(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-19
(54)【発明の名称】シフトアセンブリおよびこれを備える移動キャリア
(51)【国際特許分類】
B62K 17/00 20060101AFI20220112BHJP
B62K 3/00 20060101ALI20220112BHJP
B62J 45/41 20200101ALI20220112BHJP
【ＦＩ】
B62K17/00
B62K3/00
B62J45/41
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021547064
(86)(22)【出願日】2019-10-22
(85)【翻訳文提出日】2021-06-17
(86)【国際出願番号】 US2019057472
(87)【国際公開番号】W WO2020086606
(87)【国際公開日】2020-04-30
(31)【優先権主張番号】62/748,958
(32)【優先日】2018-10-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/748,969
(32)【優先日】2018-10-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519142217
【氏名又は名称】ピアジオ ファスト フォワード インク
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ウェイス ミッチェル
【テーマコード（参考）】
3D212
【Ｆターム（参考）】
3D212BB08
3D212BB12
3D212BB24
3D212BB72
3D212BB74
(57)【要約】
リンク機構式シフトアセンブリは、第１のアームと第２のアームとを備え、第１のアームの近位端には第１の車輪が回転可能に結合されており、第２のアームの近位端には第２の車輪が回転可能に結合されている。シャーシに結合するようにシフトアセンブリが構成されており、シフトアセンブリは、第１のアームおよび第２のアームの遠位端に結合されており、シャーシと第１の車輪および第２の車輪との間の相対的にシフトする動きを引き起こすように構成されている。リンク機構式シフトアセンブリは車両の一部を形成し得る。車両は二輪車両であり得る。車両は移動キャリアであり得る。移動キャリアは二輪車両であり得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のアームおよび第２のアームと、前記第１のアームの近位端に回転可能に結合されている第１の車輪と、
前記第２のアームの近位端に回転可能に結合されている第２の車輪と、
シャーシに結合するように構成されているシフトアセンブリであって、前記シャーシと前記第１の車輪および前記第２の車輪との間の相対的にシフトする動きを引き起こすように、前記第１のアームおよび前記第２のアームに動作可能に結合されているシフトアセンブリと、
を備えることを特徴とする、リンク機構式シフト装置。
【請求項2】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記第１の車輪および前記第２の車輪は共通の回転軸を共有していることを特徴とする、装置。
【請求項3】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記第１の車輪および前記第２の車輪の少なくとも一方を駆動するように構成されている少なくとも１つのモータを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項4】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記第１の車輪および前記第２の車輪を独立的に駆動するように構成されている複数のモータを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項5】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記第１の車輪と第１の駆動モータの間にある第１のプーリシステムを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項6】
請求項５または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記第２の車輪と第２の駆動モータの間にある第２のプーリシステムを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項7】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記第１のアームと前記第２のアームの間に配設されていることを特徴とする、装置。
【請求項8】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、ベルトまたはロープを介して前記シャーシに結合するように構成されているキャプスタンを駆動するように構成されているシフタモータを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項9】
請求項８または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記シフタモータを前記キャプスタンに結合する少なくとも１つのギアを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項10】
請求項９または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記少なくとも１つのギアは、前記シフタモータによって駆動される第１のギアと、
前記第１のギアによって駆動される第２のギアであって、前記キャプスタンを回転させるように構成されている第２のギアと、を備えることを特徴とする、装置。
【請求項11】
請求項１０または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記第２のギアおよび前記キャプスタンは動作可能に結合されており、かつ同軸であることを特徴とする、装置。
【請求項12】
請求項１０または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記第２のギアの角度を測定するべく前記第２のギアおよび／または前記キャプスタンに動作可能に結合されているエンコーダを更に備えることを特徴とする、装置。
【請求項13】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して前方および／または後方にシフトさせるように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項14】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、加速のために前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して前方にシフトさせるように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項15】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、減速のために前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して後方にシフトさせるように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項16】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して前方にシフトさせて前記本体を着座位置に置くように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項17】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記着座位置から加速位置へと、および減速位置へと移行させるように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項18】
請求項１または任意の他の請求項に記載の装置であって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記減速位置から前記着座位置へと移行させるように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項19】
シャーシを含む本体と、第１のアームおよび第２のアームと、
前記第１のアームの近位端に回転可能に結合されている第１の車輪と、
前記第２のアームの近位端に回転可能に結合されている第２の車輪と、
前記シャーシに結合されているシフトアセンブリであって、前記シャーシと前記第１の車輪および前記第２の車輪との間の相対的にシフトする動きを引き起こすように、前記第１のアームおよび前記第２のアームに動作可能に結合されているシフトアセンブリと、
を備えることを特徴とする、移動キャリアシステム。
【請求項20】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記第１の車輪および前記第２の車輪は共通の回転軸を共有していることを特徴とする、システム。
【請求項21】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記第１の車輪および前記第２の車輪の少なくとも一方を駆動するように構成されている少なくとも１つのモータを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項22】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記第１の車輪および前記第２の車輪を独立的に駆動するように構成されている複数のモータを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項23】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記第１の車輪と第１の駆動モータの間にある第１のプーリシステムを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項24】
請求項２３または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記第２の車輪と第２の駆動モータの間にある第２のプーリシステムを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項25】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記第１のアームと前記第２のアームの間に配設されていることを特徴とする、システム。
【請求項26】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、ベルトまたはロープを介して前記シャーシに結合するように構成されているキャプスタンを駆動するように構成されているシフタモータを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項27】
請求項２６または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記シフタモータを前記キャプスタンに結合する少なくとも１つのギアを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項28】
請求項２７または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのギアは、前記シフタモータによって駆動される第１のギアと、
前記第１のギアによって駆動される第２のギアであって、前記キャプスタンを回転させるように構成されている第２のギアと、を備えることを特徴とする、システム。
【請求項29】
請求項２８または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記第２のギアおよび前記キャプスタンは動作可能に結合されており、かつ同軸であることを特徴とする、システム。
【請求項30】
請求項２８または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記第２のギアの角度を測定するべく前記第２のギアおよび／または前記キャプスタンに動作可能に結合されているエンコーダを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項31】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して前方および／または後方にシフトさせるように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項32】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、加速のために前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して前方にシフトさせるように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項33】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、減速のために前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して後方にシフトさせるように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項34】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記第１の車輪および前記第２の車輪に対して前方にシフトさせて前記本体を着座位置に置くように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項35】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記着座位置から加速位置へと、および減速位置へと移行させるように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項36】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記シフトアセンブリは、前記シャーシを前記減速位置から前記着座位置へと移行させるように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項37】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記本体は格納コンパートメントを画定することを特徴とする、システム。
【請求項38】
請求項１９または任意の他の請求項に記載のシステムであって、１組のユーザインターフェースデバイスを更に備えることを特徴とする、システム。
【請求項39】
請求項３８または任意の他の請求項に記載のシステムであって、前記１組のユーザインターフェースデバイスは、１つ以上のボタン、タッチスクリーン、センサ、カメラ、レンジファインダ、発光デバイス、音声入力デバイス、および／または音声出力デバイスを備えることを特徴とする、システム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は一般に車両に関し、より詳細には、ただし排他的にではないが、軸方向に並んだ車輪を有する二輪車両用の安定化システムに関する。
【背景技術】
【0002】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年１０月２２日に出願された「Ｌｉｎｋａｇｅ－ｂａｓｅｄ Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」と題する米国仮特許出願第６２／７４８，９５８号に対する、および、２０１８年１０月２２日に出願された「Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」と題する米国仮特許出願第６２／７４８，９６９号に対する優先権を主張し、これらはいずれも本明細書にその全体が組み込まれる。
本願は、２０１８年１０月２２日に出願された「Ｌｉｎｋａｇｅ－ｂａｓｅｄ Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」と題する米国仮特許出願第６２／７４８，９５８号に対する、および、２０１８年１０月２２日に出願された「Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」と題する米国仮特許出願第６２／７４８，９６９号に対する優先権を主張し、これらはいずれも本明細書にその全体が組み込まれる。
【0003】
物品を輸送する目的で利用できる車両および／またはロボット車両（または「ロボット」）の数は増え続けている。典型的な車両および／またはロボットでは、車両の通常動作時の推進およびステアリング制御を実現するために、３つ、４つ、または６つの車輪が使用される。そのような車両および／またはロボットは静的安定性に依拠しており、車輪の位置によってあらゆる動作条件において安定するように設計されている。車輪間の長手方向または前後方向の隔離距離によって、重力または傾斜に起因して加わるトルクを平衡化する。このように、典型的な車両では、車両の長手方向における車輪間の適切な隔離距離を実現し、このことにより横軸に沿った乱れに対する車両の復元力を高めることによって、安定性が達成される。
【0004】
しかしながら、従来の長手方向の場合に対して、車輪が横方向または横並びに配置されている二輪車両で物品を輸送しようとした状況では、問題が存在する。ただ２つの車輪が横方向または横並びの構成で装着されている車両の使用の課題は、通常動作時の車両の動的安定性を維持することにある。この問題は一般に、車輪間が長手方向および横方向に離間されている３つ以上の車輪を有する車両には存在しない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の１つの態様によれば、第１のアームおよび第２のアームと、第１のアームの近位端に回転可能に結合されている第１の車輪と、第２のアームの近位端に回転可能に結合されている第２の車輪と、を備える、リンク機構式シフト装置が提供される。シャーシに結合またはその一部を形成するように構成されているシフトアセンブリであって、シャーシと第１の車輪および第２の車輪との間の相対的にシフトする動きを引き起こすように、第１のアームおよび第２のアームに動作可能に結合されているシフトアセンブリ。
【0006】
様々な実施形態では、第１の車輪および第２の車輪は共通の回転軸を共有する。
【0007】
様々な実施形態では、装置は、第１の車輪および第２の車輪の少なくとも一方を駆動するように構成されている少なくとも１つのモータを更に備える。
【0008】
様々な実施形態では、装置は、第１の車輪および第２の車輪を独立的に駆動するように構成されている複数のモータを更に備える。
【0009】
様々な実施形態では、装置は、第１の車輪と第１の駆動モータの間に動作可能に配設されている第１のプーリシステムを更に備える。
【0010】
様々な実施形態では、装置は、第２の車輪と第２の駆動モータの間に動作可能に配設されている第２のプーリシステムを更に備える。
【0011】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、第１のアームと第２のアームの間に配設されている。
【0012】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、少なくとも１本のベルト、ストラップ、またはロープを介してシャーシに結合されているキャプスタンを駆動するように構成されているシフタモータ（ｓｈｉｆｔｅｒ ｍｏｔｏｒ）を更に備える。
【0013】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シフタモータをキャプスタンに結合する少なくとも１つのギアを更に備える。
【0014】
様々な実施形態では、少なくとも１つのギアは、シフタモータによって駆動される第１のギアと、第１のギアによって駆動される第２のギアであって、キャプスタンを回転させるように構成されている第２のギアと、を備える。
【0015】
様々な実施形態では、第２のギアおよびキャプスタンは動作可能に結合されており、かつ同軸である。
【0016】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、第２のギアの回転の角度を測定するべく第２のギアおよび／またはキャプスタンに動作可能に結合されているエンコーダを更に備える。
【0017】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して前方および／または後方にシフトさせるように構成されている。
【0018】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、加速のためにシャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して前方にシフトさせるように構成されている。
【0019】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、減速のためにシャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して後方にシフトさせるように構成されている。
【0020】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して前方にシフトさせて本体を着座位置（ｓｉｔｔｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に置くように構成されている。着座位置では、第１の車輪および第２の車輪は静止した回転していない状態であり得る。
【0021】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを着座位置から加速位置へと移行させるように構成されている。
【0022】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを加速位置から減速位置へと移行させるように構成されている。
【0023】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを減速位置から着座位置へと移行させるように構成されている。
【0024】
本発明概念の他の態様によれば、シャーシを含む本体と、第１のアームおよび第２のアームと、第１のアームの近位端に回転可能に結合されている第１の車輪と、第２のアームの近位端に回転可能に結合されている第２の車輪と、を備える、移動キャリアシステムが提供される。シャーシにはシフトアセンブリが結合または統合されており、シフトアセンブリは更に、シャーシと第１の車輪および第２の車輪との間の相対的にシフトする動きを引き起こすように、第１のアームおよび第２のアームに動作可能に結合されている。
【0025】
様々な実施形態では、第１の車輪および第２の車輪は共通の回転軸を共有する。
【0026】
様々な実施形態では、システムは、第１の車輪および第２の車輪の少なくとも一方を駆動するように構成されている少なくとも１つのモータを更に備える。
【0027】
様々な実施形態では、システムは、第１の車輪および第２の車輪を独立的に駆動するように構成されている複数のモータを更に備える。
【0028】
様々な実施形態では、システムは、第１の車輪と第１の駆動モータの間に動作可能に結合されている第１のプーリシステムを更に備える。
【0029】
様々な実施形態では、システムは、第２の車輪と第２の駆動モータの間に動作可能に結合されている第２のプーリシステムを更に備える。
【0030】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、第１のアームと第２のアームの間に配設されている。
【0031】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、少なくとも１本のベルト、ストラップ、またはロープを介してシャーシに結合するように構成されているキャプスタンを駆動するように構成されているシフタモータを更に備える。
【0032】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シフタモータをキャプスタンに動作可能に結合する少なくとも１つのギアを更に備える。
【0033】
様々な実施形態では、少なくとも１つのギアは、シフタモータによって駆動される第１のギアと、第１のギアによって駆動される第２のギアであって、キャプスタンを回転させるように構成されている第２のギアと、を備える。
【0034】
様々な実施形態では、第２のギアおよびキャプスタンは動作可能に結合されており、かつ同軸である。
【0035】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、第２のギアの回転の角度を測定するべく第２のギアおよび／またはキャプスタンに動作可能に結合されているエンコーダを更に備える。
【0036】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して前方および／または後方にシフトさせるように構成されている。
【0037】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、加速のためにシャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して前方にシフトさせるように構成されている。
【0038】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、減速のためにシャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して後方にシフトさせるように構成されている。
【0039】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを第１の車輪および第２の車輪に対して前方にシフトさせて本体を着座位置に置くように構成されている。着座位置では、第１の車輪および第２の車輪は静止した回転していない状態であり得る。
【0040】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを着座位置から加速位置へと移行させるように構成されている。
【0041】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを加速位置から減速位置へと移行させるように構成されている。
【0042】
様々な実施形態では、シフトアセンブリは、シャーシを減速位置から着座位置へと移行させるように構成されている。
【0043】
様々な実施形態では、本体は格納コンパートメントを画定する。
【0044】
様々な実施形態では、システムは、１組のユーザインターフェースデバイスを更に備える。
【0045】
様々な実施形態では、１組のユーザインターフェースデバイスは、１つ以上のボタン、タッチスクリーン、センサ、カメラ、レンジファインダ、発光デバイス、音声入力デバイス、および／または音声出力デバイスを備える。
【0046】
本発明は、添付の図面および付属の詳細な説明を検討することでより明らかになるであろう。それらに描写されている実施形態は限定としてではなく例として提供されており、同様の参照符号は同じまたは類似の要素を指す。図面は必ずしも正確な縮尺で描かれておらず、代わりに本発明の態様を説明することに主眼が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明概念の態様に係る、車両の第１の実施形態の様々な構成要素の斜視図である。
【図2】本発明概念の態様に係る、車両の背面図である。
【図3】本発明概念の態様に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の斜視図である。
【図4】本発明概念の態様に係る、直動アクチュエータシステムおよびハブモータを含む車輪アセンブリの様々な構成要素を示す側面図である。
【図5A】本発明概念の態様に係る、車両のシャーシに対する車輪およびキャリッジの最大後方位置を示す側面図である。
【図5B】本発明概念の態様に係る、車両のシャーシに対する車輪およびキャリッジの最大前方位置を示す図である。
【図6A】本発明概念の態様に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の斜視図である。
【図6B】本発明概念の態様に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の側面図である。
【図7A】本発明概念の態様に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の斜視図である。
【図7B】本発明概念の態様に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の側面図である。
【図8】本発明概念の態様に係る、車両の制御システムの機能ブロックダイアグラムの図である。
【図9】本発明概念の態様に係る、移動キャリアの実施形態の等角図である。
【図19】本発明概念の態様に係る、車輪シフトアセンブリの別の実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0048】
本発明概念の様々な態様について、いくつかの例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下でより十分に記載する。ただし本発明概念は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に明記する例示的な実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。
【0049】
第１の、第２の、などの用語が、本明細書において様々な要素を記述するために使用されるが、これらの要素は、それらの用語によって限定されるものではないことが理解されよう。これらの用語はある要素を別の要素から区別するために使用されるが、要素の要求される順序を示唆するものではない。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用する場合、用語「および／または」は、関連する列挙された事物のうちの１つ以上の、ありとあらゆる組合せを含む。
【0050】
ある要素が別の要素に「接している（ｏｎ）」または「接続されている」または「結合されている」と言及される場合、そのある要素は、直接その別の要素に接しているもしくは接続されているもしくは結合されている可能性があるか、または介在する要素が存在し得ることが、理解されよう。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」または「直接接続されている」または「直接結合されている」と言及される場合は、介在する要素は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様に解釈されるべきである（例えば、「間に」に対して「間に直接」、「隣接して」に対して「直接隣接して」、等）。
【0051】
本明細書で用いられる専門用語は特定の実施形態について記載することだけを目的としており、本発明を限定するものとなることを意図していない。本明細書で使用する場合、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上そうでないことが明確に示されていない限り、複数形も含むことを意図している。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、本明細書で使用する場合、言及された特徴、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つ以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を除外しないことが、更に理解されよう。
【0052】
例えば図に示されるような、ある要素および／または特徴と別の要素および／または特徴との関係を説明するために、空間に関連する用語、例えば「下方」、「下」、「下側」、「上」、「上側」などが使用される場合がある。これらの空間に関連する用語は、図に描写されている配置のほかに、使用および／または動作時のデバイスの様々な配置を包含することを意図していることが、理解されよう。例えば、図中のそのデバイスを上下逆にした場合、他の要素または特徴の「下（ｂｅｌｏｗ）」および／または「下方（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述される要素はその結果、他の要素または特徴「の上（ａｂｏｖｅ）」に配置されることになる。デバイスはそれ以外で（例えば、９０度回転されてまたは他の配置で）配置されてもよく、本明細書で使用する空間に関連する記述語はそれに応じて解釈することができる。
【0053】
本明細書では、理想化された例示的な実施形態（および中間構造）の概略図である断面図を参照して、例示的な実施形態が記載されている。したがって、例えば製造技法および／または公差の結果としての、図の形状との相異が想定されることになる。このように、例示的な実施形態は、本明細書に示す領域の特定の形状に限定されるものではなく、例えば製造の結果生じる、形状の逸脱を含むものと解釈するべきである。
【0054】
機能的な特徴、動作、および／またはステップが本明細書において記載されるかまたはそれ以外で本発明概念の様々な実施形態に含まれると理解される限りにおいて、そのような機能的な特徴、動作、および／またはステップは、機能ブロック、ユニット、モジュール、動作、および／または方法として具現化され得る。そして、そのような機能ブロック、ユニット、モジュール、動作、および／または方法がコンピュータプログラムコードを含む限りにおいて、そのようなコンピュータプログラムコードは、例えば非一時的なメモリおよび媒体などのコンピュータ可読媒体に格納することができ、少なくとも１つのコンピュータプロセッサによって実行可能である。
【0055】
物品を輸送する目的で利用できる車両またはロボット車両（またはロボット）の数は増え続けている。典型的な車両では、推進およびステアリング制御を実現するために、３つ、４つ、または６つの車輪が使用される。そのような車両は静的安定性に依拠しており、車輪の位置によってあらゆる動作条件において安定するように設計されている。長手方向または前後方向の隔離距離によって、通常動作（例えば、制動、加速、および減速）中に車両が経験する、重力または傾斜に起因して加わるトルクを平衡化する。隔離距離（軸距）が大きくなるほど、長手方向に沿った乱れに対する車両の復元力が大きくなる。
【0056】
代替の手法には、車輪が横方向または横並びに配置された二輪車両を使用することが含まれる。そのような車両は、２つの車輪が独立的に推進されるようにそれらが切り離されると、特に操縦し易い。旋回半径は、一方の車輪が前方に、他方が後方に推進される場合に車輪間の距離の２分の１の小ささまで、または、旋回の内側の車輪と外側の車輪の間の速さの差を大きくすることによって任意のより高い程度まで、小さくできる。しかしながら、そのような車輪が横方向または横並びに配置された二輪車両の使用の課題として、車両の垂直方向の向きを維持するためにそれを動的に安定させねばならず、このことはほとんどの用途の要件となっている。そのような横方向装着型の二輪車両の推進は、モータ性能を最適化するためのギアボックスを場合により用いて、車両の車輪の中心にモータでトルクをかけることによって実現され得る。別法として、車輪をリム駆動で推進してもよい。
【0057】
動的安定化は能動的平衡化とも呼ばれ、制御システムが車両の動作、例えば走行、旋回中に、その安定性を能動的に維持する技法である。本開示の様々な実装形態において検討するような、車輪が横方向に並ぶ車両では、車両のピッチの向きが連続的に感知され、補正トルクがかけられる。様々な実施形態では、（１）車輪モータ自体を介するか、または（２）車両の長手方向の前方および後方に移動するカウンタウェイトの動きを介するか、のいずれかである、そのような補正トルクをかける２つの主要な手段が存在する。
【0058】
本明細書に詳述されている本開示の様々な実装形態では、モータトルクおよびカウンタウェイトの両方を介して動的安定化が達成される。しかしながら、その内容の全体が参照のため本明細書に組み込まれている国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５７５２９号に記載されたものなどの、これまでに開発された安定化システムとは異なり、別個のカウンタウェイトを使用するのではなく、開示される実装形態では、車輪が全体としての車両の本体に対して移動し、この結果本体およびシャーシがカウンタウェイトとして機能する。このことによって、車両質量の半分超をレベルアームのために使用できるので、顕著に高い制御能力が可能になる。この手法がもたらすことの１つは、リム駆動を使用する代わりに、車輪の回転を引き起こす推進力が車輪の中心に適用されることである。いわゆるハブ駆動は、車輪に組み込まれたまたは車輪の横に位置付けられたモータによって駆動され得る。各車輪を独立的に制御できる。本明細書に記載する様々な実装形態に応じて、車輪対モータの質量比は車両総質量の１／３という小ささにすることができ、質量の２／３を制御に用いることが可能になる。
【0059】
本開示の様々な態様によれば、車両（またはロボット）が人または別の車両に仮想的にリンクされ「先導役（ｌｅａｄｅｒ）」の進路を実行する「追従（ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ）」モードを介して、誘導が実現され得る。別法として、車両が事前設定されたウェイポイント間を走行する自律モードを介して、誘導が実現されてもよい。いずれの場合も、障害の能動的な検出および回避が実施される。屋内および屋外のいずれの動作も、視覚ＳＬＡＭ（同時位置特定およびマッピング）の技術および手法を用いて実現され得る。
【0060】
本明細書において開示されるのは、フォロワおよび／またはキャリアロボット車両ならびにその構成要素の、様々な実施形態である。図１は、本発明概念の態様に係る、車両１００の様々な構成要素の斜視図を示す。ロボット車両１００は、格納またはキャリアコンパートメントを有して構成されたフォロワロボット車両である。ロボット車両は先導役、例えば人を識別し、そしてその先導役に追従することができる。
【0061】
図２は、本発明概念の態様に係る、車両１００の様々な構成要素の背面図を示す。図１および図２を参照すると、車両１００はシャーシ１５を含む。シャーシ１５は車両１００の構造フレームであり、車両１００の保護シェルを形成する本体１１０を支持する。
【0062】
いくつかの実装形態では、車両１００は、図２に最もよく示されているように、少なくとも１つの車輪キャリッジ２０を更に含む。以下で更に詳細に検討するように、車輪キャリッジ２０はシャーシに移動可能に結合されており、シャーシに対して長手方向に変位可能である。車輪キャリッジ２０は、そこに車輪、例えば車輪２５、およびその対応するモータ３０が、回転可能に結合するように構成されている。図５Ａおよび図５Ｂを参照して以下で更に詳細に説明するように、車輪キャリッジは、シャーシ１５のピッチおよび平衡化を制御するために車輪キャリッジがシャーシの長手方向において前後に並進するのを可能にする、直動アクチュエータシステムに結合されている。例えば、車輪キャリッジが直動アクチュエータシステムによって並進されるとき、車輪キャリッジに装着されている対応する車輪は、車輪キャリッジと一緒にシャーシに対して並進する。このことによりシャーシ１５が反対方向へと相対的に並進して、その結果カウンタウェイトとして作用し、シャーシのピッチおよび重心を調整する。本開示はこのように、シャーシ１５を車輪、例えば車輪２５および／または車輪４５に対して移動させることによって、カウンタウェイトとして機能しゼロに近いピッチ角を維持するように車両１００の実際の本体を使用する、という利点を提供する。
【0063】
ある実施形態では、車両は、車両本体１１０の両側に配設されている第１の車輪２５および第２の車輪４５を含む。本開示から利益を得る当業者は、用語「第２の」を使用して記載されている要素が用語「第１の」を使用して記載されている物品の実質上の鏡像であり、「第２の」要素の各々が対応する要素である「第１の」要素と実質的に同じ様式で結び付けられ機能することを、諒解するであろう。
【0064】
上で検討したように、第１の車輪２５は、第１の車輪キャリッジ２０上に回転自在に装着することができ、第１の車輪キャリッジ２０を介してシャーシ１５に結合することができる。同様に、第２の車輪４５は、第２の車輪キャリッジ５０上に回転自在に装着することができ、第２の車輪キャリッジ５０を介してシャーシ１５に結合することができる。第１の車輪２５および第２の車輪４５は各々、幾何学上の中心および直径を含む。車輪のサイズは、要求されるトルク、地面クリアランス、および車両１００の回転の中心に対する重心の所望の場所に応じて、様々であり得る。ただし好ましくは、第１の車輪および第２の車輪は同じサイズである。いくつかの態様では、車両１００のサイズは１２インチから３０インチの間の高さをとることができ、同様の幅を有する。図示した図では、車輪２５および４５の直径は、車両１００の長さおよび高さよりも小さく示されている。しかしながら、本開示の様々な実装形態はそれに限定されない。場合によっては反対のことが当てはまり得る。すなわち、車輪２５および４５の直径は、車両１００の長さおよび高さより大きくてもよい。
【0065】
いくつかの実装形態では、車輪２５および４５の直径は、両端の値を含め１２から２８インチの間であり得る。ある実装形態では、車輪２５および４５の直径は、シャーシ１５および／または車両１００の高さ、長さ、幅、および／または直径の、少なくとも７５％である。各車輪２５および４５はまた、車輪２５および４５の外面を実質的に定めるリムを含み得る。各リムの周囲にはタイヤを配設してもよい。タイヤは、各タイヤがそのリムと一緒に回転するように、対応するリム１０１に着脱可能に装着され得る。タイヤは、ゴム、ポリマー、または任意の他の好適な材料から作製することができる。タイヤは車両１００の性能を向上させるために、車輪２５および４５と地面の間に摩擦接触を提供し得る。
【0066】
図３は、本発明概念の態様に係る、車両１００の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の別の斜視図を示す。図３に示すように、車両１００は、第１の直動アクチュエータシステム４０を更に含み得る。第１の直動アクチュエータシステム４０を、第１の車輪キャリッジ２０に結合し、車輪２５を含む第１の車輪キャリッジ２０をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように適合させてもよい。
【0067】
車両１００は、構造および機能が第１の直動アクチュエータシステム４０と同様である、第２の直動アクチュエータシステム６５を更に含み得る。すなわち、第２の直動アクチュエータシステム６５は、第１の直動アクチュエータシステム４０の反対側で第２の車輪キャリッジ５０に結合され得る。例えば、第１の直動アクチュエータシステム４０は車両１００の左側に位置付けることができ、一方で、第２の直動アクチュエータシステム６５は車両１００の右側に位置付けることができ、またはこの逆も可能である。第２の直動アクチュエータシステム６５は同様に、第２の車輪キャリッジ５０をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成され得る。
【0068】
車軸７０が、第１の直動アクチュエータシステム４０を第２の直動アクチュエータシステム６５に結合する。第１の車輪２５および第２の車輪４５と同様に、第１のアクチュエータシステムおよび第２のアクチュエータシステムという場合、用語「第２の」を使用して記載されているが、これら「第２の」要素の各々は、「第１の」要素と呼ぶものと実質的に同じ様式で結び付けられ、機能する。
【0069】
いくつかの実装形態では、第３のモータ７５は第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５を駆動するべく、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の少なくとも一方に結合され得る。いくつかの実装形態では、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５はいずれも、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９を含み得る。第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５はいずれも、シャーシ１５にその長手方向に沿って結合されている少なくとも１つのレールを更に含み得る。いくつかの実装形態では、少なくとも１つのレールは、各々がシャーシ１５に結合されている上側レール８２および下側レール８４を含む。上側レール８２および下側レール８４の各々はその中に延びている長手スロットを含み、対応する第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０は、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９の回転を通して並進される。第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０は各々、レール内に結合されてレールに沿った車輪キャリッジ２０および５０の前後への移動を摩擦を減らすことで容易にする、１つ以上の縁部車輪を含み得る。いくつかの他の実装形態では、第１の直動アクチュエータシステムおよび第２の直動アクチュエータシステムは、シャーシの各側にただ１つのレールを含む。
【0070】
第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５は各々、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９の外周に沿って配設されている、対応するベルト８１および８５を更に含む。いくつかの態様では、ベルト８１および８５は、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９を互いに結合する。ベルト８１および８５は、第３のモータ７５から動力を伝達して、対応する第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。
【0071】
いくつかの実装形態によれば、第３のモータから送達される回転エネルギーがもたらすプーリ８７および８９の回転によってベルトが動かされるように、ベルト８１および８５を、プーリ８７および８９の各々の外周に着脱可能に取り付けることができる。ベルト８１および８５は、金属、金属合金、セラミック、ポリマー、ゴム、複合材料、または任意の他の好適な材料で形成され得る。いくつかの実装形態では、ベルト８１および８５の代わりにチェーンを使用してもよく、プーリ８７および８９の代わりにはめ歯歯車を使用してもよい。第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０は対応するベルト８１、８５に各々結合されており、ベルト８１、８５の動きが、シャーシ１５に対する第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０の各々の、長手方向における対応する動きを引き起こすようになっている。以下でより詳細に記載するように、第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０の動きによって、モータ３０および５５を含む対応する車輪アセンブリが、車両１００の残りの部分に対して長手方向において前後に並進される。このことの効果は、車輪キャリッジ２０および５０がその対応する車輪２５および４５と一緒に並進される方向の反対方向に、シャーシ１５（本体）を並進させることである。
【0072】
動作時、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９は、駆動ベルト７３を介して第３のモータ７５に直接接続される、駆動プーリシステム７７によって駆動される。モータ７５の回転エネルギーが、駆動プーリシステム７７の駆動プーリ７９から駆動プーリ８６へと、プーリシステム７７のベルト７３駆動を通して伝えられる。次いで駆動プーリシステム７７の駆動プーリ８６は、ベルト７３から第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５のプーリ８７および８９の各々へと、回転エネルギーを伝える。
【0073】
図４は、本開示の実装形態に係る、直動アクチュエータシステムおよびハブモータを含む車輪アセンブリの様々な構成要素を示す側面図である。図４に示すように、車両１００は、図２０に最もよく示されているように、第１の車輪２５に組み込まれ第１の車輪キャリッジ２０に結合されている第１のモータ３０を更に含み得る。モータ３０を、第１のシャフト３５を通して第１の車輪キャリッジ２０に結合することができ、第１の車輪２５に駆動エネルギーを提供するように構成することができる。モータ３０は、バッテリ９０（図３に示す）または燃料セルから電気エネルギーを受け取ることによって電力供給される。バッテリ９０はシャーシ１５の底面の中心に位置付けることができる。いくつかの実施例では、モータ３０は、第１の車輪２５の中心に直接装着されるハブモータである。この効果のために、モータ３０は、表面に配設された一連の固定コイルを含むステータ５２を有して構成されている。ステータは第１の車輪キャリッジ２０に直接結合することができ、これを通してコイルに電流が提供される。モータ３０は、第１の車輪２５に組み込まれたロータ５４を更に含み得る。ロータ５４は一連の磁石を含むように構成することができ、バッテリ９０から流される電流が電磁場を生成するときにステータ５２を中心として回転するように、ステータ５２の周囲に回転自在に装着される。第１の車輪２５はスピンするロータ５４に一体に取り付けられており、スピンするロータ５４と一緒に回転する。
【0074】
車両１００は、図３に最もよく示されているように、第２の車輪４５に組み込まれ第２の車輪キャリッジ５０に結合されている第２のモータ５５を更に含み得る。第１のモータ３０と同様に、第２のモータ５５を、第２のシャフト６０を通して第２の車輪キャリッジ５０に取り付けることができ、第２の車輪４５に駆動エネルギーを提供するように構成することができる。第２のモータ５５は、バッテリ９０または燃料セルから電気エネルギーを受け取ることによって電力供給される。第１のモータ３０に関して上で検討したように、第２のモータ５５も同様に、第２の車輪４５の中心に直接装着されるハブモータであり得る。この効果のために、第２のモータ５５を同様に、第１のモータ３０のステータ５２およびロータ５４と同様の構造および機能を有する、ステータ５２およびスピンするロータ５４を用いて構成してもよい。第１の車輪および第２の車輪と同様に、第１のモータおよび第２のモータという場合、用語「第２の」を使用して記載されているが、これら「第２の」要素の各々は、「第１の」要素と呼ぶものと実質的に同じ様式で結び付けられ、機能する。
【0075】
いくつかの実装形態では、ハブモータ３０および５５は互いから独立しており、自律および誘導コンピュータ９９に含まれている１つ以上のモータ制御部９４の個別のチャネルを介して制御することができる。車両１００は自律および誘導コンピュータ９９から命令を受け取り、これらの命令を対応するハブモータ３０および５５を介して車輪２５および４５の前方への動きに変換する。モータ３０および５５が独立していることによって、様々な旋回モードが可能になる。例えば、車両１００は、モータ３０および５５を異なる速さでまたは異なる方向に稼働させることによって、所定位置で旋回することができる。別法として、車両１００は、一方のモータをオフにしたままで他方を作動させることによって、車輪トラックの幅と等しい旋回半径で、急なコーナーを回ることができる。いくつかの態様では、車両１００は、２つの車輪のうち旋回の外側軌道を定めるものを、内側軌道を定める車輪よりも速い速度で制御することで、小さい旋回から大きい旋回までを行うことができる。以下に更に詳細に記載するように、この操縦し易さをピッチ制御部９８と結び付けて、安定した動作を得ることができる。
【0076】
本開示の実装形態に従い、図５Ａは、車両のシャーシに対する車輪およびキャリッジの最大後方位置を示す図であり、図５Ｂは、車両のシャーシに対する車輪およびキャリッジの最大前方位置を示す図である。いくつかの実装形態によれば、直動アクチュエータシステム４０および６５の各々によって、ハブモータ３０および５５を含む対応する車輪アセンブリが、車両１００の残りの部分に対して長手方向において前後に並進することが可能になる。このことの効果は、車輪キャリッジ２０および５０がその対応する車輪２５および４５と一緒に並進される方向の反対方向に、シャーシ１５（および本体１１０）を並進させることである。いくつかの態様では、第１の直動アクチュエータシステムおよび第２の直動アクチュエータシステムの各々は、対応する第１の車輪キャリッジおよび第２の車輪キャリッジを、シャーシに対して最大３００ｍｍ／秒の速さで変位させる。このように本開示は、車両１００のシャーシ１５の全重量を、車両１００を平衡化し動的に安定させこの横方向装着型の車両１００の垂直方向の向きを維持するための、カウンタウェイトとして機能するよう利用できる、という利点を提供する。
【0077】
図６Ａは、本開示の第２の実施形態に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の上側斜視図を示す。図６Ｂは、本開示の第２の実装形態に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の側面図を示す。図６Ａに示すように、車両１００は、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の代わりに、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７を含み得る。第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７は、第３のモータ７５の代わりに第３のモータ７２を含む。いくつかの実装形態では、第３のモータ７２は第１の端部において、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７を駆動するべく、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７の少なくとも一方に結合され得る。第３のモータ７２はその第２の端部上でシャーシ１５に装着され得る。第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の構成と同様に、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７の各々は、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９ならびに上側レール８２および下側レール８４を含むことができ、これらはいずれもシャーシ１５に結合されている。第３のモータ７２は、第１のプーリ８７と第２のプーリ８９の間の位置においてシャーシ１５に装着されるように構成されている。上側レール８２および下側レール８４の各々はその中に延びている長手スロットを含み、これらに沿って、対応する第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９が、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９の回転を通して並進される。第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７は各々、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９の外周に沿って配設されている、対応するベルト８１および８５を更に含み得る。
【0078】
いくつかの態様では、ベルト８１および８５は、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９を互いに結合する。車軸７０と同様の車軸によって、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７の第１のプーリ８７を互いに結合することができ、この結果、第３のモータ７２の回転エネルギーを、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７の両方の第１のプーリ８７に伝達できるようになる。ベルト８１および８５は、第３のモータ７２から動力を伝達して、対応する第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。いくつかの実装形態では、第２の直動アクチュエータシステム６７は、第２の直動アクチュエータシステム６７を第１の直動アクチュエータシステム６３から独立的に駆動するための、別個の第４のモータ７１を含み得る。第４のモータ７１は、上述した第３のモータ７２および７５のいずれかと同様に機能することができ、シャーシ１５の第３のモータ７２の側とは反対側に結合され得る。これらの実装形態では、ベルト８１は、第３のモータ７２から動力を伝達して、第１の車輪キャリッジ（図６Ａには示されていない）をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。ベルト８５は、第４のモータ７１から動力を伝達して、第２の車輪キャリッジ６９をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。
【0079】
いくつかの実装形態によれば、ベルト８１および８５を、プーリ８７および８９の各々の外周に着脱可能に取り付けることができる。第３のモータ７２および／または第４のモータ７１から送達される回転エネルギーがもたらすプーリ８７および８９の回転によって、ベルト８１および／または８５が動かされる。いくつかの実装形態では、第１の直動アクチュエータシステム６３および第２の直動アクチュエータシステム６７の同期した動きが得られるように、第３のモータ７２および第４のモータ７１を同期させることができる。
【0080】
図３に関して上に記載するように、第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９の動きによって、モータ３０および５５を含む対応する車輪アセンブリが、車両１００の残りの部分に対して長手方向において前後に並進される。このことの効果は、第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９がその対応する車輪２５および４５と一緒に並進される方向の反対方向に、シャーシ１５（および本体１１０）を並進させることである。第１のキャリッジおよび第２のキャリッジという場合、用語「第２の」を使用して記載されているが、これらの「第２の」要素の各々は、「第１の」要素と呼ぶものと実質的に同じ様式で結び付けられ、機能する。
【0081】
図７Ａは、本開示の第３の実施形態に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の斜視図を示す。図７Ｂは、本開示の第３の実装形態に係る、車両の直動アクチュエータシステムの様々な構成要素の側面図を示す。
【0082】
図７Ａに示すように、車両１００は、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の代わりに、第１の直動アクチュエータ８８および第２の直動アクチュエータ９１を含み得る。車両１００は、第３のモータ７５の代わりに第３のモータ７６を含み得る。いくつかの実装形態では、第３のモータ７６は第１の端部において、第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１の少なくとも一方を駆動するべく、第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１の少なくとも一方に結合され得る。第３のモータ７６はその第２の端部においてシャーシ１５に装着され得る。第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の構成と同様に、第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１の各々は、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９ならびに上側レール８２および下側レール８４を含むことができ、これらはいずれもシャーシ１５に結合されている。第３のモータ７６は、シャーシ１５に装着され第２のプーリ８９の少なくとも一方に直接接続されるように構成されている。上側レール８２および下側レール８４の各々はその中に延びている長手スロットを含み、これらに沿って、対応する第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９が、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９の回転を通して並進される。第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１は各々、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９の外周に沿って配設されている、対応するベルト８１および８５を更に含み得る。
【0083】
いくつかの態様では、ベルト８１および８５は、第１のプーリ８７および第２のプーリ８９を互いに結合する。車軸７０と同様の車軸によって、第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１の第１のプーリ８７を互いに結合することができ、この結果、第３のモータ７６の回転エネルギーを伝達して、第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１の両方の第２のプーリ８９を回転させられるようになる。ベルト８１および／または８５は、第３のモータ７６から動力を伝達して、対応する第１の車輪キャリッジ（図示せず）および／または第２の車輪キャリッジ６９をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。いくつかの実装形態では、第１の直動アクチュエータシステム８８は、第１の直動アクチュエータシステム８８を第２の直動アクチュエータシステム９１から独立的に駆動するための、別個の第４のモータ（図示せず）を含み得る。第４のモータ（図示せず）は、上述した第３のモータ７５および７６のいずれかと同様に機能し得る。これらの実装形態では、ベルト８５は、第３のモータ７６から動力を伝達して、第２の車輪キャリッジ６９をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。ベルト８１は、第４のモータ（図示せず）から動力を伝達して、第１の車輪（図示せず）をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように構成されている。
【0084】
いくつかの実装形態によれば、第３のモータおよび／または第４のモータから送達される回転エネルギーがもたらすプーリ８７および８９の回転によってベルト８１および／または８５が動かされるように、ベルト８１および８５を、プーリ８７および８９の各々の外周に着脱可能に取り付けることができる。いくつかの実装形態では、第１の直動アクチュエータシステム８８および第２の直動アクチュエータシステム９１の同期した動きが得られるように、第３のモータおよび第４のモータを同期させることができる。
【0085】
図３に関して上に記載するように、第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９の動きによって、モータ３０および５５を含む対応する車輪アセンブリが、車両１００の残りの部分に対して長手方向において前後に並進される。このことの効果は、第１の車輪キャリッジ（図示せず）および第２の車輪キャリッジ６９がその対応する車輪２５および４５と一緒に並進される方向の反対方向に、シャーシ１５（本体）を並進させることである。第１のキャリッジおよび第２のキャリッジという場合、用語「第２の」を使用して記載されているが、これらの「第２の」要素の各々は、「第１の」要素と呼ぶものと実質的に同じ様式で結び付けられ、機能する。
【0086】
いくつかの他の実装態様によれば、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５は各々、ボールねじ、ローラねじ、ボイスコイル、ラックおよびピニオン、液圧シリンダ、ならびに空圧シリンダから成る群から選択され得る。
【0087】
図３～図５Ｂを再び参照すると、通常動作中、車両１００は、横軸を中心としたピッチのモーメントを経験する。これらピッチのモーメントは、車両１００の平衡化が精確でなかったことに起因して誘起される重力であるか、または、加速もしくは制動から動的に誘起されるものであるかの、いずれかである。平衡化を行う場合、横方向装着型の車両１００は、車両１００を長手方向の前方または後方にピッチングさせることなく重心が移動できる車両１００の長手方向である、静的安定性マージンが非常に短い。安定性マージンの長さは、車輪２５および４５のタイヤの接地面の長さと等しい。車両１００のシャーシ１５の重心の精確な位置付けを回避するために、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の少なくとも一方を使用して、シャーシ１５のピッチが補正される。直動アクチュエータシステム４０および６５の各々は、車両１００の不平衡を感知すると、シャーシ１５の重心を自動的に調整する。このことは、様々な物品を積荷容積１６の中に重量分布に融通性を持たせて配置することが可能になるという利点を提供する。
【0088】
いくつかの実装形態によれば、直動アクチュエータシステム４０および６５の制御された調整によって、車両１００がゼロに近いピッチ角を自動的に維持することが可能になる。ピッチセンサ９６を使用して、水平面に対するシャーシ１５または車両１００のピッチ角が連続的に感知される。本明細書で使用する場合、水平面とは、地球の引力に対して垂直なまたは直交する平面を指す。いくつかの態様では、ピッチセンサ９６は、シャーシ１５上に位置付けられた傾斜計または慣性測定ユニットのいずれかであり得る。次いで自律および誘導コンピュータ９９は、感知されたデータを使用して、シャーシ１５のピッチ角を水平線からプラスまたはマイナス［２］度以内になるように維持して車両１００の安定した動作を可能にするべく、車輪２５および４５の平面内で、シャーシ１５または車両１００の回転の中心を中心とする補正トルクを提供することができる。このことの効果は、シャーシ１５または車両１００のピッチをゼロに近いピッチ角に維持することである。補正トルクはこの場合、キャリッジ２０および５０ならびに対応する車輪２５および４５に対する、シャーシ１５の前後の動きによって生成される。所与の質量（積荷容積１６内の任意の積載物を含む）の車両１００について、車両１００の回転の中心からのずれの増大によって、生じるトルクが比例的に大きくなり、車両１００の通常動作中に経験されるその横軸を中心としたピッチのモーメントと反作用する。
【0089】
第１の直動アクチュエータシステムおよび第２の直動アクチュエータシステムは、車両１００の前方および後方への動きならびに旋回の動きの間、すなわちその通常動作中、連続的に動作される。いくつかの態様では、通常動作は複数回の始動と停止と旋回とから成り、結果的な減速および加速によって車両１００のピッチングモーメントが生じるが、車両安定性を維持するためにはこれを打ち消す必要がある。更に、車両１００は斜面、例えば車両１００が走行する地形の水平面に対する傾斜の変化を、上り下りできなければならない。水平な地面からのそのような地形の変化は、車両１００の重力ベクトルの変化を生じさせる。本開示が提供する利点は、直動アクチュエータシステム４０および６５の連続的な動作に起因して、連続動作するセンサおよび動的安定性補正を介して、車両１００が最大２０°の、およびいくつかの実装形態ではそれを超える斜面および下り勾配に対処し、それらの上を進行可能なことである。
【0090】
いくつかの態様では、車両１００の重心（Ｃｇ）は、その回転の中心（Ｃｒ）の上または下のいずれかに配置され得る。ＣｇがＣｒの下に配置されている場合には、車両１００は動的に安定となり、どのような乱れも車両１００を最終的にその撹乱していない状態に戻すことになる。しかしながら、ＣｇがＣｒの上に配置されている場合には、加速およびブレーキを含む通常動作中に車両１００は動的に不安定になり、撹乱によって車両１００が、その撹乱に応じて前方または後方にピッチングし続ける。本開示は、ＣｇがＣｒの上に配置されているときに前方または後方への連続的なピッチングによってもたらされる、車両の不安定性を制御するための解決法を提供する。上述した不安定性の問題は、本開示の様々な実装形態に従い、直動アクチュエータシステム４０および６５を使用した前方および後方へのシャーシ１５の並進によって達成される、能動的制御を介して制御可能である。
【0091】
いくつかの実装形態では、２つの直動アクチュエータシステム４０および６５の動作は、少なくとも１つの直動アクチュエータ制御部９２の使用を通して制御される。例えば、２つの直動アクチュエータシステム４０および６５の動きを同期させることができる。しかしながら、本開示の構成はそれに限定されない。他の実装形態では、２つの直動アクチュエータシステム４０および６５の動きは独立的であり得る、すなわち、車両１００の所望の動きに応じて切り離され得る。車輪２５、４５の一方が隆起または小さな盛り上がりを乗り越えようとするときに他方が水平な地面上にある場合には、動きを切り離すことが有利な場合がある。高速旋回動作においても、動きの切り離しが必要かつ有利である可能性があり得る。
【0092】
図８は、本開示の実装形態に係る、車両１００の制御システムの電気ブロックダイアグラムの図である。車両１００は、図６に最もよく示されているように、１つ以上のセンサを含む。いくつかの態様では、１つ以上のセンサは、車両自律用の２つの超音波センサを含み得る。１つ以上のセンサは、車両１００および／またはシャーシ１５のピッチを感知するための、ピッチセンサ９６を含み得る。１つ以上のセンサはまた、車両１００および／またはシャーシ１５の加速度を感知するための、加速度計８０も含み得る。１つ以上のセンサはまた、車両１００および／またはシャーシ１５の速さを感知するための、速さセンサ８３も含み得る。センサ８０、８３、および９６のうちの１つ以上を、シャーシ１５の外面上に配設および／または固定することができる。コンピュータ９９は、センサ８０、８３、および９６のうちの少なくとも１つと電子的に通信する、直動アクチュエータ制御部９２、モータ制御部９４、ピッチ制御部９８、およびメモリ９７を更に含み得る。いくつかの態様では、コンピュータ９９は、車両１００のシャーシ１５の向きまたはピッチの制御を連続的に調節するための制御ループフィードバック機構を適用する、比例－微分－積分制御部（ＰＩＤ制御部）またはＰＩＤベースの制御部を含み得る。他の態様では、ピッチ制御部は、シャーシ１５のピッチ角を連続的に調節および補正し車両１００の安定性を維持するための、ＰＩＤ制御部を含み得る。
【0093】
本開示のいくつかの実装形態によれば、二輪車両１００を動的に安定させるための方法は、シャーシ１５上に配設されている少なくとも１つのセンサ８０、８３、および９６によって車両１００の動作中の水平線に対するシャーシ１５のピッチを測定し、これに基づいてピッチ信号を出力することを含む。方法は、様々な移動および非移動状態、例えば「着座状態」において水平線に対するシャーシの向きを制御するために、少なくとも１つのセンサ８０、８３、および９６のピッチ信号出力に応答して、ピッチ制御部９８によって第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の少なくとも一方を、第１の車輪キャリッジ２０および第２の車輪キャリッジ５０の少なくとも一方をシャーシ１５に対して長手方向に変位させるように制御することを、更に含む。
【0094】
１つ以上のセンサ８０、８３、および９６は、車両１００および／またはシャーシ１５の状態の測定値を決定し出力する。この決定はメモリ９７および制御部９２に送られ、制御部９２は、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５に動力供給する第３のモータ７５の少なくとも一方の動作を命令する。例えば、ピッチセンサ９６は車両１００および／またはシャーシ１５のピッチを判定し、測定されたピッチをメモリ９７および制御部９２に出力し、制御部９２が第３のモータ７５の動作を制御する。このように、車両１００は、制御部９２、９４、および９８によって、センサ８０、８３、および９６のデータに基づいて、車両１００および／またはシャーシ１５の向き、加速度、または速さを決定できる。いくつかの実装形態では、センサ８０、８３、および９６は、車両１００および／もしくはシャーシ１５の向き、加速度、もしくは速さの変化、または、車両１００の向き、加速度、もしくは速さの変化の速度を決定するために、異なる時間にまたは連続的に複数の決定を行うことができる。
【0095】
いくつかの実施例では、車両１００および／またはシャーシ１５の向き、加速度、もしくは速さの、または、向き、加速度、もしくは速さの変化（または変化の速度）の、上記決定が行われると、制御部９２および／またはメモリ９７は、測定された決定に応答して第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の少なくとも一方を移動させるように、第３のモータ７５を制御する。一態様では、制御部９２および／またはメモリ９７は、車両１００および／またはシャーシ１５の横軸を中心とした車両１００および／またはシャーシ１５の向きを実質的に一定に維持するべく、第１の直動アクチュエータシステム４０および第２の直動アクチュエータシステム６５の少なくとも一方を移動させるように、第３のモータ７５を制御する。この結果、直動アクチュエータシステム４０および６５の各々によって、ハブモータ３０および５５を含む対応する車輪アセンブリが、車両１００の残りの部分に対して長手方向において前後に並進することが可能になる。このことの効果は、車輪キャリッジ２０および５０がその対応する車輪２５および４５と一緒に並進される方向の反対方向に、シャーシ１５（および本体１１０）を並進させることである。このように本開示は、車両１００のシャーシ１５の全重量を、車両１００を平衡化し動的に安定させこの横方向装着型の車両１００の垂直方向の向きを維持するための、カウンタウェイトとして機能するよう利用できる、という利点を提供する。
【0096】
上記したように、いくつかの実装形態によれば、直動アクチュエータシステム４０および６５の制御された調整によって、車両１００がシャーシ１５のピッチ角を自動的に、例えば水平線からプラスまたはマイナス２度以内になるように維持することが可能になり、この結果、車両１００の制御されたおよび／または安定した動作が可能になる。このことの効果は、例えば定常状態移動または一定速度の間のシャーシ１５または車両１００のピッチを、ゼロに近いピッチ角に維持することである。シャーシ１５または車両１００のピッチ角は、傾斜計または慣性測定ユニットのいずれかであり得る、ピッチセンサ９６を使用して連続的に感知される。自律および誘導コンピュータ９９がピッチ制御部９８の代わりにＰＩＤ制御部を含むいくつかの態様では、ＰＩＤ制御部は次いで感知されたデータを使用して、車輪の２５および４５の平面内で、シャーシ１５または車両１００の回転の中心を中心とする補正トルクを提供することができる。この効果のために、ＰＩＤ制御部は、所望のピッチ角（すなわち、ゼロに近いピッチ角）と車両１００の不安定性に基づく測定された実際のピッチとの間の差としての誤差値を、連続的に計算する。次いでＰＩＤ制御部９８は、（例えばゼロに近い）所望のピッチ角と感知または測定されたピッチ角との間の値の差を最小にするために、比例項、積分項、および微分項に基づく補正係数を適用する。この結果、いくつかの実装形態では、比例－積分－微分（ＰＩＤ）制御部のアルゴリズムを使用して、カウンタウェイトとして作用するシャーシ１５の動きを決定することができる。
【0097】
補正トルクは、車両１００の安定した動作を維持するべく、シャーシ１５のピッチ角をゼロに近いピッチ角に維持するために適用される。補正トルクはこの場合、キャリッジ２０および５０ならびに対応する車輪２５および４５に対する、シャーシ１５の前後の動きによって生成される。所与の質量（積荷容積１６内の任意の積載物を含む）の車両１００について、車両１００の回転の中心からのずれの増大によって、生じるトルクが比例的に大きくなり、車両１００の通常動作中に経験されるその横軸を中心としたピッチのモーメントと反作用する。
【0098】
図９は、本発明概念の態様に係る、移動キャリア１００の形態の車両の実施形態の等角図である。移動キャリア１００は、本体１１０と１組の車輪１２０とを含む。この実施形態では、移動キャリアは２輪キャリアであり、第１の車輪１２２はキャリア本体１１０の一方側にあり、第２の車輪１２４はキャリア本体１１０の反対側にある。様々な実施形態では、本体１１０はまた、内部格納コンパートメント、積載物、および／または機器へのアクセスを提供する、蓋１１２も含む。様々な実施形態では、荷物を運ぶように移動キャリア１００を構成すべく、内部格納コンパートメントは荷物を受けるように構成され得る。
【0099】
この実施形態では、キャリア１００はユーザインターフェース１３０を更に含む。様々な実施形態では、ユーザインターフェース１３０は、使用者が移動キャリアの動作および機能を制御するのを可能にする、移動キャリアがセンサデータに少なくとも部分的に基づいて特定の動作もしくは機能を実行もしくは停止するのを可能にする、ならびに／またはこれらの組合せとなるように構成されている１つ以上の入力デバイスおよび／またはセンサを含み得る。例として、ユーザインターフェース１３０は、１つ以上のボタン、タッチスクリーン、カメラ、距離センサ、音声入力デバイス（例えば、マイク）、音声出力デバイス、発光デバイスなど、およびこれらの様々な組合せを含み得る。
【0100】
【0101】
図１１は図９の移動キャリア１００の上面図である。この図では、本体１１０の一部が車輪１２２、１２４の上からの見通しを覆って隠しているため、車輪１２２、１２４は部分的に見えている。蓋１１２はこの視点からの方がよく見えている。この実施形態では、蓋１１２は、蓋１１２を開くのに役立つ２つのグリップ１１３、１１５を含む。他の実施形態では、蓋１１２を開くための異なる機構が提供され得る。
【0102】
図１２は、車輪１２２、１２４が中心にある図９の移動キャリア１００の側面図である。図１２では、垂直軸線「Ｙ」が車輪１２２、１２４の回転軸を通過している。この図では、車輪１２２、１２４はニュートラル位置にある、すなわち、軸線Ｙおよび移動キャリア１００ａの重心と概ね中心が合っている。様々な実施形態では、ニュートラル位置は、例えば移動キャリア１００が加速もしくは減速していない場合である定常状態走行位置、および／または、車輪１２２、１２４の後方位置と前方位置の間でのシフト中に達成される中間位置であり得る。
【0103】
好ましい実施形態では、移動キャリア１００は、本体１１０（そのシャーシを含む）を車輪１２２、１２４に対する前方位置と後方位置の間で前後にシフトさせる、リンク機構式シフトアセンブリ（以下を参照）を含む。リンク機構式シフトアセンブリは、加速および減速中の移動キャリア１００に対する制御性を高める、すなわち、車輪１２２、１２４の回転軸に対する荷重の位置に応じて車輪１２２、１２４に対するトルク制御性を高める。様々な実施形態では、車輪１２２、１２４は共通の回転軸を共有しているが、独立的に駆動させることができる。
【0104】
図１３は、車輪１２２、１２４が後方にあり重心（および本体１１０）が前方にある、図９の移動キャリア１００の側面図である。車輪１２２、１２４のこの配置は、例えば、車輪１２２、１２４のほかに本体の少なくとも１つの部分、例えば足部が地面に接触している、キャリア１００の休止または「着座」位置であり得る。本体１１０は足部が地面から持ち上がるように僅かに前方にシフトすることができ、本体は、キャリア１００を加速させるために車輪１２２、１２４に対して前方にシフトされた状態に留まることができる。したがって加速中、車輪１２２、１２４の回転軸がキャリア本体１１０の重心よりも後ろにシフトされ、このことにより加速中の車輪１２２、１２４のトルクに対する制御性が高まる。ニュートラル（または「起立」）位置から後方位置への車輪のシフトは、本明細書で検討するリンク機構式シフトアセンブリによって実現され制御される。
【0105】
図１４は、車輪１２２、１２４が前方にあり荷重（本体１１０）が後方にある、図９の移動キャリア１００の側面図である。本体１１０（および重心）に対する車輪１２２、１２４のこの配置はキャリア１００の減速の際に使用される配置であり得、このとき車輪１２２、１２４はキャリア本体１１０の重心の前方にシフトされており、このことにより減速中の車輪１２２、１２４のトルクに対する制御性が高まる。後方位置からニュートラル位置を通って前方位置に至る車輪１２２、１２４のシフトは、リンク機構式シフトアセンブリによって実現され制御される。
【0106】
図１５（ａ）から図１５（ｃ）は、車輪と本体の適切な相対的シフトによって、（左から右に）着座位置から起立位置および駆動位置へと移動する、図９の移動キャリア１００の側面図を示す。図１５（ａ）では、移動キャリア１００は開始または着座位置にあり、車輪１２２、１２４が本体１１０に対して後方にある。これはまた、着座状態から移動状態へと移行するために使用される加速位置でもある。キャリア本体１１０は車輪１２２、１２４に対してシフトし、この結果キャリアが加速のために着座位置から起立位置へと移行される。移動キャリア１００が加速する際、車輪１２２、１２４はこのシフトされた位置に留まる。図１５（ａ）では、キャリアは加速位置で示されている。
【0107】
図１５（ｂ）は、ニュートラル走行または移行位置にあるキャリア１００を示し、この位置はまた起立位置でもあり得る。この位置は、キャリアが例えば実質的に一定の速さで走行しているときに使用され得る。この位置は加速および／または減速の際にも使用できるが、トルク制御は図１５（ａ）および図１５（ｃ）に示す位置の場合ほどには良好にならないであろう。この位置はまた、本体を車輪１２２、１２４に対して後方にまたは前方にシフトさせる間の、中間位置であり得る。
【0108】
図１５（ｃ）は、車輪１２２、１２４が軸線Ｙに対して前方にシフトされている、減速位置にあるキャリア１００を示す。車輪１２２、１２４のこの位置は、停止または速度を落とすのに有利である。
【0109】
図１６は、図１の移動キャリア１００の一部を構成し得るリンク機構式シフトアセンブリ８００の実施形態の等角図である。図１７は、図１６のリンク機構式アセンブリの正面図である。そして図１８は、図１６のリンク機構式シフトアセンブリの底面等角図である。
【0110】
アセンブリ８００は、共通の回転軸を共有する２つ以上の車輪、例えば車輪１２２、１２４などに対する、キャリア本体１１０のシフトを可能にし実行するために特に有用である。アセンブリ８００をキャリア本体１１０の中に配設し、キャリア本体１１０に対して移動させることができる。
【0111】
アセンブリ８００は、アセンブリ８００の両側に配設されている第１のスイングアーム８０２ａおよび第２のスイングアーム８０２ｂを含む。アーム８０２ａ、８０２ｂは、キャリア本体１１０の移動キャリアシャーシに対してスイングするように構成されている。様々な実施形態では、アーム８０２ａ、８０２ｂは同時にスイングして本体１１０およびそのシャーシを車輪１２２、１２４の中心に対して移動させるように構成されており、この中心は軸線「Ｘ」と同軸のままである。
【0112】
各アーム８０２ａ、８０２ｂの近位端には、車輪１２２、１２４を受けるように構成されている接続構造８０４ａ、８０４ｂがある。この実施形態では、接続構造８０４ａは、車輪１２２の車軸を受けるように構成されている開口部の形態をとり、接続構造８０４ｂは、車輪１２４の車軸を受けるように構成されている開口部の形態をとる。車輪１２２、１２４とそれらの対応するアーム８０２ａ、８０２ｂの間の結合によって、回転軸Ｘ上でのアームに対する車輪の回転が可能になる。
【0113】
本実施形態では、中間の第１の支持プレート８０６ａおよび第２の支持プレート８０６ｂは、キャリア本体１１０、またはそのシャーシに対して不動である。支持プレート８０６ａ、８０６ｂはこの実施形態の場合のように、車輪１２２、１２４と実質的に平行に方向付けることができる。この実施形態では、第１の支持プレート８０６ａおよび第２の支持プレート８０６ｂの各々は、第１の支持プレート８０６ａおよび第２の支持プレート８０６ｂをキャリア本体１１０のシャーシに固定するように構成されている複数のフランジ８０５ａ、８０５ｂ、８０７ａ、８０７ｂを含む。
【0114】
アーム８０２ａ、８０２ｂは、支持プレート８０６ａ、８０６ｂと平行にスイングするように構成されている。この実施形態では、支持プレート８０６ａ、８０６ｂの間に様々なリンク機構構成要素が配設されている。この構成は、移動キャリア１１０の内部格納コンパートメント（図示せず）、積載物、または機器に、最大限の空間を提供するように構成されている。
【0115】
第１の支持プレート８０６ａから、第１のリンク機構アーム８１２ａおよび第２のリンク機構アーム８１４ａが延びている。第１のリンク機構アーム８１２ａおよび第２のリンク機構アーム８１４ａは、第１の支持プレート８０６ａに回転可能に結合されている。そして、第２の支持プレート８０６ｂから、第３のリンク機構アーム８１２ｂおよび第４のリンク機構アーム８１４ｂが延びている。第３のリンク機構アーム８１２ｂおよび第４のリンク機構アーム８１４ｂは、第２の支持プレート８０６ｂに回転可能に結合されている。
【0116】
第１のリンク機構バー８１６ａは、第１のアーム８０２ａの遠位端と第２のアーム８０２ｂの遠位端の間に結合する。第１のリンク機構バー８１６ａは、第１のリンク機構アーム８１２ａの底端部にある開口部を通過して第１のアーム８０２ａに結合し、第３のリンク機構アーム８１２ｂの底端部にある開口部を通過して第２のアーム８０２ｂに結合する。
【0117】
第２のリンク機構バー８１６ｂは、第１のアーム８０２ａの遠位端と第２のアーム８０２ｂの遠位端の間に結合する。第２のリンク機構バー８１６ｂは、第３のリンク機構アーム８１４ａの底端部にある開口部を通過して第１のアーム８０２ａに結合し、第４のリンク機構アーム８１４ｂの底端部にある開口部を通過して第２のアーム８０２ｂに結合する。第１のリンク機構バー８１６ａおよび第２のリンク機構バー８１６ｂは、車輪１２２、１２４の回転軸Ｘと平行な軸線に沿って延びている。
【0118】
アーム８０２ａ、８０２ｂの遠位端には、左側車輪プーリ８０８ａおよび右側車輪プーリ８０８ｂも配設されている。この実施形態では、左側車輪プーリ８０８ａおよび右側車輪プーリ８０８ｂは、第１のリンク機構バー８１６ａと第２のリンク機構バー８１６ｂの間に配設されている。プーリ８０８ａ、８０８ｂは駆動モータ８１０ａ、８１０ｂによってそれぞれ駆動される。様々な実施形態では、モータ８１０ａはアーム８０２ａに結合されており、モータ８１０ｂはアーム８０２ｂに結合されている。この構成によりモータ８１０ａ、８１０ｂが車輪１２２、１２４に対して不動のままであることが可能になるが、その理由は、各モータ８１０ａ、８１０ｂもそのスイングアーム８０２ａ、８０２ｂに取り付けられているからである。
【0119】
プーリ８０８ａ、８０８ｂは、それらの対応する車輪１２２、１２４に動作可能に結合するように構成され得る。したがって車輪１２２、１２４のハブは好ましくは、対応するプーリ１０４ａ、１０４ｂを含む。様々な実施形態では、プーリ８０８ａと車輪１２２の対応するプーリ１０４ａとの間には、第１のベルト（図示せず）が動作可能に結合されている。同様に、プーリ８０８ｂと車輪１２４の対応するプーリ１０４ｂとの間には、第２のベルト（図示せず）が動作可能に結合されている。したがって、モータ８１０ａ、８１０ｂは、車輪１２２、１２４をそれらの対応するプーリシステムを介して独立的に駆動するように構成されている。
【0120】
アーム８０２ａ、８０２ｂのおよび支持プレート８０６ａ、８０６ｂの間には、シフトアセンブリ８３０が配設されている。シフトアセンブリ８３０は、キャリア本体１１０を車輪１２２、１２４に対してシフトさせるように構成されている。
【0121】
シフトアセンブリ８３０は、第１のリンク機構バー８１６ａおよび第２のリンク機構バー８１６ｂが通過する底部を有する、ギアキャリッジ８３２を含む。ギアキャリッジ８３２の底部には第１のギア８３３があり、ギアキャリッジ８３２の上部には第２のギア８３４および同軸のキャプスタン８３５が配設されている。この実施形態では、ギアキャリッジ８３２は平行なプレートを備え、これらの間には第１のギア８３３および第２のギア８３４とキャプスタン８３５とが配設されている。
【0122】
少なくとも１つのシフタモータ８３６が第１のギア８３３を駆動して、第１のギア８３３の回転移動を引き起こす。第１のギア８３３は、シフタモータ８３６の作動に応答して第２のギア８３４に係合し、これを駆動する。第２のギア８３４は、キャプスタン８３５に結合されているかまたはこれを含む。第２のギア８３４の回転によってキャプスタン８３５の対応する回転が引き起こされる。
【0123】
エンコーダ８３８は第２のギア８３４およびキャプスタン８３５に動作可能に結合されており、第２のギア８３４の角度を測定する。キャプスタン８３５は、移動シャーシ（またはキャリア本体１１０）に両端が固定されている鋼索（図示せず）を巻き取る。第１のギア８３３によって係合され回転される第２のギア８３４の回転を介した、キャプスタン８３５の回転は、駆動モータ８１０ａ、８１０ｂおよび車輪１２２、１２４を備えたリンク機構アセンブリ８００をシャーシの端から端まで伝ってゆくことによって、車輪１２２、１２４に対するキャリア本体１１０のシフト動作を実現し、この場合、シャーシに取り付けられている支持プレート８０６ａ、８０６ｂは相対的に不動である。
【0124】
したがって、この実施形態では、シフタモータ８３６は第１のギア８３４に結合されて、アセンブリ８００を前方および後方に選択的にシフトさせる。アセンブリ８００をシフトさせる際に、移動キャリア本体１１０は、車輪１２２、１２４および車輪回転軸Ｘに対して、制御された方式で前方および後方に選択的にシフトされる。
【0125】
図１９は、本発明概念の態様に係る、車輪シフトアセンブリ９００の別の実施形態の側面図である。図１から図１８の実施形態は、特定のタイプの車輪シフトアセンブリである。様々な他の実施形態では、シフトアセンブリ９００は、車輪１２２、１２４に対して前方および／または後方にシフトするためのキャリア本体および／またはシャーシのシフトを可能にする、任意の形態をとり得る。そのようなシフトを用いて、例えば直線状か曲線状かを問わない１つ以上のトラック９０２内で、車輪１２２、１２４を前方および後方にシフトさせることができる。そのようなシフトによって重心が車輪１２２、１２４に対して前方および後方にシフトされ、このことにより、移動キャリア１００を加速度および減速するために車輪にかかるトルクの制御性が改善される。
【0126】
本開示の様々な実装形態は、車両シャーシの全質量、すなわち車両の全質量からハブモータおよび車輪を引いたものが、車両１００を安定させるためのカウンタウェイトの役割を果たすという点で、先行技術に対する利点を提供する。このことによりこれまで達成可能であったよりもかなり大きい量のトルクが得られ、この結果より大きな加速および減速が可能になり、これに応じて制動距離をより短くし応答性をより速めることが可能になる。更に、トルクの増大によって、車両が傾斜が変化する地形を上り下りするときの性能の向上が可能になる。
【0127】
上記の内容は最良の形態と考えられるものおよび／または他の好ましい実施形態について記載しているが、それらにおいて様々な変形を行うことができること、ならびに１つ以上の本発明を様々な形態および実施形態で実施できること、ならびにそれらを本明細書にはその一部しか記載されていない多数の用途に適用できることが理解される。以下の特許請求の範囲は、各請求項の範囲内にある全ての変形および変更を含めて、記載されている文字通りの内容およびその全ての等価物を特許請求することを意図している。
【0128】
明瞭さのために個別の実施形態の文脈で記載される本発明の特定の特徴を、単一の実施形態において組み合わせて提供してもよいことが諒解される。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で記載される本発明の様々な特徴を、個別に、または任意の好適な下位組合せで提供してもよい。
【0129】
例えば、（独立か従属かを問わず）請求項のうちの任意のものに明記された特徴は全て、任意の所与の方法で組み合わせ可能であることが諒解されるであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図10A】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】