JP7349282B2 - 非水平面上でクローリングする自走式ロボット車両のための重力補償 - Google Patents
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Description
スプールを回転可能なアームの遠位端に回転可能に連結することと、回転可能なアームの回転の中心が、円形外周の中心と整列するように、本体の上面に回転可能なアームの近位端を配置することと、回転可能なアームを回転させることであって、回転可能なアームが、回転の中心の周りで回転している間、スプールの一部が、上面の円形外周を越えて延びることを可能にする長さを有する、回転可能なアームを回転させることと
をさらに含む。
の対(それぞれ、図1A及び図1Bに関連して以上で説明されたケーブルスプール52及びメンテナンスツールを備えている)を使用して、自動化されたメンテナンスを受けている球状の貯蔵タンク102を表す図である。クローラー車両20a及び20bは、球体を二分する仮想的な水平面にある両側の位置で球状表面113に真空付着する。枢動ガイド15は、球状の貯蔵タンク102の頂に取り付けられたベース、及び取り付けられたベースに対して回転するタレットを含む。枢動ガイド15のベースは、例えば、吸引、磁気誘引、又は電気接着によって、球体の上部に取り付けられ得る。タレットは、ケーブル22の中間部分が置かれる線状の溝又はチャネルを有する。クローラー車両20a及び20bが、同じ高さで、同じ方向に、球状の貯蔵タンク102の周りで協働して移動するにつれて、枢動ガイド15のタレットは、回転軸の周りで回転する。それと同時に、ケーブル22が常に球体の最も高いポイント上を通過して滑り落ちないように、ケーブル22が座している溝又はチャネルが、ケーブル22を制約することにより、クローラー車両20a及び20bは、球状の表面113の周りを周方向に移動するにつれて、任意の高さで両側の位置を保つことが可能になる。枢動ガイド15は、滑り落ちたときに、クローラー車両のうちの片方によって拾い上げることができ、又は、何らか他の手段(例えば、クレーン)によって配置されてもよい。
(b)レーザーに基づく方法を用いてもよい。例えば、レーザーに基づいたクローラー車両位置測定システムは、レーザ距離計を含み得る。レーザ距離計は、カートに取り付けられ、クローラー車両20a及び20bのそれぞれに取り付けられた光学ターゲットに照準を合わせる。
(c)クローラー車両20a及び20bのそれぞれに取り付けられた光学ターゲットを使用するモーションキャプチャのようなカメラ又はビデオに基づいた方法を使用してもよい。
F1′+F2′+Fcable=(mcv+mcable)*g*sin(angle)
式中、mcvは、クローラー車両の質量であり、mcableは、クローラー車両20bとケーブルスプール52との間のケーブルの長さの質量であり、gは、重力の加速度であり、sin(angle)は、水平面に対する傾斜面の角度のサインである(垂直壁は90度であり、sin(90)=1となる)。
本体の表面でのクローラー車両の移動中に重力を補償するための方法であって、
(a)第1のケーブルの一端を第1のクローラー車両に取り付けることと、
(b)前記第1のケーブルの他端を第2のクローラー車両の第1のスプールに取り付けることと、
(c)前記第1のクローラー車両を、前記本体の前記表面にある第1の表面領域と接触している第1の位置に配置することであって、前記第1の表面領域が非水平である、第1の位置に配置することと、
(d)前記第2のクローラー車両を、前記本体の前記表面にある第2の表面領域と接触している第2の位置に配置することと、
(e)吸引を用いて、前記第1のクローラー車両を前記本体の前記表面に付着させることと、
(f)前記第1のクローラー車両が前記表面に付着している間、前記第1のクローラー車両を、前記第1の位置から前記本体の前記表面にある第3の表面領域と接触している第3の位置へと延びる第1の経路に沿って、移動させることと、
(g)前記第1のケーブルを引張して、ステップ(f)の間に前記第1のクローラー車両をより低い高さに付勢する傾向がある重力に対向するベクトル成分を有する引張力を前記第1のクローラー車両に作用させることと
を含む方法。
前記第1のクローラー車両の第1のメンテナンスツールを操作して、前記第1の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことをさらに含む、条項1に記載の方法。
前記第1のクローラー車両の全重量を支持しているときでも、前記第2のクローラー車両の脱離を防止するのに十分な大きさを有する取り付け力を生成することによって、前記第2のクローラー車両を前記第2の位置で前記表面に取り付けることをさらに含む、条項1に記載の方法。
前記取り付け力が、吸引、静電付着、又は磁気誘引のうちのいずれか1つによって生成される、条項3に記載の方法。
前記第1のクローラー車両が前記第1の経路に沿って移動している間、前記第2のクローラー車両を第2の経路に沿って移動させることと、
前記第2のクローラー車両の第2のメンテナンスツールを操作して、前記第2の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことと
をさらに含む、条項1に記載の方法。
ステップ(g)が、前記第1のケーブルの一部を前記第1のスプール上に巻き上げることを含む、条項1に記載の方法。
前記第1のスプールの巻き上げが、モーター駆動又はバネ駆動である、条項6に記載の方法。
(h)第2のケーブルの一端を第3のクローラー車両に取り付けることと、
(i)前記第2のケーブルの他端を前記第2のクローラー車両の第2のスプールに取り付けることと、
(j)前記第3のクローラー車両を、前記本体の前記表面にある第4の表面領域と接触している第4の位置に配置することであって、前記第4の表面領域が非水平である、第4の位置に配置することと、
(k)吸引を用いて、前記第3のクローラー車両を前記本体の前記表面に付着させることと、
(l)前記第3のクローラー車両が前記表面に付着している間、前記第3のクローラー車両を、前記第4の位置から前記本体の前記表面にある第5の表面領域と接触している第5の位置へと延びる第2の経路に沿って、移動させることと、
(m)前記第2のケーブルを引張して、ステップ(l)の間に前記第3のクローラー車両をより低い高さに付勢する傾向がある重力に対向するベクトル成分を有する引張力を前記第3のクローラー車両に作用させることと
をさらに含む、条項1に記載の方法。
前記第1のクローラー車両の第1のメンテナンスツールを操作して、前記第1の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことと、
前記第2のクローラー車両の第2のメンテナンスツールを操作して、前記第2の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことと
をさらに含む、条項8に記載の方法。
第2のケーブルの一端を地上車両の第2のスプールに取り付けることと、
前記第2のケーブルの他端を前記第2のクローラー車両に取り付けることと、
前記地上車両を前記本体に近接して地上と接触するように配置することと
をさらに含み、ステップ(g)が、前記第2のケーブルの一部を前記第2のスプール上に巻き上げることをさらに含む、条項1に記載の方法。
前記本体が、航空機胴体である、条項1に記載の方法。
上面、及び上面の最も低い高さより低い高さまで下方に延びる非水平側面を有する本体にメンテナンス操作を行う方法であって、
(a)ケーブルの一端を、メンテナンスツールを運ぶクローラー車両に取り付けることと、
(b)前記ケーブルの他端をアンカーデバイスのスプールに取り付けることと、
(c)前記アンカーデバイスを、前記本体の前記上面と接触するように配置することと、
(d)前記クローラー車両の全重量を支持しているときでも、前記クローラー車両の脱離を防止するのに十分な大きさを有する取り付け力を生成することによって、前記アンカーデバイスの脱離を防止するのに十分な大きさを有する取り付け力で、前記アンカーデバイスを前記上面に取り付けることと、
(e)前記クローラー車両を前記本体の前記非水平側面と接触するように配置することと、
(f)吸引を用いて、前記クローラー車両を前記非水平側面に付着させることと、
(g)前記クローラー車両が前記非水平側面に付着している間、前記クローラー車両を経路に沿って移動させることと、
(h)前記ケーブルを引張して、ステップ(g)の間に前記クローラー車両をより低い高さに付勢する傾向がある重力に対向するベクトル成分を有する引張力を前記クローラー車両に作用させることと、
(i)前記メンテナンスツールを操作して、前記経路に沿ったポイントで前記非水平側面にメンテナンス操作を行うことと
を含む方法。
前記取り付け力が、吸引、静電付着、又は磁気誘引のうちのいずれか1つによって生成される、条項12に記載の方法。
ステップ(h)が、前記ケーブルの一部を前記スプール上に巻き上げることを含む、条項12に記載の方法。
前記アンカーデバイスが、前記上面に取り付けられ、前記クローラー車両が、前記非水平側面に接触している間、前記クローラー車両とスプールとの間の前記ケーブルの一部が、前記本体に接触しない、条項12に記載の方法。
前記上面が、円形外周を有し、
スプールを回転可能なアームの遠位端に回転可能に連結することと、
前記回転可能なアームの回転の中心が、前記円形外周の中心と整列するように、前記本体の前記上面に前記回転可能なアームの近位端を配置することと、
前記回転可能なアームを回転させることであって、前記回転可能なアームが、前記回転の中心の周りで回転している間、前記スプールの一部が、前記上面の前記円形外周を越えて延びることを可能にする長さを有する、前記回転可能なアームを回転させることと
をさらに含む、条項15に記載の方法。
第1及び第2のクローラー車両、並びに一端が前記第1のクローラー車両に接続され、他端が前記第2のクローラー車両に接続されているケーブルを備えている装置であって、
前記第1のクローラー車両が、前記ケーブルの前記一端に連結された第1のフレーム、前記第1のフレームに付着した又は組み込まれた少なくとも1つの真空付着デバイス、前記第1のフレームに回転可能に連結された車輪の第1のセット、前記車輪の第1のセットのうちの少なくとも1つの回転を駆動するように動作可能に連結された第1の駆動モーター、前記第1のフレームに連結され、メンテナンス操作を行うように構成された第1のメンテナンスツール、並びに前記第1の駆動モーター及び前記第1のメンテナンスツールの動作を制御するように構成された第1のコンピューターシステムを備え、
前記第2のクローラー車両が、第2のフレーム、前記第2のフレームに付着した又は組み込まれた少なくとも1つの真空付着デバイス、前記第2のフレームに回転可能に連結された車輪の第2のセット、前記車輪の第2のセットのうちの少なくとも1つの回転を駆動するように動作可能に連結された第2の駆動モーター、前記ケーブルの前記他端が取り付けられたケーブルスプール、前記第2のフレームに設置され、前記ケーブルスプールの回転を駆動するように動作可能に連結されたスプールモーター、並びに前記第2の駆動モーター及び前記スプールモーターの動作を制御するように構成された第2のコンピューターシステムを備えている、装置。
所望の引張力が前記第1のクローラー車両に作用するまで、前記ケーブルを巻く方向に前記ケーブルスプールを回転させるように前記スプールモーターを選択的に起動するために、前記第2のコンピューターシステムに送信される制御信号を生成するように構成された制御コンピューターをさらに備えている、条項17に記載の装置。
前記第1及び第2のクローラー車両が、ホロノミック運動のために構成されている、条項17に記載の装置。
前記第2のクローラー車両が、前記第2のフレームに連結され且つメンテナンス操作を実行するように構成された第2のメンテナンスツールをさらに備え、前記第2のコンピューターシステムが、前記第2のメンテナンスツールの動作を制御するようにさらに構成されている、条項17に記載の装置。
前記第1のクローラー車両が、前記第1のフレームに枢動可能に連結された第1のアームを備え、前記ケーブルの一端が、前記第1のアームに連結され、前記第2のクローラー車両が、前記第2のフレームに枢動可能に連結された第2のアームを備え、前記ケーブルスプールが、前記第2のアームに回転可能に連結されている、条項17に記載の装置。
アンカーデバイス、クローラー車両、及び一端が前記アンカーデバイスに接続され、他端が前記クローラー車両に接続されたケーブルを備えている装置であって、
前記アンカーデバイスが、アンカーベース、前記アンカーデバイスを表面に取り付けるための、前記アンカーベースに連結された少なくとも1つの取り付けデバイス、前記ケーブルの前記一端が取り付けられたケーブルスプール、前記ケーブルスプールの回転を駆動するように動作可能に連結されたスプールモーター、及び前記スプールモーターの動作を制御するように構成された第1のコンピューターシステムを備え、
前記クローラー車両が、フレーム、前記フレームに付着した又は組み込まれた少なくとも1つの真空付着デバイス、前記フレームに回転可能に連結された車輪のセット、前記車輪のセットのうちの少なくとも1つの車輪の回転を駆動するように動作可能に連結された駆動モーター、前記フレームに連結され、メンテナンス操作を行うように構成されたメンテナンスツール、並びに前記駆動モーター及び前記メンテナンスツールの動作を制御するように構成された第2のコンピューターシステムを備えている、装置。
所望の引張力が前記クローラー車両に作用するまで、前記ケーブルを巻く方向に前記ケーブルスプールを回転させるように前記スプールモーターを選択的に起動するために、制御信号を生成するように構成された制御コンピューターをさらに備えている、条項22に記載の装置。
前記アンカーデバイスが、
前記アンカーベースに回転可能に連結されたタレット、並びに
前記タレットに接続された又は前記タレットに一体形成された近位端、及び前記ケーブルスプールが回転可能に連結された遠位端を有するアーム
をさらに備えている、条項22に記載の装置。
Claims (11)
- 本体(100、102、104)の表面でのクローラー車両の移動中に重力を補償するための方法であって、
(a)第1のケーブル(22、22a)の一端を第1のクローラー車両(20b、20c)に取り付けることと、
(b)前記第1のケーブル(22、22a)の他端を第2のクローラー車両(18、18a、20a)の第1のスプール(52a)に取り付けることと、
(c)前記第1のクローラー車両(20b、20c)を、前記本体(100、102、104)の前記表面にある第1の表面領域(112)と接触している第1の位置に配置することであって、前記第1の表面領域(112)が、非水平である、第1の位置に配置することと、
(d)前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)を、前記本体(100、102、104)の前記表面にある第2の表面領域と接触している第2の位置に配置することと、
(e)吸引を用いて、前記第1のクローラー車両(20b、20c)を前記本体(100、102、104)の前記表面に付着させることと、
(f)前記第1のクローラー車両(20b、20c)が前記表面に付着している間、前記第1のクローラー車両(20b、20c)を、前記第1の位置から前記本体(100、102、104)の前記表面にある第3の表面領域と接触している第3の位置へと延びる第1の経路に沿って移動させ、前記第1のクローラー車両(20b、20c)が前記第1の経路に沿って移動している間、前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)を第2の経路に沿って移動させることと、
(g)前記第1のケーブル(22、22a)を引張して、ステップ(f)の間に前記第1のクローラー車両(20b、20c)をより低い高さに付勢する傾向がある重力と反対向きのベクトル成分を有する引張力を前記第1のクローラー車両(20b、20c)に作用させることと
を含む方法。 - 前記第1のクローラー車両(20b、20c)の第1のメンテナンスツール(28)を操作して、前記第1の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のクローラー車両(20b、20c)の全重量を支持しているときでも、前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)の脱離を防止するのに十分な大きさを有する取り付け力を生成することによって、前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)を前記第2の位置で前記表面に取り付けることをさらに含み、前記取り付け力が、吸引、静電付着、又は磁気誘引のうちのいずれか1つの力によって生成される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)の第2のメンテナンスツール(28)を操作して、前記第2の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことをさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- (h)第2のケーブル(22b)の一端を第3のクローラー車両(20d)に取り付けることと、
(i)前記第2のケーブル(22b)の他端を前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)の第2のスプール(52b)に取り付けることと、
(j)前記第3のクローラー車両(20d)を、前記本体(100、102、104)の前記表面にある第4の表面領域と接触している第4の位置に配置することであって、前記第4の表面領域が非水平である、第4の位置に配置することと、
(k)吸引を用いて、前記第3のクローラー車両(20d)を前記本体(100、102、104)の前記表面に付着させることと、
(l)前記第3のクローラー車両(20d)が前記表面に付着している間、前記第3のクローラー車両(20d)を、前記第4の位置から前記本体(100、102、104)の前記表面にある第5の表面領域と接触している第5の位置へと延びる第2の経路に沿って、移動させることと、
(m)前記第2のケーブル(22d)を引張して、ステップ(l)の間に前記第3のクローラー車両(20d)をより低い高さに付勢する傾向がある重力と反対向きのベクトル成分を有する引張力を前記第3のクローラー車両(20d)に作用させることと
をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1のクローラー車両(20b、20c)の第1のメンテナンスツール(28)を操作して、前記第1の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことと、
前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)の第2のメンテナンスツール(28)を操作して、前記第2の経路に沿ったポイントで前記表面にメンテナンス操作を行うことと
をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 第2のケーブル(22b)の一端を地上車両(78)の第2のスプール(52b)に取り付けることと、
前記第2のケーブル(22b)の他端を前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)に取り付けることと、
前記地上車両(78)を、航空機の胴体である前記本体(100、102、104)に近接して地上と接触するように配置することと
をさらに含み、ステップ(g)が、前記第2のケーブル(22b)の一部を前記第2のスプール(52b)上に巻き上げることを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 第1及び第2のクローラー車両(18、18a、20a、20b、20c)、一端が前記第1のクローラー車両(20b、20c)に接続され、他端が前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)に接続されているケーブル、並びに制御コンピューターを備えている装置であって、
前記第1のクローラー車両(20b、20c)が、前記ケーブルの前記一端に連結された第1のフレーム、前記第1のフレームに付着した又は組み込まれた少なくとも1つの真空付着デバイス、前記第1のフレームに回転可能に連結された車輪の第1のセット、前記車輪の第1のセットのうちの少なくとも1つの回転を駆動するように動作可能に連結された第1の駆動モーター、前記第1のフレームに連結され、メンテナンス操作を行うように構成された第1のメンテナンスツール(28)、並びに前記第1の駆動モーター及び前記第1のメンテナンスツール(28)の動作を制御するように構成された第1のコンピューターシステムを備え、
前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)が、第2のフレーム、前記第2のフレームに付着した又は組み込まれた少なくとも1つの真空付着デバイス、前記第2のフレームに回転可能に連結された車輪の第2のセット、前記車輪の第2のセットのうちの少なくとも1つの回転を駆動するように動作可能に連結された第2の駆動モーター、前記ケーブルの前記他端が取り付けられたケーブルスプール、前記第2のフレームに設置され、前記ケーブルスプールの回転を駆動するように動作可能に連結されたスプールモーター、並びに前記第2の駆動モーター及び前記スプールモーターの動作を制御するように構成された第2のコンピューターシステムを備え、
前記制御コンピューターは、前記第1のクローラー車両が本体の非水平表面領域にある第1の経路に沿って移動している間、前記第2のクローラー車両を前記本体の表面領域にある第2の経路に沿って移動させる制御信号を生成するように構成されている、
装置。 - 前記制御コンピューターは、所望の引張力が前記第1のクローラー車両(20b、20c)に作用するまで、前記ケーブルを巻く方向に前記ケーブルスプールを回転させるように前記スプールモーターを選択的に作動させるために、前記第2のコンピューターシステムに送信される制御信号を生成するように構成されている、請求項8に記載の装置。
- 前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)が、前記第2のフレームに連結され且つメンテナンス操作を実行するように構成された第2のメンテナンスツール(28)をさらに備え、前記第2のコンピューターシステムが、前記第2のメンテナンスツール(28)の動作を制御するようにさらに構成されている、請求項8又は9に記載の装置。
- 本体(100、102、104)の表面でのクローラー車両の移動中に重力を補償するための方法であって、
(a)第1のケーブル(22、22a)の一端を第1のクローラー車両(20b、20c)に取り付けることと、
(b)前記第1のケーブル(22、22a)の他端を第2のクローラー車両(18、18a、20a)の第1のスプール(52a)に取り付けることと、
(c)前記第1のクローラー車両(20b、20c)を、前記本体(100、102、104)の前記表面にある第1の表面領域(112)と接触している第1の位置に配置することであって、前記第1の表面領域(112)が、非水平である、第1の位置に配置することと、
(d)前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)を、前記本体(100、102、104)の前記表面にある第2の表面領域と接触している第2の位置に配置することと、
(e)第2のケーブル(22b)の一端を地上車両(78)の第2のスプール(52b)に取り付けることと、
(f)前記第2のケーブル(22b)の他端を前記第2のクローラー車両(18、18a、20a)に取り付けることと、
(g)前記地上車両(78)を、航空機の胴体である前記本体(100、102、104)に近接して地上と接触するように配置することと、
(h)吸引を用いて、前記第1のクローラー車両(20b、20c)を前記本体(100、102、104)の前記表面に付着させることと、
(i)前記第1のクローラー車両(20b、20c)が前記表面に付着している間、前記第1のクローラー車両(20b、20c)を、前記第1の位置から前記本体(100、102、104)の前記表面にある第3の表面領域と接触している第3の位置へと延びる第1の経路に沿って移動させることと、
(j)ステップ(i)の間に、前記第1のケーブル(22、22a)を引張して、前記第1のクローラー車両(20b、20c)をより低い高さに付勢する傾向がある重力と反対向きのベクトル成分を有する引張力を前記第1のクローラー車両(20b、20c)に作用させ、前記第2のケーブル(22b)の一部を前記第2のスプール(52b)上に巻き上げることと
を含む方法。
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