具有磁性耦合的自推进设备制造技术

一种自推进式设备包括球形壳体和内部驱动系统，所述内部驱动系统包括一个或多个电动机。内部驱动系统用于向球形壳体的内表面提供电源，从而使自推进设备运动。可包括偏置组件以使内部驱动系统持续接合球形壳体的内表面。外部附件通过球形壳体与内部的磁性组件磁性交互，使得自推进设备转动和操纵，所述附件组件保持相对于自推进设备的顶部的位置关系。

【技术实现步骤摘要】
具有磁性耦合的自推进设备相关申请本申请要求于2015年4月17日提交的申请号为62/149,441，题为“SELFPROPELLEDDEVICEWITHMAGNETICCOUPLING”的美国临时专利的优先权；上述优先申请被通过引用以其整体并入本文。本申请还是于2014年8月13日提交的、题为“MAGNETICALLYCOUPLEDACCESSORYFORASELF-PROPELLEDDEVICE”申请序列为14/459,235美国专利的部分继续申请；US14/459,235是于2013年9月24日提交的题为“SELF-PROPELLEDDEVICEWITHACTIVELYENGAGEDDRIVESYSTEM”、申请号为14/035,841美国专利的部分继续申请；US14/035,841是2012年1月3日提交的标题为“SELF-PROPELLEDDEVICEWITHACTIVELYENGAGEDDRIVESYSTEM”的申请号为13/342,853的美国专利的继续申请，该申请已于2013年10月29日授权，其专利为8,571,781；US13/342,853根据35U.S.C.§119(e)请求以下申请的优先权：(i)于2011年1月5日提交的、标题为“METHODANDSYSTEMFORCONTROLLINGAROBOTICDEVICE”的序列号为61/430,023的美国临时专利；(ii)于2011年1月5日提交的、标题为“METHODANDSYSTEMFORESTABLISHING2-WAYCOMMUNICATIONFORCONTROLLINGAROBOTICDEVICE”的序列号为61/430,083的美国临时专利申请；和(iii)于2011年10月31日提交的、标题为“ASELF-PROPELLEDDEVICEANDSYSTEMANDMETHODFORCONTROLLINGSAME”的序列号为61/553,923的美国临时专利申请；所有前述优先权申请通过引用而整体并入本文。
本申请涉及一种自推进设备。
技术介绍
远程控制设备先前已使用具体到特定设备专门的遥控器进行操作。远程控制设备的配件通常涉及物理紧固装置，以将配件连接到框架或壳体的一部分。
技术实现思路
基于本领域的现有技术，本专利技术的专利技术人提出了一种新型的自推进设备。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种自推进设备，包括：球形壳体；内部驱动系统，所述内部驱动系统封装在所述球形壳体内并且可操作导致所述自推进设备滚动；内部结构，所述内部结构封装在所述球形壳体内并且耦接至所述内部驱动系统，所述内部结构包括磁体保持器，所述磁体保持器保持第一组磁交互元件，其中所述磁体保持器包括枢转机构，所述枢转机构使所述磁体保持器相对于所述内部驱动系统的旋转轴枢转；外部附件，所述外部附件包括第二组磁交互元件；无线接口，用于接收来自控制器设备的控制命令；和控制机构。所述控制机构执行所述控制命令，从而(i)使所述内部驱动系统加速和操纵所述自推进设备，以及(ii)使所述枢转机构相对于所述球形壳体枢转所述外部附件，以便与控制命令的方向输入相一致。其中当所述球形壳体滚动时，以及当所述枢转机构枢转所述磁体保持器时，所述第一组磁交互元件和第二组磁交互元件通过所述球形壳体保持磁性交互，在所述磁体保持器枢转时，所述磁性交互使所述外部附件枢转。附图说明本公开内容通过示例的方式而非通过限制的方式示出，在附图的各图中，类似的参考标号指代相似的元件，其中：图1是示出控制自推进设备操作的系统的示例方框图；图2A是根据一实施例的自推进设备和计算设备的示意图；图2B示出根据另一实施例的包括计算设备和自推进设备的系统；图2C是示出根据另一个实施例的，包括计算设备和多个自推进设备的系统的示意图。图3A是示出根据一个实施例的，以机器人、球状球形式的自推进设备的部件的方框图；图3B是示出示例自推进设备的分解图的框图；图4A-4D示出根据一些实施例的，包括用于与外部附件设备磁性耦合的组件使自推进设备旋转或滚动的示例；图5A和图5B示出根据一个或多个实施例的，在运动中并同时磁耦合到附件设备的自推进设备；图6示出球形自推进设备的示例，并示意性示出示例球形自推进设备的组件；图7A是示例自推进设备的剖面侧视图，该自推进设备包括独立内部结构和磁耦合到附件设备的结构；图7B是示例自推进设备的剖面正视图，该自推进设备包括偏置组件和磁耦合到附属设备的结构；图8是包括磁性阵列的示例自推进设备的剖视图；图9A-9B示出自推进设备在控制器设备的操作控制下的示例转向状态；和图10是示出其中描述的示例可实施的计算机系统的示例框图。具体实施方式提供一种包括球形壳体和内部驱动系统的自推进式设备，所述内部驱动系统包括耦合到一个或多个轮子的一个或多个电动机，所述轮子接合到球形壳体的内表面。偏置组件包括一些偏置元件以接触球形壳体的内表面，偏置组件被连接到内部驱动系统，以迫使轮子持续接合内表面，从而允许供给电动机的电力被传送到球形壳体的内表面，导致自推进设备沿表面滚动和操纵。自推进设备可以基于其质心的移动、电动机的独立电源以及偏置元件对内表面的作用力的组合而转动。磁性交互组件或元件可以被包括在球形壳体中。磁性交互组件或元件可以包括黑色金属或永久磁体，诸如钕磁体，用于通过球形壳体提供磁场，从而与外部附件磁性交互。在一些示例中，使自推进设备的球形壳体滚动和操纵，同时外部附件保持与球形壳体内的磁性交互式组件的磁性交互作用，将外部附件耦合到球形壳体。当自推进设备滚动时，附件设备可以保持在球形壳体的外表面上的恒定的相对部分或区域(例如，顶部部分)。自驱动设备、外部附件中的一个或两者可以包括任何数量的磁体(例如，钕磁体)，以产生足以保持磁耦合的磁性交互作用。该交互作用可涉及其中在外部附件和球形壳体的外表面之间发生接触的磁引力。在该示例中，可以通过对球形壳体的外表面和/或外部附件的接触面上涂覆本质上无摩擦的材料而减少摩擦。外部附件可包括由滑动轴承、轮毂轴承或接合球形壳体的外表面的一个或多个轮子所构成的接触部分。附加地或替代地，磁性交互作用可涉及排斥力，其包括稳定机构(例如，一个或多个额外的磁体)，以产生外部附件和球形壳体之间的稳定磁悬浮。在本公开内容中，术语“本质上”可用于不同的语境中，用于明确引入与声明的定性逼近。在很多语境中，这个词可解释为是所指出的数量、比较或测量的至少75％。在角度测量的语境中，术语“本质上”指当自推进设备处于运动中时相对于球面壳体中的参考结构旋转零度至小于90度的角。因此，该术语可以在各种语境中使用，例如，“本质上”稳定、“本质上”恒定的角度、“本质上”在滚动或静止球上的特定位置，或“本质上”垂直相对于自推进设备在其上滚动的下方表面。在这样的语境中，当自推进设备处于非加速状态时，“本质上”可以指相对于竖直(或垂直)参考轴到下方表面有小于90度的差异，并且通常相对于竖直轴小于45度。因此，例如，当自推进设备被操作时，外部附件可以保持与球形壳体内的磁交互元件的磁性交互作用，并驻留在本质上竖直取向的组件之上或者之内。作为进一步在本文中使用的，在球形壳体的外表面和外部辅助设备的接触表面之间的摩擦的语境下，“本质上”指两个常规光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自推进设备，其特征在于，包括：球形壳体，所述球形壳体包围第一组一个或多个磁交互元件和导致所述自推进设备滚动的内部驱动系统；和外部附件，所述外部附件包括第二组一个或多个磁交互元件，用于在所述自推进设备滚动时通过所述球形壳体与所述第一组磁交互元件磁性交互。

【技术特征摘要】
2014.08.13 US 14/459,235;2015.04.17 US 62/149,441;1.一种自推进设备，其特征在于，包括：球形壳体，内部驱动系统，所述内部驱动系统封装在所述球形壳体内并且可操作导致所述自推进设备滚动；内部结构，所述内部结构封装在所述球形壳体内并且耦接至所述内部驱动系统，所述内部结构包括磁体保持器，所述磁体保持器保持第一组磁交互元件，其中所述磁体保持器包括枢转机构，所述枢转机构使所述磁体保持器相对于所述内部驱动系统的旋转轴枢转；外部附件，所述外部附件包括第二组磁交互元件；无线接口，用于接收来自控制器设备的控制命令；和控制机构，所述控制机构执行所述控制命令，从而(i)使所述内部驱动系统加速和操纵所述自推进设备，以及(ii)使所述枢转机构相对于所述球形壳体枢转所述外部附件，以便与控制命令的方向输入相一致；其中当所述球形壳体滚动时，以及当所述枢转机构枢转所述磁体保持器时，所述第一组磁交互元件和第二组磁交互元件通过所述球形壳体保持磁性交互，在所述磁体保持器枢转时，所述磁性交互使所述外部附件枢转。2.如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述第一组磁交互元件包括定向成具有相反极性的第一磁体和第二磁体；其中所述第二组磁交互元件包括定向成具有相反极性的第一磁体和第二磁体，以便分别与所述磁体保持器的第一磁体和第二磁体磁性耦接。3.如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述自推进设备进一步包括：偏置子组件，所述偏置子组件耦接到所述内部驱动系统，使得所述内部驱动系统持续接合所述球形壳体的内表面。4.如权利要求3所述的自推进设备，其特征在于，所述偏置子组件包括多个门式轴，每个门式轴包括偏置弹簧，以在多个接触点处接合所述球形壳体的内表面。5.如权利要求3所述的自推进设备，其特征在于，所述偏置子组件和磁体保持器构成所述球形壳体内的单一内部组件。6.如权利要求5所述的自推进设备，其特征在于，所述单一内部组件通过一个或多个弹簧耦接到所述内部驱动系统。7.如权利要求1所述的自推进设备，其特征在于，所述外部附件...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·H·伯恩斯泰因，A·威尔逊，江浚，R·麦格雷戈，
申请(专利权)人：斯飞乐有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US