于或少于360度。在一个实施例中，旋转马达809通过电线连接到安装在基座701上的控制终端(未示出)，以用于接收电力供应和指令信号。

传感器812安装在轴环810的一侧，以用于检测轮子保持架813的取向。一块磁铁811定位在邻近轴环810的周边的轮子保持架813上。在一个实施例中，传感器812是霍尔效应传感器(或“霍尔传感器”)，该传感器在轮子保持架813旋转期间并且当磁铁811靠近传感器812时响应于磁场变化而改变其输出电压。霍尔传感器812不与磁铁811或轮子保持架813的任何部分接触。可以使用其他类型的传感器来检测轮子保持架813的取向。

轮子保持架813包括主臂814和辅助臂815，该主臂和辅助臂彼此面对并且与轮子保持架813的旋转轴线平行。速度马达816安装在主臂814的一端。速度马达816的轴由辅助臂815的一端支撑。在一个实施例中，速度马达816的轴垂直于旋转马达809的轴。定位在主臂814和辅助臂815之间的轮子817安装在速度马达816的轴上，以便围绕速度马达816的轴旋转。轮子817可以具有安装在轮子817的外边缘上的轮胎。可以单独控制旋转马达809和速度马达816。

当发动车辆时，轮子的取向可能是未知的。因此，需要确定每个轮子的初始取向，以便控制轮子旋转到期望的取向。在实施例中，当发动车辆时，可以执行轮子的初始旋转移动，以用于确定轮子的取向。图8B示出了传感器812，该传感器安装在轴环810上，可以在轮子保持架813上的磁铁811移动到传感器812下方时检测磁场变化。在这种情况下，霍尔传感器的电路可以向控制系统或控制终端输出信号，该信号指示轮子保持架813的当前取向。然后，旋转马达809可以控制轮子保持架813继续旋转，直到采用期望的取向。用于检测每个轮子保持架的每个传感器都可以单独运转，因此可以独立地执行对轮子的取向的检测和调节。在实施例中，可以基本上同时执行对轮子的取向的检测和调节。

在图9A和图9B中示出了具有连接器的轮子的另一个示例。图9A及图9B中的轮子保持架与图8A及图8B的轮子保持架在竖直臂连接到保持轮子的结构的方式上略有不同。图9A示出了连接器基部901、悬挂机架794、底部臂905、顶部臂906、一个或更多个悬挂臂907、竖直臂908和旋转马达909，它们类似于如图8A所讨论的连接器基部801、悬挂机架804、底部臂805、顶部臂806、悬挂臂807、竖直臂808和旋转马达809。竖直臂908的底部连接到轴环910的侧面，旋转马达909通过该轴环插入并且旋转马达909的轴连接到轮子保持架913的顶部中心。旋转马达909可以驱动轮子保持架913相对于轴环910围绕旋转马达909的轴旋转360度。在实施例中，旋转马达909可以驱动轮子保持架913相对于轴环910围绕旋转马达909的轴旋转多于或少于360度。

轮子保持架913包括主臂914、辅助臂915和速度马达916，它们类似于图8A的主臂814、辅助臂815和速度马达816。轮子917定位在主臂914和辅助臂915之间，并且安装在速度马达916的轴上以围绕速度马达916的轴旋转。轮子917可以具有安装在轮子917的外边缘上的轮胎。可以单独控制旋转马达909和速度马达916。图9B示出了其中两个悬挂臂907可见的透视图900b和支撑臂914的侧视图。

图9C示出了系统900a的分解图900c。悬挂机架904可以从连接器基部901拆卸下来。轴承918装配在轴环910内，以减少轮子保持架913相对于轴环910旋转时的摩擦。轴承918的非限制性示例可以包括滚珠轴承和滚针轴承。多个夹紧设备919安装在马达臂915上，可选地位于面向轮子917的一侧。夹紧设备919用于固定电线，该电线将速度马达916连接到用于提供电力的控制终端和电源。轮子917安装在轴920上，该轴与速度马达916的轴同轴连接。螺母921和轴承922安装在轴920的一端，以用于支撑轴920。

图9D和图9E示出了部分组装的轮子保持架的不同视图。图9D示出了可以类似于图8A的轴环810的轴环923固定到竖直臂908，以用于保持旋转马达909。滑动环924装配在轴环923内并且具有与轮子保持架913中的导电部件接触的导体。滑动环924允许电力和信号从控制终端通过轮子保持架913传送到速度马达916，即使在轮子保持架913旋转期间也是如此。图9E示出了从部分组装的轮子保持架的底部侧看到的视图900e。替代性地，可以使用其他类型的旋转电连接器来促进电力和信号从轴环923到轮子保持架913的传输。轴环910的面向轮子917的一侧包括多个滚珠轴承925，该滚珠轴承促进轮子保持架913的旋转并减少摩擦。

图10示出了用于控制设备以提供稳定性支撑的示例性系统1000。在控制终端1003处接收控制信号输入1001，该控制终端处理控制信号输入1001。控制终端1003还可以接收指示设备的状态(诸如设备的各种部件的倾斜角度、速度和/或取向)的数据。在一些实施例中，如本文所公开的设备的控制终端1003包括比例-积分-微分控制器(PID控制器)。感测模块1009检测设备的状态并反馈给控制终端1003。应该理解的是，感测模块1009不仅可以检测控制臂1007的状态，而且从联接到设备的任何其他部件(例如，轮子、调平平台、支撑立架、滑动臂、导轨、有效载荷/摄像机等)的传感器接收感测数据。在一个实例中，感测模块1009包括惯性测量单元(IMU)和/或其他类型的传感器。基于控制信号输入1001和设备的当前状态，控制终端1003计算参数以调节设备的部件。例如，控制终端1003可以向实现基部的旋转的基部旋转马达1013发送指令，以便保持调平平台的枢转平面与移动方向平行。控制终端1003还可以向控制臂马达1005发送指令以调节控制臂1007的长度。控制终端1003还可以向实现对支撑立架的长度的调节的支撑立架马达1011、实现滑动臂在导轨上的滑动的滑动臂马达1015、和/或实现导轨的旋转的旋转马达发送指令。在一个实施例中，控制终端1003可以可选地发送指令以控制调节每个轮子的取向和速度的马达1017。

图11A是以框图的方式示出的用于提供稳定性支撑的系统1100a的示意图。系统1100a可以与本文公开的系统、设备和方法的任何适当的实施例结合使用。系统1100a包括用户终端1101，该用户终端可以包括输入/输出模块1103、处理单元1105、非暂时性计算机可读介质1107和通信模块1109。系统1100a还包括感测装置1111，该感测装置可以包括感测模块1113、处理单元1115、非暂时性计算机可读介质1117和通信模块1119。用户终端1101和感测装置1111可以电子地或无线地连接到控制终端1121，该控制终端可以包括处理单元1123、非暂时性计算机可读介质1125和通信模块1127。控制终端1121可以电子地或无线地连接到马达控制模块1131以控制相应的马达，以便调节设备的状态。

用户终端1101可以是远程控制器或安装有GUI的用户装置。用户终端1101可以包括输入/输出模块1103，该输入/输出模块包括允许用户与用户终端1101交互的硬件和软件。输入/输出模块1103可以接收用于控制系统的用户输入数据。在实施例中，输入/输出模块1103可以显示输入数据和/或设备的状态。替代性地或另外地，输入/输出模块1103可以显示由安装在设备上的有效载荷(例如，摄像机)获取的实时有效载荷数据(例如，图像/视频)。

用户终端1101包括处理单元1105，该处理单元可以具有一个或更多个处理器，诸如可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))。处理单元1105可以可操作地联接到非暂时性计算机可读介质1107。非暂时性计算机可读介质1107可以存储可以由用于执行一个或更多个步骤的处理单元1105执行的逻辑、代码和/或程序指令。非暂时性计算机可读介质1107可以包括一个或更多个存储单元(例如，可移动介质或外部储存器诸如SD卡或随机存取存储器(RAM))。在一些实施例中，通过输入/输出模块1103来自用户的输入数据或者来自远程装置(例如，感测装置或其他外部装置)的输入数据可以被存储在非暂时性计算机可读介质1107的存储单元内。非暂时性计算机可读介质1107的存储单元可以存储能够由处理单元1105执行的逻辑、代码和/或程序指令，以执行本文所描述的方法的任何适当的实施例。例如，处理单元1105可以被配置为执行如下指令：该指令使得处理单元1105的一个或更多个处理器处理输入数据及感测数据，和/或计算设备的期望取向和速度的指令。存储单元可以存储待由处理单元1105处理的输入数据和/或计算算法。在一些实施例中，非暂时性计算机可读介质1107的存储单元可以用于存储由处理单元1105产生的处理结果。

处理单元1105可以可操作地联接到通信模块1109，该通信模块被配置为传送和/或接收来自一个或更多个外部装置(例如，控制终端、感测装置、远程控制器或其他外部装置)的数据。可以使用任何适当的通信手段，诸如有线通信或无线通信。例如，通信模块1109可以利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线电、Wi-Fi、点到点(P2P)网络、电信网络、云通信等手段的一个或更多个手段。可选地，可以使用中继站，诸如塔、卫星或移动站。无线通信可以是依赖于接近度的或者与接近度无关的。在一些实施例中，通信可能需要或者可能不需要视距。通信模块1109可以传送和/或接收用户输入、来自感测装置的感测数据、由处理单元1105产生的处理结果、预定的控制数据等中的一者或更多者。

可以以任何适当的配置来布置用户终端1101的部件。例如，用户终端1101的部件中一个或更多个部件可以定位在外部装置(例如，远程控制器或外部显示装置)上，该外部装置与上述部件中的一个或更多个部件通信。系统1100a可以包括一个或更多个用户终端，每个用户终端都包括如图11A所示的用户终端1101的部件中的一个或更多个部件以及/或者其他部件。另外，尽管图11A描绘了单个处理单元1105和单个非暂时性计算机可读介质1107，但是本领域的技术人员将理解的是，这并不意图是限制性的，并且用户终端1101可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施例中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或更多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质可以位于不同的位置处，诸如位于远程控制器、外部终端、显示模块、附加的外部装置上，它们与上述处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或更多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质或者它们的适当的组合进行通信，使得由系统执行的处理和/或存储功能的任何适当的方面可以在前述位置中的一个或更多个位置处发生。

感测装置1111包括感测模块1113，该感测模块可以利用一个或更多个传感器来收集与设备的状态有关的信息。不同类型的感测装置可以包括不同类型的传感器，该传感器可以感测不同类型的信号或来自不同源的信号。例如，包括加速计和陀螺仪的惯性测量单元(IMU)可以用于检测系统的一个或更多个部件的位置、取向、角度和速度的变化。在另一个示例中，霍尔传感器可以检测轮子的取向。在另一个示例中，距离传感器、倾斜传感器和位置传感器也可以用于检测设备的各种部件的移动。感测模块1113可以可操作地联接到具有多个处理器的处理单元1115。在一些实施例中，感测装置1111可以具有可以附接到系统的任何部件的感测模块1113。例如，感测模块1113可以附接到车辆的可移动式基座(例如，101)，附接在调平平台(例如，106、403、605)、支撑立架(例如，110)、旋转基部(例如，112)、导轨(例如，111)、滑动臂(113)、控制臂(例如，108、404、606)、轮子保持架(例如，813、913)、轮子(例如，102、502)上。

处理单元1115可以具有一个或更多个处理器，诸如可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))。处理单元1115可以可操作地联接到非暂时性计算机可读介质1117。非暂时性计算机可读介质1117可以存储能够由用于执行一个或更多个步骤的处理单元1115执行的逻辑、代码和/或程序指令。非暂时性计算机可读介质1117可以包括一个或更多个存储单元(例如，可移动介质或外部储存器诸如SD卡或随机存取存储器(RAM))。在一些实施例中，来自感测模块1113的数据可以被直接传送到非暂时性计算机可读介质1117的存储单元并存储在该存储单元内。非暂时性计算机可读介质1117的存储单元可以存储能够由处理单元1115执行的逻辑、代码和/或程序指令，以执行本文所描述的方法的任何适当的实施例。例如，处理单元1115可以被配置为执行指令，该指令使得处理单元1115的一个或更多个处理器分析来自感测模块1113的感测数据，并基于该感测数据计算出参数以调节该设备。例如，处理单元1115可以被配置为计算用于调节控制臂(例如，图1的控制臂108、图4的控制臂404或图6A的控制臂606)的长度的参数。存储单元可以存储来自感测模块1113的待由处理单元11115处理的感测数据。在一些实施例中，非暂时性计算机可读介质1117的存储单元可以用于存储由处理单元1115产生的处理结果。

处理单元1115可以可操作地联接到通信模块1119，该通信模块1119被配置为传送和/或接收来自一个或更多个外部装置(例如，用户终端1101或控制终端)的数据。可以使用任何适当的通信手段，诸如有线通信或无线通信。通信模块1119可以传送和/或接收来自感测模块1113的感测数据、由处理单元1115产生的处理结果、预定的控制数据、来自用户终端1101的用户输入数据等中的一者或更多者。

可以以任何适当的配置来布置感测装置1111的部件。例如，感测装置1111的部件中的一个或更多个可以定位在设备的与上述中的一个或更多个通信的不同部件/位置上。系统1100a可以包括一个或更多个感测装置，每个感测装置都包括如图11A所示的感测装置1111的部件中的一个或更多个，和/或其他部件。另外，尽管图11A描绘了单个处理单元1115和单个非暂时性计算机可读介质1117，但是本领域的技术人员将理解的是，这并不意图是限制性的，并且感测装置1111可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施例中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一者或更多者可以位于与上述处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一者或更多者或它们的适当的组合进行通信的不同位置，使得由系统执行的处理和/或存储功能的任何适当的方面可以在前述位置中的一个或更多个位置处发生。

控制终端1121包括处理单元1123，该处理单元可以具有一个或更多个处理器，诸如可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))。在一个实施例中，控制终端1121与图10的控制终端1003类似。在一些实施例中，控制终端1121可以被安装在车辆的可移动式基座的内部、顶部上、下方或者一侧，或者可以被定位在车辆上的任何位置。在一些实施例中，控制终端1121和感测装置1111可以定位在同一车辆上。在替代性实施例中，控制终端1121和感测装置1111可以由不同的装置/系统实现。例如，控制终端1121可以安装在车辆的可移动式基座上，而感测装置1111可以安装在摄像机上。

处理单元1123可以可操作地联接到非暂时性计算机可读介质1125。非暂时性计算机可读介质1125可以存储能够由执行一个或更多个步骤的处理单元1123执行的逻辑、代码和/或程序指令。非暂时性计算机可读介质1125可以包括一个或更多个存储单元(例如，可移动介质或外部储存器诸如SD卡或随机存取存储器(RAM))。在一些实施例中，从感测装置1111和/或用户终端1101接收的数据可以被存储在非暂时性计算机可读介质1125的存储单元内。非暂时性计算机可读介质1125的存储单元可以存储能够由处理单元1123执行的逻辑、代码和/或程序指令，以执行本文所描述的方法的任何适当的实施例。例如，处理单元1123可以被配置为执行指令，该指令使得处理单元1123的一个或更多个处理器分析从用户终端1101和/或感测装置1111接收的数据、计算并确定期望的取向和/或速度、和/或生成控制指令以控制马达。在一些实施例中，可以使用非暂时性计算机可读介质1125的存储单元来存储由处理单元1123产生的处理结果。

处理单元1123可以可操作地联接到通信模块1127，该通信模块被配置为传送和/或接收来自一个或更多个外部装置(例如，用户终端1101、感测装置1111、远程控制器或其他外部装置)的数据。可以使用任何适当的通信手段，诸如有线通信或无线通信。通信模块1127可以接收和/或传输来自用户终端1101的输入、来自感测装置1111的感测数据、由处理单元1123产生的处理结果、来自用户终端1101的用户命令等中的一者或更多者。

可以以任何适当的配置来布置控制终端1121的部件。例如，控制终端1121的一个或更多个部件可以定位在设备的与上述中的一个或更多个通信的不同部件/位置。系统1100a可以包括一个或更多个控制终端，每个控制终端都包括如图11A所示的控制终端1121的部件中的一个或更多个部件以及/或者其他部件。另外，尽管图11A描绘了单个处理单元1123和单个非暂时性计算机可读介质1125，但是本领域的技术人员将理解的是，这并不意图是限制性的，并且控制终端1121可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施例中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一者或更多者可以位于与上述处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一者或更多者或它们的适当的组合进行通信的不同位置，使得由服务器执行的处理和/或存储功能的任何适当的方面可以在前述位置中的一个或更多个位置处发生。

马达控制模块1131可以包括多个马达驱动器，每个马达驱动器驱动用于调节系统中的部件的状态的马达。在一些实施例中，马达控制模块1131可以包括电子速度控制件(ESC)和/或其他部件。例如，马达控制模块1131可以控制用于每个轮子的旋转马达和速度马达的马达驱动器。在另一个示例中，马达控制模块1131可以控制用于实现基部和/或导轨的旋转、臂的长度的调节以及滑动臂的移动的马达的马达驱动器。马达控制模块1131可以电子地或无线地连接到控制终端1121。在一个实施例中，系统的每个轮子包括由两个单独的马达驱动器驱动的两个马达(例如，旋转马达和速度马达)。马达驱动器可以从控制终端1121接收控制指令以控制相应马达的操作。在实施例中，马达控制模块1131可以包括可操作地联接到非暂时性计算机可读介质的处理单元。非暂时性计算机可读介质可以存储可以由用于执行一个或更多个步骤诸如分析从控制终端1121和/或感测装置1111接收的数据或指令、计算并确定调节马达的操作的参数的处理单元执行的逻辑、代码和/或程序指令。在一些实施例中，马达控制模块1131和控制模块1121可以安装在同一车辆上。

图11B是示出控制车辆1110的系统111b的另一图示，该车辆可以是如在实施例中的任何实施例中公开的车辆。在一些实施例中，车辆1110可以包括控制终端1121、感测装置1111和控制马达1132的马达控制模块1131。用户终端1110可以与车辆1110的控制终端1121通信以传输用户命令。车辆1110的控制终端1121可以从车辆1110的感测装置1111接收感测数据，并且基于用户命令和感测数据，将控制信号发送到马达控制模块1131以控制马达1132。马达可以包括如本文所公开的任何马达。

图12是示出根据本公开的实施例的提供稳定性支撑的方法1200的流程图。在步骤1201中，用户可以例如通过用户终端1101的输入/输出模块1103输入控制命令，并且设备从用户终端1101接收控制信号。在步骤1203中，通过感测装置1111的感测模块1113检测设备的状态，并且传送到控制终端1121。在步骤1205中，控制终端1121的处理单元1123计算并确定用于控制马达的参数(例如，通过马达控制模块1131)并相应地生成控制指令。在步骤1207中，控制终端1121将所生成的指令传送到马达控制模块1131，以实现对系统的相应部件(例如，如本文的实施例中公开的马达)的调节。

图13示出了根据本公开的实施例的远程控制器1301。远程控制器1301可以无线连接到控制相应的马达以调节设备的状态的控制终端(例如，控制终端1003或1121)或马达驱动器或控制模块(例如，马达控制模块1131)。在一些情况下，远程控制器1301控制车辆(例如，本文公开的实施例中的车辆)在线性方向上的移动以及进行转向。远程控制器1301可以被保持在用户前面(例如，使用一只或两只手)。以下讨论涉及关于远程控制器1301的前后方向和左右方向。在一些实施例中，相对于远程控制器1301的前后方向和左右方向对应于车辆的移动的前后方向和左右方向。

远程控制器1301可以包括用于控制车辆的角度移动的角度控制模块1302以及用于控制车辆的线性移动的线性控制模块1304。角度控制模块1302包括转向手柄1303，该转向手柄被配置为在左右方向上移动以控制车辆左转或右转。在一个实施例中，将转向手柄1303向左移动生成左转输入，而将转向手柄1303向右移动生成右转输入。转向手柄1303连接到包括传感器的相应硬件。传感器被配置为测量转向手柄1303向左或向右的位移并且传输指示相应的用户输入的感测信号。转向手柄1303的位移可以用于确定转向圆的半径。例如，转向手柄1303的位移越大，转向圆的半径就越小，并且转向就越急剧。

线性控制模块1304包括线性控制手柄1305，该线性控制手柄被配置为在前后和左右方向上移动，以用于控制车辆向前、向后、向左或向右行进。在一个实施例中，可以将线性控制手柄1305推向任何方向以控制车辆在不平坦的表面上在任何方向上行进。例如，可以朝左前方向、左后方向、右前方向或右后方向推动线性控制手柄1305。线性控制手柄1305连接到包括至少一个传感器的相应硬件。传感器被配置为测量线性控制手柄1305的方向和位移，并且传输指示相应用户输入的感测信号。线性控制手柄1305的方向可以对应于车辆的移动方向。线性控制手柄1305的位移可以用于确定车辆在相应方向上的速度。例如，线性控制手柄1305的位移越大，车辆在相应方向上行进得越快。

在替代性实施例中，远程控制器1301可以包括代替物理手柄来接收用户输入的触摸屏和GUI。GUI可以被配置为检测手指移动并相应地确定用户指令以控制车辆移动和/或转向。

图14A示出了基于通过线性控制手柄1305的用户输入数据来计算轮子1401至1404的取向和速度。在一个方面，基座的速度v_p与线性控制手柄1305的位移成比例。基于线性控制手柄1305在前后方向上的位移来计算速度v_f。基于线性控制手柄1305在左右方向上的位移来计算速度v_r。基于线性控制手柄1305的方向来计算移动的方向(例如，由从向前方向开始的角度θ_p表示)。基座的中心1406与基座的侧面之间的距离为r，该距离是基座的宽度的一半。基于用户输入，可以使用以下公式来确定每个轮子的速度和取向。

在线性移动中，轮子的速度(v_p1、v_p2、v_p3、v_p4)与基座的速度v_p相同(例如，v_p1＝v_p2＝v_p3＝v_p4＝v_p)。轮子的取向(θ_p1、θ_p2、θ_p3、θ_p4)与基座的移动方向对齐(例如，θ_p1＝θ_p2＝θ_p3＝θ_p4＝θ_p)。速度v_p可以计算为

而角度θ_p可以计算为

图14B示出了基于通过转向手柄1303的输入数据来计算轮子1401至1404的取向和速度。使用基座的中心1406作为原点、向前移动方向作为y轴、并且向右移动方向作为x轴来表示xy坐标系。转向半径l是基座的中心1406与转向圆的中心1407之间的距离。在一个方面，基于转向手柄1303的位移来确定半径l。例如，半径l与转向手柄1303的位移成反比。轮子的转向半径(d₁、d₂、d₃、d₄)是轮子的中心到转向圆的中心1407的距离。

为了进行平稳的转向，每个轮子取向成与相应的轮子的转向半径垂直。在一个实施例中，如图14B所示，轮子1401和轮子1404与中心1407具有相同的距离，并且轮子1402和轮子1403具有相同的距离。由于轮子1401和轮子1404以及轮子1402和轮子1403相对于转向圆的中心1407处于不同的距离，所以轮子1401和轮子1404的速度可以在转向时与轮子1402和轮子1403不同。在示例中，轮子定位在方形基座/基部的四个角部中，并且中心到基座的每侧的距离都是r。当转向半径l大于r时，可以使用以下公式来计算每个轮子与y轴的角度(θ_r1、θ_r2、θ_r3、θ_r4)和速度(v₁、v₂、v₃、v₄)。

θ_r3＝π-θ_r2；

θ_r4＝π-θ_r1；

根据基于来自线性控制手柄1305和转向手柄1303两者的输入所计算的数据，可以使用以下公式来计算轮子的期望角度(θ₁、θ₂、θ₃、θ₄)和速度(v₁、v₂、v₃、v₄)。

θ₁＝θ_p1+θ_r1；v₁＝v_p

θ₂＝θ_p2+θ_r2；

θ₃＝θ_p3+θ_r3；

θ₄＝θ_p4+θ_r4；

在另一个示例中，可移动式基座可以具有其他形状(例如，长方形形状、圆形形状、椭圆形形状等)，并且轮子可以不定位在基部的角部处。可以相应地计算每个轮子的角度和速度数据。

然后，可以将所计算的每个轮子的角度和速度数据传送到相应的马达驱动器。旋转马达可以被驱动以使相应的轮子保持架旋转以采用计算出的取向，而速度马达可以被驱动以为相应的轮子采用所计算的速度。

图15是根据本公开的实施例的基于用户输入来控制轮子的流程图。在步骤1501中，远程控制器例如通过线性控制手柄1305和/或转向手柄1303接收用户输入。在步骤1503中，基于例如线性控制手柄1305和转向手柄1303的方向和位移来计算每个轮子的速度和取向。在一个实施例中，使用如上文在图14A至图14B中讨论的公式来确定每个轮子的期望速度和取向。可以由远程控制器或控制终端执行步骤1503。在步骤1505中，远程控制器或控制终端将所计算的数据和/或控制指令传送到与轮子相关联的每个马达驱动器。在步骤1507中，马达驱动器或控制终端从感测装置接收关于轮子的当前速度和取向的检测数据。作为步骤1507的一部分，马达驱动器或控制终端计算参数以调节每个马达。在步骤1509中，基于在步骤1507所确定的参数，每个马达驱动器控制相应的马达以调节相应的轮子的取向和/或速度。

以下描述几个示例性实施例。在一个实施例中，提供了一种设备，该设备包括：可移动式基座，该可移动式基座构造成在表面上移动；基部，该基部可旋转地安装到可移动式基座；基部马达，该基部马达构造成实现基部的旋转；以及调平平台，该调平平台可调节地安装到基部。上述安装允许调平平台围绕与基部交叉的枢转轴线枢转。设备还包括连接调平平台和基部的控制臂。控制臂构造成通过调节控制臂的长度来实现调平平台的枢转。

设备还可以包括控制臂马达，该控制臂马达构造成实现对控制臂的长度的调节。控制臂马达可以是线性马达或任何其他类型的马达。控制臂可以是伸缩筒。

设备还可以包括连接调平平台和基部的至少一个支撑臂。至少一个支撑臂包括悬挂系统。至少一个支撑臂和控制臂可以分居调平平台的枢转轴线的两侧。

设备还可以包括安装在调平平台上的支撑立架以及可旋转地安装到支撑立架的导轨。设备还可以包括支撑立架马达，该支撑立架马达构造成实现对支撑立架的长度的调节。导轨可以围绕与支撑立架平行的旋转轴线旋转。设备还可以包括可移动地连接到导轨的滑动臂。滑动臂构造成沿导轨滑动。滑动臂可以包括构造成用于俯仰旋转的第一臂，以及连接到第一臂并构造成用于偏航旋转的第二臂。可以通过马达实现导轨的旋转和/或滑动臂的滑动。

设备可以包括构造成用于检测调平平台的方向和倾斜的至少一个传感器。调平平台可旋转地安装到旋转轴，由此允许调平平台围绕旋转轴枢转。旋转轴可以连接到安装在基部上的支点。在一个实施例中，可移动式基座安装有轮子。替代性地，可移动式基座安装在无人机或任何其他车辆上。远程控制器可以用于接收用户输入并通过无线通信控制设备。

设备可以包括处理器和由处理器执行的程序代码。处理器可以控制设备以便根据需要使基部旋转，使得调平平台的枢转的平面与可移动式基座的移动方向平行。设备还可以根据需要来调节角度，使得当表面不平坦时调平平台保持基本恒定的水平取向。

在另一个示例中，提供了一种设备，该设备包括可移动式基座和支撑架，该支撑架通过至少三个控制臂可调节地连接到可移动式基座。至少三个控制臂构造成改变长度，使得支撑架与可移动式基座的角度改变。设备还可以包括控制臂马达，该控制臂马达构造成实现对每个控制臂的长度的调节。设备还可以包括：导轨，其可旋转地安装到支撑架并且可以围绕与支撑架平行的旋转轴线旋转；以及滑动臂，其可移动地连接到导轨。滑动臂构造为沿导轨滑动。可以通过马达实现旋转和滑动。

设备可以包括用于检测可移动式基座的水平取向的水平传感器和/或用于检测支撑架的竖直取向的水平传感器。设备还可以包括处理器和程序代码，该程序代码在由处理器执行时控制设备。可以从水平传感器接收水平信号，并且可以在需要时调节控制臂中的一个或更多个控制臂的长度。因此，当可移动式基座的水平取向改变时，支撑架基本保持基本恒定的竖直取向。在一个实施例中，可移动式基座的水平取向包括从由偏航角、俯仰角和滚转角组成的组中选择的至少一个角度。支撑架的竖直取向至少包括支撑架的倾斜角度。

设备还可以包括：导轨，其可旋转地安装到支撑架并且可以围绕与支撑架平行的旋转轴线旋转；滑动臂，其可移动地连接到导轨。滑动臂构造成沿导轨滑动。程序代码在由处理器执行时对设备进行配置，以调节导轨的旋转角度和/或滑动臂远离导轨的中心的距离。

在另一个示例中，提供了一种可移动式车辆，该可移动式车辆包括：基座；至少三个轮子保持架，每个轮子保持架都可旋转地安装到基座；第一马达，该第一马达构造成实现每个轮子保持架的旋转；轮子，该轮子可旋转地连接到轮子保持架中的每一个；以及第二马达，该第二马达构造成实现轮子中的每一个轮子的旋转。每个轮子保持架可以围绕第一轴线旋转，而每个轮子可以围绕第二轴线旋转，该第二轴线不同于第一轴线。每个轮子保持架的第一轴线可以彼此平行。第二轴线可以垂直于第一轴线。每个轮子保持架可以围绕第一轴线旋转360度。

可移动式车辆还可以包括传感器，该传感器被配置为用于检测每个轮子相对于基座的取向。可移动式车辆还可以包括处理器和程序代码，该程序代码在由处理器执行时控制可移动式车辆。可移动式车辆在接收到改变可移动式车辆的移动方向的输入时可以计算轮子中的每一个轮子的取向和速度。然后，处理器指示轮子保持架中的每一个轮子保持架旋转，使得相应的轮子采用计算出的取向，并指示轮子中的每一个轮子以计算出的速度旋转。处理器还可以控制车辆以使每个轮子旋转，以便基于传感器的检测数据采用初始取向，并且计算从初始取向开始的角度以使每个轮子旋转，使得相应的轮子采用计算出的取向。

可以在计算机程序产品中、使用计算机程序产品或者在计算机程序产品的帮助下实现本发明的特征，该计算机程序产品是(一种或多种)存储介质，或者其上/其中存储有指令的(一种或多种)计算机可读介质，其中，该计算机程序产品可以用于对处理系统进行编程以执行本文给出的任何特征。存储介质可以包括但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微驱动器和磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器装置、磁卡或光卡、纳米系统(包括分子存储器IC)、或者适用于存储指令和/或数据的任何类型的介质或装置。

存储在(一种或多种)机器可读介质中的任何一种介质上的本发明的特征可以结合在软件和/或固件中，以用于控制处理系统的硬件，并用于利用本发明的结果使处理系统能够与其他机制进行交互。这样的软件或固件可以包括但不限于应用程序代码、装置驱动器、操作系统和执行环境/容器。

还可以使用例如硬件部件诸如专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)装置以硬件实现本发明的特征。对于相关领域的技术人员来说，实现硬件状态机以便执行本文描述的功能将是明显的。

另外，可以使用一个或更多个传统的通用或专用电子计算机、计算装置、机器或包括一个或更多个处理器的微处理器、存储器和/或根据本公开的教导编程的计算机可读存储介质来方便地实现本发明。如对于软件领域的技术人员而言将是明显的，基于本公开的教导，熟练的程序员可以容易地准备适当的软件编码。

虽然上面已经描述了本发明的各种实施例，但是应该理解，它们是作为示例而非限制来呈现的。对于相关领域的技术人员将明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

上面已经借助于说明特定功能及其关系的性能的功能构建框描述了本发明。为了便于描述，这些功能构建框的边界通常在本文中被任意定义。可以定义替换边界，只要适当地执行指定的功能及其关系即可。因此，任何这样的替换边界都在本发明的范围和精神内。

已经出于说明和描述的目的提供了本发明的前述描述。其并不意图是详尽的或将本发明限制于所公开的精确形式。本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制。许多修改和变化对于本领域的技术人员而言将是明显的。修改和变化包括所公开的特征的任何相关组合。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适合于预期的特定用途的各种修改。意图由随附的权利要求书及其等同内容来限定本发明的范围。

Claims

1.一种用于提供稳定性支撑的设备，所述设备包括：

基部，其可旋转地安装到可移动式基座；

调平平台，其可枢转地安装到所述基部，并且能够相对于与所述基部平行的枢转轴线枢转；

控制臂，其连接所述调平平台和所述基部，并且能够调节长度以实现所述调平平台的枢转；

支撑立架，其安装在所述调平平台上；以及

导轨，其可旋转地安装到所述支撑立架，并且能够围绕与所述支撑立架平行的旋转轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括：

控制臂马达，其实现对所述控制臂的长度的调节。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制臂马达是线性马达。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制臂是伸缩筒。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括：

至少一个支撑臂，其连接所述调平平台和所述基部，所述至少一个支撑臂包括悬架系统。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个支撑臂和所述控制臂分居所述枢转轴线的两侧。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括：

支撑立架，其安装在所述调平平台上并且具有可调节的长度。

8.根据权利要求7所述的设备，还包括：

支撑立架马达，其实现对所述支撑立架的长度的调节。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括：

滑动臂，其可移动地连接到所述导轨并且能够沿着所述导轨滑动。

10.根据权利要求9所述的设备，还包括：

滑动臂马达，其实现所述滑动臂沿着所述导轨的滑动。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述滑动臂还包括：

第一臂，其提供俯仰旋转；以及

第二臂，其连接到所述第一臂，其中，所述第二臂提供偏航旋转。

12.根据权利要求1所述的设备，还包括：

至少一个传感器，其检测所述调平平台的取向。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述可移动式基座安装有轮子。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述可移动式基座能够安装在无人飞行器（UAV）上。

15.根据权利要求1所述的设备，还包括：

处理器和程序代码，所述程序代码在由所述处理器执行时控制所述设备以便：（a）使所述基部旋转，以使所述调平平台的枢转平面与所述可移动式基座的移动方向基本对齐；以及（b）使所述调平平台相对于所述枢转轴线枢转，以便基本保持预定取向。

16.根据权利要求15所述的设备，还包括：

远程控制器，其与所述设备无线通信，以便接收用户输入来控制所述设备。

17.一种用于提供稳定性支撑的设备，所述设备包括：

基部；以及

支撑架，其通过至少三个控制臂可调节地连接到所述基部，

其中，所述至少三个控制臂能够调节长度，以改变所述支撑架与所述基部之间的角度；

导轨，其可旋转地安装到所述支撑架，所述导轨能够围绕与所述支撑架平行的旋转轴线旋转。

18.根据权利要求17所述的设备，还包括：

控制臂马达，其实现对所述至少三个控制臂中的一个或更多个控制臂的长度的调节。

19.根据权利要求17所述的设备，还包括：

滑动臂，其可移动地连接到所述导轨，所述滑动臂能够沿着所述导轨滑动。

20.根据权利要求17所述的设备，还包括：

用于检测可移动式基座的水平取向的水平传感器。

21.根据权利要求20所述的设备，还包括：

处理器和程序代码，所述程序代码在由所述处理器执行时控制所述设备以便：

接收来自所述水平传感器的水平信号；并且

基于所述水平信号来调节所述控制臂中的一个或更多个控制臂的长度，以将所述支撑架基本保持在预定取向。

22.根据权利要求20所述的设备，其中，所述可移动式基座的水平取向包括从由偏航角、俯仰角和滚转角组成的组中选择的至少一个角度。

23.根据权利要求20所述的设备，其中，所述支撑架的竖直取向至少包括所述支撑架的倾斜角度。

24.根据权利要求21所述的设备，还包括：

滑动臂，其可移动地连接到所述导轨，所述滑动臂能够沿着所述导轨滑动，

其中，所述程序代码在由所述处理器执行时将所述设备配置为调节所述导轨的旋转角度和/或所述滑动臂离所述导轨的中心的距离。

25.根据权利要求20所述的设备，还包括：

用于检测所述支撑架的竖直取向的水平传感器。

26.根据权利要求17所述的设备，还包括：

27.一种可移动式车辆，包括：

基座，如权利要求1-16任一项所述的用于提供稳定性支撑的设备的基部可旋转地安装到所述基座；

至少三个轮子保持架，每个轮子保持架可旋转地安装到所述基座，其中，每个轮子保持架能够围绕第一轴线旋转；

第一马达，其实现每个轮子保持架的旋转；

轮子，其可旋转地连接到所述轮子保持架中的每一个轮子保持架，其中，每个轮子都能够围绕第二轴线旋转，所述第二轴线不同于所述第一轴线；以及

第二马达，其实现所述轮子中的每一个轮子的旋转。

28.根据权利要求27所述的可移动式车辆，其中，每个轮子保持架的第一轴线彼此平行。

29.根据权利要求27所述的可移动式车辆，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线。

30.根据权利要求27所述的可移动式车辆，其中，每个轮子保持架能够围绕所述第一轴线旋转360度。

31.根据权利要求27所述的可移动式车辆，还包括：

传感器，其检测每个轮子相对于所述基座的取向。

32.根据权利要求30所述的可移动式车辆，还包括：

处理器和程序代码，所述程序代码在由所述处理器执行时将所述可移动式车辆配置为：

接收输入，以改变所述可移动式车辆的移动方向；

为所述轮子中的每一个轮子计算取向和速度；

指示所述轮子保持架中的每一个轮子保持架旋转，使得相应的轮子采用计算出的取向；并且

指示所述轮子中的每一个轮子以计算出的速度旋转。

33.根据权利要求31所述的可移动式车辆，程序代码在由处理器执行时进一步将所述可移动式车辆配置为：

使每个轮子旋转，以基于所述传感器的检测数据采用初始取向；并且

计算从所述初始取向开始旋转每个轮子的角度，使得相应的轮子采用计算出的取向。

34.一种用于提供稳定性支撑的系统，所述系统包括：

设备，所述设备包括：

基部，其可旋转地安装到可移动式基座；

支撑立架，其安装在所述调平平台上；

导轨，其可旋转地安装到所述支撑立架，并且能够围绕与所述支撑立架平行的旋转轴线旋转；以及