JP2023062166A5 - - Google Patents
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Description
電動式平衡移動支援デバイスは、随意に、基盤プロセッサボードおよび移動支援デバイスのシャーシとの間の間接熱消散経路を含むことができる。電動式平衡移動支援デバイスは、随意に、複数の座席タイプと基盤アセンブリの接続を可能にする、座席支持アセンブリを含むことができ、基盤アセンブリは、座席位置センサを有し、座席位置センサは、座席位置データを基盤プロセッサに提供する。座席支持アセンブリは、随意に、座席を持ち上げる、座席リフトアームと、座席リフトアームと動作可能に結合される、シャフトであって、シャフト回転は、座席位置センサによって測定され、シャフトは、<90°を通して回転し、シャフトは、1段歯車列によって座席位置センサに結合され、座席位置センサを>180°回転させ、組み合わせは、座席位置データの感度を2倍にする、シャフトとを含むことができる。
ここで主に図1Aおよび1Bを参照すると、本教示の移動支援デバイス(MD)は、中心歯車箱21514と、出力機構と、車輪クラスタアセンブリ21100/21201(図6A)とを含み得る、基盤アセンブリを含むことができる。中心歯車箱21514は、アセンブリ21100/21201(図6A)の回転を制御することができる、反動を限定することができ、構造完全性をMDに提供することができる。いくつかの構成では、中心歯車箱21514は、軽量であって、それによって、MDが収容し得る可能性として考えられる有効荷重を増加させ、MDの動作範囲を改良し得る、高度に耐久性のある材料から構築されることができる。中心歯車箱21514は、クラスタ駆動部および座席高さ伝達のための駆動伝動装置を含むことができ、電子機器と、2つのキャスタアセンブリと、2つの車輪クラスタアセンブリと、2セットの座席高さアームと、2つの車輪駆動のためのモータおよびブレーキとのための構造搭載インターフェースを提供することができる。他のコンポーネントおよび座席は、例えば、レール30081の使用によって、基盤アセンブリに取り付けられることができる。可動伝達部品は、基盤アセンブリの内部に含有され、シールされ、汚染から保護することができる。中心歯車箱21514は、電力を提供し、車輪クラスタを回転させ、座席高さアクチュエータを駆動し得る、歯車列を含むことができる。基盤アセンブリは、4棒リンク機構、2つの駆動アーム(中心歯車箱21514の各側に1つ)、2つのスタビライザアーム(中心歯車箱21514の各側に1つ)、および座席ブラケット24001の要素のための構造および搭載点を提供することができる。基盤アセンブリは、電気および機械力を駆動車輪およびクラスタに提供し、座席高さ作動を提供することができる。中心歯車箱21514は、クラスタ伝動装置と、座席高さアクチュエータ伝動装置と、電子機器とを収納することができる。2つの車輪クラスタアセンブリ21100(図6A)は、中心歯車箱21514に取り付けられることができる。座席支持構造、キャスタ、バッテリ、および随意のドッキングブラケットもまた、中心歯車箱21514に取り付けられることができる。中心歯車箱21514は、EM遮蔽を中心歯車箱21514内に格納される部品に提供するように構築されることができる。中心歯車箱21514は、電磁エネルギー伝達を阻止するように構築されることができ、例えば、限定ではないが、NUSILRTVシリコーン等のEM遮蔽を提供し得る材料によって、その継目においてシールされることができる。
ここで図1Mを参照すると、ボルト40056によって停止される、油ポート40056-1は、油を歯車列エンクロージャに追加するために使用されることができる。筐体に穿通する、各シャフトは、エラストマリップおよび/またはOリングシールによって囲繞されることができる。中心筐体から退出する、電気ケーブルハーネス筐体は、Oリングで筐体にシールし得る、漏出防止コネクタを通してそのようにする。電子機器エンクロージャは、中心筐体に圧着される周界の周囲のシールを含み得る、蓋21524(図1F)によって閉鎖される。電子機器エンクロージャは、エンクロージャの内外への電磁エネルギーの伝達からの遮蔽を提供することができる。いくつかの構成では、筐体をともに接合し得るシール材料と、電子ボックスの蓋21524(図1G)および中心筐体を結合するガスケットとは、導電性材料から製造され、電磁エネルギー伝達を遮蔽するエンクロージャの能力を改良することができる。中心筐体から退出する電気コネクタは、電磁エネルギー遮蔽回路を有し、ケーブルクランプ30116によって定位置に保持され得るケーブルに沿った電磁エネルギーの伝達を停止する、印刷回路基板を含むことができる。中心筐体30020/30021/30022/30023(図1Iおよび1J)はそれぞれ、隣接する筐体の中に圧接されるばねピン40008(図1J-1)によって、隣接する筐体に整合されることができる。
ここで図1N-1Rを参照すると、スキッドプレート30026(図1R)は、筐体の下面を衝撃および傷から保護することができる。スキッドプレート30026(図1R)は、据え付けられると、随意の駆動係止キングピン30070-4(図1Nおよび1P)を収容することができる。いくつかの構成では、スキッドプレート30026(図1R)は、擦過および傷の可視性を限定するように着色され得る、破損抵抗プラスチックから製造されることができる。スキッドプレート30026(図1R)は、油が中心歯車箱21514から滴下する場合、油に対する障壁を提供することができる。随意のドッキングアタッチメントを具備するとき、MDは、例えば、市販のものであり得る、車両搭載型ユーザ作動式拘束システムと併せて、運搬のために固着されることができる。ドッキングアタッチメントは、限定ではないが、ドッキング溶接部30700(図1P)と、背面スタビライザループ20700(図1O)とを含むことができる。ドッキング溶接部30700(図1P)は、MDの主要シャーシに搭載されることができる。ドッキング溶接部30700(図1P)は、車両搭載型拘束システムと係合し、MDのための係留を提供することができ、事故の場合、その移動を限定することができる。MDの拘束システムは、ユーザが、車両内での運搬のためにMDに着座したままであることを可能にすることができる。ドッキング溶接部30700(図1P)は、限定ではないが、駆動係止キングピン30700-4(図1Nおよび1P)と、駆動係止プレート基部30700-2(図1P)と、駆動係止プレート正面30700-3(図1P)とを含むことができる。ドッキング溶接部30700(図1P)は、随意に、MDとともに含まれることができ、駆動係止プレート正面30700-3(図1P)において中心歯車箱21514(図1N)に取り付けられることができる。駆動係止基部30700-2(図1P)は、駆動係止キングピン30700-4(図1P)を含み得る、駆動係止基部の第1の側297(図1P)と、駆動係止基部の第1の側297(図1Q)の反対にあり得、中心歯車箱21514(図1N)と同一平面に搭載され得る、駆動係止基部の第2の側299(図1Q)とを含むことができる。駆動係止プレート基部30700-2(図1P)は、随意に、例えば、MDの重量管理を可能にし、重量および材料コストを低減させ得る、少なくとも1つの空洞295(図1Q)を含むことができる。駆動係止キングピン30700-4は、駆動係止基部の第1の側297から突出することができ、例えば、車両内のメス型コネクタ(図示せず)と相互係止することができる。駆動係止キングピン30700-4は、MDの下面から突出し、メス型コネクタ(図示せず)と相互係止するための十分な隙間を提供し、また、任意の動作途絶を回避するために、地面から十分な隙間を提供することができる。いくつかの構成では、駆動係止キングピン30700-4は、例えば、1.5インチだけ、地面から離れることができる。いくつかの構成では、背面固着ループ20700(図1O)は、駆動係止キングピン30700-4(図1R)がメス型コネクタと相互係止するのと同時に、またはその前に、またはその後に、例えば、車両内のフック(図示せず)に係合することができる。背面固着ループ20700(図1O)と係合する、フックは、例えば、背面固着ループ20700(図1O)が係合される場合、車両に報告し得る、センサを含むことができる。背面固着ループ20700(図1O)が、係合されない場合、車両は、警告をユーザに提供することができる、または係合が報告されるまで、車両が移動することを可能にしなくてもよい。いくつかの構成では、駆動係止基部プレート30700-2(図1P)は、駆動係止キングピン30700-4を随時挿入および除去するために使用され得る、可撤性型抜部分30026-1(図1R)を含むことができる。例えば、MDは、可撤性型抜部分30026-1(図1R)を伴う駆動係止基部プレート30700-2(図1P)を具備し得る。種々のタイプの駆動係止キングピン30700-4が、搭載可撓性を可能にするように適応されることができる。
ここで図3J-3Lを参照すると、中心歯車箱筐体21515は、少なくとも1つの絶対座席位置センサ21578(図3M)を含むことができ、これは、座席位置センサ歯車歯クランプ30135(図3K)と動作可能に結合されることができる。座席位置センサ歯車歯クランプ30135(図3K)は、エンボス加工273(図3K)を含み、クロスシャフト段4扇形歯車21504の周囲にあって、背面半歯車クランプ30136に締結される、座席位置センサ歯車歯クランプ30135(図3K)の整合および配向を補助することができる。絶対座席位置センサ21578(図3M)の座席位置センサ歯歯車30134(図3M)は、クロスシャフト扇形歯車高さアクチュエータ30909(図21A-3)が移動するにつれて、座席位置センサ歯歯車30134(図3M)と位置センサ歯車歯クランプ30135(図3K)を相互係止することができる。扇形クロスシャフト30909(図3L)は、中空シャフトを含むことができ、これは、座席駆動系を中心筐体の左および右側の座席リフトアームに動作可能に結合することができる。第4段の座席高さ扇形歯車は、シャフト上に圧着され、シャフトと歯車との間の楔接続によって、シャフトを中心として回転しないように拘束される。左および右リフトアームは、相互に整合され、座席が対称的に持ち上げられるであろうことを確実にするために必要とされる。左および右リフトアームは、ピンおよびボルトによって正しい配向にのみ組み立てられ得る、非対称パターンで接続される。これは、リフトアームを強制的に常時整合させる。座席絶対位置センサ21578(図3M)は、中心歯車箱21514(図1A)の左および右側の座席リフト駆動アーム21301(図5D)に接続し、それを持ち上げる、扇形歯車クロスシャフト30909(図3L)の回転を測定することができる。扇形歯車クロスシャフト30909(図3J)は、90°未満の回転を通して回転することができ、座席位置センサ21578(図3M)を180°を上回って回転させ、それによって、座席の位置測定の感度を2倍にし得る、1段歯車列を通して、座席位置センサ21578(図3M)に結合されることができる。座席位置センサ歯車クランプ30136(図3J)は、扇形歯車クロスシャフト30909(図3J)の周囲の座席位置センサ歯車歯クランプ30135(図3K)と噛合相互係止することができる。相互係止された組み合わせは、座席絶対位置センサ21578(図3M)との歯車式相互作用を提供することができる。座席絶対位置センサ21578(図3M)は、限定ではないが、座席位置センサ歯歯車30134(図3M)と、ホールセンサ70020(図3M)と、磁石70019(図3M)と、座席位置センサ上側プレート30138(図3M)と、座席位置センサ下側プレート30137(図3M)とを含むことができる。磁石70019(図3M)は、上側プレート30138(図3M)上に搭載されることができる。上側プレート30138(図3M)は、下側プレート30137(図3M)上に固着して搭載されることができる。
ここで主に図4を参照すると、キャスタ車輪21001(図27A)は、座席高さがその最低位置にあるときの使用のために中心歯車箱21514に取り付けられ、MDが標準モード100-1(図22A)にあるとき、MDの一部を支持することができる。キャスタ車輪21001(図27A)は、垂直軸を中心として旋回し、方向の変更を可能にすることができる。キャスタ車輪21001(図27A)は、操縦性および障害物横断を可能にすることができる。キャスタアセンブリ21000(図5A)は、第1の端部において、キャスタ車輪21001(図27A)に動作可能に接続され得る、キャスタアーム30031を含むことができる。キャスタアーム30031は、キャスタアームポート225におけるキャスタアーム30031と中心歯車箱21514との間の動作可能接続を可能にし得る、キャスタアームシャフト229を含むことができる。キャスタアーム30031は、ポケット225内に固着され、回転を可能にする間、摺動して外れないように防止することができる。ポケット225は、プラスチックブッシングと整列され、キャスタアーム30031が回転することを可能にすることができる。キャスタばねプレート30044は、中心歯車箱21514(図5A)に動作可能に接続されることができる。圧縮ばね40038は、キャスタアセンブリ21000(図5A)が障害物に遭遇すると、衝撃吸収、安定性、および継続動作を可能にすることができる。圧縮ばね40038は、キャスタ車輪21001(図27A)が動作時、サスペンションをシステムに提供することができる。キャスタアセンブリ21000(図5A)は、圧縮ばね40038上に静置することができ、それ自体は、キャスタばねプレート30044上に静置することができる。圧縮ばね40038は、ばねキャップ30037、スリーブブッシング40023、およびOリング40027によって、キャスタばねプレート30044に取り付けられることができる。いくつかの構成では、Oリング40027-3は、反発バンパとして使用されることができる。圧縮ばね40038は、キャスタアーム30031の回転範囲を制限し、キャスタ車輪21001(図27A)を容認可能場所に維持することができる。
ここで主に図5Aを参照すると、ユーザの垂直位置は、座席アセンブリを中心歯車箱21514に取り付ける伝動装置および4棒リンク機構から成る、座席駆動機構を通して変化されることができる。4棒リンク機構の要素は、限定ではないが、中心歯車箱21514、2つの駆動アーム30065(中心歯車箱の各側に1つ)と、2つのスタビライザアーム30066(各側に1つ)と、座席ブラケット30068とを含むことができる。座席駆動伝動装置は、ユーザおよび座席アセンブリを中心歯車箱21514に対して持ち上げるために、有意な減速を含み、トルクを駆動アームリンクの両方に提供することができる。中心歯車箱21514は、座席を駆動する4棒リンク機構の要素として作用するため、中心歯車箱21514は、地面に対して回転し、座席遷移の間、座席角度を維持することができる。したがって、クラスタ駆動部および座席駆動部は、座席遷移の間、連動して作用することができる。中心歯車箱21514の回転は、キャスタアセンブリ21000を移動させることができ、その移動は、例えば、限定ではないが、縁石等の障害物を回避することができる。任意の種類の座席が、座席を座席ブラケット30068に取り付けることによって、MDと併用されることができる。リフトアーム21301(図5D/5E)は、リフトアームの第1の端部において、座席ブラケット30068と動作可能に結合することができる。リフトアーム21301(図5D/5E)は、リフトアームの第2の端部において、中心歯車箱21514と動作可能に結合されることができる。リフトアーム21301(図5D/5E)の移動は、中心歯車箱21514内に格納される電子機器から制御ポート255(図1F)を通してリフトアーム21301(図5D/5E)に伝送される信号を用いて制御されることができる。リフトアーム21301(図5D/5E)は、例えば、限定ではないが、車両内へのMDの固着設置を可能にし得る、タイダウンを含むことができる。スタビライザアーム21302(図5C)は、リンクの第1の端部において、座席ブラケット30068と動作可能に結合することができる。スタビライザアーム21302(図5C)は、リンクの第2の端部において、中心歯車箱21514と動作可能に結合されることができる。スタビライザアーム21302(図5C)の移動は、リフトアーム21301(図5D/5E)の移動によって制御されることができる。スタビライザリンク静置バンパ30055は、MDのユーザのために乗降を平滑にすることができ、電子機器21514を伴う中心歯車箱内の歯車の摩耗を低減させることができる。いくつかの構成では、バンパ30055は、バンパ筐体263内に静置することができ、スタビライザリンク静置端部キャップ30073によって、定位置に固着されることができる。リフトアーム21301およびスタビライザアーム21302(図5C)によって形成される、リンク機構アセンブリは、MDが標準モードにあるとき、バンパ30055上に静置することができる。モータと関連付けられた絶対位置センサによって判定される、モータの絶対位置は、リンク機構アセンブリがバンパ30055上に静置すべきときを判定することができる。リンク機構を移動させるために要求されるモータ電流は、リンク機構アセンブリがバンパ30055上に静置しているときを判定するために監視されることができる。リンク機構アセンブリが、バンパ30055上に静置しているとき、歯車列は、例えば、MDによって被られる障害物および/またはMDを運搬する車両によって被られる障害物および車両運動から生じ得る、影響に暴露され得ない。
ここで図5Bを参照すると、車両タイダウン30069は、座席ブラケット30068と動作可能に結合され、MDが自動車両内に固着されることを可能にすることができる。MDの拘束システムは、ユーザが、車両内での運搬のためにMD内に着座したままであることを可能にするように設計されることができる。座席ブラケット30068は、限定ではないが、座席支持ブラケット30068と中心歯車箱21514(図5A)との間のインターフェースを提供し得る、座席支持ブラケットプレートを含むことができる。座席アタッチメントレール30081は、使用のために選定される座席に従って定寸されることができる。座席ブラケット30068は、各タイプの座席をリフトアーム21301(図5D)およびスタビライザアーム21302(図5C)に取り付けるためにカスタマイズされることができる。座席ブラケット30068は、例えば、座席を変更するために、かつ運搬および格納を可能にするために、座席が、迅速かつ容易に除去されることを可能にすることができる。
ここで図6Mを参照すると、クラムシェル筐体21101Aは、周界の周囲に継目21100-1を含み、油を筐体21101A内に貯留し、筐体21101Aへの環境汚染を防止することができる。接合材料21101-2、例えば、限定ではないが、エラストマ接合材料が、筐体21101Aの噛合表面に適用されることができる。リップおよび/またはOリングシールが、筐体21101Aの中に、および/またはそれ通して通過する、各シャフトを囲繞することができる。クラスタ筐体21100Aは、油を追加するための油ポート21101-4を含むことができる。
ここで主に図9Aを参照すると、常用ブレーキは、ブレーキ力を車輪駆動部モータカップリングに印加し、車輪が旋回しないように停止させることによって、MDを定位置に保持するために使用されることができる。ブレーキは、デバイスが移動していないときは常に、抑速ブレーキとして機能することができる。ブレーキは、MDの電源がオンまたはオフにされるとき、それを保持することができる。手動ブレーキ解除レバーは、電源がオフにされると、MDが合理的量の労力で手動で押動され得るように、提供されることができる。いくつかの構成では、レバーは、基盤の正面に位置することができ、ユーザまたは付添人のいずれかによってアクセス可能であることができる。いくつかの構成では、手動解除レバーは、手動解除レバーの位置を示し得る、リミットスイッチによって感知されることができる。中心歯車箱21514は、限定ではないが、手動ブレーキ解除ブラケット30003(図9E)と、手動ブレーキ解除シャフトアーム30001(図9H)と、手動ブレーキ解除ばねアーム30000(図9G)と、ホールセンサ70020(図9A)と、表面搭載磁石70022と、手動ブレーキ解除カム30004(図9F)と、手動ブレーキ解除シャフト30002(図9D)とを含む、ブレーキ解除コンポーネントを含むことができる。ブレーキ解除レバーハンドル30070(図9I)は、手動ブレーキ解除シャフト30002(図9D)を通して、手動ブレーキ解除をアクティブ化することができる。手動ブレーキ解除シャフト30002(図9D)は、手動ブレーキ解除ブラケット30003(図9E)によって、定位置に保持されることができる。手動ブレーキ解除シャフト30002(図9D)は、テーパ状端部30002-2A(図9D)を含むことができ、これは、手動ブレーキ解除シャフトアーム30001(図9H)に係合することができ、これは、手動ブレーキ解除カム30004(図9F)に動作可能に接続されることができる。手動ブレーキ解除カム30004(図9H)は、2つの手動ブレーキ解除ばねアーム30000(図9G)に動作可能に接続されることができる。ばねアーム30000は、ブレーキ解除レバー592A(図3I)に動作可能に接続することができる。ホールセンサ70020(図9A)は、PBCボード50001(図9I)と動作可能に結合されることができる。
ここで図11A-11Dを参照すると、種々の配線構成は、PBCボード50001、PSCボード50002、およびバッテリパック70001(図1E)と、UC130、充電ポート1158、および随意の付属品1150Aを接続することができる。緊急電源オフ要求スイッチ60006は、パネル搭載部1153を通して、電子ボックス1146とインターフェースをとることができる。随意の付属品DC/DCモジュール1155は、例えば、限定ではないが、PSCボード50002に差し込まれ得る、モジュールを含むことができる。いくつかの構成では、随意の付属品のためのDC/DC供給源1155は、PSCボード50002の中に統合され、制御された環境外で電子ボックス1146を開放する必要性を排除することができる。いくつかの構成では、充電ポート1158は、ポートへのケーブルのはんだ端子を含むことができる。伝達手段1151が、ケーブルを含む場合、ケーブルは、例えば、限定ではないが、IGUSエネルギーチェーンZ06-10-018またはZ06-20-028等のケーブル担体1149の使用によって閉じ込められることができる。いくつかの構成では、限定ではないが、PBCボード50001およびPSCボード50002を含み得る、電子ボックス1146は、接合点1157(図11A)および伝達手段1151を通して、UC130、随意の付属品1150A、および充電ポート1158に接続されることができる。いくつかの構成では、歪み緩和手段1156(図11C)は、電子ボックス1146およびUC130と、充電ポート1158と、随意の付属品1150Aとの間のインターフェースを提供することができる。いくつかの構成では、ケーブル遮蔽体は、フォークコネクタまで引き回され、例えば、ねじ(図11D参照)を用いて、金属電子ボックス1146で終了されることができる。いくつかの構成では、1つまたはそれを上回る印刷回路基板1148(図11C)は、歪み緩和手段1156L、J、およびK(図11C)と動作可能に結合することができ、これは、電子ボックス1146に搭載されることができる。歪み緩和手段1156L、J、およびK(図11C)は、環境シールとしての二重の役割を果たすことができ、電気信号または電力が通過し得るチャネルを提供することができる。歪み緩和手段1156L、J、およびK(図11C)は、例えば、グロメットもしくはパッキン押えを含むことができる、またはオーバーモールドされ、ケーブルから分離不可能であり得る。1つまたはそれを上回る印刷回路基板1148(図11C)は、(1)印刷回路基板1148(図11C)とPSCボード50002との間の内部ハーネスに接続するための場所を提供し、(2)電磁両立性(EMC)フィルタ処理および静電放電(ESD)保護のための場所を提供することができる。EMCフィルタ処理およびESD保護は、印刷回路基板1148(図11C)を金属電子ボックス1146に接続し、シャーシ接地1147を形成することによって、可能にされることができる。
ここで図12Cおよび12Dを参照すると、第2の構成のUC130-1は、トグルプラットフォーム70036(図12C)を含むことができ、これは、例えば、限定ではないが、オプションの選択を可能にし得る、トグルレバー70036-2およびトグルスイッチ70036-1を含むことができる。いくつかの構成では、トグルレバー70036-2は、4方向トグル操作(上、下、左、および右)を可能にすることができ、トグルスイッチ70036-1は、2方向トグル操作を可能にすることができる。他のオプション選択手段が、必要に応じて、ボタンおよびトグルに取って代わり、特定の障害に適応することができる。UC130(図12A)および第2の構成のUC130-1は、ケーブル60026と、ケーブルコネクタ60026-1とを含むことができる。ケーブルコネクタ60026-2は、UC PCB50004(図14A)と動作可能に結合し、データおよび電力をUCの各構成に提供することができる。コネクタ60026-1は、回路基板に噛合するケーブル60016(図10A)を通して、UC130(図12A)と基盤を動作可能に結合することができる。
ここで図12Nを参照すると、第3の構成の下側筐体30152Aは、サムホイール幾何学形状30152-A1を含むことができ、これは、サムホイール30173を収容することができる。下側筐体30152は、随意に、内側後面30152-9の中に成型される、骨組み(図示せず)を含むことができる。骨組みは、UC130の損傷に対する強度および抵抗を増加させることができ、また、UC PCB50004(図12I)のための静置位置を提供することができる。下側筐体30152Aはまた、隆起支柱30173-XYZを提供することができ、これは、UC PCB50004のためのシャーシ接地接点を提供することができ、これは、基盤に接地されることができる。ケーブル遮蔽体60031(図12V)のためのシャーシ接地接点30173-2は、下側筐体30152Aからの金属を基盤の金属に結び付けることができる。 ここで図12Oを参照すると、第3の構成の下側筐体30152Aは、例えば、限定ではないが、位置センサ等のサムホイール対応ハードウェアを含むことができ、例えば、AMSAS5600位置センサ等の磁気回転式位置センサを含むことができ、これは、サムホイールノブ30173が回転すると回転する磁石40064によって作成された磁場の方向を感知することができる。磁気センサは、フレックス回路アセンブリ上に搭載されることができ、これは、電力を磁気センサに提供し、情報をそこから受信することができる。いくつかの構成では、限定ではないが、ブッシング40023、磁石40064、磁石シャフト30171、Oリング40027、保定ナット30172、およびねじ40003を含む、対応ハードウェアは、サムホイールノブ30173と第2の構成下側筐体30152Aを動作可能に結合することができ、磁石40064の移動が磁気センサによって確実に感知されることを可能にすることができる。下側筐体30152Aは、円筒形ポケットを下側筐体30152Aの壁内に含むことができ、そこにブッシング40023が、位置付けられる。ブッシング40023は、シャフト30171のための半径方向および軸方向軸受表面を提供することができる。シャフト30171は、フランジを含むことができ、その上にOリング40027が、設置される。シャフト30171は、シャフト30171を嵌合するように定寸され、フランジ/Oリング40027より小さい、貫通孔を含む、保定ねじ山付きナット30172によって捕捉される。組み立てられると、Oリング40027は、圧縮され、これは、軸方向あそびを排除することができ、シャフト30171が旋回されると、粘性抗力を作成することができる。サムホイールノブ30173は、例えば、限定ではないが、低頭部締結具、単純摩擦嵌合、および/またはローレット切り等の締結手段を用いて、シャフト30171に組み立てられる。シャフト30171は、磁石40064を含むことができる。磁化方向は、シャフト30171の軸に法線のベクトルを作成し、これは、ホール効果センサによって測定されることができる。磁化ベクトルの測定は、センサによってUC130(図12A)に提供されることができる。UC130(図12A)は、磁化ベクトル方向に基づいて、最大速度の相対的変化を算出することができる。いくつかの構成では、対応ハードウェアの少なくともいくつかの部品、例えば、限定ではないが、Oリング40027は、例えば、限定ではないが、シリコーングリースで潤滑され、平滑ユーザ体験を提供することができる。いくつかの構成では、戻り止めが、サムホイールアセンブリに追加され、サムホイールノブ30173が操作されるにつれて、クリックを提供することができる。
ねじ40003は、サムホイール30173を通して通過することができ、磁石シャフト30171と動作可能に結合することができる。対応ハードウェアの幾何学形状は、相互係止し、サムホイール30173を第2の構成の下側筐体30152Aに保定することができ、示される構成では、シャフトが第2の構成の下側筐体30152Aを穿刺する必要がないため、環境隔離をUC130の内部に提供することができる。サムホイールアセンブリの幾何学形状は、上側筐体30151(図12E)を下側筐体30152Aから分離せずに、現場点検および/または交換を可能にする。特に、サムホイールノブ30173は、衝撃によって損傷される、または使用から摩耗される場合、交換されることができる。いくつかの構成では、サムホイールノブ30173は、クリックオンまたは圧入締結手段によって、シャフト30171と動作可能に結合されることができる。
図15Aおよび15Bを継続して参照すると、MD電子機器およびモータは、熱を生成するが、これは、MDの過熱を防止するように消散されることができる。いくつかの構成では、PBCボード50001のコンポーネントは、-25℃~+80℃温度範囲にわたって動作することができる。ヒートスプレッダ30050は、ヒートスプレッダプレート30050と、基盤コントローラボード50001内の孔に穿通し、慣性測定ユニット(IMU)アセンブリ50003(図15D)を支持し得る、少なくとも1つのスタンドオフ30052(図15B)とを含むことができる。ヒートスプレッダプレート30050は、例えば、電子機器から中心筐体への熱のための熱伝導経路を提供し得る、薄い電気絶縁材料を通して、中心筐体およびMDの回路基板に動作可能に接続されることができる。いくつかの構成では、ヒートスプレッダ30050と筐体30020-30023上の搭載特徴との間の金属間接触は、熱を消散させることができる。スタンドオフグロメット30187(図15C)とともに、スタンドオフ30052(図15B)は、IMUアセンブリを基盤コントローラボード50001およびヒートスプレッダ30050の振動から隔離することができる。振動は、基盤全体を通した振動から生じ得る。本教示の熱管理システムは、ヒートスプレッダ30050上に搭載されるが、PBCボード50001に触れない、バー30114(図15B)と、PBCボード50001上の銅面積と、PBCボード50001とヒートスプレッダ30050との間の熱伝導性を提供する熱間隙パッドとを含むことができる。
図15C-15Dを継続して参照すると、少なくとも1つの慣性センサ608は、例えば、限定ではないが、ST Microelectronics LSM330DLC IMUを含むことができる。IMUアセンブリ50003は、IMU PCB50003Bを含むことができ、これは、スタンドオフ30052(図15B)を収容し、IMU PCB50003BのPBCボード50001の上方への高架および緩衝搭載を可能にすることができる。IMUアセンブリ50003は、IMU遮蔽体70015(図15C)をIMU PCB50003B上に搭載することを可能にするための特徴を含むことができる。随意のIMU遮蔽体70015は、慣性センサ608(図15D)を、限定ではないが、PBCボード50001(図15B)および/またはPSCボード50002(図15G)からのEM干渉を含む、可能性として考えられる干渉から保護することができる。IMU PCB50003Bは、信号を慣性センサ608へ/からPBCボード50001(図15B)へ/から受信する/伝送し得る、コネクタ609B(図15F)を含むことができる。慣性センサ608(図15D)は、IMU PCB50003Bに搭載されることができ、これは、IMUアセンブリ50003がMDの残りと別個に較正されることを可能にすることができる。IMU PCB50003Bは、例えば、較正データを保持し得る、メモリ610(図15D)のための搭載部を提供することができる。不揮発性メモリ610(図15D)は、例えば、限定ではないが、マイクロチップ25AA320AT-I/MNYを含むことができる。較正データの記憶は、複数のシステムからのIMUアセンブリ50003が、単一バッチにおいて較正され、任意の付加的較正を伴わずに据え付けられることを可能にすることができる。センサ技術が変化するにつれて、慣性センサ608(図15D)は、IMUアセンブリ50003がPBCボード50001から比較的に隔離され得るため、相対的電子機器設計隔離において、最新の利用可能なセンサで更新されることができる。慣性センサ608は、相互に対して角度を付けて位置付けられることができる。角度位置付けは、慣性センサ608から受信されるデータの正確度を改良することができる。1つの慣性センサ608の1つの感知軸に完全に依拠し得る、ピッチ角度またはヨー速度等の慣性情報は、角度付けられた慣性センサの2つの感知軸を横断して拡散されることができる。いくつかの構成では、2つの慣性センサ608が、2つの他の慣性センサ608から45°角度付けて位置付けられることができる。いくつかの構成では、角度付けられた慣性センサ608は、角度付けられていない慣性センサ608と場所を交互することができる。
ここで図15Eおよび15Fを参照すると、第2の構成のIMUアセンブリ50003Aは、少なくとも1つの慣性センサ608を含むことができる。第2の構成のIMUアセンブリ50003Aは、第2の構成のIMU PCB50003A-1を含むことができ、これは、スタンドオフ30052(図15B)を収容し、PBCボード50001の上方への第2の構成のIMU PCB50003A-1の高架および緩衝搭載を可能にすることができる。第2の構成のIMUアセンブリ50003Aは、IMU遮蔽体70015を第2の構成のIMU PCB50003A上に搭載することを可能にするための特徴を含むことができる。随意のIMU遮蔽体70015は、慣性センサ608を、限定ではないが、PBCボード50001および/またはPSCボード50002(図15G)からのEM干渉を含む、可能性として考えられる干渉から保護することができる。第2の構成のIMU PCB50003Aは、慣性センサ608へ/からPBCボード50001(図15B)へ/から信号を受信/伝送し得る、コネクタ609B(図15F)を含むことができる。慣性センサ608(図15E)は、第2の構成のIMU PCB50003Aに搭載されることができる。第2の構成のIMU PCB50003Aは、例えば、較正データを保持し得る、メモリ610(図15E)のための搭載部を提供することができる。
ここで図15I-15Jを参照すると、PSCボード50002は、例えば、限定ではないが、15-V調整器1175、UCコネクタ1179、24-V調整器1175XYZ、および補助コネクタ1175Aを通して、電力をUC130(図12A)および補助デバイスに提供し得る、バッテリコネクタ70001A(図15I)に接続されたバッテリ70001(図1E)と通信することができる。PSCボード50002は、バッテリ管理システム50015(図1E)と通信することができ、そこから、例えば、限定ではないが、バッテリ容量および温度が、判定されることができる。PSCボード50002は、ライン電圧をバッテリパック70001(図1E)から監視することができ、例えば、充電器電力供給源コード70002(図11A-11D)が差し込まれているかどうかを監視することができる。バッテリ70001(図1E)は、例えば、限定ではないが、調整器1176(図15J)、例えば、限定ではないが、3.3V調整器と、調整器1177(図15J)、例えば、限定ではないが、5V調整器とを通して、電力を少なくとも1つのマイクロコントローラ401(図15J)に提供することができる。PSCボード50002は、例えば、限定ではないが、SAMTECPES-02等のボード間コネクタ1173/1173A(図15J)を通して、電力をPBCボード50001に提供する。少なくとも1つのマイクロコントローラ401(図15J)、例えば、限定ではないが、Renesas RX64Mは、バッテリ70001(図1E)とPBCボード50001へのボード間コネクタ1173/1173A(図15J)との間の電源スイッチ401C(図15J)の開閉を制御することができる。少なくとも1つのマイクロコントローラ401(図15J)は、メモリ1178(図15J)、例えば、限定ではないが、電源がオフにされた後、データを保持し得る、強誘電不揮発性メモリを含むことができる。PSCボード50002は、例えば、使用データおよびイベントログをタイムスタンプするために使用され得る、リアルタイムクロックを含むことができる。リアルタイムクロックは、バッテリ70001(図1E)によって、または代替として、バックアップバッテリリチウムコイン電池1175ABC(図15J)によって、給電されることができる。少なくとも1つのマイクロコントローラ401(図15J)とバッテリ70001(図1E)との間の通信は、I2CバスおよびI2Cアクセラレータ1174(図15J)によって可能にされることができる。少なくとも1つのマイクロコントローラ401(図15J)とUC130(図12A)との間の通信は、UCコネクタ1179(図15I/15G)を通して、キャンバスプロトコルによって可能にされることができる。少なくとも1つのマイクロコントローラ401(図15G)とPBCボード50001(図15B)との間の通信は、コネクタ1179Aを通して、キャンバスプロトコルによって可能にされることができる。センサ410B(図15J)は、PSCボード50002全体を通して位置付けられ、バッテリ70001(図1E)によって報告され、センサ410A(図15I)によって感知される電圧のレベルに対して、バッテリ70001(図1E)からくる電圧の実際のレベルを判定することができる。少なくとも1つのセンサ410A(図15I)は、例えば、限定ではないが、強い衝撃、車両衝突、および出荷の際の誤操作等の高加速イベントを感知することができる。高加速イベントは、ログ付けされることができ、例えば、アフター点検および保証請求の一部として使用されることができ、例えば、品質改良努力のためのデータを提供し得る、使用統計を提供することができる。いくつかの構成では、少なくとも1つのセンサ410A(図15I)は、PSCボード50002上に常駐することができ、例えば、シリアル周辺インターフェース(SPI)バスを介して、対応するPSCプロセッサ401(図15J)に通信することができる。
ここで主に図21Gを参照すると、投票の実施例4 505は、第1の算出515を含むことができ、プロセッサA1-B2 43A-43D(図21A)のためのプロセッサ値は、平均されることができ、算出された平均値と比較されることができる。平均値からの最大差を有するプロセッサ、実施例4 515では、プロセッサB2 43D(図21A)は、破棄される。第2の算出517は、残りの3つのプロセッサA1/A2/B143A-43C(図21A)のプロセッサ値間の比較を含むことができる。実施例4 505では、プロセッサA1/B1 43A/C(図21A)のプロセッサ値間の差異は、例示的閾値15を超える。比較は、プロセッサA1/B1 43A/C(図21A)のプロセッサ値と残りのプロセッサA243B(図21A)との間で行われることができる。実施例4 505では、プロセッサA1/A2 43A/B(図21A)のプロセッサ値間の差異は、閾値15と等しく、したがって、2つのプロセッサA1/B1 43A/C(図21A)のうち、プロセッサA1 43A(図21A)が、破棄されることができる。比較は、破棄されたプロセッサA1/B2 43A/43D(図21A)のプロセッサ値と2つの残りのプロセッサA2/B1 43B-43C(図21A)のプロセッサ値との間で行われることができる。実施例4 505では、差異のうちの1つ、プロセッサA1
43A(図21A)とプロセッサA2 43B(図21A)のプロセッサ値間の差異は、例示的閾値15を超えない。したがって、プロセッサA1およびB2 43A/D(図21A)からのプロセッサ値は、投票で除外されることができる。実施例4 505からの投票結果は、プロセッサA2 43B(図21A)またはB1 43C(図21A)のいずれかからのプロセッサ値が、選択されることができ、A2 43B(図21A)が、実施例4 505では選択される。
43A(図21A)とプロセッサA2 43B(図21A)のプロセッサ値間の差異は、例示的閾値15を超えない。したがって、プロセッサA1およびB2 43A/D(図21A)からのプロセッサ値は、投票で除外されることができる。実施例4 505からの投票結果は、プロセッサA2 43B(図21A)またはB1 43C(図21A)のいずれかからのプロセッサ値が、選択されることができ、A2 43B(図21A)が、実施例4 505では選択される。
図22Aを継続して参照すると、いくつかの構成では、標準モード100-1において、複数の機械ステータス、例えば、限定ではないが、駆動、リクライニング、および遷移が存在することができる。駆動ステータスでは、キャスタ車輪21001(図7)は、地面に触れることができ、前方駆動車輪21203(図1A)は、地面から離れるように保持されることができる。リクライニングステータスでは、キャスタ車輪21001(図7)は、地面から離れるように上昇されることができ、クラスタは、ユーザによって移動されることができ、ジョイスティックは、無効にされることができる。遷移ステータスでは、MDは、4輪モード100-2に遷移することができる。いくつかの構成では、遷移は、フレームを後方に傾け、座席を上昇/降下させ、4輪モード100-2にアクセスする/それを終了させる等の位相を含むことができる。いくつかの構成では、リクライニングステータスのためのリクライニング角度限界は、例えば、限定ではないが、水平から約6°リクライニングされた座席底面角度に対応し得る、クラスタ角度に設定され得る、前方傾き限界に基づくことができる。いくつかの構成では、標準モード100-1のための背面フレーム傾き限界は、重心およびクラスタ角度に関連するパラメータに基づくことができる。後方静的安定性は、後方駆動車輪21201(図1A)に対する重心に基づくことができる。いくつかの構成では、後方傾き限界は、例えば、13°未満の後方静的安定性に設定され、安定性余裕を提供することができ、後方傾き限界に関する絶対限界が存在し得る。いくつかの構成では、付加的後方フレーム傾きは、重心場所が車輪駆動車輪基部外にある、傾きが標準モード100-1における動作にとって過剰である場合、または他の理由から、許可されない場合がある。
ここで主に図22Bを参照すると、いくつかの構成では、MDは、限定ではないが、標準モード100-1、拡張モード100-2、平衡モード100-3、階段モード100-4、ドッキングモード100-5、および遠隔モード100-6を含み得る、少なくとも1つの動作モードをサポートすることができる。点検モードは、限定ではないが、復元モード100-7、フェイルセーフモード100-9(図22C)、更新モード100-10(図22C)、自己試験モード100-13(図22C)、較正モード100-8、電源オンモード100-12(図22C)、および電源オフモード100-11(図22C)を含むことができる。モード説明およびモードに伴う画面フローは、本明細書に説明される。復元モード100-7に関して、MDが、例えば、限定ではないが、標準モード100-1、ドッキングモード100-5、または遠隔モード100-6等の事前に選択されたモードのセットのうちの1つにないとき、電源オフが生じる場合、MDは、復元モード100-7に入り、MDを、例えば、標準モード100-1の駆動位置に安全に復元することができる。復元モード100-7の間、基盤コントローラ100(図22D)は、例えば、座席モータ駆動部A/B25/37(図18C/18D)およびクラスタモータ駆動部A/B1050/27(図18C/18D)等のアクティブ化するためのあるコンポーネントを選択することができる。機能性は、例えば、座席およびクラスタ21100(図6A)の位置の制御に限定されることができる。較正モード100-8では、基盤コントローラ100(図22D)は、MDの重心に関連するデータを、例えば、ユーザコントローラ130(図12A)から受信し、それらのデータを使用して、重心データを更新することができる。モード情報は、アクティブコントローラ64Aに供給されることができる、これは、モード情報をモードコントローラに供給することができる。
ここで主に図22Cおよび22Dを参照すると、基盤コントローラ100(図22D)は、基盤コントローラ100(図22D)が、MDがもはや事実上動作することができないことを判定すると、MDをフェイルセーフモード100-9に遷移させることができる。フェイルセーフモード100-9(図22C)では、基盤コントローラ100(図22D)は、少なくともいくつかのアクティブ動作を停止し、潜在的に誤ったまたは未制御運動から保護することができる。基盤コントローラ100(図22D)は、標準モード100-1(図22B)から更新モード100-10(図22C)に遷移し、例えば、限定ではないが、MDの外部で実行し得る、アプリケーションと通信することを可能にすることができる。基盤コントローラ100(図22D)は、MDが最初に電源投入されると、自己試験モード100-13(図22C)に遷移することができる。自己試験モード100-13(図22C)では、基盤コントローラ100(図22D)内の電子機器は、自己診断を実施することができ、相互に同期することができる。いくつかの構成では、基盤コントローラ100(図22D)は、通常動作の間に容易に試験可能ではない、システム自己試験、例えば、メモリ完全性検証試験および回路無効試験を実施し、システムの完全性をチェックすることができる。自己試験モード100-13(図22C)にある間、動作機能は、無効にされることができる。モードコントローラは、要求されるモードを判定することができ、MDが遷移し得るモードを設定することができる。いくつかの構成では、基盤コントローラ100(図22D)は、MDの重心を較正することができる。基盤コントローラ100(図22D)は、例えば、コントローラタスク325を通して、タスク作成を制御することができ、例えば、ユーザ通知タスク165A(図22D)を通して、ユーザ通知を制御することができる。
ここで主に図25Eを参照すると、ユーザおよび/または臨床医は、グラフィカルユーザインターフェースディスプレイを使用することができ、これは、例えば、限定ではないが、ユーザコントローラ130(図12A)内に含まれ、ジョイスティックコマンド成形の形態で駆動オプションの構成を可能にすることができ、これは、ユーザおよび/または臨床医が、駆動選好のためにMDを構成することを可能にすることができる。テンプレートが、ユーザ/臨床医が、プロファイル定数768(図25A)を設定または事前に設定するために提供されることができ、これは、MDを、少なくとも1つの状況、例えば、限定ではないが、スポーツ状況、快適性状況、または経済状況に設置することができる。経済モードでは、例えば、速度および加速は、電力消費を低減させるために限定されることができる。スポーツ状況では、ユーザは、例えば、限定ではないが、最大速度を達成することによって、積極的に駆動することを可能にされ得る。快適性状況は、経済状況とスポーツ状況との間の平均を表すことができる。他の状況も、可能性として考えられることができる。プロファイル定数ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625は、例えば、限定ではないが、可変ディスプレイアイテムを通して、調節されることができ、車輪コマンド速度Wi627は、少なくとも、調節されたks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625に基づいて、算出およびグラフ化されることができる。例えば、プロファイルA/B613/615は、ks601およびks607が異なり、kd605およびkd611が類似するように、速度および不感帯範囲を調節することから生じることができる。車輪コマンド速度W i
は、ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の最小値(プロファイルA613)とks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の最大値(プロファイルB615)の両方のためのジョイスティックコマンド数629の範囲に関して算出およびグラフ化されることができる。プロファイルA613およびプロファイルB615は、プロファイル定数ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の他の構成とのより容易な比較のために平均されることができる。例えば、第1のジョイスティック制御グラフ600は、100ジョイスティックコマンド数における1.5m/秒の平均車輪コマンド617が、ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の第1の構成から生じることを示す。
ここで図25Fを参照すると、ks601およびks607が類似し、kd605およびkd611が異なるとき、車輪コマンド速度Wi627は、ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の最小値(プロファイルA623)と、ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の最大値(プロファイルB621)の両方のためのジョイスティックコマンド数629の範囲に関して算出およびグラフ化されることができる。プロファイルA623およびプロファイルB621は、平均され、プロファイル定数ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の他の構成と比較されることができる。例えば、第2のジョイスティック制御グラフ700Aは、100ジョイスティックコマンド数における1.75m/秒の平均車輪コマンド617が、プロファイル定数ks601/607、ka603/609、kd605/611、およびkm625の第2の構成から生じることを示す。ka603およびka609の変更は、ある状況下におけるスケールフィルタ定数であることができる。さらに、ジョイスティックコマンド629は、ジョイスティックフィルタによってフィルタ処理され、加速を管理することによって、速度に敏感な操向を可能にすることができる。例えば、ジョイスティックフィルタの比較的に低コーナ周波数CFは、ジョイスティックコマンド629とMDのアクティビティとの間の比較的に高減衰応答をもたらすことができる。例えば、コーナ周波数CFは、例えば、限定ではないが、MDが比較的に高速で進行しているとき、ジョイスティックコマンド629と車輪コマンド速度Wi769との間の比較的に高率関係をもたらし、MDが比較的に低速で進行しているとき、ジョイスティックコマンド629と車輪コマンド速度Wi769との間の比較的に低率関係をもたらし得る、速度の調節可能関数であることができる。例えば、車輪コマンド速度Wi769は、全速力閾値Tと比較されることができ、コーナ周波数CFは、比較の結果に従って設定されることができる。いくつかの構成では、車輪コマンド速度Wi769が、少なくとも、閾値Tに基づく値未満である場合、コーナ周波数CFは、第1の値に設定されることができる、または車輪コマンド速度Wi769が、閾値T未満である場合、コーナ周波数CFは、別の値、例えば、(Wi×CF)/Tに設定されることができる。減速率および加速率は、別個に管理されることができ、相互から独立することができる。例えば、減速率は、加速率ほど積極的にされなくてもよい。減速率は、例えば、加速率に依存することができる、またはある他の方法で動的に変動することができる、または固定値であることができる。ユーザは、例えば、減速率を制御することができる。
ここで図25Iを参照すると、勾配マップ1120Aが、ユーザに、例えば、限定ではないが、ユーザコントローラ130(図12A)において、周期的または動的にのいずれかで更新される、MDの近傍の下位面積を示すために使用されることができる。例えば、衝突可能性面積1121は、適応性速度制御プロセッサ759が自動的に操向不可能にし得、かつMDが自動的に物体にぶつからないように防止され得、例えば、限定ではないが、異なる進行方向に操向され得る、場所であることができる。いくつかの構成では、MDの位置は、MDの中心から測定されることができ、いくつかの構成では、MDの縁は、MDの近傍の物理的物体の実質的に近傍にあることができる。いくつかの構成では、第1の減速面積1125は、適応性速度制御プロセッサ759が、MDを自動的に若干減速させ得、かつ第1の減速面積1125への旋回を無障壁下位面積1127への旋回より困難にし得る、場所であることができる。いくつかの構成では、第2の減速面積1123は、適応性速度制御プロセッサ759が、第1の減速下位面積1125内よりMDへの前/後コマンドを自動的に減速させ得、かつ適応性速度制御プロセッサ759が、第2の減速下位面積1123への旋回を第1の減速下位面積1125への旋回より自動的に困難にし得る、場所であることができる。
ここで主に図27Cを参照すると、方法8750(図27B)を実装するための制御が、示される。フィルタ8843が、測定されたピッチ角度8841に適用され、後方転倒方向におけるピッチ速度をもたらすことができ、ヒステリシス帯8849が、測定されたピッチ速度8847の周囲に設置されることができる。所望の前/後速度8853の導関数が、車輪コントローラにおけるフィードフォワード項として使用される。所望の前/後速度8853および測定された前/後速度8855は、第1の比例積分(PI)コントローラ8857にフィードされることができ、ランプ関数8859が、第1のPIコントローラ8857の出力に適用されることができる。所望のヨー速度8861および測定されたヨー速度8863は、比例コントローラ8865にフィードされることができる。能動的安定化が、取り組まれる場合、フィルタ処理され、比例利得8845が適用された、測定されたピッチ角度8841が、修正され、導関数利得8851が適用された、測定されたピッチ速度8847と組み合わせられる。ランプ関数8867が、組み合わせに適用されることができる。右輪電圧コマンド768Aおよび左輪電圧コマンド768Bは、組み合わせ結果ならびにPIコントローラ8857および比例コントローラ8865の結果に基づくことができる。
ここで図27Dを参照すると、能動的安定化プロセッサ763は、限定ではないが、少なくとも、モードに基づいて、重心を推定するためのコンピュータ命令を含む、重心推定器1301と、少なくとも、重心推定値に基づいて、平衡を維持するために要求されるピッチ角度を推定するための慣性推定器1303とを含むことができる。いくつかの構成では、重心181(図27A)の場所は、フレーム傾き限界を設定するために使用されることができる。いくつかの構成では、重心181(図27A)の場所の推定値は、例えば、限定ではないが、移動支援デバイス120(図27A)を能動的に安定化させ、モード間の遷移を調整するために使用されることができる。重心181(図27A)の場所は、各ユーザおよび座席設定組み合わせに伴って変動することができ、座席105(図27A)の高さおよびクラスタ21100(図3)の位置の関数である。移動支援デバイス120(図27A)の通常動作の間に生じ得る、座席高さおよびクラスタ位置の範囲にわたる重心181(図27A)の推定値が、計算されることができる。較正パラメータが、重心181(図27A)の場所をシステムの平衡点に関連させ得る、種々の基準ピッチ角度を判定するために使用され得るように計算されることができる。較正パラメータは、座席高さおよびクラスタ位置が変化するにつれた制御サイクル毎に基準角度が計算されることを可能にすることができる。推定プロセスは、移動支援デバイス120(図27A)およびその負荷をクラスタ21100(図3)の種々の角度および種座席105(図27A)の々の高さにおいて平衡させるステップと、重力に対する移動支援デバイス120(図27A)のピッチ角度を含む、各場所におけるデータを収集するステップとを含むことができる。これらのデータは、推定プロセスの結果を誤差チェックするために使用されることができる。基盤コントローラ100は、少なくとも、重心181(図27A)の場所、例えば、限定ではないが、(1)拡張モード100-2(図22A)および階段モード100-4(図22A)において使用される、座席105(図27A)の高さの関数である、重心181(図27A)をクラスタ21100(図3)の軸にわたって設置する、移動支援デバイス120(図27A)の角度と、(2)平衡モード100-3(図22A)において使用される、座席105(図27A)の高さおよびクラスタ21100(図3)の位置の関数である、重心181(図27A)を1セットの車輪21201(図27A)にわたって設置し得る、基盤の角度と、(3)標準モード100-1(図22A)および階段モード100-4(図22A)において使用される、座席105(図27A)の高さの関数である、クラスタ21100(図3)の枢動点から推定された重心までの距離とに基づいて、基準変数を算出することができる。これらの値は、コントローラが能動的平衡を維持することを可能にすることができる。
ここで図29Aを参照すると、MDは、向上された機能性145をユーザに提供し、例えば、限定ではないが、ユーザが、障害物を回避する、ドアを通過する、階段を上る、エレベータに乗る、およびMDを駐車/運搬することを補助することができる。一般に、MDは、例えば、限定ではないが、ユーザインターフェースデバイスおよびセンサ147からのメッセージを通して、ユーザ入力(例えば、UIデータ633)および/またはMDからの入力を受信することができる。MDはさらに、例えば、限定ではないが、センサ処理システム661を通して、センサ入力を受信することができる。UIデータ633およびセンサ処理システム661からの出力は、例えば、自動的にまたは手動で選択されたモードを呼び出すために、コマンドプロセッサ601Aに知らせることができる。コマンドプロセッサ601Aは、UIデータ633およびセンサ処理システム661からの出力を、呼び出されたモードを有効にし得る、プロセッサに渡すことができる。プロセッサは、少なくとも、前の移動コマンド630、UIデータ633、およびセンサ処理システム661からの出力に基づいて、移動コマンド630を生成することができる。
図29Aを継続して参照すると、MDは、限定ではないが、コマンドプロセッサ601Aと、移動プロセッサ603Aと、同時位置特定およびマッピング(SLAM)プロセッサ609Aと、点群ライブラリ(PCL)プロセッサ611Aと、幾何学形状プロセッサ613Aと、障害物プロセッサ607Aとを含むことができる。コマンドプロセッサ601Aは、メッセージバスからユーザインターフェース(UI)データ633を受信することができる。UIデータ633は、限定ではないが、例えば、MDの所望の移動方向および速度のインジケーションを提供する、ジョイスティック70007(図12A)からの信号を含むことができる。UIデータ633はまた、MDが遷移され得る代替モード等の選択を含むことができる。いくつかの構成では、図22Bに関して説明されるモードに加え、MDは、限定ではないが、ドアモード605A、化粧室モード605B、拡張階段モード605C、エレベータモード605D、動的駐車モード605E、および静的格納/充電モード605F等のモード選択を処理することができる。これらのモードのいずれも、定位置に移動モードを含むことができる、またはユーザは、MDにある位置に移動するように指示することができる。メッセージバス54は、MDに関する制御情報をUIデータ633の形態で受信することができ、かつ限定ではないが、速度および方向を含み得る、移動コマンド630等のコマンドの形態でMDによって行われる処理の結果を受信することができる。移動コマンド630は、メッセージバス54によって、本情報を車輪モータ駆動部19/21/31/33(図18C/18D)およびクラスタモータ駆動部1050/27(図18C/18D)に伝送し得る、MDに提供されることができる。移動コマンド630は、移動プロセッサ603Aによって、モード特有のプロセッサによって提供される情報に基づいて、判定されることができる。モード特有のプロセッサは、とりわけ、センサハンドリングプロセッサ661を通して提供される情報に基づいて、モード依存データ657を判定することができる。
主に図29Aを継続して参照すると、センサハンドリングプロセッサ661は、限定ではないが、MD幾何学形状プロセッサ613Aと、PCLプロセッサ611と、SLAMプロセッサ609Aと、障害物プロセッサ607Aとを含むことができる。移動プロセッサ603Aは、移動コマンド630をセンサハンドリングプロセッサ661に提供し、MDの将来的移動を判定するために必要な情報を提供することができる。センサ147は、例えば、限定ではないが、障害物623およびMDについての幾何学的情報を含み得る、環境情報651を提供することができる。いくつかの構成では、センサ147は、MD上の任意の場所に搭載され得る、少なくとも1つの飛行時間センサを含むことができる。複数のセンサ147が、MD上に搭載されることができる。PCLプロセッサ611Aは、環境情報651を集め、処理することができ、かつPCLデータ655を生産することができる。2D/3D画像データを処理するためのコードライブラリのグループである、PCLは、例えば、環境情報651を処理することを補助することができる。他の処理技法も、使用されることができる。
主に図29Aを継続して参照すると、MD幾何学形状プロセッサ613Aは、センサ147からMD幾何学形状情報649を受信することができ、モード依存プロセッサによる使用のためのMD幾何学形状情報649を準備するために必要な任意の処理を実施することができ、かつ処理されたMD幾何学形状情報649をモード依存プロセッサに提供することができる。MDの幾何学形状は、限定ではないが、MDが、例えば、階段構造およびドア等の空間内および/またはそれを通して適合し得るかどうかを自動的に判定するために使用されることができる。SLAMプロセッサ609Aは、例えば、限定ではないが、UIデータ633、環境情報651、および移動コマンド630に基づいて、ナビゲーション情報653を判定することができる。MDは、少なくとも部分的に、ナビゲーション情報653によって設定された経路内を進行することができる。障害物プロセッサ607Aは、障害物623および障害物623までの距離621を位置特定することができる。障害物623は、限定ではないが、MDの経路の付近のドア、階段、自動車、および種々雑多な特徴を含むことができる。
ここで図29Dを参照すると、MDをナビゲートしながら少なくとも1つの障害物623を処理するための障害物プロセッサ607Aは、限定ではないが、PCLプロセッサ611AからのPCLデータ655を受信し、セグメント化し、セグメント化されたPCLデータ655内の少なくとも1つの平面を識別し、少なくとも1つの平面内の少なくとも1つの障害物623を識別する、ナビ/PCLデータプロセッサ607Fを含むことができる。障害物プロセッサ607Aはさらに、少なくとも、UIデータ633、少なくとも1つの移動コマンド630、および少なくとも1つの障害物623に基づいて、少なくとも1つの状況識別子624を判定する、距離プロセッサ607Eを含むことができる。距離プロセッサ607Eは、少なくとも、少なくとも1つの状況識別子624に基づいて、MDと少なくとも1つの障害物623との間の距離621を判定することができる。移動物体プロセッサ607Dおよび/または定常物体プロセッサ607Cは、距離621、少なくとも1つの障害物623、および少なくとも1つの状況識別子624に関連する、少なくとも1つの許可コマンドにアクセスすることができる。移動物体プロセッサ607Dおよび/または定常物体プロセッサ607Cは、自動応答リスト627から、少なくとも1つの許可コマンドと関連付けられた少なくとも1つの自動応答にアクセスすることができる。移動物体プロセッサ607Dおよび/または定常物体プロセッサ607Cは、例えば、速度/信号コマンドおよび方向コマンド/信号を含む、少なくとも1つの移動コマンド630にアクセスし、少なくとも1つの移動コマンド630と少なくとも1つの許可コマンドのうちの1つをマッピングすることができる。移動物体プロセッサ607Dおよび/または定常物体プロセッサ607Cは、少なくとも1つの移動コマンド630およびマッピングされた許可コマンドと関連付けられた少なくとも1つの自動応答をモード依存プロセッサに提供することができる。
図29Dを継続して参照すると、定常物体プロセッサ607Cは、随意に、少なくとも1つの定常物体に遭遇するときに必要な任意の特殊処理を実施することができ、移動物体プロセッサ607Dは、随意に、少なくとも1つの移動物体に遭遇するときに必要な任意の特殊処理を実施することができる。距離プロセッサ607Eは、随意に、固定および/または動的に変動する量であり得る、距離621を処理することができる。少なくとも1つの移動コマンド630は、随意に、追従コマンド、通過コマンド、傍進行コマンド、定位置に移動コマンド、および非追従コマンドを含むことができる。ナビ/PCLプロセッサ607Fは、随意に、障害物623を、例えば、限定ではないが、ローカル記憶装置607H内および/または記憶クラウド607G上に記憶することができ、かつ、例えば、限定ではないが、外部アプリケーション140(図16B)等のMDの外部システムによって、記憶された障害物623にアクセスすることを可能にすることができる。PCLプロセッサ611Aは、随意に、MD上に搭載される少なくとも1つの飛行時間カメラからセンサデータ147(図29A)を収集することができ、かつ点群ライブラリ(PCL)を使用して、センサデータ147(図10)を分析し、PCLデータ655をもたらすことができる。移動物体プロセッサ607Dは、随意に、MDの場所に基づいて、同時位置特定およびマッピング(SLAM)プロセッサ609Aによって収集されるナビゲーション情報653を使用して、少なくとも1つの移動物体を追跡し、例えば、限定ではないが、ランダムサンプルコンセンサスおよびPCLライブラリを使用して、少なくとも1つの平面を識別することができ、かつマッピングされた許可コマンドと関連付けられた少なくとも1つの自動応答に基づいて、少なくとも1つの移動コマンド630をモード依存プロセッサに提供することができる。障害物プロセッサ607Aは、随意に、再開コマンドを受信し、再開コマンドに続いて、マッピングされた許可コマンドと関連付けられた少なくとも1つの自動応答に基づいて、少なくとも1つの移動コマンド630をモード依存プロセッサに提供することができる。少なくとも1つの自動応答は、随意に、速度制御コマンドを含むことができる。例えば、70007(図12A)が、MDを、例えば、壁等の障害物623との衝突コース内に位置付け得る、方向を示す場合、少なくとも1つの自動応答は、速度制御を含み、MDを衝突から保護することができる。少なくとも1つの自動応答は、逆のユーザコマンドによって無効化され得る、例えば、ジョイスティック70007(図12A)が、解除され得、MDの移動が停止され得る。ジョイスティック70007(図12A)は、次いで、MDの移動を障害物623に向かって再開するように再係合され得る。
ここで主に図29E-29Hを参照すると、環境情報651(図29A)は、センサ147(図29A)から受信されることができる。MDは、環境情報651(図29A)を処理することができる。いくつかの構成では、PCLプロセッサ611A(図29A)は、センサ147(図29A)を使用して、例えば、それに応じて、環境情報651(図29A)、すなわち、点群ライブラリ(PCL)機能を処理することができる。MDが、潜在的障害物2001Aの周囲の進行経路2001B(図29H)に沿って移動するにつれて、センサ147(図29A)は、センサ147(図29A)から、例えば、それに応じて、点群、すなわち、円錐台2003A(図29F-29H)の形状をとり得るデータを含み得る、ボックス2005(図29G-29H)を検出することができる。例えば、限定ではないが、PCLからのサンプルコンセンサス方法、例えば、限定ではないが、ランダムサンプルコンセンサス方法は、点群間の平面を見出すために使用されることができる。MDは、予測される群を作成することができ、かつ点群正対応を判定し、これらから、予測される群の重心を判定することができる。中心基準点148は、MDに対して環境条件の場所を判定するために使用されることができる。例えば、MDが、障害物に向かって、もしくはそこから離れて移動しているかどうか、またはMDに対するドアヒンジの場所が、中心基準点148の場所に基づいて判定されることができる。センサ147(図29A)は、例えば、飛行時間センサ147Aを含むことができる。
ここで主に図29Iを参照すると、MDが階段をナビゲートすることを可能にするための方法750は、限定ではないが、少なくとも1つの階段コマンドを受信1251するステップと、MD上に搭載されるセンサ147(図29A)から、障害物プロセッサ607A(図29A)を通して、環境情報651(図29A)を受信1253するステップとを含むことができる。方法750はさらに、環境情報651(図29A)に基づいて、環境情報651(図29A)内の少なくとも1つの階段構造643(図29J)を位置特定1255するステップと、階段構造643(図29J)のうちの少なくとも1つから選択された階段構造643A(図29J)の選択を受信1257するステップを含むことができる。方法750はなおもさらに、選択された階段構造643A(図29J)の少なくとも1つの特性645(図29J)を測定1259するステップと、環境情報651(図29J)に基づいて、該当する場合、選択された階段構造643A(図29J)上の障害物623(図29J)を位置特定1261するステップとを含むことができる。方法750はまた、環境情報651(図29J)に基づいて、選択された階段構造643A(図29J)の最後の階段を位置特定1263するステップと、測定された少なくとも1つの特性645(図29J)、最後の階段、および該当する場合、障害物623(図29J)に基づいて、移動コマンド630(図29J)を提供1265し、MDを選択された階段構造643A(図29J)上に移動させるステップとを含むことができる。1267において、最後の階段に到達していない場合、方法750は、移動コマンド630(図29J)の提供を継続し、MDを移動させることができる。方法750は、随意に、GPSデータに基づいて、階段構造643(図29J)のうちの少なくとも1つを位置特定するステップと、例えば、限定ではないが、SLAMを使用して、選択された階段構造643A(図29J)のマップを構築および保存するステップとを含むことができる。方法750はまた、随意に、MDの幾何学形状649(図29J)にアクセスするステップと、幾何学形状649(図29J)と選択された階段構造643A(図29J)の特性645(図29J)のうちの少なくとも1つを比較するステップと、比較するステップに基づいて、ナビゲートするステップを修正するステップとを含むことができる。特性645(図29J)のうちの少なくとも1つは、随意に、選択された階段構造643A(図29J)の少なくとも1つの蹴込の高さ、少なくとも1つの蹴込の表面テクスチャ、および少なくとも1つの蹴込の表面温度を含むことができる。方法750は、随意に、表面温度が閾値範囲外にあって、表面テクスチャが静止摩擦設定外にある場合、アラートを生成するステップを含むことができる。閾値範囲は、随意に、33°Fを下回る温度を含むことができる。静止摩擦設定は、随意に、カーペットテクスチャを含むことができる。方法750はさらに、環境情報651(図29J)に基づいて、選択された階段構造643A(図29J)を囲繞する面積のトポグラフィを判定するステップと、トポグラフィが平坦ではない場合、アラートを生成するステップとを含むことができる。方法750はなおもさらに、随意に、極限状況のセットにアクセスするステップを含むことができる。
ここで主に図29Jを参照すると、階段の自動化されたナビゲーションは、MDが階段をナビゲートすることを可能にするための階段プロセッサ605Cによって有効にされることができる。MD上のセンサ147(図29A)は、該当する場合、環境情報651(図29A)が、少なくとも1つの階段構造643を含むかどうかを判定することができる。少なくとも1つの階段構造643の場所の任意の自動判定と併せて、UIデータ633は、階段モード100-4(図22B)の選択を含むことができ、これは、自動、半自動、または半手動階段昇降プロセスを呼び出すことができる。少なくとも1つの階段構造643の自動位置特定またはUIデータ633の受信のいずれも、拡張階段ナビゲーション機能のための階段プロセッサ605Cを呼び出すことができる。階段プロセッサ605Cは、障害物プロセッサ607A(図29A)から、例えば、少なくとも1つの障害物623、少なくとも1つの障害物623までの距離621、状況624、ナビゲーション情報653、およびMDに関する幾何学形状情報649等のデータを受信することができる。ナビゲーション情報は、限定ではないが、MDが横断する可能性として考えられる経路を含むことができる。少なくとも1つの障害物623は、他の障害物の中でもとりわけ、少なくとも1つの階段構造643を含むことができる。階段プロセッサ605Cは、少なくとも1つの階段構造643を位置特定することができ、かつ自動的にまたは別様にのいずれかにおいて、例えば、限定ではないが、ナビゲーション情報653および/またはUIデータ633および/またはMD幾何学形状情報649に基づいて、選択された階段構造643Aを判定することができる。例えば、蹴込情報等の選択された階段構造643Aの特性645は、第1の階段および次の階段までの距離640を判定するために使用されることができる。階段プロセッサ605Cは、例えば、限定ではないが、特性645、距離621、およびナビゲーション情報647に基づいて、MDの移動コマンド630を判定することができる。移動プロセッサ603Aは、移動コマンド630および次の階段までの距離640に基づいて、MDを移動させることができ、かつ選択された階段構造643Aからの階段が横断された後、制御をセンサ処理661に移行することができる。センサ処理661は、MDが選択された階段構造643Aの横断を完了したかどうかに応じて、選択された階段構造643Aのナビゲートを進めるか、またはナビゲーション情報653によって設定された経路の追従を継続するかのいずれかを行うことができる。MDが、選択された階段構造643Aを横断中の間、障害物プロセッサ607Aは、選択された階段構造643A上の障害物623を検出することができ、階段プロセッサ605Cは、障害物623を回避するために、移動コマンド630を提供することができる。障害物623の場所は、将来的使用のために、MDのローカルで、および/またはMDの外部に記憶されることができる。
主に図29Jを継続して参照すると、階段プロセッサ605Cは、限定ではないが、UIデータ633内に含まれる少なくとも1つの階段コマンドを受信する、階段構造プロセッサ641Bと、MD上に搭載されるセンサ147(図29A)から障害物プロセッサ607A(図29A)を通して環境情報651(図29A)を受信する、階段構造ロケータ641Aとを含むことができる。階段構造ロケータ641Aはさらに、環境情報651(図29A)に基づいて、環境情報651(図29A)内の階段構造643のうちの少なくとも1つを位置特定することができ、かつ階段構造643のうちの少なくとも1つから選択された階段構造643Aの選択肢を受信することができる。選択された階段構造643Aは、可能性として考えられる将来的使用のために、記憶装置643B内に記憶されることができる。階段特性プロセッサ641Cは、選択された階段構造643Aの特性645のうちの少なくとも1つを測定することができ、かつ環境情報651に基づいて、該当する場合、選択された階段構造643A上の少なくとも1つの障害物623を位置特定することができる。階段移動プロセッサ641Dは、環境情報651に基づいて、選択された階段構造643Aの最後の階段を位置特定し、移動プロセッサ603Aに、測定された少なくとも1つの特性645、最後の階段、および該当する場合、少なくとも1つの障害物623に基づいて、MDが選択された階段構造643A上を移動するための移動コマンド630を提供することができる。階段構造ロケータ641Aは、随意に、GPSデータに基づいて、階段構造643のうちの少なくとも1つを位置特定することができ、かつSLAMを使用して、選択された階段構造643Aのマップを構築および保存することができる。マップは、MDのローカルでの使用のために、および/または他のデバイスによる使用のために保存されることができる。階段構造プロセッサ641Bは、随意に、MDの幾何学形状649にアクセスし、幾何学形状649と選択された階段構造643Aの特性645のうちの少なくとも1つを比較することができ、かつ比較に基づいて、MDのナビゲーションを修正することができる。階段構造プロセッサ641Bは、随意に、選択された階段構造643Aの蹴込の表面温度が閾値範囲外にあって、選択された階段構造643Aの表面テクスチャが静止摩擦設定外にある場合、アラートを生成することができる。階段移動プロセッサ641Dは、随意に、環境情報651(図29A)に基づいて、選択された階段構造643Aを囲繞する面積のトポグラフィを判定することができ、かつトポグラフィが平坦ではない場合、アラートを生成することができる。階段移動プロセッサ641Dは、随意に、極限状況のセットにアクセスすることができる。
ここで図29Mを参照すると、センサ処理661は、センサ147(図29A)からの情報を通して、ドア675のヒンジ側、ならびにドアの方向、角度、および距離を判定することができる。移動プロセッサ603Aは、左旋回の開始/停止、右旋回の開始/停止、前方移動の開始/停止、後方移動の開始/停止等のコマンドをMDに生成することができ、かつMDを停止させ、MDが完了中であり得る目標をキャンセルし、ジョイスティック70007(図12A)をセンタリングすることによって、ドアモード605Aを促進することができる。ドアプロセッサ671Bは、ドア675が、例えば、押戸、引戸、またはスライド式であるかどうかを判定することができる。ドアプロセッサ671Bは、MDの現在の位置および配向を判定し、ドア枢動点のx/y/z場所を判定することによって、ドア675の幅を判定することができる。ドアプロセッサ671Bが、障害物623および/またはPCLデータ655(図29A)から導出されるドア675の画像内の有効点の数が閾値を上回ることを判定する場合、ドアプロセッサ671Bは、MDからドア675までの距離を判定することができる。ドアプロセッサ671Bは、センサプロセッサ661からのPCLデータ655(図29A)の連続サンプルに基づいて、ドア675が移動中であるかどうかを判定することができる。いくつかの構成では、ドアプロセッサ671Bは、MDの側面がドア675の取手側と平行であると仮定することができ、かつその仮定を使用して、ドア枢動点の位置とともに、ドア675の幅を判定することができる。
主に図29Mを継続して参照すると、ドア675の移動が、MDに向かっている場合、ドア移動プロセッサ671Dは、移動コマンド630を生成し、移動プロセッサ603に提供し、ドア675が移動中の所定または動的に判定されたパーセンテージの量だけ後方にMDを移動させることができる。移動プロセッサ603Aは、移動コマンド630をMDに提供することができ、MDは、GUIデータ633Aを受け取り、GUIデータ633Aを移動プロセッサ603Aに提供することができる。ドア675が、MDから離れるように移動中である場合、ドア移動プロセッサ671Dは、移動コマンド630を生成し、MDに、ドア675が移動する所定または動的に判定されたパーセンテージの量だけ前方に移動するように指示することができる。前方にまたは後方のいずれかにおけるMDが移動する量は、ドア675の幅に基づくことができる。ドアプロセッサ671Bは、ドア枢動点の場所に基づいて、ドア675のための開放/閉鎖機能を提供するドア675の側を位置特定することができる。ドアプロセッサ671Bは、センサ147(図16B)の正面の平面までの距離を判定することができる。ドア移動プロセッサ671Dは、移動コマンド630を生成し、ドア675を通して移動するようにMDに指示することができる。ドア移動プロセッサ671Dは、MDの移動が完了するための事前に選択された時間量だけ待機することができ、ドア移動プロセッサ671Dは、ドア675の位置に基づいて、移動コマンド630を生成し、MDの場所を調節することができる。ドアプロセッサ671Bは、ドア角度およびドア枢動点を判定することができる。ドアプロセッサ671Bは、ドア675が定常であるかどうかを判定することができ、ドア675が移動中であるかどうかを判定することができ、かつドア675が移動中である方向を判定することができる。ドアモード605Aが完了すると、ドア移動プロセッサ671Dは、移動を中断するようにMDに指示し得る、移動コマンド630を生成することができる。
主に図29Pおよび29Qを継続して参照すると、MDを格納するための少なくとも1つの移動コマンド630(図29R)は、外部アプリケーション140(図16B)から受信される、および/または自動的に生成されることができる。方法1051は、随意に、例えば、限定ではないが、オーディオインターフェース150A(図16B)を通したオーディオアラートおよび/または外部アプリケーション140(図16B)へのメッセージを通して、ユーザにエラー条件をアラートするステップを含むことができる。方法1051は、随意に、障害物処理607A(図29M)を呼び出し、車両のドアを位置特定し、車両内にMDを格納するための十分な余地があるかどうかを判定し、車両内の任意のロック機構を位置特定することを補助することができる。MDが、再び必要とされるとき、すなわち、ユーザが車両内の目的地に到着すると、外部アプリケーション140(図16B)が、例えば、MDを起動するために使用されることができる。方法1051は、MDのステータスを呼び戻すステップを含むことができ、車両制御コマンドを提供し、車両にMDをロック解除し、車両のドアを開放するようにコマンドするステップを含むことができる。方法1051は、車両のドアを位置特定するステップを含むことができる、または、例えば、ローカル記憶装置607H(図29M)および/またはクラウド記憶装置607G(図29M)から、車両ドアの場所にアクセスするステップを含むことができる。方法1051は、移動コマンド630(図29R)を提供し、車両ドアを通して、例えば、限定ではないが、外部アプリケーション140(図16B)によって命じられた乗車者用ドアまでMDを移動させるステップを含むことができる。
主に図30Cを継続して参照すると、いくつかの構成では、遷移が、現在のモードからユーザ選択されたモードに可能にされない場合、ユーザは、アラートされることができる。あるモードおよびモード遷移は、ユーザ通知および可能性としてユーザ補助を要求し得る。例えば、座席の調節が、MD上の負荷とともに、MDの重心の判定のために、MDを位置付けるときに必要とされ得る。ユーザは、現在のモードおよび/または遷移が生じ得るモードに基づいて、具体的動作を実施するように促されることができる。いくつかの構成では、MDは、例えば、限定ではないが、高速、中速、中速減衰、または低速テンプレートのために構成されることができる。MDの速度は、例えば、出力703(図25A)(および車輪コマンド)とジョイスティック変位702(図25A)を関連させる、速度テンプレート700(図25A)を使用することによって、修正されることができる。
図31Dを継続して参照すると、外部アプリケーション無線プロセッサ5325および移動支援デバイス無線プロセッサ5330は両方とも、本明細書では、便宜上、dradio5349と称される、無線制御コードを実行し得る、プロセッサ、例えば、限定ではないが、ARMプロセッサ5329を含むことができる。制御デバイス5107(図31A)上で実行するdradio5349は、少なくとも1つの外部アプリケーション無線状態機械5337Eを含むことができ、移動支援デバイス5111A上で実行するdradio5349は、少なくとも1つの移動支援デバイス無線状態機械5337Mを含むことができる。少なくとも1つの無線状態機械は、ソフトデバイス5347へのI/Oの状態を管理することができる。ソフトデバイス5347は、例えば、限定ではないが、BLUETOOTH(登録商標)低エネルギープロトコルを使用して通信する、プロセッサ等の無線プロトコルプロセッサを含むことができる。外部アプリケーション無線状態機械5337Eおよび移動支援デバイス無線状態機械5337Mは両方とも、無線5331の状態を管理することができ、無線5331についての情報を外部アプリケーション5107Aおよび移動支援デバイス5111Aに提供することができる。dradio5349は、汎用機能性およびカスタマイズされたサービスを含み、例えば、移動支援デバイス5111Aをサポートすることができる。移動支援デバイス5111Aと制御デバイス5107(図31A)との間の通信手段は、移動支援デバイス5111Aの内部のプロセッサ間のデジタル通信をサポートすることができる。外部アプリケーション5107Aは、例えば、限定ではないが、パーソナルコンピュータおよびモバイルデバイス等の制御デバイス5107(図31A)上で実行することができる。通信手段は、様々な能力および物理的特性のユーザのために移動支援デバイス5111Aのカスタマイズ、新しいユーザのための訓練モードの構成、格納のためのデバイスの遠隔制御、ならびにパラメータおよび性能データのダウンロードを可能にすることができる。いくつかの構成では、UC130(図12A)は、無線プロセッサ5325を含むことができる。移動支援デバイス5111Aが、無線対応モードに入ると、外部アプリケーション5107Aは、コマンドを移動支援デバイス5111Aに送信することができ、対応する応答を受信することができる。外部アプリケーション5107Aは、例えば、限定ではないが、RISプロトコル(図31C参照)等、例えば、限定ではないが、第1のプロトコルに従ってフォーマットされるメッセージを作成し、情報を移動支援デバイス5111Aのプロセッサおよびその逆に通信することができる。外部アプリケーション5107Aは、例えば、限定ではないが、SCAプロトコル(図31B参照)等、例えば、限定ではないが、第2のプロトコルに従ってフォーマットされるメッセージを作成し、制御コマンドおよびデータを移動支援デバイス5111Aのプロセッサに通信することができる。第2のプロトコルは、種々のタイプの被制御デバイス5111(図31A)および外部アプリケーション5107Aを通して利用可能な種々の機能に適応するように拡張可能であることができる。例えば、IPODデバイス上で実行する無線制御アプリケーションは、例えば、限定ではないが、RISプロトコル(図31C参照)に従ってメッセージを使用することによって、通信を確立することができ、例えば、限定ではないが、SCAプロトコル(図31B参照)に従って、メッセージを使用することによって、仮想ジョイスティックコマンドを移動支援デバイス5111Aに送信することができる。
ここで主に図31Eを参照すると、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)は、例えば、限定ではないが、無線5331がアクティビティを被らない、アイドル状態3001と、無線5331が開始される、開始状態3003と等の状態を認識することができる。開始状態3003では、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)は、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)に、無線5331(図31D)の開始の準備ができていることを伝える、ステータスメッセージを無線5331(図31D)からリッスンするように設定される。チェック状態3005では、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)は、準備完了/開始ステータスメッセージを待機する。他の状態は、送信状態3007を含むことができ、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)が、dradio5349(図31D)についての情報、例えば、限定ではないが、そのソフトウェアバージョン番号を要求し、開始無線コマンドをdradio5349(図31D)に送信し、dradio5349(図31D)に、移動支援デバイス5111A(図31D)とのペアリングを始めるためのコマンドを送信し、dradio5349(図31D)に、ユーザが選択した可能性として考えられる移動支援デバイス5111A(図31D)について知らせる。確認応答待機状態3009は、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)を、最後に送信されたメッセージからの応答、例えば、限定ではないが、無線バージョン番号、無線開始、ペアリング、走査開始、およびデータ解析に関する確認応答を待機する状態に設定する。データ解析確認応答に関して、確認応答待機状態3009は、dradio5349(図31D)に、応答が受信されたことを知らせ、ペアリングが選択されるまで、または走査が停止されるまで、前の状態にループバックする。待機され得る他の応答は、接続応答メッセージおよび接続ステータスメッセージを含むことができ、本状態は、移動支援デバイス5111A(図31D)と外部アプリケーション5107A(図31D)の接続成功を待機する。走査待機状態3011は、ペアリングプロセス開始のコマンドを待機し、利用可能な移動支援デバイス5111A(図31D)からの応答をリッスンする。走査開始状態3013は、コマンドをdradio5349(図31D)に送信し、利用可能な移動支援デバイス5111A(図31D)の走査を開始し、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)が接続状態3015に入る接続を有効にするように状態機械を設定する。無線リンク5136(図31D)が喪失される場合、またはメッセージ応答がタイムアウトする場合、または外部要求において、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)は、開始リセット状態3017に入ることができ、そこから無線リセット状態3019に入ることができ、リセットコマンドが、dradio5349(図31D)に送信され、リセットコマンドの応答の待機が続く。停止状態3021は、外部アプリケーション状態機械5305E(図31D)をクリーンアップし、アイドル状態3001に戻るように設定することができる。
ここで図31Gを参照すると、外部アプリケーション5107A(図31D)は、外部デバイス上で実行するユーザインターフェース5107Bと無線通信手段との間のインターフェースを提供することができる。いくつかの構成では、無線通信手段は、BLUETOOTH(登録商標)低エネルギープロトコルに基づくことができ、移動支援デバイス5111Aと外部アプリケーション5107Aとの間の通信を構成するステップと、移動支援デバイス5111Aと外部アプリケーション5107Aとの間のメッセージの送信を開始するステップと、大きいメッセージを分割するステップと、外部デバイスのユーザによって開始され、移動支援デバイス5111Aに伝送される、仮想ジョイスティックコマンドを有効にするステップとを含むことができる。交換され得る、メッセージは、限定ではないが、デバイスの走査、走査停止、およびデバイスの読出を含むことができ、デバイスは、移動支援デバイス5111Aを含むことができる。移動支援デバイス5111Aおよび外部アプリケーション5107Aは、外部アプリケーション5107Aと移動支援デバイス5111Aとの間のメッセージの伝送および受信を管理し得る、無線プロセッサ5325/5330と通信することができる。外部アプリケーション5107Aは、例えば、限定ではないが、作成されたメッセージ2001を受信し得る、外部アプリケーション無線プロセッサ5325と通信し得る、アプリケーションプログラムインターフェースを使用して、メッセージ2001を生成および作成し、作成されたメッセージ2001からの情報を使用して、アドバタイズ情報2003を構築し、移動支援デバイス無線プロセッサ5330に送信することができる。アドバタイズ情報2003は、限定ではないが、企業識別、プロジェクト識別、および顧客識別を含むことができる。移動支援デバイス無線プロセッサ5330は、アドバタイズ情報2003を使用して、アドバタイズデータ2005Aを構築し、外部アプリケーション無線プロセッサ5325を通して、外部アプリケーション5107Aに送信することができ、これは、デバイス情報を構築し、ユーザインターフェース5107Bに送信し、外部デバイス上に表示することができる。外部アプリケーション5107Aは、接続要求2007を外部アプリケーション無線プロセッサ5325に送信することができ、これは、接続要求を構築し、移動支援デバイス無線プロセッサ5330に送信することができる。移動支援デバイス無線プロセッサ5330は、外部アプリケーション無線プロセッサ5325を通して、外部アプリケーション5107Aに対して接続要求に応答することができ、これは、サービス要求2009を外部アプリケーション無線プロセッサ5325に送信することによって、応答に反応することができ、これは、サービス2011を外部アプリケーション5107Aに送信することによって、応答することができる。接続要求2007は、移動支援デバイス5111Aに接続する、および/または移動支援デバイス5111Aへの接続をキャンセルするためのコマンドを含むことができる。接続要求2007への応答は、成功または失敗通知を含むことができる。外部アプリケーション5107は、サービス2011を受信し、外部デバイスユーザインターフェース5107Bに、デバイスが接続されたことを通知することができる。通信開始が進行するにつれて、外部アプリケーション無線プロセッサ5325内の中央マネージャは、外部アプリケーション無線プロセッサ5325の状態を更新し、更新された状態情報を外部アプリケーション5107Aに送信することができる。接続解除要求および応答が、通信が進行中、交換され得、外部アプリケーション無線プロセッサ5325は、接続解除要求を外部アプリケーション5107Aに提供することができる。通信開始が進行するにつれて、外部アプリケーション5107Aは、例えば、限定ではないが、移動支援デバイス5111Aのサービスおよび特性の発見ならびに移動支援デバイス5111Aから/への値の読取および書込の要求等のメッセージを送信することによって、移動支援デバイス5111Aにクエリすることができる。クエリは、移動支援デバイス5111Aのデータおよびステータスを提供し得る応答によって、回答されることができる。
ここで図31Hを参照すると、通信開始に続いて、外部アプリケーション5107Aは、外部アプリケーション無線プロセッサ5325にコマンドし、初期化メッセージ2013を送信し、ジョイスティック有効メッセージ2027を送信し、ハートビートメッセージ2025を移動支援デバイス無線プロセッサ5330に送信することによって、移動支援デバイス5111Aとの通信を開始することができる。移動支援デバイス無線プロセッサ5330は、ジョイスティック有効メッセージ2027を受信し、移動支援デバイス5111Aに、外部アプリケーション5107Aの仮想ジョイスティックが有効であることを通知することができる。外部アプリケーション無線プロセッサ5325は、移動支援デバイス無線プロセッサ5330を通して、移動支援デバイス5111Aのステータスを要求することができる。移動支援デバイス5111Aは、ステータス要求を受信し、ステータスにアクセスし、ステータスメッセージ2119Aを移動支援デバイス無線プロセッサ5330および外部アプリケーション無線プロセッサ5325を通して外部アプリケーション5107Aに送信することができ、これは、ステータスを外部デバイスユーザインターフェース5107Bに提供することができる。外部アプリケーション無線プロセッサ5325は、移動支援デバイス無線プロセッサ5330を通して、ログを移動支援デバイス5111Aから要求することができる。移動支援デバイス5111Aは、ログ要求を受信し、ログにアクセスし、ログメッセージ2121Aを移動支援デバイス無線プロセッサ5330および外部アプリケーション無線プロセッサ5325を通して外部アプリケーション5107Aに送信することができ、これは、ログを外部格納デバイスに提供することができる。
Claims (22)
- 移動支援デバイス基盤であって、前記移動支援デバイス基盤は、
安定化プロセッサであって、前記安定化プロセッサは、
前記移動支援デバイスの重心を推定すること、および、
前記移動支援デバイスの平衡を維持するための値
のために構成される、安定化プロセッサと、
複数の冗長プロセッサを備える基盤プロセッサと
を備え、前記冗長プロセッサの各々は、投票プロセッサを備え、
コマンドに基づいてクラスタを移動させるために構成されるクラスタモータにコマンドすることと、
前記コマンドに基づいて動作可能に接続された車輪を移動させるために構成される複数の車輪モータにコマンドすることと、
前記クラスタモータおよび/または車輪モータに応答するように構成される冗長センサに基づいてデータを処理することと、
前記値に基づいて前記車輪のうちの2つの車輪上で前記移動支援デバイスを平衡させることと、
前記冗長プロセッサ間の前記データの一致に基づいて前記データから情報を選択することと
を実行するために構成され、
前記投票プロセッサの各々は、
プロセスに基づいてデータを排除し、残りのデータを定義するために構成される一次投票と、
二次投票であって、前記二次投票は、
前記残りのデータと相互との間の差異を算出すること、
前記差異と閾値を比較すること、および、
前記差異のうちのいずれかが前記閾値を上回る場合に、前記閾値に基づいて前記残りのデータからデータを選択し、選択されたデータを定義すること
を実行するために構成される、二次投票と、
前記差異のうちのいずれもが前記閾値を上回らない場合に、前記閾値に基づいて前記残りのデータからデータを選択し、選択されたデータを定義するために構成される三次投票と
に基づいてデータを選択するために構成され、
前記基盤プロセッサは、前記選択されたデータに基づいて前記コマンドを処理するように構成される、移動支援デバイス基盤。 - 転倒防止コントローラをさらに備え、
前記転倒防止コントローラは、
安定化メトリックを算出することと、
安定化係数を算出することと、
前記コマンドを処理するために要求される情報を判定することと、
安定化が要求されることを前記安定化メトリックが示す場合、前記情報および前記安定化係数に基づいて、前記コマンドを処理することと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 階段昇降の間、安定性が喪失される場合、前記移動支援デバイスを強制的に後方に転倒させるために構成される階段昇降フェイルセーフ手段をさらに備える、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 線形加速プロセッサであって、前記線形加速プロセッサは、
前記車輪の速度に基づいて、車輪加速を算出することと、
慣性センサからのセンサデータに基づいて慣性センサ加速を算出することと
を実行するために構成される、線形加速プロセッサと、
牽引力制御プロセッサであって、前記牽引力制御プロセッサは、
前記車輪加速と前記慣性センサ加速との間の差異を算出することと、
前記差異と閾値を比較することと
を実行するために構成される、牽引力制御プロセッサと、
前記比較に基づいて、前記車輪およびキャスタアセンブリのうちの1つを関節運動させるように前記クラスタにコマンドするために構成されるコマンドプロセッサと
をさらに備える、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 前記基盤プロセッサは、前記クラスタモータから速度のバーストを取得するために弱め界磁を実装するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 前記基盤プロセッサは、
前記移動支援デバイスの重心を推定すること、
(1)前記移動支援デバイスの平衡を前記クラスタのクラスタ位置および前記座席の座席位置に維持するために要求されるピッチ角度を含むデータを測定し、測定されたデータを定義すること、
(2)前記移動支援デバイスを複数の点まで移動させ、ステップ(1)を前記複数の点の各々において繰り返すこと、
(3)前記測定されたデータが限界内にあることを検証し、検証された測定されたデータを定義すること、および、
(4)前記移動支援デバイスの動作の間、前記重心を確立するために、前記検証された測定されたデータに基づいて較正係数を生成すること
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 前記安定化プロセッサは、閉ループコントローラを備え、
前記閉ループコントローラは、
前記移動支援デバイスの安定性を維持することと、
前記移動支援デバイスのピッチ角度および/または前記重心に基づいて、前方運動を減速させ、後方運動を加速させることと
を実行するために構成される、請求項6に記載の移動支援デバイス基盤。 - 慣性センサを備える基盤プロセッサボードをさらに備え、前記慣性センサは、慣性センサボード上に搭載され、前記慣性センサボードは、前記基盤プロセッサボードと別個であり、前記基盤プロセッサボードと可撓性に結合され、前記基盤プロセッサボードから隔離して較正される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 無線プロセッサをさらに備え、前記無線プロセッサは、電波からのメッセージを受信およびデコードし、デコードされたメッセージを定義するために構成され、前記基盤プロセッサは、前記デコードされたメッセージに基づいて、前記移動支援デバイスを制御するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 前記基盤プロセッサボードと前記移動支援デバイスのシャーシとの間の熱消散経路をさらに備える、請求項8に記載の移動支援デバイス基盤。
- 座席位置データを前記基盤プロセッサに提供するために構成される座席位置センサをさらに備える、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 前記基盤プロセッサは、状況に基づいて、速度および/または加速に関するユーザ構成可能駆動オプションを提供するように構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 速度範囲を修正するために構成されるサムホイールをさらに備える、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。
- 前記基盤プロセッサは、
前記移動支援デバイスが傾斜に遭遇していることのインジケーションを受信することと、
前記クラスタモータおよび/または車輪モータに、前記車輪を表面と接触させて維持させるように指示することと、
前記車輪の位置に基づいて前記移動支援デバイスの前記重心を維持するためのインジケーションに従って前記クラスタの配向を変化させることと、
座席を前記表面に可能な限り近接させて維持しながら、前記座席と前記クラスタとの間の距離を調節することにより、前記座席と前記車輪との間の接触を防止することと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 障害物プロセッサをさらに備え、
前記障害物プロセッサは、
障害物データを受信することと、
前記障害物データ内の障害物を識別することと、
状況識別子を判定することと、
前記状況識別子に基づいて、前記移動支援デバイスと前記障害物との間の距離を維持することと、
前記距離、前記障害物、および前記状況識別子に対して適切である許可コマンドにアクセスすることと、
移動コマンドに対する応答にアクセスすることと、
前記移動コマンドを受信することと、
前記移動コマンドと前記許可コマンドをマッピングすることと、
前記マッピングされた許可コマンドと関連付けられた前記応答および前記移動コマンドに基づいて、前記移動支援デバイスを移動させることと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 階段プロセッサをさらに備え、
前記階段プロセッサは、
階段コマンドを受信することと、
前記移動支援デバイス上に搭載されるセンサからデータを受信することと、
前記センサデータ内の階段構造を位置特定することと、
選択された階段構造の選択を受信することと、
前記選択された階段構造の特性を測定することと、
前記センサデータに基づいて、前記選択された階段構造上の障害物を位置特定することと、
前記センサデータに基づいて、前記選択された階段構造の最後の階段を位置特定することと、
前記測定された特性、前記最後の階段、および/または前記障害物に基づいて、前記移動支援デバイスを前記選択された階段構造上でナビゲートすることと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 化粧室プロセッサをさらに備え、
前記化粧室プロセッサは、
化粧室の個室のドアを位置特定することと、
前記移動支援デバイスを前記化粧室の個室のドアを通して前記化粧室の個室の中に移動させることと、
前記移動支援デバイスを化粧室備品に対して位置付けることと、
前記化粧室の個室のドアを位置特定することと、
前記移動支援デバイスを前記化粧室の個室のドアを通して移動させ、前記化粧室の個室から退出させることと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - ドアプロセッサをさらに備え、
前記ドアプロセッサは、
前記移動支援デバイスに対して固定されるセンサからデータを受信することと、
前記センサデータ内のドアを識別することと、
前記ドアを測定することと、
前記ドアのドアスイングを判定することと、
前記ドアスイングが前記移動支援デバイスから離れている場合、前記ドアを開放し前記ドアを開放位置に維持することを含む前記移動支援デバイスを前記ドアの扉口を通して移動させることと、
前記ドアスイングが前記移動支援デバイスに向かっている場合、
前記移動支援デバイスを前記ドアの取手へのアクセスのために位置付けること、
前記ドアを開放させること、
前記ドアが開放するにつれて、前記ドアの幅に基づく距離だけ、前記ドアから離れるように前記移動支援デバイスを移動させること、
前記ドアの扉口を通して前記移動支援デバイスを移動させること、および、
前記ドアを開放位置に維持すること
を実行することと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - ドアプロセッサをさらに備え、
前記ドアプロセッサは、
前記移動支援デバイスに対して固定されるセンサからデータを受信することと、
前記センサデータ内のドアを識別することと、
前記ドアの幅を含む前記ドアを測定することと、
前記幅が前記移動支援デバイスの第2のサイズに関連する第1のサイズより小さい場合、アラートを生成することと、
前記幅に基づいて、前記移動支援デバイスを前記ドアへのアクセスのために位置付けることと、
前記ドアを開放するための信号を生成することと、
前記移動支援デバイスを前記ドアの扉口を通して移動させることと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - ドッキングプロセッサをさらに備え、
前記ドッキングプロセッサは、
ユーザが前記移動支援デバイスから降車するために構成される降車点を位置特定することと、
前記移動支援デバイスを前記降車点の近傍に位置付けることと、
前記ユーザが前記移動支援デバイスから降車するときを判定することと、
ドッキングステーションを位置特定することと、
前記移動支援デバイスを前記ドッキングステーションの近傍に位置付けることと、
前記移動支援デバイスを前記ドッキングステーションに接続することと
を実行するために構成される、請求項1に記載の移動支援デバイス基盤。 - 移動支援デバイスを制御する方法であって、前記方法は、
地形および障害物検出データを受信することと、
前記地形および障害物検出データに基づいて、地形と、障害物とをリアルタイムでマッピングすることと、
前記マッピングされたデータに基づいて、衝突可能性面積を算出することと、
前記マッピングされたデータおよび前記移動支援デバイスの速度に基づいて、減速面積を算出することと、
前記減速面積ならびに運動の所望の方向および速度に関するユーザ選好を受信することと、
前記衝突可能性面積、前記減速面積、前記ユーザ選好、およびそれらの組み合わせに基づいて、前記移動支援デバイスの移動をコマンドするためのコマンドを算出することと、
前記コマンドに基づいて前記移動支援デバイスを移動させることと
を含む、方法。 - 平衡移動支援デバイスを急峻な地形上で移動させる方法であって、前記方法は、
前記移動支援デバイスが前記急峻な地形に遭遇するであろうインジケーションを受信することと、
車輪のクラスタに、前記地形との接触を維持するように指示することと、
前記移動支援デバイスの平衡の維持および前記インジケーションに基づいて、座席と前記クラスタとの間の距離を調節することと
を含む、方法。
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