TW201217225A - Hull robot steering system - Google Patents

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201217225 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種常用於經組態以清潔及/或檢查一船 身之一船身機器人的驅動系統。 本申請案係基於及主張基於35 U.S.C §§119，120，363, 365及37 C.F.R. §1·55及§1，78之2010年5月1〇申請之美國專 利申請案第12/800,174號（該案係⑼⑽年^月21日申請之美 國專利申請案第12/313,643號之部分接續申請案）之優先 權，該兩案以引用方式併入本文中。本申請案係關於2_ 年Μ 19日_請之美國專财請案第12/583,346號及2_年 1〇月14曰申請之美國專利申請案第12/587,949號。 【先前技術】 2_年U月21日巾請之共同待審美國專利巾請案第 Γ13/643號揭示—種包含當船航料由流過船身之水驅 2之…輪的新自主式船身機器人 如供電）該機器人之清潔子系統及驅動子系統。料作（例 最早之船身清潔機器人存在 連接至一增会.常’機器人係 镜索自一機載電心4|| 統控，僅能夠在一靜止不 由-控制子系 【發明内容】 期望能夠在機器人沿—船切向移 常，機器人之驅動系統包含—或轉動機器人。通 帶，例如在船身上滾動之結、*子、滾輪或磁性履 可移動組件之操縱系統並不令人=刼縱系统或具有大量 156108.doc 201217225 若驅動系統之操縱角非常小，則所得轉動半徑相當大， 但因為一船身之面積遠大於機器人之尺寸，所以一大轉動 半徑符合要求。該結果使一驅動系統實現創新以使其可包 含較少移動部件及使其之設計簡單耐用。可無需對準及調 整各種組件。 在一態樣中，本發明之特徵在於一種機器人驅動系統， 其包含可旋轉地支撐其上具有—第一輪子之一第一軸的一 第一框架部分。一第二框架部分可旋轉地支撐其上具有一 第二輪子之一第二軸。一接頭將該第一框架部分連接至該 第二框架部分並界定該第一框架部分與該第二框架部分之 間之一可膨脹且可收縮部分。一致動器子系統係經組態以 使該可膨脹且可收縮部分膨脹及收縮以於該接頭處相對於 該第二框架部分而移動該第一框架部分以使該第一軸相對 於該第二軸而成角度以操縱機器人。 第一及第一軸可各包含一對磁性輪。第一及第二輪子可 呈鼓形且包含交替之磁性材料與鐵磁材料。第二框架部分 可包含具有用於第二軸之隔開側壁的一模組，或其可容置 一磁性履帶子系統之兩個軸。第二框架部分可包含與第二 軸隔開之一第三軸上之一第三輪子及圍繞第二及第三輪子 之一磁性履帶。 通常，第一及第二框架部分之至少一者包含用於驅動機 器人之一推進子系統。一推進子系統包含具有一傳動轴之 一馬達。該傳動軸與一輪子之間可存在一傳動系。例如， 該傳動系可包含耦合至該輪子之一第一滑輪、耦合至該傳 156108.doc -6 - 201217225 _軸之一第二滑輪及圍繞該等第一及第二滑輪之一皮帶。 在實施例中，接頭包含第一框架部分與第二框架部分 之間之-撓性部件。在其他實施例中，接頭包含第一框架 部分與第二框架部分之間之—欽接部分。 在方案中，致動器子系統包含一轴，該軸包含一第一 而p上之/σ方向之若干螺紋及一第二端部上之沿一相反 方向之右干螺紋。該軸之該第一端部延伸至第一框架部分 累文孔中，且該第二端部延伸至第二框架部分之一螺 紋孔中。該等螺紋孔可包含其等内之筒形螺帽。一較佳致 動器子系統亦包含用於使該軸旋轉之構件。在一設計中， 用於使該轴旋轉之該構件包含叙合至該軸且自連接至可枢 轉接頭之-圓筒延伸之一活塞。該致動器子系統可進一步 包含該活塞與該軸之間之一耗合部件。在另一設計中，該 致動器子系統包含與第一框架部分相關聯之一馬達以驅動 螺合至第二框架部分中之_軸。 在-些實施例中’第一及第二框架部分之一者包含一第 二接頭、-第二可膨脹且可收縮部分及一第二致動器子系 統，該第二致動器子系統經組態以於該第二接頭處使該第 -可膨脹以收縮部分膨脹及收縮並使第1㈣於第二 立軸而成角度。該接頭可位於框架之一側上或位於框架之内 相界疋第-及第二可膨脹且可收縮部分。在此實例中， 該接頭之兩側上通常各存在 且可收縮部分膨脹及i 缩之—致動器子系統。 本發明之特徵亦在於-種機器人驅動系統，其包括：一 156108.doc 201217225 忙架”包3隔開側壁，-第_轴，其可旋轉地佈置於該 等隔開側壁之間；一第二軸，其與該第一轴隔開且可旋轉 地佈置於該等隔開側壁之間。該框架中之一可膨服且可收 縮部分係位於該等第-與第二轴之間。一致動器子系_ 4組4以使該可膨服且可收縮部分膨脹及收縮以使該第— 軸相對於該第二轴而成角度以操縱機器人。在一較佳設計 中，該可膨脹部分包含該框架中之一間隙及橫跨該間隙之 一接頭’且該接頭包含橫跨該間隙之—撓性部件。 根據本發日Hit人驅動裝置之—實例之特徵在於： -第-框架部分’其容置一第一磁性滾動構件；一第二框 架部分，其容置一第二磁性滚動構件；及至少_可膨服且 可收縮部分，叾由該等第—與第二框架部分之間之一接頭 界定…致動器子㈣係經㈣錢該可膨 收縮並使料㈣㈣㈣第_磁,時輪構❹胁= 二磁性滾輪構件而成角度以操縱機器人。包含用於該等第 :及第二磁性滾輪構件之至少—者的—推進子系統以驅動 機器人。在-實例中，該等第—及第二磁性滾動構件各包 含一或多個磁性輪、鼓輪及/或履帶。 然而’在其他實施例中，本發明無需實現全部此等 且本發明之技術方案不應受限於能夠實現此等 或方法。 ''·。構 【實施方式】 熟習技術者將自—較佳實施例之以下描述及附圖 其他目的、特徵及優點。 曰 156108.doc 201217225 除以下所揭示之較佳實施例或若干較佳實施例以外，本 毛月月b夠以各種方式實踐或實施其他實施例^因此，應瞭 解，本發明在應用時不受限於以下描述中所閣述或圖式中 所繪示之組件之建構細節及組件配置。若本文中僅描述一 個實施例’則本發明之請求項不受限於該實施例。再者， 若無明確及令人信服之證據表明一確定排除、限制或拒 絕，則不應限制性解讀本發明之申請專利範圍。 圖1至圖2顯示包含具有渦輪進水口 14a及14b之機器人主 體12的機器人1〇 β圖2中顯示清潔刷16a、l6b& i6c。通 常，一磁性驅動系統22係用以使機器人黏附至船身並圍繞 船身操縱機器人。 在所示實例中，渦輪26a及26b分別驅動發電機28a及 28b。當船在航行中時，由流過船身之水驅動渦輪26&及 26b。發電機28a及28b給一電源（諸如一電池）再充電。該電 源給一或多個馬達供電。該電源亦給一電子控制器供電。 例如，圖1顯示驅動轉台24之馬達72c。馬達72c係由電 源供電且由一電子子系統或控制器控制。馬達72c驅動與 轉台24上之周邊齒輪122嚙合之蝸輪120。轉台24經由—轴 或類似物而相對於船身旋轉。可具有用於調整轉塔24之位 置的其他致動器系統。以此方式，當機器人經由驅動系統 22而轉動時’渦輪26a及26b可與通過船身之水流保持對 準〇 通常’包含作為機器人之組件的其他子系統·，例如一導 航子系統、一通信子系統及類似物。較佳地，無需將機器 156108.doc -9- 201217225 人主體12拴繫至任何種類之一機載電力或控制子系統。渦 輪子系統可直接或經由給一電力子系統（例如一電池組）充 電之一發電機而操作驅動子系統（及一實例中之一清潔子 系統），該電力子系統將電力供應至使驅動子系統及/或清 潔子系統驅動之一或多個馬達。該電池組亦可用以給與機 器人相關聯之其他電子及/或機電子系統供能。一發電機 亦可直接驅動一或多個馬達。 圖3更詳細地顯示驅動系統22之一實例。系統22包含具 有與端壁104a及l〇4b互連之隔開側壁102&及1〇2b的框架 100在此實例中，隔開轴10 6 a及10 6 b係可旋轉地佈置於 側壁102a與l〇2b之間，使得框架1〇〇界定容置軸1〇6a之第 一框架部分或區段108a及容置軸1〇61?之第二框架部分 108b〇在此特定實例中，轴1〇6a、1〇讣支撐輪子諸如軸 106a上之隔開磁性輪丨丨〇3與丨丨〇b及軸！ 〇讣上之隔開輪丨丨〇c 與110d。如本文中所揭示，吾人所謂之輪子為習知意義上 之輪子、鼓形輪子（亦稱為滾輪）及甚至用在（例如）一磁性 履帶中之一對隔開輪、鼓輪或鏈輪，及其他滾動結構。例 如，如本文中所揭示，軸1〇6|?可支撐一鼓型輪，或可存在 由框架區段108b支撐之兩個隔開軸以支撐由框架區段1〇扑 谷置之用於磁丨生履帶之隔開鼓輪或鏈輪。框架區段i〇ga 之情況相同。參考圖15至圖25而論述一磁性履帶模組之一 實例。 在圖3所示之實例中，框架1〇〇界定框架部分1〇“與框架 部分108b之間之可枢轉、可彎曲及/或撓性之接頭ιΐ2。另 156108.doc 201217225 一方面’框架1〇〇包含框架部分1〇8&與1〇813之間之可膨脹 且可枚縮部分114。在此特定實例中，接頭1 i 2係框架側壁 1〇213之一區段，且部分114包括金屬框架部分l〇8a與108b 之間的棍架1〇〇側壁102a中之一間隙U5及頂壁1〇3中之間 隙117 °在此特定實例中’接頭U2&可根據需要而彎曲之 框架側壁l〇2b之一部分。在所繪示實施例中，接頭112橫 跨自側壁102a附近之一寬端部漸縮至側壁1〇2b附近之一較 乍端部的間隙117。在此實例中，接頭丨丨2為一硬框架側壁 l〇2b及頂壁103之唯一局部撓性整合部分，且可彎曲數 度。 致動器子系統116係經組態以相對於框架部分1〇訃而移 動框架部分l〇8a並使接頭112撓曲，同時沿所示方向膨脹 及收縮可膨脹間隙115及117。接著，此動作使第一軸1〇以 相對於第二軸l〇6b而成角度並使驅動裝置及其上附著驅動 裝置之機器人轉動。若軸1〇仏及1〇6b係（例如）相隔一英 尺，則轉動半徑可為5英尺至40英尺之間，此對於一船身 上之操作已足夠。 在此特定實例中，S動器？系統116包含圖4之轴12〇, 該轴具有延伸至框架部分1()8a之一螺紋孔中之螺纹咖及 延伸至框架部分觸之-螺紋孔中之另一端部上之螺紋 122b。螺紋仙及⑽係沿不同方向，所以沿一方向轉動 軸120使間隙m膨脹且沿相反方向轉動轴12〇使間隙⑴收 縮。為減小軸12G上之任何應力，旋轉式筒形螺帽咖、 U4b可分別併入框架部分刚a、職中以接收轴之相對端 156J08.doc 201217225 部上之螺紋》 進出圓筒130之活塞132係經由枢轉接頭134而耗合至軸 120。以此方式，致動圓筒13〇以使軸120旋轉。通常，圓 筒130係耦合至接頭112處或接頭112附近之框架（參閱圖 7)。圓筒13 0與活塞132之組合可為此項技術中已知之一電 動線性致動器或此項技術中已知之一氣動子系統。通常， 圖1至圖2之發電機28a及/或28b經由（例如）電池子系統而提 供致動器子系統116所需之電。 圖5顯示一實例’其中框架部分108&及10813係經由橫跨 該兩個框架部分之間之間隙119之窄端部的接頭112,之撓曲 部140而互連於侧壁i〇2b處。在圖6中’隔開軸支撐鼓形磁 性輪150a及150b。在此實例中，經由一推進子系統而驅動 滾輪1 50b ’該推進子系統包含經由齒輪丨52a及152b而驅動 軸106b之馬達72a。圖1至圖2之發電機28a及/或28b亦可經 由電池子系統而給馬達72a提供電》 滾輪150a及150b具磁性且可包含用於將磁通量導引至船 身中之磁性材料156與鐵磁材料158之交替帶。圖6亦顯示 第二框架部分150b如何包含容置軸⑺讣及滾輪150b之模組 160。如本文中所揭示’模組！ 6〇亦可容置一磁性履帶。 圖7顯示一替代配置’其中推進子系統包含：馬達72a，， 其具有傳動軸170;及傳動軸17〇與滾輪15〇b之間之一傳動 系’其包含傳動軸170上之滑輪172a、耦合至軸l〇6b之滑 輪172b及圍繞滑輪172a及172b之皮帶174。通常，圖1之發 電機28a及/或28b亦提供用於給馬達72a，供電之電。替代推 156108.doc 201217225 進子系統係在本發明之範圍内。 圖8顯示一實例，其中接頭112"包含具有框架區段1〇2a 與102b(其等之各者包含鉸接頭之一部分）之間之鉸鏈銷182 的鉸鏈180。 在另一設計中，圖9之馬達72d係與框架部分102a相關聯 且傳動軸120'係螺合至框架部分102b中。沿一方向操作馬 達72d使間隙114膨脹且沿相反方向操作馬達72d使間隙丨J 4 收縮以使滚輪150a相對於滚輪丨5〇b而成角度。通常，馬達 72d係由經由圖1至圖2之發電機28a及/或28b而供應之電供 電。 若期望一磁性履帶，則圖l〇A至圖10B描繪如何使框架 部分102b包含兩個隔開轴1061)及1〇6c以支撐用於驅動磁性 履帶190之鼓輪、鍵輪或類似物。 在圖11所示之設計中，接頭丨丨2，"為位於框架側壁及框架 縞壁内部之一撓性框架區段。此時，可存在兩個可調整之 可膨脹且可收縮區段114a與114b及兩個致動器子系統116a 與116b。在此設計中，導致一較小轉動半徑。當間隙丨丨4b 膨脹時，間隙114a可收縮，且反之亦然。 圖12顯示一貫例，其中兩個磁性履帶19〇&及19〇b之各者 分別與框架部分102a、1 〇2b相關聯。圖丨3顯示一實例，其 中框架區段102b包含一第二接頭U2b及用於接頭U2b之致 動器子系統116b。接頭n2a係介於框架部分1〇2&與i〇2b之 間且與致動器子系統116a相關聯。 因此，本發明之新驅動系統具廣泛通用性且可併入大量 156108.doc •13· 201217225

不同特徵及組合D 圖1 4繪示一實例，其中當船在航行中時可由流過船身之 流體致動渦輪子系統26(參閱圖1之渦輪26a&26b：^發電機 28給可包含一或多個電池之電源38再充電。一或多個馬達 係由電源38供電。通常，馬達72b(參閱圖2)係經由傳動系 74b而搞合至可包括大量可旋轉刷（如圖2中所示）之清潔子 系統82。一或多個馬達72a係與安裝至轉台24之驅動子系 統22相關聯。例如，如上所論述，通常存在用於驅動輪、 滾輪或鏈輪之一者的一馬達且亦存在與機器人驅動裝置之 致動器子系統相關聯之至少一馬達。如圖i及圖14中所 示，馬達72c通常係與轉台24相關聯以使轉台24旋轉。由 圖14之電子控制子系統46控制機器人之移動方向以及使機 器人轉動之推進子系統及致動器子系統之致動。可基於 (例如）來自導航子系統78及/或通信子系統8〇及/或一感測 器90之輸入而操作推進子系統、轉台及致動器子系統。參 閱以引用方式併入本文中之美國專利申請案第12/313,643 號。 圖15示意性描繪用於驅動裝置之一磁性履帶模組之一方 案之某些組件》通常，存在複數個永磁元件，諸如元件 200。開關總成202於一分路狀態與一非分路狀態之間切換 元件200。通常，致動器204於元件2〇〇未鄰近船身時之一 分路狀態與元件2〇〇鄰近船身時之一非分路狀態之間致動 開關202 ^機體206係經組態以約束元件2〇〇(其通常包含某 一類型之載運器2〇8)之移動。亦存在一些構件以相對於永 156108.doc -14· 201217225 磁元件200而驅動機體206，如箭頭210所示。 圖16顯示一設計，其中永磁元件200包含可旋轉地佈置 在外殼222之一孔中之直接極化圓柱形磁鐵220。外殼222 包含夾於鐵磁材料226a與226b(例如鋼）之間之非磁性材料 224(例如鋁、塑膠或類似物）》開關202係附著至圓柱形磁 鐵220並使其旋轉，如圖17至圖18中所示。在圖17中，磁 鐵220被分路，這是因為磁場自北極、向外通過鐵磁材料 226a及226b而流動至南極。因此，使磁鐵220至船身之吸 附力最小化。致動開關202使磁鐵220旋轉（如圖π中所 示），所以各極係接近於鐵磁材料226a或226b 〇如圖式中 所示’南極係與鐵磁材料226a接觸且北極係與鐵磁材料 226b接觸。磁場自磁鐵之北極流動至主體226b中、至船身 230、至主體226a，且接著返回至磁鐵之南極。在此非分 路狀態中’使磁鐵22〇至船身230之吸附力最大化。 通常’當永磁元件200在船身上到達其移動終端時致動 開關202以使磁鐵220分路，且當永磁元件2〇〇再次與船身 接觸時再次致動開關202以致動磁鐵220。以此方式，使用 電量最小化且仍存在經提供以使機器人保持在船身上之一 極強牵引力。因為在自船身移除個別永磁元件時不費電， 所以使用電量最小化》又，使船身之損壞最小化，這是因 為永磁元件未被切換至其等之非分路狀態直至其等確實與 船身接觸。各永磁元件可包含一保護被覆以亦減少船身之 損壞。意欲控制由磁鐵施加之固持力但同時使用不同於電 磁鐵之不耗電永久磁鐵。 156108.doc •15· 201217225 圖16亦顯示具有隔開旋轉軸承24〇a與240b及連接器242a 至242d之載運器208'。轴承240a及24 Ob搭在圖19之機體 206’之側軌中。圖19中顯示橢圓形側軌252 β 一轴通常係佈 置穿過主體206,中之孔253a及253b，且另一軸通常係佈置 穿過孔253c及另一孔（圖中未顯示）。 圖20顯示機體206'如何支撑一傳動系，諸如包含軸261 上之輪子260的隔開鍵輪（其可由圖14之馬達72a及傳動系 74a驅動）。鏈條262圍繞該等隔開鏈輪而延伸。永磁元件 200a之載運器208’之抽承240b係受約束於機體2〇6’之履帶 252中，且連接器242c及242d延伸至鏈條262中。 因為機體206'係耦合至機器人主體且因為處於其等之非 分路狀態之永磁元件200b至200e被強力吸附至船身，所以 鏈條262貫際上驅動機體206'向前（及向後），因此經由鏈條 262之旋轉且圍繞鏈輪260及機體之另一端部處之一類似鏈 輪而相對於船身驅動機器人主體。兩鍵輪係在通常由驅動 框架部分之一者（例如圖12之框架部分1 〇2b)容置之轴上。 圖20亦顯示經由開關202之位置而使永磁元件2〇〇a分 路。永磁元件200x為處於待首先吸附至船身23〇或離開船 身23 0(取決於機器人之移動方向）之位置的一元件。若永磁 元件200x恰好處於待吸附至船身230之位置，則在永磁元 件200x佔用永磁元件200b之位置後將開關自所示之分路位 置切換至其非分路位置。若永磁元件2〇〇x恰好離開船身 230或即將離開船身，則在永磁元件2〇〇x佔用永磁元件 200b之位置後立即將開關切換為一分路狀態。 156108.doc • 16 - 201217225 圖21顯示機體206_，之一分段設計以允許機體與履帶系統 较鏈接合以在船身230上存在不均勻特徵270a及270b時使 各永磁元件之接觸面積最大化。在圖22中，隔開框架面板 280a及280b經由圖22至圖23之撓曲部282a、282b及類似物 而支撐機體206·，。如圖23中所示，各機體分段通常具有至 少一撓曲部。側框架面板28〇a及280b係附接至機器人主體 或附接至一轉台（其可旋轉地附著至機器人主體），且與驅 動框架部分之一者（例如圖丨2之框架部分1 〇2b)相關聯。 圖22亦顯示一致動特徵，諸如面板28〇b之内側上之閉環 凹槽284a。如圖24中所示，側面板中之此等凹槽用來致動 永磁元件之開關。在凹槽端部286a及2861：)處存在一差階。 若船身機器人之移動方向係如箭頭288所示且船身係在圖 式之底部，則差階286b致動永磁元件之開關以使永磁元件 分路且於差階286a處再次致動開關以使永磁元件返回至其 專之非分路組態。圖25顯示更完全之切換總成2〇2a至202d 並描繪如何在已經由凹槽差階286a而使開關2〇2|3致動至其 非分路位置之後使開關202a處於其分路位置。類似地，差 階286b使開關202c轉動至分路位置以使開關之剩餘移動圍 繞對應於圖20之機體206,之前部及頂部的面板28〇a之前部 及頂部。 在一較佳設計令’機體執行兩個功能：約束永磁元件之 移動；及亦用來容置連接至永磁元件之載運器的推進機構 (例如圍繞兩鏈輪之一鏈條）。此設計亦提供抵抗驅動總成 中之鬆弛的結構支撐。側板亦具有兩個功能：撓性地支樓 156I08.doc 201217225 機體；及包含用於致動永磁元件之開關的構件。在該較佳 設計中’不管機器人之移動方向如何，均於磁性元件之最 小牵引狀態與磁性元件之最大牽弓丨狀態之間切換磁性元 件。然而’此等非為本發明之限制’因為可具有其他設 計。 本發明之[先前技術]章節中所列舉且以引用方式併入本 文之專利中揭示與典型船身機器人相關聯之其他特徵。 又’本發明之受讓人於簡㈣㈣日申請之美國專利申 請案第i 2 / 3 ! 3，6 4 3號揭示可與一船身機器人相關聯之額外 特徵°然ffij ’本文中所揭示之驅動系統不受限於與此一船 身機器人一起使用。例如’驅動模組可用在任何鐵磁體 (包含（但不限於）船身、水下結構及類似物）上。接著，如 本文中所使用，「船身」意指廣義上之—橫向結構。 雖然-些圖式中顯示本發明之若干特定特徵而在其他圖 式中沒有顯示’但此僅為了便利，因為各特徵可與根據本 發明之任何或全部其他特徵組合。如本文中所使用，應廣 義且包容性地解譯用語「包含」、「包括」、「具有」及 「有」且不應將其等限制於任何實體互連。再者，不應將 本申請案中所揭示之任何實施例視為唯-可能之實施例。 另外’本專利之專射請案之審查期間所出現之任何修 文並非為如中清之中請案中所呈現之任何請求項要素之一 拒、邑無法合理預期熟f技術者可料將在字面上涵蓋全 部可能等效物之—請求項，諸多等效物在修改時將不可預 去且超過待放棄者（無論如何）之—合理解譯，修改中所隱 156108.doc 201217225 含之邏輯依據與諸多等效物僅略微相關，及/或存在盈法 預期申請人可描述經修改之任何請求項要素之某些想像替 代項的諸多其他理由。 熟習技術者將明白其他實施例且該等實施例係在 請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示其中-機器人驅動子系統係安裝至一可旋轉 轉台之-實例的根據本發明之—船身機器人之—示意性三 維仰視圖； 圖2係包含若干清潔刷之一船身機器人之一實例之一示 意性三維仰視圖； 圖3係顯示根據本發明之—驅動系統之—實例的一示意 性三維俯視圖； 圓4係更詳細顯示圖3中所示之機器人驅動裝置之致動器 子系統之一部分的一示意性俯視圖； 圖5係顯示根據本發明之一機器人驅動裝置之另一實例 的一示意性三維俯視圖； 圖6係顯示包含兩個滾輪之根據本發明之一機器人驅動 系統之一實施例的一示意性三維俯視圖； 圖7係顯示根據本發明之一電動推進子系統之一實例的 一示意性三維仰視圖； 圖8係顯示兩個框架部分之間之一鉸接頭的根據本發明 之一機器人驅動裝置之一示意性三維圖； 圖9係顯示根據本發明之一致動器子系統之另一實例的 156108.doc -19- 201217225 一示意性三維俯視圖； 圖10A及圖10B係顯示併 裝置之一實例的示意圖； 圖11係顯示根據本發明 實例的一示意性俯視圖； 入一磁性履帶之一機器人驅動 之另一機器人驅動框架組態之— 圖12係顯示具有兩個磁性履帶之一機器人驅動裝置之 實例的一示意性三維俯視圖； 實例 圖13係顯示根據本發明之一機器人驅動裝置之又 的一示意性俯視圖； 圖14係顯示根據本發明之與一典型船身機器人相關聯之 主要組件之若干者的一方塊圖； 圖15係員示與磁性履帶驅動模組之一實例相關聯之組 件之若干者的一示意性三維局部正視圖； 圖16係顯不與一驅動模組相關聯之一可切換永磁元件之 一實例的一示意性三維正視圖； 圖17係顯不處於其分路狀態之圖16之永磁元件的—示土 性橫截面側視圖； V * 圖18係顯不處於其非分路狀態之圖16之永磁元件 意性橫截面側視圖； 圖19係約束個別永磁元件之一機體之一實例之 三維側視圖； 的 示 示意性 圖20係顯不相對於永磁元件而驅動機體之機構一 — 分 之一實例的一示意性三維側視圖； 圖2 1係一分段機體之一示意性三維側視圖； 156l08.doc •20· 201217225 圖2 2係顯示撓性地支撐圖2丨中所示之分段機體之隔開側 板部件的一示意性三維正視圖； 圖23係更詳細顯示圖22之撓曲部件的一示意性彡維正視 团 · _， 圖24係圖22之面板之一者之内側之一示意性三維正視 圖；及 圖25係描繪面板中之一特徵如何充當開關致動器的圖24 中所示之面板之一示意性三維正視圖。 【主要元件符號說明】 10 機器人 12 機器人主體 14a 滿輪進水口 14b 渦輪進水口 16a 清潔刷 16b 清潔刷 16c 清潔刷 22 驅動系統 24 轉台 26 .渦輪子系統 26a 渦輪 26b 渦輪 28 發電機 28a 發電機 28b 發電機 156108.doc 201217225 38 電源 46 電子控制子系統 72a 馬達 72a' 馬達 72b 馬達 72c 馬達 72d 馬達 74a 傳動系 74b 傳動系 78 導航子系統 80 通信子系統 82 清潔子系統 90 感測器 100 框架 102a 框架侧壁 102b 框架側壁 103 頂壁 104a 端壁 104b 端壁 106a 第一轴 106b 第二轴 106c 軸 108a 第一框架部分 108b 第二框架部分 -22- 156108.doc 201217225 110a 磁性輪 110b 磁性輪 110c 磁性輪 llOd 磁性輪 112 接頭 112' 接頭 112" 接頭 112'" 接頭 112a 接頭 112b 第二接頭 114 可膨脹且可收縮部分/間隙 114a 可膨脹且可收縮區段/間隙 114b 可膨脹且可收縮區段/間隙 115 間隙 116 致動器子系統 116a 致動器子系統 116b 致動器子系統 117 間隙 119 間隙 120 堝輪/軸 120' 傳動軸 122 周邊齒輪 122a 螺紋 122b 螺紋 156108.doc -23- 201217225 124a 筒形螺帽 124b 筒形螺帽 130 圓筒 132 活塞 134 柩轉接頭 140 撓曲部 150a 滚輪 150b 滾輪 152a 齒輪 152b 齒輪 156 磁性材料 158 鐵磁材料 160 模組 170 傳動軸 172a 滑輪 172b 滑輪 174 皮帶 180 絞鏈 182 较鏈銷 190 磁性履帶 190a 磁性履帶 190b 磁性履帶 200 永磁元件 200a 永磁元件 ·24· 156108.doc 201217225 200b 永磁元件 200c 永磁元件 200d 永磁元件 200e 永磁元件 200x 永磁元件 202 開關 202a 開關 202b 開關 202c 開關 202d 開關 204 開關致動器 206 機體 206， 機體 206" 機體 208 載運器 208， 載運器 220 磁鐵 222 外殼 224 非磁性材料 226a 鐵磁材料 226b 鐵磁材料 230 船身 240a 軸承 240b 軸承 156108.doc •25 201217225 242a 連接器 242b 連接器 242c 連接器 242d 連接器 252 履帶 253a 孔 253b 孔 253c 子L 260 鏈輪 261 軸 262 鏈條 270a 不均勻特徵 270b 不均勻特徵 280a 面板 280b 面板 282a 撓曲部 282b 撓曲部 284a 閉環凹槽 286a 差階 286b 差階 156108.doc -26

Claims (1)

1. 201217225 七、申請專利範圍： 1 · 一種機器人驅動系統，其包括： 一框架，其包含： 一第一框架部分，其可旋轉地支撐其上具有一第一 輪子之一第一軸； 一第二框架部分，其可旋轉地支撐其上具有一第二 輪子之一第二軸，及 一接頭’其將該第一框架部分連接至該第二框架部 分並界定該第一框架部分與該第二框架部分之間之一可 膨脹且可收縮部分；及 一致動器子系統，其經組態以使該可膨脹且可收縮部 分膨脹及收縮以於該接頭處相對於該第二框架部分而移 動該第一框架部分以使該第一軸相對於該第二軸而成角 度以操縱機器人。 2.如請求項1之機器人驅動系統，其中該等第一及第二軸 各包含一對輪子。 3·如請求項2之系統，其中該等輪子具磁性。 4·如請求項丨之系統，其中該等第一及第二輪子係呈鼓 形。 5. 如請求項4之系統，其中該等鼓形輪子具磁性。 6. 如印求項5之系統，其中該等鼓形輪子包含交替之磁性 材料與鐵磁材料。 7·如請求項1之系統，其中該第二框架部分包含異有用於 §玄第二軸之隔開側壁的一模組。 156108.doc 201217225 8·如請求項n & 唄之系統，其中該等第一及第二框架部分 一者包含-推進子系統。 至 9.如請求項8 4 …’，、中該推進子系統包含具有一傳動 軸之〜馬達》 1 0 .如請求Jg Q 么 動軸與—輪：中該推進子系統進-步包含該傳 " 輪子之間之一傳動系。 11. 如請求項10$& 一第〜2 系統，其中該傳動系包含耦合至該輪子之 一 m輪、耦合至該傳動軸之一第二滑輪及圍繞該等 及第二滑輪之一皮帶。 12 ·如請求jg， 4 系統，其中該第二框架部分包含與該第二 轴隔開之_ ^ — 4_L 1_ 弟二轴上之一第三輪子及圍繞該等第二及第 三輪子之—履帶。 ::’：請求項12之系統，其中該履帶具磁性。 ▲求項1之系統，其中該接頭包含該第一框架部分與 該第二樞架部分之間之—撓性部件。 :月求項1之系統，其中該接頭包含該第一框架部分與 5第〜樞架部分之間之一较接部分。 如明求項1之系統，其中該致動器子系統包含一轴，該 車匕3第一端部上之沿一方向之若干螺紋及一第二端 上之沿—相反方向之若干螺紋。 月求項16之系統，其中該軸之該第一端部延伸至該第 一框架部分之一螺紋孔中且該第二端部延伸至該第二框 架。P分之—螺紋孔中。 18.如凊求項17之系統，其中該等螺紋孔包含其等内之筒形 156108.doc 201217225 螺帽。 19.如清求項I?夕么 7 w之糸統，其中該致動器子系統進一步包含用 於使該輛旋轉之構件。 h t <項19之系統，其中用於使該轴旋轉之該構件包含 搞0至遠轴且自連接至該可樞轉接頭之一圓筒延伸之一 活塞。 21.如-月 <項2〇之系统，其中該致動器子系統進一步包含該 活塞與該軸之間之一耦合部件。 22·如7求項1之系統’其中該致動器子系統包含與該第一 框架。卩分相關聯之一馬達以驅動螺合至該第二框架部分 中之一輪。 23.如μ求項丨之系統，其中該等第一及第二框架部分之一 者匕3 —第二接頭、一第二可膨脹且可收縮部分及一第 二致動器子系統’該第二致動器子系統經組態以於該第 一接頭處使該第二可膨脹且可收縮部分膨脹及收縮並使 «玄第一軸相對於該第二軸而成角度。 如明求項1之系統，其中該接頭係位於該框架之一側 上。 汝月长項1之系統，其中該接頭係位於該框架内部以界 定第一及第二可膨脹且可收縮部分❶ 26. 如凊求項25之系統’其中該接頭之兩側上各存在經組態 以使4等第—及第二可膨脹且可收縮部分膨脹及收縮之 一致動器子系統。 27. —種機器人驅動系統，其包括： 156108.doc 201217225 一框架’其包含隔開侧壁； 一第一軸，其可旋轉地佈置於該等隔開側壁之間； 第一軸，其與該第一軸隔開且可旋轉地佈置於該等 隔開側壁之間； 该框架中之一可膨服且可收縮部分，其介於該等第一 與第二軸之間；及 動器子系統，其經組態以使該可膨服且可收縮部 分膨服及收縮以使該第-轴相對於該第二軸而成角度以 操縱機器人。 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 如-月求項27之系統’其令該可膨脹部分包含該框架中之 一間隙及橫跨該間隙之一接頭。 月长項28之系統’其中該接頭包含橫跨該間隙之一撓 性部件。 月长項28之系統’其中該接頭包含該間隙之一側上之 一鉸鏈。 奢长項27之系統’其中該框架中存在兩個間隙且該兩 個間隙之間存在一接頭。 求項27之機器人驅動系統，其中該等第一及第二軸 各包含至少一輪子。 主长員32之系統，其中該等輪子具磁性。 二长項32之系統，其中該至少一輪子係呈鼓形。 士二東項34之系統，其中該鼓形輪子具磁性。 月求項35之系統’其中該鼓形輪子包含交替之磁性 料與鐵磁材料。 156108.doc 201217225 37. 如請求項27之系統，其進一步包含與該第二軸隔開之一 第三軸上之一第三輪子及圍繞該等第二及第三輪子之一 履帶。 38. 如請求項27之系統，其中該履帶具礤性。 39_如請求項27之系統，其中該致動器子系統包含一軸，該 • 軸包含一第一端部上之沿一方向之若干螺紋。 40. 如請求項39之系統，其中該軸包含一第二端部上之沿一 相反方向之若干螺紋。 41. 如請求項39之系統，其中該致動器子系統進—步包含用 於使該軸旋轉之構件。 42_如請求項41之系統，其中用於使該軸旋轉之該構件包含 耦合至a亥轴且自一圓筒延伸之一活塞。 43.如請求項41之系統，其中用於使該輪旋轉之該構件包含 驅動該軸之一馬達。 44·如請求項27之系統’其中存在兩個可膨脹且可收縮部 分。 45. —種機器人驅動裝置，其包括： 一框架，其包含： • 一第—框架部分，其容置一第一磁性滾動構件， . 一第二框架部分，其容置一第二磁性滾動構件，及 至少一可膨脹且可收縮部分，其由該等第—與第-框架部分之間之一接頭界定； 一 一致動器子系統，其經組態以使該可膨脹部分膨脹及 收縮並使該接頭撓曲以使該第一磁性滾輪構件相對於飞 156108.doc 201217225 第二磁性滾輪構件而成角度以操縱機器人；及 一推進子系統，其用於該等第一及第二 之至少一者以驅動機器人。 46.如請求項Μ之機器人驅動裝置，其中該第一磁性滾動構 或多個磁性輪、鼓輪及/或履帶。 .=項45之機器人驅動较置，其中該第二磁性滾動構 一或多個磁性輪、鼓輪或履帶。 156108.doc