JP5520048B2 - 蛇行型ロボット式無限軌道車 - Google Patents
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Description
本出願は、米国特許商標庁に2006年11月13日に出願された「Serpentine Robotic Crawler」という題名の米国仮特許出願第60/858,917号の優先権を主張し、その出願は、その全体が本明細書に参照によって組み込まれる。
・3個の単軸関節、および2個の二軸関節
・1個の単軸関節、および2個の三軸関節
・2個の二軸関節、および1個の三軸関節
たとえば、リンクアームは5個の単軸の作動曲げ関節と2個の単軸の作動回転関節の一連の組合せを含むことができ、曲げ関節は少なくとも2個の異なる関節軸を提供する。たとえば、4個の曲げ関節を、リンクの中心に配置された第5の曲げ関節を中心にして対称的に配置することができ、2個の曲げ関節が中心のそれぞれの側に配置される。回転関節は、中心の周りに対称的に配置することもできる。たとえば、回転関節は、対称的に配置された曲げ関節の間に配置され、またはフレームに隣接して配置された、(たとえば、図7に示されるように)第5(中心に置かれた)曲げ関節に隣接して配置できる。
Claims (17)
- 第1のフレームであって、該第1のフレームによって回転可能に支持された第1の無限軌道を有する第1のフレームと、
前記第1のフレームに連結された第1の腕状の作動リンクであって、長手方向軸を中心とした回転移動、および2つの異なる側方軸を中心とした曲げ運動を提供する第1の腕状の作動リンクと、
前記第1の腕状の作動リンクに連結された肘状の作動関節であって、側方軸を中心とした曲げ運動を提供する肘状の作動関節と、
前記肘状の作動関節に連結された第2の腕状の作動リンクであって、長手方向軸を中心とした回転移動、および2つの異なる側方軸を中心とした曲げ運動を提供する第2の腕状の作動リンクと、
前記第2の腕状の作動リンクに連結された第2のフレームであって、該第2のフレームによって回転可能に支持された第2の無限軌道を有する第2のフレームとを備え、
前記第1のフレームと第2のフレームは、横に並んで配置されるタンク構成と、端部同士を整列して配置される蛇様の構成とをとることができ、
前記第1の腕状の作動リンクが、
前記第1のフレームの定格の動作位置に対して実質的に垂直に向けられた側方軸を中心としたヨー曲げを提供する第1のヨー曲げ関節によって前記第1のフレームに連結された第1のヨーアームと、
前記第1のフレームの前記定格の動作位置に対して実質的に水平に向けられた側方軸を中心としたピッチ曲げを提供する第1のピッチ曲げ関節によって前記第1のヨーアームに連結された第1のピッチアームと、
前記第1のピッチアームに連結された第1の回転関節とを備える、
蛇行型ロボット式無限軌道車。 - 前記第1の腕状の作動リンクが、
前記第1の無限軌道の定格の動作位置に対して実質的に垂直な軸の周りでヨー曲げを提供する第1の曲げ関節と、
前記第1の無限軌道の前記定格の動作位置に対して第1の実質的に水平な軸の周りでピッチ曲げを提供する第2の曲げ関節と、
第2の軸を中心としたロール回転を提供する回転関節であって、前記第2の軸が、前記第1の実質的に水平な軸に対して実質的に直交している回転関節とを備える、請求項1に記載の蛇行型ロボット式無限軌道車。 - 前記第1および第2の腕状の作動リンクならびに前記肘状の作動関節のそれぞれと接続し、蛇行型ロボット式無限軌道車の姿勢を制御するように構成された制御サブシステムをさらに備える、請求項1に記載の蛇行型ロボット式無限軌道車。
- 前記制御サブシステムと、前記第1および第2の腕状の作動リンクならびに前記肘状の作動関節のそれぞれとの間で交信するように構成された通信網をさらに備える、請求項3に記載の蛇行型ロボット式無限軌道車。
- 前記制御サブシステムが、前記第1の無限軌道および第2の無限軌道にそれぞれ連結された第1の駆動部および第2の駆動部とも接続する、請求項3に記載の蛇行型ロボット式無限軌道車。
- 前記制御サブシステムがさらに、前記第1および第2の腕状の作動リンクならびに前記肘状の作動関節のコンプライアンスを制御するように構成された、請求項3に記載の蛇行型ロボット式無限軌道車。
- 少なくとも2つのフレーム・ユニットであって、それぞれが、その中に回転可能に支持された無限軌道を有するフレーム・ユニットと、
前記フレーム・ユニットの間に連結された少なくとも1つの多自由度の作動リンクアームであって、少なくとも、
第1の作動三軸関節と、
作動単軸関節と、
第2の作動三軸関節との連結された組合せと、
第1のフレームと、
第2のフレームとを備える少なくとも1つの多自由度の作動リンクアームとを備え、
前記第1のフレームと第2のフレームとが、横に並んで配置されるタンク構成と、端部同士を整列して配置される蛇様の構成とをとることができ、
前記連結された組合せが、
前記第1のフレームの定格の動作位置に対して実質的に垂直に向けられた側方軸を中心としたヨー曲げを提供する第1のヨー曲げ関節によって前記第1のフレームに連結された第1のヨーアームと、
前記第1のフレームの前記定格の動作位置に対して実質的に水平に向けられた側方軸を中心としたピッチ曲げを提供する第1のピッチ曲げ関節によって前記第1のヨーアームに連結された第1のピッチアームと、
前記第1のピッチアームに連結された第1の回転関節とを備える、
蛇行型ロボット式無限軌道車。 - 第1のフレームであって、該第1のフレームによって回転可能に支持された第1の無限軌道を有する第1のフレームと、
第2のフレームであって、該第2のフレームによって回転可能に支持された第2の無限軌道を有する第2のフレームと、
前記第1のフレームと前記第2のフレームの間に連結された多自由度の作動リンクアームであって、
第1の作動二軸関節と、
作動三軸関節と、
第2の作動二軸関節との連結された組合せを備える多自由度の作動リンクアームとを備え、
前記第1のフレームと第2のフレームとが、横に並んで配置されるタンク構成と、端部同士を整列して配置される蛇様の構成とをとることができ、
前記連結された組合せが、
前記第1のフレームの定格の動作位置に対して実質的に垂直に向けられた側方軸を中心としたヨー曲げを提供する第1のヨー曲げ関節によって前記第1のフレームに連結された第1のヨーアームと、
前記第1のフレームの前記定格の動作位置に対して実質的に水平に向けられた側方軸を中心としたピッチ曲げを提供する第1のピッチ曲げ関節によって前記第1のヨーアームに連結された第1のピッチアームと、
前記第1のピッチアームに連結された第1の回転関節とを備える、
蛇行型ロボット式無限軌道車。 - 蛇行型ロボット式無限軌道車を操作する方法において、
第1のフレームおよび第2のフレームを提供するステップであって、各フレームが、駆動可能な無限軌道を有するステップと、
前記第1のフレームを多自由度の作動リンクアームを有する前記第2のフレームに連結するステップであって、前記多自由度の作動リンクアームが、前記蛇行型ロボット式無限軌道車を形成するために、一連の連結された組合せの少なくとも7個の作動関節を備えるステップと、
前記蛇行型ロボット式無限軌道車に対する所望の姿勢を確立するために、前記多自由度の作動リンクアームを関節動作させるステップとを含み、
前記第1のフレームと第2のフレームとが、横に並んで配置されるタンク構成と、端部同士を整列して配置される蛇様の構成とをとることができ、
前記一連の連結された組合せが、
前記第1のフレームの定格の動作位置に対して実質的に垂直に向けられた側方軸を中心としたヨー曲げを提供する第1のヨー曲げ関節によって前記第1のフレームに連結された第1のヨーアームと、
前記第1のフレームの前記定格の動作位置に対して実質的に水平に向けられた側方軸を中心としたピッチ曲げを提供する第1のピッチ曲げ関節によって前記第1のヨーアームに連結された第1のピッチアームと、
前記第1のピッチアームに連結された第1の回転関節とを備える、
方法。 - 前記蛇行型ロボット式無限軌道車の運動を制御するために、前記多自由度の作動リンクアームの関節動作と前記駆動可能な無限軌道の駆動動作を連携させるステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記蛇行型ロボット式無限軌道車の姿勢をさらに制御するために、前記多自由度の作動リンクアームの関節動作と前記駆動可能な無限軌道の駆動動作を連携させるステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記第1のフレームおよび前記第2のフレームをタンク状の構成内に位置決めするステップをさらに含み、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームが、横に並び、前記多自由度の作動リンクアームに対して同じ方向に延出する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを列状の構成に配置するステップをさらに含み、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームの端部同士が整列されている、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを、外側が上がる構成で配置するステップをさらに含み、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームは、前記無限軌道の露出部分が互いに向かい合い、構造のうち上がる対向する外側表面と接触して向けられる、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを、内側が上がる構成で配置するステップをさらに含み、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームは、前記無限軌道の露出部分が互いに反対に向き、構造のうち上がる対向する内側表面と接触して向けられる、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のフレームおよび前記第2のフレームをつづら折り構成に配置するステップをさらに含み、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームは、横に並び、前記多自由度の作動リンクアームに対して反対の方向に延びる、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを弓状の構成に配置するステップをさらに含み、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームが互いに対してある角度で配置されている、請求項11に記載の方法。
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