自推進設備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請
[0002] 本申請要求于2015年4月17日提交的申請號為62/149, 441，題為"SELF PROPELLEDDEVICEWITHMAGNETICCOUPLING"的美國臨時專利的優先權；上述優先申請被 通過引用以其整體并入本文。
[0003]本申請還是于 2014 年 8 月 13 日提交的、題為"MAGNETICALLYCOUPLEDACCESSORY FORASELF-PROPELLEDDEVICE"申請序列為14/459, 235美國專利的部分繼續申請； US14/459, 235 是于 2013 年 9 月 24 日提交的題為"SELF-PROPELLEDDEVICEWITHACTIVELY ENGAGEDDRIVESYSTEM"、申請號為14/035, 841美國專利的部分繼續申請；US14/035, 841 是2012年 1月 3 日提交的標題為"SELF-PROPELLEDDEVICEWITHACTIVELYENGAGEDDRIVE SYSTEM"的申請號為13/342,853的美國專利的繼續申請，該申請已于2013年10月29日授 權，其專利為8, 571，781;US13/342, 853根據35U.S.C. § 119 (e)請求以下申請的優先權： (i)于 2011 年 1 月 5 日提交的、標題為"METHODANDSYSTEMFORCONTROLLINGAROBOTIC DEVICE"的序列號為61/430, 023的美國臨時專利；（ii)于2011年1月5日提交的、標題 為"METHODANDSYSTEMFORESTABLISHING2-WAYCOMMUNICATIONFORCONTROLLINGA ROBOTICDEVICE"的序列號為61/430, 083的美國臨時專利申請；和（iii)于2011年10月31 日提交的、標題為"ASELF-PROPELLEDDEVICEANDSYSTEMANDMETHODFORCONTROLLING SAME"的序列號為61/553, 923的美國臨時專利申請；所有前述優先權申請通過引用而整體 并入本文。
技術領域
[0004] 本申請主要涉及遠程控制設備，尤其是自推進設備。
【背景技術】
[0005] 遠程控制設備先前已使用具體到特定設備專門的遙控器進行操作。遠程控制設備 的配件通常涉及物理緊固裝置，以將配件連接到框架或殼體的一部分。 【實用新型內容】
[0006] 本申請提供了一種自推進設備，該自推進設備包括：球形殼體，所述球形殼體包圍 第一組一個或多個磁交互元件和導致所述自推進設備滾動的內部驅動系統；和外部附件， 所述外部附件包括第二組一個或多個磁交互元件，用于在所述自推進設備滾動時通過所述 球形殼體與所述第一組磁交互元件磁性交互。
[0007] 在某些實施例中，自推進設備進一步包括：位于所述球形殼體內的磁體保持器，所 述磁體保持器包括所述第一組磁交互元件。
[0008] 在某些實施例中，自推進設備進一步包括：偏置子組件，所述偏置子組件耦接到所 述內部驅動系統，使得所述內部驅動系統持續接合所述球形殼體的內表面。
[0009] 在某些實施例中，偏置子組件通過一個或多個彈簧耦接到內部驅動系統。
[0010] 在某些實施例中，磁體保持器包括樞轉機構和一個或多個致動器，所述致動器用 于使所述磁體保持器在所述球形殼體內樞轉。
[0011] 由此，本申請提供了一種自推進設備，該自推進設備可以滾動和操縱，同時外部附 件保持與球形殼體內的磁交互元件的磁性交互作用，從而附件設備在自推進設備滾動時保 持在所述球形殼體的外表面上的恒定的相對部分或區域。
【附圖說明】
[0012] 本公開內容通過示例的方式而非通過限制的方式示出，在附圖的各圖中，類似的 參考標號指代相似的元件，其中：
[0013] 圖1是示出控制自推進設備操作的系統的示例方框圖；
[0014] 圖2A是根據一實施例的自推進設備和計算設備的示意圖；
[0015] 圖2B示出根據另一實施例的包括計算設備和自推進設備的系統；
[0016] 圖2C是示出根據另一個實施例的，包括計算設備和多個自推進設備的系統的示 意圖。
[0017] 圖3A是示出根據一個實施例的，以機器人、球狀球形式的自推進設備的部件的方 框圖；
[0018] 圖3B是示出示例自推進設備的分解圖的框圖；
[0019] 圖4A-4D示出根據一些實施例的，包括用于與外部附件設備磁性耦合的組件使自 推進設備旋轉或滾動的示例；
[0020] 圖5A和圖5B示出根據一個或多個實施例的，在運動中并同時磁耦合到附件設備 的自推進設備；
[0021] 圖6示出球形自推進設備的示例，并示意性示出示例球形自推進設備的組件；
[0022] 圖7A是示例自推進設備的剖面側視圖，該自推進設備包括獨立內部結構和磁耦 合到附件設備的結構；
[0023] 圖7B是示例自推進設備的剖面正視圖，該自推進設備包括偏置組件和磁耦合到 附屬設備的結構；
[0024] 圖8是包括磁性陣列的示例自推進設備的剖視圖；
[0025] 圖9A-9B示出自推進設備在控制器設備的操作控制下的示例轉向狀態；和
[0026] 圖10是示出其中描述的示例可實施的計算機系統的示例框圖。
【具體實施方式】
[0027] 提供一種包括球形殼體和內部驅動系統的自推進式設備，所述內部驅動系統包括 耦合到一個或多個輪子的一個或多個電動機，所述輪子接合到球形殼體的內表面。偏置組 件包括一些偏置元件以接觸球形殼體的內表面，偏置組件被連接到內部驅動系統，以迫使 輪子持續接合內表面，從而允許供給電動機的電力被傳送到球形殼體的內表面，導致自推 進設備沿表面滾動和操縱。自推進設備可以基于其質心的移動、電動機的獨立電源以及偏 置元件對內表面的作用力的組合而轉動。磁性交互組件或元件可以被包括在球形殼體中。 磁性交互組件或元件可以包括黑色金屬或永久磁體，諸如釹磁體，用于通過球形殼體提供 磁場，從而與外部附件磁性交互。
[0028] 在一些示例中，使自推進設備的球形殼體滾動和操縱，同時外部附件保持與球形 殼體內的磁性交互式組件的磁性交互作用，將外部附件耦合到球形殼體。當自推進設備滾 動時，附件設備可以保持在球形殼體的外表面上的恒定的相對部分或區域（例如，頂部部 分）。
[0029] 自驅動設備、外部附件中的一個或兩者可以包括任何數量的磁體（例如，釹磁 體），以產生足以保持磁耦合的磁性交互作用。該交互作用可涉及其中在外部附件和球形殼 體的外表面之間發生接觸的磁引力。在該示例中，可以通過對球形殼體的外表面和/或外 部附件的接觸面上涂覆本質上無摩擦的材料而減少摩擦。外部附件可包括由滑動軸承、輪 轂軸承或接合球形殼體的外表面的一個或多個輪子所構成的接觸部分。
[0030] 附加地或替代地，磁性交互作用可涉及排斥力，其包括穩定機構（例如，一個或多 個額外的磁體），以產生外部附件和球形殼體之間的穩定磁懸浮。
[0031] 在本公開內容中，術語"本質上"可用于不同的語境中，用于明確引入與聲明的定 性逼近。在很多語境中，這個詞可解釋為是所指出的數量、比較或測量的至少75%。在角度 測量的語境中，術語"本質上"指當自推進設備處于運動中時相對于球面殼體中的參考結構 旋轉零度至小于90度的角。因此，該術語可以在各種語境中使用，例如，"本質上"穩定、"本 質上"恒定的角度、"本質上"在滾動或靜止球上的特定位置，或"本質上"垂直相對于自推進 設備在其上滾動的下方表面。在這樣的語境中，當自推進設備處于非加速狀態時，"本質上" 可以指相對于豎直（或垂直）參考軸到下方表面有小于90度的差異，并且通常相對于豎直 軸小于45度。因此，例如，當自推進設備被操作時，外部附件可以保持與球形殼體內的磁交 互元件的磁性交互作用，并駐留在本質上豎直取向的組件之上或者之內。作為進一步在本 文中使用的，在球形殼體的外表面和外部輔助設備的接觸表面之間的摩擦的語境下，"本質 上"指兩個常規光滑的表面（如拋光的金屬或木質表面）之間的低于正常摩擦關系。因此， "本質上"無摩擦的材料是指為減少摩擦而設計或制作的材料，諸如TEP'L(_或DELR丨涂 層。
[0032] 本文所述的一個或多個示例提供由計算設備編程執行的方法、技術或操作，或作 為計算機實現的方法。如本文所使用的，編程指通過使用代碼或計算機可執行指令。這些 指令可以存儲在計算設備的一個或多個存儲器資源中。編程執行步驟可以是自動的或不是 自動的。
[0033] 本文所述的一個或多個示例可為使用編程模塊或系統的組件來實現。編程模塊或 組件可以包括程序、子例程、程序的一部分，或能夠執行一個或多個規定的任務或功能的軟 件組件或硬件組件。如本文所使用的，模塊或組件可以獨立于其他模塊或組件而存在于硬 件組件上。可替代地，模塊或組件可以是共享元件或其他模塊的過程、程序或機器。
[0034] 本文所描述的一些示例可主要要求采用計算設備，包括處理和存儲資源。例如，本 文描述的一個或多個示例可以全部或部分地基于計算設備實現，諸如數碼相機、數碼攝像 機、臺式計算機、蜂窩或智能電話、個人數字助理（PDA)、膝上型計算機、打印機、數碼相框 和平板設備。存儲、處理和網絡資源可以全部結合本文中所描述的任何示例的建立、使用或 執行而使用（包括任何方法的執行或任何系統的實施）。
[0035] 此外，本文所述的一個或多個示例可以通過使用由一個或多個處理器可執行的指 令來實現。這些指令可以攜帶于計算機可讀介質。用附圖顯示或描述的機器提供處理資 源和計算機可讀介質的示例說明，在所述處理資源和計算機可讀介質上可以進行和/或執 行用于實施示例的指令。具體地，以示例所示的眾多機器包括處理器以及用于保持數據和 指令的各種形式的存儲器。計算機可讀介質的示例包括永久存儲器存儲設備，諸如個人計 算機或服務器的硬盤驅動器。計算機存儲介質的其他示例包括便攜式存儲單元，例如⑶或 DVD單元、閃存（例如，攜帶于智能電話、多功能設備或平板上）和磁存儲器。計算機、終端、 網絡使能設備（例如，移動設備，諸如蜂窩電話）均是利用處理器、存儲器、以及在計算機可 讀介質上存儲的指令的機器和設備的示例。此外，示例可以以計算機程序，或能夠承載這該 程序的非短暫性計算機可用載體介質的形式來實現。
[0036] 系統說明
[0037] 現在參照附圖，圖1是示出控制自推進設備100的操作的系統的示例方框圖。可 以操作自推進設備1〇〇,從而在諸如由用戶操作的計算設備的另一設備的控制之下移動。該 自推進設備100可配置有實現如下之一或多個功能的資源：（i)在設備開始運動之后保持 相對于初始參考幀的取向和/或位置的自我意識；（ii)編程地處理控制輸入，以便實現對 不同控制輸入的多范圍的特定程序響應；（iii)利用軟件或編程邏輯使另一設備控制其移 動，所述編程邏輯與自推進設備上的編程邏輯通信；和/或（iv)生成其運動和狀態的輸出 響應，所述響應是可由控制設備進行的軟件解釋。
[0038] 自推進設備100可以包括多個互連子系統和模塊。處理器114可以執行來自程序 存儲器104的編程指令。程序存儲器104中存儲的指令可以改變，例如增加新的特征、糾正 瑕疵或修改行為。在一些變型例中，程序存儲器104存儲通信或以其它方式操作在鏈接控 制器設備上執行的軟件的程序指令。該處理器114被配置為執行程序指令的不同程序，以 改變其中自推進設備100解譯或以其他方式響應來自不同來源的命令輸入（"命令"）的方 式。如本文中所描述的，自推進設備100可以具有多種操作模式，其中包括自推進設備100 受提供命令的計算設備控制，自推進設備100是用于另一設備的控制器，和/或自推進設備 100部分或完全地自我控制。
[0039] 在一些示例中，自推進式設備100可以與編程邏輯在其上被共享的計算設備共享 計算平臺，以便：（i)使用戶操作計算設備來產生多種類型的輸入來操作自推進設備100， 所述輸入包括簡單的方向輸入、指令輸入、手勢輸入、運動或其他感官輸入、語音輸入或它 們的組合；（ii)使自推進設備100解釋從計算設備接收的輸入，作為命令或一組命令；和/ 或（iii)使自推進設備100交互關于自推進設備的位置、運動和/或狀態的數據，以便影響 計算設備上的狀態（例如，顯示狀態，以包括與