PT2301640E - Veículo, em particular um brinquedo robótico, com uma unidade de vibração - Google Patents

Description

1

DESCRIÇÃO

"VEÍCULO, EM PARTICULAR UM BRINQUEDO ROBÓTICO, COM UMA UNIDADE DE VIBRAÇÃO"

Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um veículo com unidade de vibração, especialmente a um brinquedo robótico com pernas múltiplas e unidade de vibração, em que os brinquedos robóticos se assemelham a animais rastejantes e besouros vivos.

Antecedentes da Invenção

No estado da técnica são divulgados veículos com uma unidade vibração, os quais são geralmente referidos pelos peritos na técnica como "Vibrobots".

Uma forma particular de "Vibrobot" é o conhecido "Bristlebot", que consiste de uma cabeça de escova de dentes cortada, uma bateria e uma unidade de vibração. 0 "Bristlebot" apoia-se contra o solo com a cabeça da escova de dentes; as escovas, portanto, correspondem em certo ponto às pernas de um "Bristlebot". Tanto a bateria, como a unidade de vibração estão dispostas acima da cabeça da escova de dentes. Através da vibração, toda a cabeça da escova de dentes pode ser articulada por oscilação, de modo que o "Bristlebot" pode ser movimentado para a frente. Tal tipo de Bristlebots é conhecido a partir dos documentos FR 1 564 711 A, FR 2 358 174 AI e US 4 219 957 A. 0 modo de locomoção para a frente e as propriedades mecânicas dos "Bristlebots" são, contudo, em muitos aspetos bastante insatisfatórias. Isto leva a que um "Bristlebot" 2 não atue necessariamente como um besouro vivo, na perspetiva do utilizador ou outra pessoa, mas sim como uma cabeça de escova de dentes em vibração.

Outra forma de "Bristlebots" é conhecida a partir do documento GB 2 427 529 A. Este "Bristlebot" tem uma forma oval com duas cabeças de escova de dentes, como fileiras de pernas. Este "Bristlebot" não atua também como um besouro vivo, mas sim como um ovo em movimento. 0 documento US 6 899 589 BI divulga um brinquedo robótico oscilante em forma de tigre. Este tigre brinquedo apresenta uma unidade de vibração e pernas verticais com molas helicoidais.

Sumário da Invenção A presente invenção refere-se a um veículo de acordo com a reivindicação 1. As reivindicações dependentes referem-se a formas de realização vantajosas da presente invenção. 0 veículo da presente invenção tem várias pernas e uma unidade de vibração. Com o termo "veículo" pretende-se significar na presente invenção qualquer robô móvel, em particular robôs para brinquedos em geral, e brinquedos robóticos, que têm a forma de um besouro ou algum outro animal, um inseto ou um réptil.

De acordo com um aspeto da presente invenção, as pernas do veículo podem ser dobráveis e flexíveis. A unidade de vibração pode gerar uma força descendente (Fv), que é adequada para articular pelo menos, as pernas dianteiras de modo a que o veículo se mova para a frente. As pernas do veículo são, de preferência inclinadas numa direção que é 3 compensada com a vertical. A base das pernas é, portanto, disposta no veiculo do lado oposto e mais para a frente ao da ponta das pernas. Em particular, as pernas dianteiras estão adaptadas para se fletir quando o veículo vibra devido à unidade de vibração. Pelo contrário, a unidade de vibração também pode gerar uma força ascendente (Fv), que está adequada a fazer com que o veículo seja colocado aos saltitos, ou a levantar as pernas dianteiras a partir da superfície de base.

De acordo com outro aspeto da invenção, a geometria das pernas traseiras pode ser configurada de tal modo que é conseguida uma diferença de travagem ou efeito de arrastamento. Por outras palavras, a geometria das pernas à direita pode ser configurada de tal maneira que as tendências de rotação devido à vibração da unidade de vibração são neutralizadas. 0 peso de excêntricos rotativo movimenta-se - em relação ao eixo longitudinal do veiculo -durante o salto das pernas dianteiras na direção lateral, de modo que o veículo seria movido sem contramedidas ao longo de uma curva. Contramedidas podem ser conseguidas de várias maneiras: pode ser aplicado mais peso numa perna dianteira, em comparação com outra perna dianteira. 0 comprimento de uma perna traseira pode ser elevado em comparação com outra perna traseira. A rigidez das pernas pode ser aumentada de um lado em comparação com as pernas do outro lado. Uma perna traseira pode ser formada com maior espessura, em comparação com as outras pernas traseiras do outro lado. Uma das pernas traseiras pode ser posicionada mais para a frente do que outra perna traseira.

De acordo com outro aspeto da invenção, o veículo é construído para rodar e se erguer pela ação do binário de 4 rotação da unidade de vibração. Isto é, por exemplo, alcançado por o ponto central ou o centro de gravidade do corpo do veiculo estar posicionado perto ou no eixo de rotação da unidade de vibração. Além disso, os lados e a parte superior do veiculo podem ser construídos de modo a facilitar o auto-restabelecimento do veículo durante a vibração. Pode portanto ser proporcionado no lado superior do veículo, um ponto elevado de modo que o veículo não pode ser totalmente rodado, quando deitado de costas. Também podem ser fornecidas barbatanas, lamelas ou aletas sobre os lados e/ou podem ser dispostas na parte de trás do veículo, cujos pontos exteriores são, de preferência, dispostos de modo próximo, ou sobre, um cilindro virtual.

De acordo com outro aspeto da invenção, as pernas podem ser dispostas em duas filas de pernas, em que entre o corpo do veículo e as pernas do veículo, é previsto um espaço, em particular uma re-entrância em forma de V de modo a que as pernas possam dobrar-se para dentro durante uma rotação de restabelecimento. Deste modo, a rotação de restabelecimento do veículo é facilitada, em caso de incidente. De um modo vantajoso, as pernas são dispostas em duas filas de pernas, bem como lateralmente e por cima do eixo de rotação da unidade de vibração.

De acordo com um outro aspeto da presente invenção, o veículo pode ter um nariz resiliente ou uma parte da frente resiliente, de modo a que o veículo salte para trás, após o impacto com um obstáculo. 0 nariz resiliente e a parte da frente resiliente são de preferência feitos de borracha. Além disso, o nariz resiliente e a parte da frente resiliente são de preferência afunilados. Desta forma, o 5 veículo pode facilmente evitar um obstáculo, sem o uso de um sensor ou outro controlo de um movimento de direção.

De acordo com um outro aspeto da invenção, a unidade de vibração pode apresentar um motor e um peso de excêntricos, em que o peso de excêntricos é disposto na frente das pernas dianteiras. Desta forma, é conseguido um forte movimento de saltos das pernas dianteiras, em que as pernas traseiras permanecem no chão tanto quanto possível (mas também podem saltitar facilmente). Em particular, o peso de excêntricos está disposto na frente do motor. Além disso, uma bateria está de preferência localizada na parte traseira do veículo para aumentar o peso sobre as pernas traseiras. Tanto a bateria, como o motor estão vantajosamente dispostos entre as pernas. 0 eixo de rotação do motor pode decorrer ao longo do eixo longitudinal do veículo.

De acordo com os princípios da presente invenção, o veículo também pode ser concebido com unidade de vibração, e imitar uma forma de vida biológica, especialmente um besouro vivo ou outros insetos, em termos de velocidade de locomoção, estabilidade do movimento para a frente, tendência para deambular, capacidade de se auto-restabelecer e/ou em termos da sua individualidade. A presente invenção pode ser um dispositivo, em particular um veículo ou um brinquedo robótico, com unidade de vibração, que segue um ou mais dos seguintes objetivos: 1. Veículo com unidade de vibração com pernas flexíveis em diversas configurações; 2. Maximização da velocidade do veículo; 6 3. Mudança da direção predominante de movimento do veiculo; 4. Prevenção da capotagem do veiculo; 5. Geração de veículos que podem restabelecer-se autonomamente; 6. Geração de um movimento que imite animais vivos, especialmente besouros, insetos, répteis ou outros animais; 7. Geração de vários modos de movimento, de modo a que o veículo seja visivelmente diferente no seu movimento para fornecer vários tipos diferentes de veículos; 8. Geração de uma inteligência aparente, quando são encontrados obstáculos.

Estes aspetos, e a forma como são realizados, serão explicados individualmente e em detalhe na descrição detalhada seguinte, tomada com referência às figuras.

Breve Descrição das Figuras

Figs. la e lb mostram um veículo ou um brinquedo robótico de acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção;

Figs. 2a a 2f mostram as forças gerais, que atuam geralmente num veículo ou num brinquedo robótico de acordo com uma forma de realização da presente invenção (Fig. 2c mostra a vista de frente);

Figs. 3a a 3c mostram o veículo ou brinquedo robótico de acordo com várias outras formas de realização da presente invenção em que a construção das pernas foi alterada; 7

Figs. 4a e 4b mostram um veículo ou um brinquedo robótico de acordo com uma outra forma de realização da presente invenção em que as pernas traseiras são ajustáveis;

Fig. 5 mostra um veículo ou um brinquedo robótico de acordo com uma outra forma de realização da presente invenção com um nariz flexível;

Figs. 6a e 6b mostram o veículo ou o brinquedo robótico da primeira forma de realização;

Fig. 7 mostra um veículo ou um brinquedo robótico de acordo uma com outra forma de realizaçao da presente invenção, em que são dispostas barbatanas, lamelas ou aletas adicionais.

Descrição Detalhada da Invenção

As Figs. la e lb mostram um veículo ou um brinquedo robótico de acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção.

Um veículo 100 com acionamento com vibração, tal como um brinquedo robótico em miniatura pode compreender um corpo tendo duas ou mais pernas 104 que estão adaptadas para se fletir quando o veículo vibra de uma maneira que resulta numa tendência, em que o veículo é movido numa certa direção. Por exemplo, as pernas podem dobrar-se ou inclinar-se numa direção que é ligeiramente deslocada em relação à vertical, e podem ser feitas de um material flexível ou defletível. O corpo do veículo pode incluir um motor para gerar a vibração, e pode ter um centro relativamente baixo de gravidade. A forma da parte superior do corpo pode sobressair, de modo a facilitar o restabelecimento autónomo do veículo durante a vibração. A geometria das pernas posteriores (ou seja, traseiras) pode ser configurada (por exemplo, em termos de comprimento ou de espessura das pernas) de tal modo, que é atingida uma diferença de travagem ou de efeito de arrastamento, a fim de neutralizar as tendências de uma rotação, devidas à vibração do motor, ou de um tendência para causar uma rotação numa determinada direção. Se forem utilizadas várias pernas, algumas pernas (por exemplo, as que estão dispostas entre as pernas dianteiras de "acionamento", e as pernas traseiras de "arrastamento") podem ser concebidas de modo mais curto, a fim de evitar um efeito adicional de travagem ou arrastamento.

As Figs. 2a a 2f mostram forças gerais que atuam geralmente num veículo ou num brinquedo robótico, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, (Fig. 2c mostra a vista de frente). 0 motor gira um peso de excêntricos que gera um binário e vetor de força, tal como ilustrado nas Figs 2a a 2d. Quando a força vertical Fv é negativa (isto é, dirigida para baixo), esta faz com que as pernas, que podem ser dobradas, sejam deslocadas, e que o corpo do veículo até à zona das pernas que contacta com a superfície, se movimente para a frente. Quando a força vertical Fv for positiva (isto é, dirigida para cima), ela faz com que o veículo seja colocado a saltar, de modo que as pernas dianteiras se levantam a partir da superfície de base, permitindo que as pernas retornem à sua forma geométrica normal (isto é, sem deformação adicional provocada por forças externas). Durante este movimento, algumas pernas, especialmente as duas pernas traseiras, arrastam-se para trás, não saltando 9 desse modo. 0 peso de excêntricos oscilante pode girar várias centenas de vezes por segundo de modo que o veículo vibra e move-se numa direção geralmente para a frente. A rotação do motor também gera uma força vertical Fh direcionada para o lado, (ver Figs. 2b e 2c), que é dirigida numa direção (para a direita ou para a esquerda), quando o nariz do veículo é levantado, e é dirigida noutra direção quando o nariz do veículo é empurrado para baixo. A força Fh faz com que, ou tem a tendência para fazer com que o veículo continue a rodar quando o nariz do veículo é levantado. Este fenómeno pode causar um movimento de rotação; para além disso, características diferentes de movimento podem ser manipuladas, em particular a velocidade, a direção do movimento predominante, uma inclinação e um restabelecimento autónomo.

Uma característica importante da geometria da perna é a posição relativa da "base" de uma perna (ou seja, a parte da perna que é fixada ao corpo, por assim dizer, a "anca") em relação à ponta da perna (ou seja, a extremidade inferior da perna, que contacta com a superfície do solo). Através da variação da estrutura das pernas flexíveis, a relação de movimento do veículo pode ser alterada. 0 veículo move-se numa direção correspondente à posição da base da perna, a qual está disposta em frente da posição da ponta da perna. Se a força vertical Fv for negativa, o corpo do veículo é empurrado para baixo. Portanto, o corpo é inclinado, de modo que a base da perna roda em torno da ponta da perna e na direção da superfície de modo a que o corpo, por sua vez, se movimente a partir da ponta da perna para a base da perna. Inversamente, se a base da perna for 10 disposta verticalmente acima da ponta da perna, então o veiculo irá subir apenas, e não se movimentará numa direção geral (vertical).

Uma configuração curva da perna enfatiza o movimento para a frente através do aumento da flexão da perna, em comparação com uma perna esticada. A velocidade do veiculo pode ser maximizada de várias maneiras. 0 aumento da velocidade do veiculo é uma das principais razões por que a perceção visual do produto, que em particular pretende ser um besouro, um inseto ou um réptil, é melhorada a fim de realmente se parecer com um ser vivo. Os fatores que influenciam a velocidade incluem a frequência e amplitude das vibrações, o material das pernas (por exemplo, provoca um atrito menor das pernas traseiras e uma velocidade mais elevada), o comprimento das pernas, as características de curvatura das pernas, a geometria de uma perna contra a de outra perna, e o número de pernas. A frequência de vibração (isto é, a velocidade de rotação do motor) e a velocidade do veiculo são diretamente proporcionais. Isto é, quando a frequência de oscilação do motor é aumentada, enquanto todos os outros fatores permanecem constantes, o veiculo entrará em movimento mais rápido. O material das pernas tem várias propriedades que contribuem para a velocidade. As propriedades de atrito das pernas determinam a quantidade de força de travagem ou de arrastamento que atua sobre o veiculo. Uma vez que o material das pernas pode aumentar o coeficiente de atrito contra uma superfície, também neste caso a força de 11 travagem ou de arrastamento do veículo é aumentada, de modo que o veículo se torna mais lento. Por conseguinte, é importante selecionar um material com baixo coeficiente de atrito para as pernas, em particular para as pernas traseiras. Por exemplo, é adequado o Polistireno-butadieno-estireno com um valor de dureza de cerca de 65. As propriedades do material para as pernas também contribuem -dependendo da espessura da perna e do comprimento da perna para a rigidez, que em última análise, determina a quantidade de efeito de saltos a desenvolver num veículo. Quando a rigidez total das pernas aumenta, também a velocidade do veículo será maior. As pernas mais longas e finas, por outro lado, reduzem a rigidez das pernas de modo que a velocidade do veículo deverá ser menor.

Se for então reduzida a força de paragem ou de arrastamento (ou o coeficiente de travagem/arrastamento) das pernas traseiras - de acordo com as medidas acima referidas -nomeadamente em comparação com as pernas dianteiras ou de acionamento, a velocidade vai aumentar significativamente, porque apenas as pernas traseiras desempenham uma força de travagem ou de arrastamento. A direção predominante de movimento do veículo pode ser influenciada de diferentes maneiras. Em particular, a direção de movimento pode ser determinada pelo peso que repousa sobre determinadas pernas, o número de pernas, a disposição das pernas, a rigidez das pernas e o respetivo coeficiente de travagem ou de arrastamento. A força natural lateral Fh faz com que o veículo gire (ver Fig. 2b, 2c e 2d) . Se o veículo tiver então de se mover para frente, então essa força deve ser compensada. Isto 12 pode ser conseguido pela geometria das pernas e por uma seleção adequada de materiais para as pernas.

Como ilustrado nas Figs. 2c e 2d, o motor produz, com o seu peso de excêntricos em rotação, um vetor de velocidade Vmotor (sensivelmente dirigido de modo obliquo), cujo componente lateral é induzido, através da força que é exercida lateralmente Fh (a Fig. 2c mostra o efeito da força a partir da vista frontal do veiculo). Se esta direção do movimento tiver de ser alterada, então uma ou mais forças de reação F1 a F4 (ver Fig. 2d) , que atuam sobre as pernas, terão de induzir um tipo diferente de vetor de velocidade. Isto pode ser conseguido das seguintes maneiras (de forma isolada ou em combinação): (1) Influenciando o vetor de acionamento Fl ou F2 das pernas de acionamento, para compensar o vetor de velocidade Vmotor: Pode fazer-se - no caso da situação ilustrada na Fig. 2d - através de aplicação de mais peso sobre a perna dianteira direita, de modo a se aumentar o vetor de velocidade F2, e assim neutralizar o vetor de velocidade Vmotor lateralmente. (No caso de sentido inverso de rotação do motor, que conduz a um vetor de velocidade mostrado como obliquo para a direita, tem de ser invertido pelo contrário mais peso para a perna dianteira esquerda). (2) Influenciando o vetor de travagem ou de arrastamento F3 ou F4 para compensar o vetor de velocidade Vmotor: Isto é conseguido na medida em que o comprimento da perna traseira direita é aumentado, ou na medida em que o coeficiente de travagem ou de arrastamento da perna traseira direita é aumentado, 13 para se aumentar o vetor de velocidade F4 que é ilustrado na Fig. 2d. (No sentido inverso de rotação do motor, o qual leva a um vetor de velocidade mostrado como obliquo para a direita, a perna traseira esquerda terá de ser inversamente e de modo correspondente modificada). (3) Aumentando a rigidez das pernas do lado direito (por exemplo, aumentando a espessura das pernas) para se aumentar os vetores de velocidade F2 e F4, que são ilustrados na Fig. 2d. (No caso de sentido de rotação inversa do motor, o qual leva a um vetor de velocidade mostrado como obliquo para a direita, por conseguinte, a rigidez das pernas do lado esquerdo terá de ser inversamente e correspondentemente aumentada). (4) Alterando a posição relativa das pernas traseiras, de modo a que o vetor de travagem ou de arrastamento aponte na mesma direção que o vetor de velocidade. No caso do vetor de velocidade Vmotor, que é ilustrado na Fig. 2d, a perna traseira direita deve ser posicionada mais para a frente do que a da perna traseira esquerda. (No caso de sentido inverso de rotação do motor, o qual leva a um vetor de velocidade mostrado como oblíquo para a direita, a perna traseira esquerda tem de ser inversamente disposta ainda mais para a frente do que a perna traseira direita). Várias medidas podem ser utilizadas para evitar o capotamento do veículo, ou o perigo de capotamento (que é bastante grande no caso dos "Vibrobots" de acordo com o estado da técnica): 14 0 veículo de acordo com a presente invenção tem de preferência um centro (isto é, o centro de gravidade) mais reduzido quanto possível, ver Fig. 2e. Além disso, as pernas - especialmente a fila de pernas direita e a fila de pernas esquerda - podem estar relativamente afastadas umas em relação às outras. De acordo com a invenção, as pernas ou as filas de pernas estão dispostas lateralmente a partir do veiculo, em especial, lateralmente a partir do eixo de rotação do motor. Em particular, as pernas ou as filas de pernas são aplicadas acima do centro de gravidade sobre o corpo do veículo (ver Figs. 2c, 2e e 2f), isto é, a base ou os pontos de suspensão das pernas são, respetivamente, aplicados acima do centro de gravidade sobre o corpo do veiculo (ver também a Fig. 1). Em relação ao eixo de rotação do motor, as pernas estão montadas ou suspensas lateralmente e por cima deste eixo de rotação (ver Fig. 2C e 2e) . Isto, por conseguinte, torna possível dispor tanto o motor, como a bateria (e, possivelmente, um comutador) entre as pernas. 0 centro de gravidade do corpo pode, desta forma, ser disposto muito perto do solo para evitar o capotamento do veículo ou para reduzir o risco de este tombar.

Além disso, várias medidas podem ser usadas para que o veículo - desde que virado de costas ou de lado - possa se restabelecer ao se endireitar novamente de modo autónomo. Isto porque, apesar das medidas tomadas para evitar capotamentos, pode acontecer que um veiculo caia de costas ou de lado.

De acordo com a invenção, é previsto que o binário de rotação do motor seja usado para rodar o veículo e assim se restabelecer. Isto é conseguido na medida em que o centro 15 do veículo (isto é, o centro de gravidade) está posicionado perto ou sobre o eixo de rotação (ver Fig. 2f) . Desta forma, o veículo tem uma tendência para rodar todo o corpo em torno deste eixo. A rotação do corpo ou do veículo tem lugar de modo oposto ao da rotação do motor.

Quando através destas medidas construtivas se atinge uma tendência para a rotação, também a forma exterior do veículo pode ser ajustada de modo que ocorre uma rotação em torno do eixo de rotação do corpo ou do motor apenas quando o veículo se encontra virado de costas ou de lado.

Portanto, um ponto alto 120 (ver Fig. 1) - por exemplo, uma barbatana, lamela ou aleta 902 (ver Fig. 7) - pode ser disposto na superfície superior, ou seja, nas costas do veículo, de modo a que o veículo não possa ser invertido por completo, isto é, virado a 180°. Além disso, as projeções - por exemplo, as barbatanas, lamelas ou aletas 904a, 904b (ver Fig. 7) - podem ser dispostas lateralmente no veículo, de modo a que o veículo possa rodar facilmente a partir do lado e regressar à sua posição vertical normal. Isso garante que a força Fh que geralmente é exercida na horizontal, e a força Fv que geralmente é exercida na vertical, em caso de o veículo se encontrar em estado caído, não age paralelamente à direção da força de gravidade. Assim, a força Fh ou Fv pode exercer um efeito de restabelecimento do veículo.

Como já foi dito, a distância das pernas ou as linhas de pernas tem ser tão distante quanto possível entre elas, de modo a evitar acidentes, tanto quanto possível. Aqui, as duas filas de pernas podem aumentar a sua distância -, como ilustrado na Fig. 2c e 2e - de cima para baixo, isto é, o 16 apoio das pernas (ou a base das pernas) das duas filas de pernas têm uma menor distância entre si do que as extremidades da perna (ou as pontas das pernas). Por outro lado, deve ser previsto um espaço 404 (ver Fig.2e) de modo a que as pernas possam dobrar-se a partir dos lados, para dentro. Este espaço 404, que é de preferência previsto entre o corpo do veiculo e as pernas, pode ter a forma de re-entrâncias em forma de V, ou seja o corpo do veiculo -como mostrado na Fig. 2e - é afunilado a partir de cima para baixo. Este espaço 404 permite que as pernas se dobrem durante uma rotação de restabelecimento, para se conseguir uma transição tão suave quanto possível a partir da posição lateral para a posição vertical normal e estável. O veículo de acordo com a presente invenção deve mover-se de modo a se assemelhar tanto quanto possível a criaturas animais vivas, em particular besouros, insetos, répteis ou outros animais.

Para se alcançar uma semelhança tão verosímil quanto possível a seres vivos por parte do movimento do veículo, no contexto de um animal vivo, o veículo deverá apresentar uma tendência para a deambulação ou para um movimento em padrão serpenteado. Isto deve-se ao facto de um movimento ao longo de uma única direção não se parecer como um ser vivo aos olhos do utilizador, ou de outra pessoa.

Uma arbitrariedade ou aleatoriedade do movimento pode ser conseguida, por um lado, através da variação da rigidez da perna, o material da perna e/ou a inércia da massa excêntrica. Se a rigidez da perna for aumentada, a quantidade do salto é reduzida, de modo que um movimento aleatório é reduzido. Inversamente, o veículo irá mover-se 17 em direções mais aleatórias quando a rigidez das pernas for menor - em especial, a das pernas de acionamento dianteiras, em comparação com as pernas traseiras. Enquanto o material das pernas influencia a rigidez das pernas, a escolha do material tem outro efeito. Isto deve-se ao facto de o material das pernas poder ser selecionado de forma a atrair sujidade para a perna, de modo que o veiculo pode girar aleatoriamente através da mudança de atrito contra o chão e move-se num outro sentido. A inércia da massa excêntrica também afeta a aleatoriedade do padrão de movimento. Isto deve-se ao facto de com uma maior inércia, o veículo salta com maior amplitude e faz com que o veiculo possa colidir em diferentes posições relativas em relação ao solo.

Uma arbitrariedade ou aleatoriedade do movimento pode, por outro lado, ser alcançada, através de um nariz ou parte frontal 108 resiliente do veículo (ver Figs. 1 e 5) . Isto deve-se ao facto de, quando o veiculo colide com outro objeto, ocorrer um sobressalto numa direção aleatória. O veículo, então, não tenta insistir constantemente contra o obstáculo, mudando em vez disso a sua direção de movimento através da mola de retorno, podendo portanto evitar o obstáculo.

Para isso, não são necessários sensores; um comportamento aparentemente inteligente é, em vez disso, alcançado por meios puramente mecânicos. O nariz, respetivamente, a parte frontal 108 do veículo podem ter propriedades resilientes e podem ser concebidos em particular de um material macio com um baixo coeficiente de atrito. Pode ser usada neste caso uma borracha com um 18 valor de dureza de 65 (ou menos), para se obter um nariz flexível, que pode ser pressionado de forma relativamente simples. Além disso, o nariz ou a parte frontal 108 podem ser concebidos com forma afunilada de modo a que o nariz possa ser pressionado de modo mais simples, assim impulsionando a mola de retorno, e consequentemente a ponta do veículo colide tanto quanto possível lateralmente, aquando de um novo impacto. O veículo pode portanto ser defletido numa direção diferente pela forma do nariz.

Além disso, as características das pernas também desempenham um papel importante, durante o impacto com um obstáculo. Isto deve-se ao facto de, se as pernas estiverem configuradas de modo a que o veículo gire mais facilmente em torno de um eixo vertical, aquando de um ressalto, ser então atingido um movimento de desvio suave mais rápido.

Finalmente, a velocidade do veículo para a razão de desvio suave, ao se deparar com um obstáculo, é também significativa. Isto deve-se ao facto de a velocidades superiores, o efeito de ressalto ser maior, bem como a probabilidade de o veículo, em seguida, colidir e se desviar a um ângulo diferente.

As diferentes configurações de perna são mostradas nas Figs. 3a a 3C. 0 movimento para a frente é apresentado em todas as figuras para a direita.

Na ilustração superior esquerda da Fig. 3a as pernas estão ligadas com escoras. As escoras servem para aumentar a rigidez das pernas, ao mesmo tempo mantendo a aparência de uma perna longa. As escoras podem ser posicionadas em qualquer lugar ao longo da altura de uma perna. Uma 19 configuração diferente das escoras, em particular, a escora direita oposta à escora da esquerda, serve para alterar as caracteristicas da perna sem ter de se modificar o comprimento da perna. Deste modo, proporciona-se a possibilidade alternativa de correção da articulação. A ilustração no lado superior direito da Fig. 3a mostra uma forma de realização geral com múltiplas pernas curvas. Deve-se notar que as pernas do meio, ou seja, todas as outras pernas, exceto as duas pernas dianteiras e exceto as duas pernas traseiras, podem ser projetadas de tal forma que não toquem no chão. Deste modo, a produção das pernas será mais simples, uma vez que as pernas do meio podem permanecer fora de consideração no ajustamento do comportamento de movimento. Somente o peso das pernas do meio pode ser opcionalmente utilizado para ajustar o comportamento de movimento.

As ilustrações inferiores (da esquerda e da direita) da Fig. 3a mostram acessórios ou extensões adicionais, que são destinados a dar ao veiculo uma aparência viva. Estes acessórios ou extensões vibram em conjunto quando o veiculo estiver em movimento. Um ajustamento dos acessórios ou extensões pode, portanto, ser também ser utilizado para produzir um comportamento de movimento desejado, ou um comportamento ressonante desejado, e para gerar uma arbitrariedade aumentada no comportamento de movimento.

Configurações adicionais das pernas são mostradas na Fig. 3b. As ilustrações superiores (da esquerda e da direita) mostram que a ligação das pernas ao corpo pode tomar lugar em várias posições, em comparação com as formas de realização que estão ilustradas na Fig. 3a. Para além das 20 diferenças de aparência exterior, uma maior ligação das pernas ao corpo é utilizada para aperfeiçoar as pernas com um comprimento maior, sem aumentar o centro do corpo (isto é, o centro de gravidade) . As pernas mais longas, por sua vez, têm uma rigidez reduzida, o que pode levar, entre outras propriedades, a um salto maior. A ilustração inferior da Fig. 3b mostra uma forma de realização alternativa das pernas traseiras, em que as duas pernas estão ligadas uma na outra.

Outras configurações das pernas são mostradas na Fig. 3c. A ilustração superior esquerda mostra uma forma de realização com um número minimo de pernas, ou seja, com uma perna traseira e duas pernas dianteiras. O posicionamento da perna traseira atua para a esquerda ou para a direita, como uma mudança de um remo, assim servindo para controlar a direção do veiculo. Quando uma perna traseira é usada com um baixo coeficiente de atrito, então, a velocidade do veiculo é aumentada, como descrito em cima. A ilustração inferior esquerda da Fig. 3c mostra uma forma de realização com três pernas, em que uma única perna dianteira e duas pernas traseiras são fornecidas. O controlo pode ser ajustado através das pernas traseiras, na medida em que uma perna traseira é colocada na frente da outra perna traseira. A ilustração superior direita da Fig. 3c mostra um veiculo com pernas traseiras fortemente modificadas, que se assemelham a um gafanhoto. As pernas traseiras estão com os seus lados inferiores no solo, de modo a que também seja reduzido o atrito contra o solo. Além disso, o veiculo é menos afetado por saliências ou orifícios no solo. 0 21 veículo pode, portanto, deslizar facilmente sobre saliências ou orifícios no solo. A ilustração inferior direita da Fig. 3c mostra um veículo, no qual as pernas do meio estão elevadas opostamente às pernas dianteiras e traseiras. As pernas do meio têm, portanto, uma finalidade essencialmente estética. Mas também servem para influenciar o comportamento do rolamento. Além disso, através do seu peso pode ser ajustado o comportamento de saltitos do veículo.

As Figuras 4a e 4b mostram um veículo ou um brinquedo robótico de acordo com uma outra forma de realização da presente invenção em que as pernas traseiras podem ser ajustáveis em altura, independentemente umas das outras. As pernas traseiras podem ser concebidas de um fio rígido e/ou flexível ou de outro material adequado, tal como o material sintético. As pernas traseiras ajustáveis são usadas para permitir ao utilizador ajustar o comportamento de movimento do veículo. Em particular, a direção do movimento pode ser ajustada, por exemplo a partir de uma curva para a esquerda, ao longo de um movimento a direito, para uma curva para a direita. A Fig. 7 mostra um veículo ou um brinquedo robótico, de acordo com outra forma de realização da presente invenção, no qual estão dispostas barbatanas, lamelas ou aletas adicionais 902, 904a, 904b. As barbatanas, lamelas ou aletas podem estar dispostas em cima 902 e nos lados 904a, 904b, para influenciar o comportamento de rolamento do veículo. Em particular, as barbatanas, lamelas ou aletas 902, 904a, 904b podem ser concebidas de tal modo que os pontos exteriores fiquem perto ou sobre um cilindro 22 virtual. Desta forma, o veículo pode girar de modo semelhante a um cilindro, quando se encontrar virado de costas ou de lado. 0 veículo pode restabelecer-se de modo relativamente rápido.

Lisboa, 18 de Maio de 2012

Claims (13)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um veículo (100), em particular um brinquedo robótico, compreendendo: várias pernas (104) um corpo (102) e uma unidade de vibração (202) caracterizado por o veículo (100) ser construído para rodar e se erguer pela ação do binário de rotação da unidade de vibração (202), em que o ponto central ou o centro de gravidade do veículo está posicionado perto ou no eixo de rotação da unidade de vibração.

2. Veículo de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a parte superior do veículo estar sobressaída, de modo a facilitar o restabelecimento autónomo do veículo durante a vibração

3. Veículo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser proporcionado no lado superior do veiculo, um ponto elevado (120) de modo a que o veiculo não possa ser totalmente rodado, quando deitado de costas.

4. Veiculo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por estar disposta nas costas uma barbatana, lamela ou aleta (902).

5. Veiculo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as barbatanas, lamelas ou aletas (904a, 904b) estarem dispostas nas partes laterais do veiculo. 2

6. Veículo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por as barbatanas, lamelas ou aletas serem concebidas de tal modo que os seus pontos externos ficam próximos, ou sobre um cilindro virtual.

7. Veículo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por entre o corpo (102) do veículo e as pernas (104) do veículo, estar previsto um espaço, em particular uma re-entrância em forma de V, de modo a que as pernas (104) possam dobrar-se para dentro durante uma rotação de restabelecimento. com uma das reivindicações por as pernas (104) estarem no veículo, em particular rotação (504) da unidade de

8. Veículo de acordo anteriores, caracterizado dispostas lateralmente lateralmente ao eixo de vibração (202) .

9. Veículo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as pernas serem aplicadas no veiculo, por cima do centro de gravidade (502).

10. Veículo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as pernas (104) serem aplicadas lateralmente ou por cima do eixo de rotação (504) da unidade de vibração (202).

11. Veiculo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as pernas (104) do veículo serem arqueadas e flexíveis.

12. Veiculo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade de vibração (202) 3 poder exercer uma força direcionada para baixo (Fv), a qual está adaptada para articular, pelo menos, as pernas dianteiras (104a), de modo a que o veículo seja deslocado para a frente.

13. Veículo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as pernas (104) o veículo estarem inclinadas numa direção que está deslocada em relação à vertical. Lisboa, 18 de Maio de 2012