JP2022514720A - 脚式ロボット - Google Patents

Abstract

脚式ロボットは、複数のブラケットと機械的につながる複数のリンクを備えたフレーム、複数の脚、コンピュータモジュールおよび電力モジュールを備える。フレームは、前部、後部、上部、下部、および側部を形成する。複数の脚は、複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながり、各脚は、膝モータ、外転モータおよび股関節モータを有する。コンピュータモジュールは、複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながり、複数の脚と電気的に通信する。電力モジュールは、複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながり、複数の脚およびコンピュータモジュールと電気的に通信する。

Description

関連出願への相互参照
この出願は、２０１８年９月２６日に出願された米国仮出願第６２／７３６，７３９号、および２０１８年９月２６日に出願された米国仮出願第６２／７３６，７４３号の先行出願の利益を主張する。これらの出願の全ては参照することによりここに含まれる。

脚式ロボットは、その電気機械的複雑さのために、高度に訓練された技術者が立ち会わない限り、保守および修理が困難となり得る。これにより、かかるロボットの機能性と使用が制限される場合がある。特に、技術者がすぐに対応できない場合や、複雑な設計によって修理時間が長くなったり、現場での修理が困難または不可能になったりするような軍事的あるいは警備的な状況などストレスの多い環境では制限される。構成部品が急速に劣化する可能性がある過酷な環境での作業にロボットが必要な場合、あるいは作業中にロボット装置が損傷する可能性が高い場合、問題はさらに複雑になる場合がある。ロボットシステムがモジュ－ル設計され、修理経験が比較的浅いまたはシステム設計の知識が比較的ないユーザによってコアの部品を交換することができれば、有利となり得る。また、ロボットシステムは、人間の存在に反する環境での使用が望まれる場合があるため、人間がロボットシステムに物理的に近接することを要することなく、部品交換が可能であることは有利であり得る。

ロボット、特に脚式ロボットのユーザは、多様な使用事例や環境のために、新たにロボットを購入することなく、多様な主要な部品を交換したい場合がある。例えば、外骨格フレームは、より大きなセンサ、バッテリまたはロボットアクチュエータと脚、またはロボットアクチュエータを収容するため、より大きなサイズにする場合がある。同様に、地下トンネルの探査や階段の登りなどの特定の用途に合わせて脚の長さを調整する場合がある一方で、砂や泥などの特定の基材上を移動したり、水中を泳いだり、重い荷物を運んだりするなどのため、特定の任務や電力要件を満たすために様々な大きさや種類のモータを使用する場合がある。このような互換性により、幅広い使用事例でのロボットの使いやすさが向上し、ユーザにとってのコストが削減される。

さらに、密閉された複数の部品組立品に不活性ガスを個別に注入して陽圧を生成し、外部の可燃性ガス、粉塵、および粒子が部品組立品に入って火災や爆発性の放出を引き起こすことを防ぎ、炭鉱、ガス製造プラント、製油所など、機器の運転が本質的に安全でなければならない環境で使用できることが望ましい。

最後に、すべての電子機器が分離され、機械的に密封され、外部カバー（表膜）なしで運転でき、重量を減らし、特定の部品組立品の交換をより迅速にサポートできる部品組立品の設計を有することが望ましい。

開示の概要

上記の要求および／または問題の一部またはすべては、本開示の特定の実施形態によって対処することができる。

一態様では、本発明は、脚式ロボットであって、複数のブラケットと機械的につながる複数のリンクを有するフレームであって、前部、背部、上部、底部、および側部を形成するフレーム、複数のブラケットのうち１つ以上に機械的につながる複数の脚であって、各脚は膝モータ、外転モータ、および股関節モータを有する複数の脚、複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながり、複数の脚と電気的に通信するコンピュータモジュール、および複数のブラケットのうち１つ以上と機械的につながり、複数の脚とコンピュータモジュールと電気的に通信する電力モジュールを有する脚式ロボットを備える。

詳細な説明は、添付の図面を参照して説明されるが、これらの図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。異なる図において使用される同じ参照番号は、類似または同一の用語を指す。
図１は、本開示の一態様による脚式ロボットの分解斜視図である。 図２は、本開示の一態様によるフレームの斜視図である。 図３は、本開示の一態様による脚部組立品の斜視図である。 図４は、本開示の一態様によるエネルギーボックスの斜視図である。 図５は、本開示の一態様によるコンピューティングボックスの斜視図である。 図６は、本開示の一態様によるフレームの一部の側面図である。 図７は、本開示の一態様による脚部組立品のポッド（pod）の側面図である。 図８は、本開示の一態様によるフレームの一部の上面図である。 図９は、本開示の一態様による、脚部組立品内のポッドの上面図である。 図１０は、本開示の一態様によるセンサパネルの正面図である。

詳細な説明
本発明が完全に理解され容易に実施されるために、ここでは、本発明の好ましい実施形態の非限定的な例によって説明する。説明は、添付の例示の図面を参照する。

図１は、本開示の一態様によるロボットシステム５００の分解斜視図を示す。ロボットシステム５００は、脚部組立品２、コンピューティングボックス３、エネルギーボックス４、および他の部品を固定し、それらと結合するフレーム１を有し得る。フレーム１は、限定しないが、金属、セラミック、プラスチック、複合材料、および木材を含む、意図された環境に適した材料で形成され得る。一般に、多くの用途に通常適している材料は、代表的には、アルミニウム、鋼、または複合材料であり得る。

ロボットシステム５００は、センサパネル５、センサストリップ６、および様々な部品やコネクタをサポートするセンサ筐体を有し得る。これらは、限定しないが、センサ、スクリーン、ボタン、インターフェースポートとバス、スイッチ、電磁界の存在下でも外部ソースとの間で電力を送受信できる電気部品を含む。

センサ部品の非限定的な例としては、カメラ、フォトレジスタ、光電管、フォトトランジスタ、または光電池などの光センサ、マイクなどの音センサ、ＬＭ３４，ＬＭ３５，ＴＭＰ３５，またはＴＭＰ３６センサなどの温度センサ、押しボタンスイッチ、触覚バンパースイッチなどの接触センサ、またはタッチスクリーンなどの静電容量式接触センサ、赤外線（ＩＲ）トランシーバ、超音波センサ、フォトレジスタなどの近接センサ、ＬＩＤＡＲを含むレーザ距離センサやステレオカメラなどの距離センサ、気圧計などの圧力センサ、アナログ式水銀懸濁液ガラス球センサなどの傾斜センサ、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサやデジタル磁気コンパスなどの測位センサ、加速度計などの加速度センサ、ジャイロスコープ、慣性測定ユニット、電圧計などの電気センサ、無線周波数センサ、レーダー、化学センサ、または、情報を送受信したり、環境情報を解析的に有用な信号に変換したりできるその他のデバイスがある。

センサパネル５は、フレーム１の前部、背部、または側部に取り付けられる電気的、感知的およびユーザインターフェースの部品を保持するパネルであってもよい。センサストリップ６は、限定しないが、溶接、クランプ、接着剤、ねじ式固定部、締まりばめ、磁気、フックアンドループ、または同様の接合技術を含む連結技術によって、サイドブラケット８やコーナーブラケット９に取り付けられる電気的および感知的部品の筐体または接続ポイントであってもよい。センサ筐体７は、コンピューティングボックス３、エネルギーボックス４、フレーム１、またはフレーム１に取り付けられたパネルに取り付けられる電気的および感知的部品の筐体であってもよい。センサ筐体７の取り付けは、限定はしないが、接着剤、ねじ式固定部、締まりばめ、磁気、フックアンドループ、または同様の接続機構を含む連結技術によって行うことができ、あるいは、ロボットシステム５００内または上の別の部品に直接埋め込むこともできる。図１に示す非限定的な一態様では、センサ筐体７をコンピューティングボックス３に取り付けることができるが、センサ筐体７は、ロボットシステム５００内の他の部品に移すことができることは明らかである。

引き続き図１を参照すると、フレーム１は、フレーム１およびその上に固定された部品に構造的支持を提供するサイドブラケット８およびコーナーブラケット９を含み得る。サイドブラケット８およびコーナーブラケット９は、ロボットシステム５００の使用目的に応じて、フレーム１と同様の材料でつくることができる。一般に、サイドブラケット８およびコーナーブラケット９は、ロボットシステム５００の特定の機能を念頭に置いて設計することができる。例えば、ロボットシステム５００が大きな荷物を運ぶことを意図している場合、サイドブラケット８およびコーナーブラケット９は、重力に対して荷物をよりよく支持するために、フレーム１の他の部品よりも頑丈な材料で作られてもよい。一般に、多くの用途に適した共通の材料には、鋼、アルミニウム、および複合材料が含まれる。

図１を引き続き参照すると、フレーム１は、１つ以上の脚部組立品２に連結されてもよい。各脚部組立品２は、ロボットシステム５００が制御された態様の環境内で並進的または回転的に移動することができるように、ロボットシステム５００の移動を可能にする。

さらに図１を参照すると、ロボットシステム５００は、ロボットシステム５００の運転および制御を支援する電気およびコンピューティング部品を収容し得るコンピューティングボックス３を含み得る。ロボットシステム５００はまた、ロボットシステム５００への電力を貯蔵および供給することができる部品を収容するエネルギーボックス４を含み得る。図１は、フレーム１のほぼ中央に配置されたコンピューティングボックス３およびエネルギーボックス４を示しているが、ロボットシステム５００の使用目的に応じて、他の構成が可能である。例えば、エネルギーボックス４を上に移し替え、コンピューティングボックス３を下に移し替えてもよい。エネルギーボックス４とコンピューティングボックス３の両方を前方または後方に移してもよい。あるいは、フレーム１内、フレーム１上、またはフレーム１の周囲でさまざまな形態で回転させてもよい。

図２は、本開示の一態様によるフレーム１の図である。フレーム１は、リンクやブラケットから形成されてもよく、サイドブラケット８によってまたはサイドブラケット８に固定されるサイドリンク１０、およびコーナーブラケット９を介してサイドリンク１０によってまたはサイドリンク１０に固定されるエンドリンク１１などがある。１つの非限定的な態様では、追加のエンドリンク１１（図示省略）を、サイドブラケット８を介してサイドリンク１０に垂直に固定してもよく、これにより、重量およびコストは増加するがフレーム１に安定性をさらに与えられる。固定は、溶接、接着剤、クランプ、締まりばめ、または他の接合技術や機構によって行うことができる。サイドリンク１０およびエンドリンク１１は、限定しないが、金属、セラミック、プラスチック、複合材料、および木材を含む運転環境に適した任意の材料で形成することができる。一般に、多くの用途に適した共通の材料には、鋼、アルミニウム、および複合材料が含まれる。１つの非限定的な態様では、サイドリンク１０およびエンドリンク１１は、中空管として形成されてもよい。

サイドリンク１０およびエンドリンク１１は、ロボットシステム５００の１つの部品から他の部品に電力および電子信号を送ることができてもよい。これは、限定しないが、サイドリンク１０およびエンドリンク１１内の集積回路、またはサイドリンク１０およびエンドリンク１１内に収容されたワイヤまたは光ファイバーを含む様々な方法で行うことができる。一部の非限定的な例では、電力および他の信号は、外部ケーブル、サイドリンク１０および/またはエンドリンク１１内に埋め込まれたケーブル。および/またはセンサまたはセンサヘッドがフレーム１に連結されたときに係合する埋め込みコネクタを介して送ることができる。

サイドブラケット８は、フレーム１に構造的支持を提供することができ、エネルギーボックス４およびコンピューティングボックス３などの内部および外部の部品に接続点を提供し得る。一部の非限定的な例では、サイドブラケット８は、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、電磁石、締まりばめ、または他の同様の接続機構でエネルギーボックス４およびコンピューティングボックス３に連結することができる。一部の非限定的な例では、サイドブラケット８は、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、電磁石、締まりばめ、または他の同様の接続機構でセンサパネル５、センサストリップ６およびセンサ筐体７（図１に示す）に連結することができる。

コーナーブラケット９は、フレーム１に構造的支持を提供することができ、センサパネル５、センサストリップ６、およびセンサ筐体７（図１に示す）などの内部および外部の部品への接続点を提供し得る。一部の非限定的な例では、コーナーブラケット９は、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、電磁石、締まりばめ、または他の同様の接続機構でセンサパネル５、センサストリップ６、およびセンサ筐体に連結することができる。

図１または図２には図示されていないが、コンピューティングボックス３、エネルギーボックス４、センサパネル５、センサストリップ６、およびセンサ筐体７を含む内部または外部の部品は、ロボットシステム５００の意図する目的を考慮した設計に応じて、サイドブラケット８、コーナーブラケット９またはフレーム１のいずれかに取り付けられ得ることは明らかである。

サイドブラケット８はまた、位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３を介して脚部組立品２への接続を提供してもよい。位置合わせガイド１２は、ピン、スプライン、エッジコンタクト、または同様の機構を使用して脚部組立品２に取り付けるときに位置合わせおよび耐荷重接続を提供することができる穴、突起（prong）、またはペグ（限定はしない）を含む幾何学的構成であってもよい。位置合わせ固定部１３は、保持機構であってもよい。保持機構は、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、締まりばめ、電磁石、または他の固定を含むコネクタを使用してフレーム１に脚部組立品２を位置合わせする穴、突起、またはペグ（限定はしない）を含む。図２は、位置合わせガイド１２が突起またはペグであり、位置合わせ固定部１３が穴である場合の１つの非限定的な態様を示している。図２には描かれていないが、１つの非限定的な態様では、位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３がコーナーブラケット９に含まれ、それにより、コーナーブラケット９を介して脚部組立品２への接続を可能にしてもよい。このような構成は、特定の運転状況で有利な場合がある。

引き続き図２を参照すると、フレーム１は、荷物固定部１４を含んでいてもよく、これは、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、電磁石、締まりばめ、他の同様のコネクタを使用してフレーム１上に外部デバイスまたは荷物を保持するための保持機構であってもよい。図２は、サイドブラケット８およびコーナーブラケット９の一部として荷物固定部１４を示しているが、荷物固定部１４は、荷物がユーザ固有のニーズに応じてしっかりと固定されるように、フレーム１の任意の場所に、ユーザが希望する任意の構成で配置できる。

ここで図１および図２を参照すると、エネルギーボックス４は、容易かつ意図的に接続を係合または解除するようにサイドブラケット８に接続することができる。図１では、エネルギーボックス４は、フレーム１の下側からサイドブラケット８にあるポート内にスライドさせてもよい。同様に、コンピューティングボックス４は、容易かつ意図的に係合または解除される同様の接続を有し、コンピューティングボックス４がフレーム１の上部を通ってスライドして入ることができるようにしてもよい。

図２を再度参照すると、フレーム１の内部が隔離されたまたは準隔離された環境となるように、パネルを各サイドブラケット８とコーナーブラケット９との間に取り付けてもよい。これらのパネルは、意図された目的に応じて、ユーザの使用に適していると思われる任意の材料でつくることができる。例えば、パネルは装飾、支持、または保護の目的を果たすものであってもよい。図１は、センサパネル５がコーナーブラケット９を介してフレーム１の前部に取り付けられている１つの非限定的な態様によるパネルの例を示す。パネルは、スナップフィット、締まりばめ、電磁石、フックアンドループ、または同様の方法などの接続方法によりサイドリンク１０およびエンドリンク１１に固定して追加で支持することもできる。

図３は、本開示の一態様による脚部組立品２の図である。脚部組立品２は、安全で隔離された環境において、モータ制御電子機器、ならびにモータのサブセット、減速機、トランスミッション、およびエンコーダを含むポッド１５を含み得る。脚部組立品２はまた、位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３のうちの１つ以上を介してフレーム１への連結を可能にするインターフェースブラケット１６を含み得る。ポッド１５は、インターフェースブラケット１６への電気接続を有し、これにより電力および／または電子信号が受信され、ポッド１５内の部品に向けられることによって、ポッド１５の部品に電力および制御を提供することができるようにしてもよい。ポッド１５はまた、ポッド１５の内部部品に電力および電子信号を供給するための追加または代替のインターフェースを提供するポッドコネクタ１８を含み得る。

脚部組立品２はまた、脚部品１７を含み、同部品は下脚にヒンジ連結された上脚を含み、意図された使用に適切であるとみなされる場合、金属、複合材料、プラスチック、セラミック、その他などの材料からつくられ、モータ、減速機、トランスミッション、エンコーダなどの追加の内部起電力部品を含み得る。ポッド１５の部品によって受けられる電気入力に応じて、脚部組立品２は、ロボットシステム５００がその環境を通して独立した動きをすることができるように、フレーム１に対して並進または回転運動を行うことが可能である。上脚を下脚から切り離して、下脚部品の交換を可能にしてもよい。これは、損傷した下脚を修復するために行ってもよいし、下脚を目的の環境により適した構成、例えば異なる形状を有する部品に置き換えるために行ってもよい。同様に、脚部品１７の遠位端は、環境表面または地面との接触に適した取り外し可能なトレッド（tread)を含んでもよい。取り外し可能なトレッドの形状は、環境に合わせて最適化することができ、ロボットの足、フィン、車輪、爪などを含み得る。

図４は、本開示の一態様によるエネルギーボックス４の図である。エネルギーボックス４は、限定しないが、化学電池、コンデンサ、燃料電池、内部エンジン、ならびに必要なコンピューティングおよび制御システムすべてを含む、電気およびコンピューティング部品が格納される保護ハウジング１９を有することができる。保護ハウジング１９は、ロボットシステム５００が使用される環境のために特別に設計された材料から構築され得る。例えば、かかる環境が水の近くまたは水中にあった場合、保護ハウジング１９は、強い耐腐食性があり、適切な浮力特性を有する材料で水密になるような構造とすることができる。

エネルギーボックス４は、フレーム１内にエネルギーボックス４を設置するようにユーザを案内することができるエネルギーボックスガイド２０を含み得る。１つの非限定的な態様では、エネルギーボックスガイド２０は、エネルギーボックス４がフレーム１に対して特定の正しい方向に向けられたときに設置を可能にする独特の幾何学的形状またはフレームであってもよい。エネルギーボックス４は、エネルギーボックス４に追加の構造的支持を提供し得る、解除可能なエネルギーボックス固定部２１を含み得る。エネルギーボックス固定部２１は、クランプ、接着剤、ねじ付き固定部、締まりばめ、磁気、フックアンドループ、プッシュピンまたは「プッシュアンドクリック」コネクタ、または同様の解除可能なサポート技術であってもよい。１つの非限定的な態様では、エネルギーボックス固定部２１は、サイドブラケット８に配置されたブラケット固定部２６と係合する穴であってもよい。

エネルギーボックス４はまた、エネルギーボックス４内の部品との間の電力および電子信号の送信を可能にする電気コネクタ２２を有し得る。電気コネクタ２２は、エネルギーボックス４の外部との間や中の部品との間で電子信号および電力を送信するための任意の方法または機構を含むことができ、限定しないが、ワイヤ接続、集積回路、ワイヤレス電力伝送、または動力学的誘導発電を含み得る。１つの非限定的な例では、エネルギーコネクタ２２は、保護ハウジング１９内に埋め込まれた導電性材料であってもよく、接触時にエネルギーボックス４の外部から中の部品に電子信号および電力を送信することができる。１つの非限定的な例では、エネルギーコネクタ２２は、銀または銅などの高導電性金属、または他の電気的に有用な材料からつくられてもよい。

図５は、コンピューティングボックス３の斜視図である。コンピューティングボックス３は、電気、コンピューティング、および制御部品が格納される保護ハウジング２３を含み得る。保護ハウジング２３は、ロボットシステム５００が使用される環境のために特別に設計された材料から構築され得る。例えば、かかる環境が水の近くまたは水中にあった場合、保護ハウジング２３は、強い耐腐食性があり、適切な浮力特性を有する材料で水密になるような構造とすることができる。１つの非限定的な態様では、センサ筐体７は、図５に示すように、保護ハウジング２３に取り付けられるか、一体化されてもよい。

コンピューティングボックス３は、フレーム１内にコンピューティングボックス３を設置するようにユーザを容易にガイドすることができるコンピューティングボックスガイド２４を含み得る。１つの非限定的な側面では、コンピューティングボックスガイド２４は、コンピューティングボックス３がフレーム１に対して特定の正しい方向に向けられている場合にのみ設置を可能にする独特の幾何学的形状またはフレームであってもよい。コンピューティングボックス３は、コンピューティングボックス３に追加の構造的支持を提供し得る、解除可能なコンピューティングボックス固定部２７を含み得る。コンピューティングボックス固定部２７は、クランプ、接着剤、ねじ付き固定部、締まりばめ、磁気、フックアンドループ、プッシュピンまたは「プッシュアンドクリック」コネクタ、または同様の解除可能なサポート技術であり得る。１つの非限定的な態様では、コンピューティングボックス固定部２７は、サイドブラケット８に配置されたブラケット固定部２６と係合する穴であってもよい。

図６は、本開示の一態様によるフレーム１の内側端の側面図であり、位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３を含むサイドブラケット８およびコーナーブラケット９を示す。サイドブラケット８およびコーナーブラケット９はまた、フレーム１の上部側に位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３を含み得る。これにより、フレーム１は、脚部組立品２以外の他の動力部品組立品と連結できるようになり、これにより他の方法で制御された動作を提供できる。インターフェースブラケット１６は、異なるタイプの動力部品組立品上に存在することができ、それにより、位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３を介したフレーム１との制御された接続およびインターフェースを可能にする。他の部品組立品は、ホイール、トレッド、スピニングロータ、ジャイロスコープ、ファン、タービン、スラスト部品、または他の機構を利用して制御された動きを達成してもよい。これらの組立品は、サイドブラケット８およびコーナーブラケット９の上部または下部にある位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３を介してフレーム１に取り付けることができる。

位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部１３は、任意選択で、ポッド１５に配置されたインターフェースブラケット１６との接続を介して、フレーム１から脚部組立品２に電気信号および電力を送信することができる。１つの非限定的な態様では、インターフェースブラケット１６は、両方の部品が導電性である位置合わせ固定部１３と係合するペグを含み得る。フレーム１は、エネルギーボックス４およびコンピューティングボックス３からの電力および電気信号を位置合わせ固定部１３に送ることができ、次に、電力および電気信号を、ペグを介してインターフェースブラケット１６および脚部組立品２に送信することができる。インターフェースブラケット１６、サイドブラケット８、およびコーナーブラケット９の間のインターフェースは交換可能であってもよく、その電気接続は、位置合わせ固定部１３よりは、位置合わせガイド１２を介して確立し、かかる接続は、ペグおよび穴以外の方法を介して実現される。例えば、接続がワイヤ接続を介して実現されるインターフェースバスがあってもよく、あるいは電力および信号が無線遠隔伝送技術を介して脚部組立品２に送信されてもよい。

図６を参照すると、サイドブラケット８は、エネルギーボックス固定部２１およびコンピューティングボックス固定部２７と係合することができるブラケット固定部２６を含み、それにより、限定しないが、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、磁石、「プッシュアンドクリック」コネクタ、締まりばめなどの十分な接続機構を通じて構造的支持を提供してもよい。別の非限定的な態様では、コーナーブラケット９はまた、ブラケット固定部２６を含み、それにより、同様の連結を可能にしてもよい（図６には図示省略）。

図７は、本開示の一態様による、脚部組立品２内のポッド１５の側面図である。ポッド１５は、脚部組立品２をフレーム１に接続するインターフェースブラケット１６を含み得る。１つの非限定的な態様では、インターフェースブラケット１６は、フレーム１上の対応部品、例えば、位置合わせガイド１２および位置合わせ固定部とそれぞれ係合するポッド固定部３１およびポッドガイド３２を含み得る。

ポッドガイド３２は、限定はしないが、位置合わせできる穴、突起、またはペグを含む幾何学的構成、およびピン、スプライン、エッジコンタクト、または同様の機構を使用して脚部組立品２をフレーム１に取り付けるときの耐荷重接続を含み得る。ポッド固定部３１は、限定はしないが、穴、突起、またはペグを含む保持機構であってもよく、限定はしないが、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、締まりばめ、電磁石、または他の固定を含むコネクタを使用することにより、脚部組立品２をフレーム１と正しく位置合わせしてもよい。１つの非限定的な態様では、ポッドガイド１２は突起またはペグであってもよく、ポッド固定部１３は穴であってもよい。ポッドガイド３２およびポッド固定部３１は、位置合わせガイド１２または位置合わせ固定部１３との接続を介して、フレーム１からポッド１５に電気信号および電力を送信することができる。

図８は、本開示の一態様によるフレーム１の上面図である。サイドブラケット８は、エネルギーボックスガイド２０またはコンピューティングボックスガイド２４と相互作用し得る突条２５を有し、それにより、フレーム１への誤った取り付けを防止することができる。突条２５は、エネルギーボックス４またはコンピューティングボックス３がフレーム１に対して特定の正しい方向に向けられている場合にのみ取り付けを可能にする、独特の幾何学的形状またはフレームであってもよい。サイドブラケット８は、突条２５によって正しい取り付けがなされると、エネルギーボックス固定部２１およびコンピューティングボックス固定部２７と係合するブラケット固定部２６を含み、それにより、十分な接続機構を介して構造的支持を提供することができ、接続機構は、限定しないが、ねじ付き固定部、クリップ、接着剤、フックアンドループ、磁石、「プッシュアンドクリック」コネクタ、締まりばめなどを含む。別の非限定的な態様では、コーナーブラケット９はまた、突条２５およびブラケット固定部２６を含み、それにより、同様の連結を可能にする（ただし、この特定の構成は図８には示されていない）。

図９は、本開示の一態様によるポッド１５および脚部組立品２の上面図である。ポッド１５は外転モータ２９を含み、外転モータは、モータおよび必要な歯車列、エンコーダおよびモータコントローラなどの電気および制御部品、ならびに外転軸ＡＡを中心とする脚部品１７の回転を作動させるように設計された動的伝達システムを含み得る。ポッド１５はまた股関節モータ３０を含み、股関節モータは、モータおよび必要な歯車列、エンコーダおよびモータコントローラなどの電気および制御部品、ならびに股関節軸ＨＡを中心とする脚部品１７の回転を作動させるように設計された動的伝達システムを含み得る。膝モータ２８は、モータおよび必要な歯車列、エンコーダおよびモータコントローラなどの電気および制御部品、ならびに膝軸ＫＡを中心とする脚部品１７の回転を作動させるように設計された動的伝達システムを含み得る。１つの非限定的な例では、軸ＨＡおよびＫＡは平行であり、軸ＡＡは軸ＨＡおよびＫＡに直交する。１つの非限定的な例では、膝モータ２８は、慣性を最小化するために軸ＨＡの近くに配置されてもよい。

１つの非限定的な例では、ポッド１５は、フレーム１に機械的に連結される。外転モータ２９は、フレーム１に機械的に連結させてもよい。外転モータ２９の機械的出力は、股関節モータ３０に伝達することができる。股関節モータ３０の機械的出力は、膝モータ２８に伝達することができる。

ポッド１５は、コンピューティングボックス３と、膝モータ２８、外転モータ２９および股関節モータ３０のうちの１つ以上と通信するモータコントローラ（図示せず）を含み得る。ポッド１５でモータコントローラが作動する結果、コンピューティングボックス３からポッド１５へのワイヤの数が削減され、例えば、１つの非限定的な例では、２本の電力ワイヤと４本の信号ワイヤでよい。別の態様では、ポッド１５およびモータは、エネルギーボックス４から追加または代替の電力を受けることができる。

図１０は、本開示の一態様によるセンサパネル５の正面図である。センサパネル５は、フレーム１の前部、背部、または側部に取り付けられる電気的、感知的かつユーザインターフェースの部品の接続をサポートまたは提供するパネルであり得る。センサパネル５は、限定しないが、センサ、スクリーン、ボタン、インターフェースポートおよびバス、スイッチ、電磁場の存在下で外部ソースとの間で電力を送受信することができる電気部品を含む、様々な部品およびコネクタをサポートし得る。１つの非限定的な態様では、センサパネル５は、ロボットシステム５００が外部電源への接続を介して充電される電気的インターフェースを有する。１つの非限定的な態様では、センサパネル９は、様々な接続技術によってコーナーブラケット９に取り付けることができる。例えば、溶接、クランプ、接着剤、ねじ付き固定部、締まりばめ、磁気、フックアンドループ、または同様の接合技術である。

上記の説明は、本実施形態を実施するために考えられた最良のモード、およびそれらを実施する方法およびプロセスを、当業者がこれらの実施形態を実施可能にするような完全、明確、簡潔、かつ正確な用語で提示する。しかしながら、本実施形態は、完全に同等である上記の形態から改変したものや代替構造を許容する余地がある。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されない。むしろ、本発明は、本開示の精神および範囲内に入るすべての変形および代替構造をカバーする。例えば、ここで説明するプロセスのステップは、提示されているものと同じ順序で実行する必要はなく、任意の順序で実行できる。さらに、別々に実行されるものとして提示されたステップは、代替の実施形態では同時に実行され得る。同様に、同時に実行されるものとして提示されたステップは、代替の実施形態では、別々に実行され得る。

Claims (13)

1. 脚式ロボットであって、
   複数のブラケットと機械的につながる複数のリンクを含むフレームであって、前部、背部、上部、底部、および側部を形成するフレーム、
   前記複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながる複数の脚であって、各脚は、膝モータ、外転モータ、および股関節モータを含む複数の脚、
   前記複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながり、前記複数の脚と電気的に通信するコンピュータモジュール、および
   前記複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的につながり、前記複数の脚およびコンピュータモジュールと電気的に通信する電力モジュールを備える、
   脚式ロボット。
2. 前記股関節モータおよび前記外転モータを収容するモータ筐体をさらに備える、
   請求項１に記載の脚式ロボット。
3. 前記モータ筐体は、前記コンピュータモジュールと電気的に通信するモータコントローラを収容する、
   請求項２に記載の脚式ロボット。
4. 前記外転モータ、股関節モータ、および膝モータはそれぞれ、対応するエンコーダを有し、各対応するエンコーダは、前記モータコントローラと電子通信可能である、
   請求項３に記載の脚式ロボット。
5. 前記外転モータは、前記モータ筐体を動作させる、
   請求項２に記載の脚式ロボット。
6. 前記モータ筐体は、機械的固定部を介して複数のブラケットのうちの１つ以上と機械的に連結されている、
   請求項２に記載の脚式ロボット。
7. 前記機械的固定部は、電力および電気信号のうちの１つを前記モータ筐体に伝達させることを促進する、
   請求項６に記載の脚式ロボット。
8. 前記股関節モータは、前記外転モータの出力に機械的に連結されている、
   請求項１に記載の脚式ロボット。
9. 前記膝モータは、前記股関節モータの出力に機械的に連結されている、
   請求項１に記載の脚式ロボット。
10. 前記膝モータは、上脚部材に機械的に連結され、前記上脚部材は、関節によって下脚部材に機械的に連結されている、
    請求項１に記載の脚式ロボット。
11. 前記複数のブラケットのうちの１つ以上に機械的に連結され、前記コンピュータモジュールおよび前記電力モジュールのうちの１つ以上と電気的に通信するセンサヘッドをさらに備える、
    請求項１に記載の脚式ロボット。
12. 前記コンピュータモジュールおよび前記電力モジュールが、前記フレーム内の内部空間内に少なくとも部分的に配置されている、
    請求項１に記載の脚付きロボット。
13. 前記複数のブラケットのうちの１つ以上は、荷物固定部を備える、
    請求項１に記載の脚式ロボット。
    

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