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(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】2024-01-17
(54)【発明の名称】協調制御を備えた結合機構な無人地上車両
(51)【国際特許分類】
B25J 5/00 20060101AFI20240110BHJP
B25J 9/08 20060101ALI20240110BHJP
B62D 55/065 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
B25J5/00 B
B25J9/08
B62D55/065
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023539881
(86)(22)【出願日】2021-12-30
(85)【翻訳文提出日】2023-08-24
(86)【国際出願番号】 US2021065710
(87)【国際公開番号】W WO2022147272
(87)【国際公開日】2022-07-07
(31)【優先権主張番号】17/139,878
(32)【優先日】2020-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】518429137
【氏名又は名称】サ－コス コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】スミス，フレイザー，エム．
(72)【発明者】
【氏名】オリヴィエ，マーク，エックス．
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707CS08
3C707DS01
3C707ES03
3C707JS02
3C707LV02
3C707LV15
3C707WA17
3C707WA24
3C707WL08
(57)【要約】
ロボットシステムは、移動運動のための可動機構を有する第１のロボットクローラと、移動運動のための可動機構を有する第２のロボットクローラと、第１又は第２のロボットクローラの少なくとも一方によって支持され、第１及び第２のロボットクローラを互いに結合及び結合解除する少なくとも１つの結合機構とを含む。第１及び第２のロボットクローラは、互いに結合されると、一体型ロボットクローラシステムとして、それぞれの可動機構を協調方式で動作制御を行うための協調駆動モードで動作可能である。様々な動作モードにより、第１及び第２のロボットクローラの様々な態様を、協調制御又は独立制御のいずれかで選択的に制御することができる。一体型ロボットクローラシステムにより、第１及び第２のロボットクローラの安定性が向上又は強化される。関連する方法を本明細書に提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットシステムであって、当該ロボットシステムは、移動運動のための可動機構を有する第１のロボットクローラと、
移動運動のための可動機構を有する第２のロボットクローラと、
前記第１又は第２のロボットクローラの少なくとも一方によって支持され、前記第１及び第２のロボットクローラを結合及び結合解除するように動作可能な少なくとも１つの結合機構と、を含み、
前記第１及び第２のロボットクローラは、互いに結合されると、一体型ロボットクローラシステムとして協調駆動モードで動作可能である、
ロボットシステム。
【請求項2】
前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれが、少なくとも１つの関節リンク機構によって互いに結合される第１及び第２のフレームユニットを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項3】
前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの前記第１のフレームユニットは、前記少なくとも１つの結合機構によって互いに結合可能であり、前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの前記第２のフレームユニットは、互いに独立して移動可能である、請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項4】
前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの前記第１のフレームユニットは、並列方式で互いに結合可能であり、前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの前記第１のフレームユニットは、それぞれの履帯、車輪、又はこれらの組合せを支持している、請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項5】
前記第１及び第２のロボットクローラの各可動機構が無限軌道を含む、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項6】
前記少なくとも１つの結合機構は、前記第１又は第２のロボットクローラの一方によって支持される電磁装置を含み、該電磁装置は、前記第１のロボットクローラと前記第２のロボットクローラとの間に磁力を発生させて前記第１のロボットクローラと前記第２のロボットクローラとを互いに結合するように動作可能である、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項7】
前記電磁装置は、前記第１のロボットクローラと前記第２のロボットクローラとの間の磁力を変化させるように動作可能な可変磁束磁気装置を含む、請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項8】
前記少なくとも１つの結合機構は、取付け手段を介して前記第１及び第２のロボットクローラに取り外し可能に固定可能な剛性構造支持体を含む、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項9】
前記剛性構造支持体は、前記第１又は第２のロボットクローラの一方の幅よりも大きい距離だけ、前記第１のロボットクローラと前記第２のロボットクローラとを分離するクロスプラットフォームを含む、請求項８に記載のロボットシステム。
【請求項10】
前記少なくとも１つの結合機構は、ボール及びソケット機構、フック及びループ機構、オーバーセンタラッチ機構、又は電気機械結合機構の１つを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項11】
前記第１又は第２のロボットクローラの少なくとも一方がエンドエフェクタを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項12】
前記少なくとも１つの結合機構は第１及び第２の結合装置を含み、前記第１及び第２のロボットクローラが、それぞれの端部で結合可能であり、一列になったヘビ状構成を形成するように、前記第１の結合装置は前記第１のロボットクローラの端部の周りに支持され、前記第２の結合装置は前記第２のロボットクローラの端部の周りに支持される、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項13】
前記少なくとも１つの結合機構は第１及び第２の結合装置を含み、前記第１及び第２のロボットクローラがそれぞれの関節リンク機構の周りに結合可能となるように、前記第１の結合装置は前記第１のロボットクローラの前記少なくとも１つの関節リンク機構に結合され、前記第２の結合装置は前記第２のロボットクローラの少なくとも１つの関節リンク機構に結合される、請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項14】
前記少なくとも１つの結合機構は第１及び第２の結合装置を含み、前記第１の結合装置は前記第１のロボットクローラの前記少なくとも１つの関節リンク機構に結合され、前記第２の結合装置は前記第２のロボットクローラの端部に結合される、請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項15】
前記第１及び第２のロボットクローラのうちの少なくとも一方が、それぞれの第２のフレームユニットの周りで先端側に支持されるエンドエフェクタを含む、請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項16】
第１及び第２のロボットクローラを動作させるためのシステムであって、当該システムは、第１のロボットクローラと、第２のロボットクローラと、前記第１及び第２のロボットクローラの周りに支持される少なくとも１つの結合機構と、前記第１及び第２のロボットクローラに関連付けられるコントローラと、を含み、前記第１のロボットクローラは、
それぞれが可動機構を支持する第１及び第２のフレームユニットと、
該第１及び第２のフレームユニットを互いに結合する少なくとも１つの関節リンク機構と、を含み、
前記第２のロボットクローラは、
それぞれが可動機構を支持する第３及び第４のフレームユニットと、
該第３及び第４のフレームユニットを互いに結合する少なくとも１つの関節リンク機構と、を含み、
前記少なくとも１つの結合機構は、前記第１及び第２のロボットクローラを結合及び結合解除するように動作可能であり、前記第１及び第２のロボットクローラは、結合されると、一体型ロボットクローラシステムとして動作し、
前記コントローラは、前記一体型ロボットクローラシステムを協調駆動モードで動作させるように構成される、
システム。
【請求項17】
前記コントローラは、前記協調駆動モードと結合解除制御モードとの間で切り替えるための少なくとも１つの切替え入力装置をさらに含み、前記コントローラは、前記第１及び第２のロボットクローラを互いに結合解除したときに、前記第１及び第２のロボットクローラを前記結合解除制御モードで独立して動作させるように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項18】
前記協調駆動モードには、前記第１、第２、第３、及び第４のフレームユニットの前記可動機構の動作を制御する完全ペア駆動モードが含まれる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項19】
前記完全ペア駆動モードには、前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれのエンドエフェクタの動作を制御して協調タスクを実行するためのペア・エフェクタ制御モードと、前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれのエンドエフェクタを独立して制御するための非ペア・エフェクタ制御モードと、が含まれる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
前記協調駆動モードには、前記第２及び第４のフレームユニットの前記可動機構が準ペア駆動モードで独立して制御可能となるように、前記第１及び第３のフレームユニットのみの前記可動機構の動作を制御する準ペア駆動モードが含まれる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項21】
前記準ペア駆動モードには、前記第１及び第２のロボットクローラのうちの前記少なくとも１つの関節リンク機構の独立制御、及び前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタの独立制御のための非ペア補助制御モードが含まれる、請求項２０に記載のシステム。
【請求項22】
前記準ペア駆動モードには、前記第１のロボットクローラと前記第２のロボットクローラとの両方の前記少なくとも１つの関節リンク機構の協調制御、及び前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタの協調制御のためのペア補助制御モードが含まれる、請求項２０に記載のシステム。
【請求項23】
前記コントローラは、前記第１及び第２のロボットクローラを互いに結合解除して分離型ロボットクローラシステムを形成するときに、前記一体型ロボットクローラシステムを結合解除制御モードで動作させるように構成され、該結合解除制御モードには、共通のタスクを実行するために、前記第１及び第２のロボットクローラのうちの少なくとも一方の機能を選択的に協調制御するための結合解除選択制御モードが含まれる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項24】
前記結合解除制御モードには、共通のタスクを実行するために、前記第１及び第２のロボットクローラを協調制御するための結合解除ペア制御モードが含まれる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項25】
前記第１及び第２のロボットクローラの前記少なくとも１つの関節リンク機構は、複数の自由度での前記関節リンク機構の作動運動を容易にするために互いに結合された複数の電動ジョイントモジュールを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項26】
前記第１、第２、第３、及び第４のロボットクローラの各可動機構が無限軌道を含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項27】
一体型ロボットクローラシステムを動作させる方法であって、当該方法は、第１及び第２のロボットクローラを取得するステップと、
少なくとも１つの結合機構を介して前記第１及び第２のロボットクローラを互いに結合するステップと、
前記第１及び第２のロボットクローラの動作を協調駆動モードで制御するステップと、を含む、
方法。
【請求項28】
前記第１及び第２のロボットクローラの可動機構の動作を制御するために、前記第１及び第２のロボットクローラの動作を前記協調駆動モードの完全ペア駆動モードで制御するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
当該方法は、前記完全ペア駆動モードであるときに、前記第１及び第２のロボットクローラの動作を、前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタの動作を制御するためのペア・エフェクタ制御モード、又は前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタを独立して制御するための非ペア・エフェクタ制御モードで選択的に制御するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記第１及び第２のロボットクローラの第１及び第２の可動機構の動作を制御するために、前記第１及び第２のロボットクローラの動作を前記協調駆動モードの準ペア駆動モードで制御するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項31】
当該方法は、前記準ペア駆動モードであるときに、前記第１及び第２のロボットクローラの動作を、前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタ及びリンク機構の動作を制御するためのペア補助制御モード、又は前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタ及びリンク機構を独立して制御するための非ペア補助制御モードで選択的に制御するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記少なくとも１つの結合機構を介して前記第１のロボットクローラを前記第２のロボットクローラから結合解除するステップと、前記第１及び第２のロボットクローラを結合解除制御モードで制御するステップとをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項33】
当該方法は、前記結合解除制御モードであるときに、前記第１及び第２のロボットクローラの動作を、結合解除選択制御モード、結合解除ペア制御モード、及び結合解除非同期タスクモードで選択的に制御するステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
結合入力装置を操作して前記第１及び第２のロボットクローラを磁力で互いに結合するステップをさらに含み、前記少なくとも１つの結合機構は、前記第１又は第２のロボットクローラの一方によって支持される電磁装置を含み、前記結合入力装置は、前記電磁装置を介して磁力の印加を制御する、請求項２７に記載の方法。
【請求項35】
一体型ロボットクローラシステムとして移動する前記第１及び第２のロボットクローラの移動運動を容易にするために、前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの可動機構を前記協調駆動モードで動作させるステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項36】
一対のロボットクローラを動作させる方法であって、当該方法は、第１のロボットクローラが第２のロボットクローラとは別に地面の周りを移動するように、前記第１及び第２のロボットクローラを結合解除制御モードで動作させるステップと、
結合機構を介して前記第１のロボットクローラを前記第２のロボットクローラに結合して、一体型ロボットクローラシステムを形成するステップと、
前記第１及び第２のロボットクローラの可動機構を協調制御するための協調駆動モードに切り替えるステップと、
前記第１及び第２のロボットクローラを前記協調駆動モードで動作させて、前記地面の周りを一緒に移動させるステップと、を含む、
方法。
【請求項37】
コントローラを操作して前記第１及び第２のロボットクローラの動きを制御するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項38】
前記コントローラの切替え入力装置を操作して、前記協調駆動モードと前記結合解除制御モードとの間の切り替えを容易にするステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項39】
前記第１及び第２のロボットクローラを前記協調駆動モードで動作させるステップは、完全ペア駆動モードと準ペア駆動モードとの間で選択的に切り替えるステップをさらに含み、前記完全ペア駆動モードは、前記第１のロボットクローラの第１及び第２の可動機構と、前記第２のロボットクローラの第２及び第３の可動機構とを協調制御するためのモードであり、前記準ペア駆動モードは、前記第１及び第２のロボットクローラの前記第１及び第３の可動機構を協調制御するためのモードである、請求項３６に記載の方法。
【請求項40】
前記第１のロボットクローラを前記第２のロボットクローラに結合するステップは、前記少なくとも１つの結合機構を介して前記第１及び第２のロボットクローラを物理的に一緒に取り付けるステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項41】
前記第１及び第２のロボットクローラのそれぞれが、それぞれの可動機構を支持する第１及び第２のフレームユニットと、
前記第１のフレームユニットと前記第２のフレームユニットとを互いに結合する少なくとも１つの関節リンク機構と、を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項42】
前記第１及び第２のロボットクローラを前記協調駆動モードで動作させるステップは、完全ペア駆動モードと準ペア駆動モードとの間で選択的に切り替えるステップをさらに含み、前記完全ペア駆動モードは、前記第１及び第２のロボットクローラの第１及び第２のフレームユニットの前記可動機構と前記少なくとも１つの関節リンク機構とを協調制御するためのモードである、請求項４０に記載の方法。
【請求項43】
完全ペア駆動モードであるときに、前記第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタを協調制御するためのペア・エフェクタ制御モードと、前記エンドエフェクタを独立して制御するための非ペア・エフェクタ制御モードとの間で切り替えるステップをさらに含む、請求項４１に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、協調制御を備えた結合機構な無人地上車両に関する。
【背景技術】
【0002】
履帯式（tracked）、車輪式、又は他のタイプのロボットクローラ（crawler）等の無人地上車両は、個人がアクセスできない及び／又は危険な領域にアクセスするのに有用である。ロボットクローラは、その構成に応じて、画像化及び監視のための搭載カメラ及びセンサの使用等の様々な機能、及びタスク（爆発物の拡散及び／又は輸送等）を実行するためのエンドエフェクタの使用等の他の機能を実行することができる。一部のロボットクローラは、１つ又は複数の電動（powered：動力付き）リンク機構又はジョイントによって互いに結合された一対の履帯フレームを含むことができ、これによりロボットクローラが地面に沿って蛇のように動くことができる。このようなロボットクローラは、そのプロファイルが狭いため、特定のタスク（作業）を実行しようとすると不安定になり得、又はその構成により実行できるタスクの種類又は性質がある程度制限される可能性がある。一定レベルの地面の安定性が必要な一部のタスクでは、ロボットクローラは、何らかの支援がなければそのようなタスクを全く実行できない場合がある。
【発明の概要】
【0003】
発明概念の最初の概要をここに示し、特定の例を以下でさらに詳細に説明する。この最初の概要は、読者が実施例をより迅速に理解できるようにすることを目的としているが、実施例の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求の範囲に記載された主題の範囲を制限することを意図したものでもない。
【0004】
本開示は、ロボットシステムを説明し、ロボットシステムは、移動運動（locomotion）のための可動機構を有する第１のロボットクローラと；移動運動のための可動機構を有する第２のロボットクローラと；第１又は第２のロボットクローラの少なくとも一方によって支持され、第１及び第２のロボットクローラを互いに結合及び結合解除するように動作可能な少なくとも１つの結合機構と；を含む。第１及び第２のロボットクローラは、結合されると、一体型ロボットクローラシステムとして協調駆動モードで（コントローラを介して）動作及び制御可能である。第１及び第２のロボットクローラは、結合を解除されると、分離型ロボットクローラシステムとして（コントローラを介して）動作及び制御可能である。
【0005】
一例では、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれが、少なくとも１つの関節リンク機構によって互いに結合された第１及び第２のフレームユニットを含むことができる。
【0006】
一例では、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの第１のフレームユニットは、少なくとも１つの結合機構によって互いに結合可能であり、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの第２のフレームユニットは、互いに独立して移動可能である。
【0007】
一例では、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの第１のフレームユニットは、並列方式で互いに結合可能であり、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの第１のフレームユニットは、それぞれの履帯（track）又は車輪を支持している。
【0008】
一例では、第１及び第２のロボットクローラの各可動機構は、無限軌道（continuous track）を含むことができる。
【0009】
一例では、少なくとも１つの結合機構は、第１又は第２のロボットクローラの一方によって支持される電磁装置を含むことができ、電磁装置は、第１のロボットクローラと第２のロボットクローラとの間に磁力を発生させ第１のロボットクローラと第２のロボットクローラとを互いに結合するように動作可能である。
【0010】
一例では、電磁装置は、第１のロボットクローラと第２のロボットクローラとの間の磁力を変化させるように動作可能な可変磁束磁気装置を含むことができる。
【0011】
一例では、少なくとも１つの結合機構は、取付け手段を介して第１及び第２のロボットクローラに取り外し可能に固定可能な剛性構造支持体を含むことができる。
【0012】
一例では、剛性構造支持体は、第１又は第２のロボットクローラの一方の幅よりも大きい距離だけ、第１のロボットクローラと第２のロボットクローラとを分離するクロスプラットフォームを含むことができる。
【0013】
一例では、少なくとも１つの結合機構は、ボールアンドソケット機構、フック及びループ機構、オーバーセンタ（over-center）ラッチ機構、又は電気機械結合機構の１つを含むことができる。
【0014】
一例では、第１又は第２のロボットクローラの少なくとも一方がエンドエフェクタを含むことができる。これは、それぞれのフレームユニットによって支持できる。
【0015】
一例では、少なくとも１つの結合機構は第１及び第２の結合装置を含むことができ、第１及び第２のロボットクローラが、それぞれの端部で結合可能であり、一列になった（in-line）ヘビ状構成を形成するように、第１の結合装置は、第１のロボットクローラの端部の周りに支持され、第２の結合装置は、第１のロボットクローラの端部の周りに支持される。
【0016】
一例では、少なくとも１つの結合機構は第１及び第２の結合装置を含むことができ、第１及び第２のロボットクローラがそれぞれの関節リンク機構の周りに結合可能となるように、第１の結合装置は第１のロボットクローラの少なくとも１つの関節リンク機構に結合され、第２の結合装置は第２のロボットクローラの少なくとも１つの関節リンク機構に結合される。
【0017】
一例では、少なくとも１つの結合機構は第１及び第２の結合装置を含むことができ、第１の結合装置は第１のロボットクローラの少なくとも１つの関節リンク機構に結合され、第２の結合装置は第２のロボットクローラの端部に結合される。
【0018】
一例では、第１及び第２のロボットクローラのうちの少なくとも一方が、エンドエフェクタを含むことができる。
【0019】
本開示は、第１及び第２のロボットクローラを動作させるためのシステムも説明しており、このシステムは第１のロボットクローラを含み、第１のロボットクローラは、第１及び第２のフレームユニットであって、各フレームユニットがそれぞれの第１及び第２のフレームユニットに回転可能に結合された可動機構（例えば、無限軌道又は車輪）を含む、第１及び第２のフレームユニットと；第１及び第２のフレームユニットを互いに結合する少なくとも１つの関節リンク機構と；を含む。このシステムはさらに第２のロボットクローラを含み、第２のロボットクローラは、第３及び第４のフレームユニットであって、各フレームユニットがそれぞれ第３及び第４のフレームユニットに回転可能に結合された可動機構（例えば、無限軌道又は車輪）を含む、第３及び第４のフレームユニットと；第３及び第４のフレームユニットを互いに結合する少なくとも１つの関節リンク機構と；を含む。このシステムは、第１及び第２のロボットクローラを結合及び結合解除するように動作可能な少なくとも１つの結合機構と；第１及び第２のロボットクローラに関連付けられたコントローラと；をさらに含み、第１及び第２のロボットクローラは、結合されると、一体型ロボットクローラシステムとして動作し、コントローラは一体型ロボットクローラシステムを協調駆動モードで動作させるように構成される。
【0020】
一例では、コントローラは、協調駆動モードと結合解除制御モードとの間で切り替えるための少なくとも１つの切替え入力装置をさらに含み、コントローラは、第１及び第２のロボットクローラを互いに結合解除したときに、第１及び第２のロボットクローラを結合解除制御モードで独立して動作させるように構成される。
【0021】
一例では、協調駆動モードには、第１、第２、第３、及び第４のフレームユニットの可動機構の動作を制御する完全ペア（full paired）駆動モードが含まれる。
【0022】
一例では、完全ペア駆動モードには、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれのエンドエフェクタの動作を制御して協調タスクを実行するためのペア（paired）・エンドエフェクタ制御モードが含まれ、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれのエンドエフェクタを独立して制御するのための非ペア（unpaired）・エフェクタ制御モードを含む。
【0023】
一例では、協調駆動モードには、第２及び第４のフレームユニットの可動機構が準ペア（quasi-paired）駆動モードで独立して制御可能となるように、第１及び第３のフレームユニットのみの可動機構の動作を制御する準ペア駆動モードが含まれる。
【0024】
一例では、準ペア駆動モードには、第１及び第２のロボットクローラのうちの少なくとも１つの関節リンク機構の独立制御、及び第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタの独立制御のための非ペア補助制御モードが含まれる。
【0025】
一例では、準ペア駆動モードには、第１のロボットクローラと第２のロボットクローラとの両方の少なくとも１つの関節リンク機構の協調制御、及び第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタの協調制御のためのペア補助制御モードが含まれる。
【0026】
一例では、コントローラは、第１及び第２のロボットクローラを互いに結合解除して分離型ロボットクローラシステムを形成するときに、一体型ロボットクローラシステムを結合解除制御モードで動作させるように構成され、結合解除制御モードには、共通のタスクを実行するために、第１及び第２のロボットクローラのうちの少なくとも一方の機能を選択的に協調制御するための結合解除選択制御モードが含まれる。
【0027】
一例では、結合解除制御モードには、共通のタスクを実行するために、第１及び第２のロボットクローラを協調制御するための結合解除ペア制御モードが含まれる。
【0028】
一例では、第１及び第２のロボットクローラの少なくとも１つの関節リンク機構は、複数の自由度での関節リンク機構の作動動作を容易にするために互いに結合された複数の電動（powered：動力付き）ジョイントモジュールを含む。
【0029】
一例では、第１、第２、第３、及び第４のロボットクローラの各可動機構が無限軌道を含む。
【0030】
本開示はさらに、一体型ロボットクローラシステムを動作させる方法を説明する。この方法は、第１及び第２のロボットクローラを取得するステップと；少なくとも１つの結合機構を介して第１及び第２のロボットクローラを互いに結合するステップと；第１及び第２のロボットクローラの動作を（コントローラを介して）協調駆動モードで制御するステップと；を含む。この方法は、少なくとも１つの結合機構を動作させることによって、第１のロボットクローラを第２のロボットクローラから結合解除して分離型ロボットクローラシステムを形成するステップと；第１及び第２のロボットクローラを（コントローラを介して）結合解除制御モードで制御するステップと；をさらに含むことができる。
【0031】
一例では、この方法は、第１及び第２のロボットクローラの動作を制御するために、第１及び第２のロボットクローラの動作を協調駆動モードの完全ペア駆動モードで制御するステップをさらに含むことができる。
【0032】
一例では、この方法は、完全ペア駆動モードであるときに、第１及び第２のロボットクローラの動作を、第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタの動作を制御するためのペア・エフェクタ制御モード、又は第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタを独立して制御するための非ペア・エフェクタ制御モードで選択的に制御するステップをさらに含むことができる。
【0033】
一例では、この方法は、完全ペア駆動モードにあるときに、第１及び第２のロボットクローラの第１及び第２の可動機構の動作を制御するために、第１及び第２のロボットクローラの動作を協調駆動モードの準ペア駆動モードで制御するステップをさらに含むことができる。
【0034】
一例では、この方法は、準ペア駆動モードであるときに、第１及び第２のロボットクローラの動作を、第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタ及びリンク機構の動作を制御するためのペア補助制御モード、又は第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタ及びリンク機構を独立して制御するための非ペア補助制御モードで選択的に制御するステップをさらに含むことができる。
【0035】
一例では、この方法は、少なくとも１つの結合機構を介して第１のロボットクローラを第２のロボットクローラから結合解除するステップと、第１及び第２のロボットクローラを結合解除制御モードで制御するステップとをさらに含むことができる。
【0036】
一例では、この方法は、結合入力装置を操作して第１及び第２のロボットクローラを磁力で互いに結合するステップをさらに含むことができ、少なくとも１つの結合機構は、第１又は第２のロボットクローラの一方によって支持される電磁装置を含み、結合入力装置は電磁装置を介して磁力の印加を制御する。
【0037】
一例では、この方法は、一体型ロボットクローラシステムとして移動する第１及び第２のロボットクローラの移動運動を容易にするために、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれの可動機構を協調駆動モードで動作させるステップをさらに含むことができる。
【0038】
本開示はさらに、一対のロボットクローラ（例えば、履帯式ロボットクローラ）を動作させる方法を説明する。この方法は、第１のロボットクローラが第２のロボットクローラとは別に地面の周りを移動するように、第１及び第２のロボットクローラを（コントローラを介して）分離型ロボットクローラシステムの一部として結合解除制御モードで動作させるステップと；結合機構を介して第１のロボットクローラを第２のロボットクローラに結合するステップと；第１及び第２のロボットクローラを協調制御するための協調駆動モードに（コントローラを介して）切り替えるステップと；（コントローラを介して）第１及び第２のロボットクローラを協調駆動モードで動作させて、地面の周りを一緒に移動させるステップと；を含む。
【0039】
一例では、この方法は、コントローラを（例えば、同じ場所で、又は遠隔地から）操作して第１及び第２のロボットクローラの動きを制御するステップをさらに含むことができる。
【0040】
一例では、この方法は、コントローラの切替え入力装置を操作して、協調駆動モードと結合解除制御モードとの間の切り替えを容易にするステップをさらに含むことができる。
【0041】
一例では、第１及び第２のロボットクローラを協調駆動モードで動作させるステップは、完全ペア駆動モードと準ペア駆動モードとの間で選択的に切り替えるステップをさらに含むことができ、完全ペア駆動モードは、第１のロボットクローラの第１及び第２の可動機構と、第２のロボットクローラの第２及び第３の可動機構とを協調制御するためのモードであり、準ペア駆動モードは、第１及び第２のロボットクローラの第１及び第３の可動機構を協調制御するためのモードである。
【0042】
一例では、第１のロボットクローラを第２のロボットクローラに結合するステップは、少なくとも１つの結合機構を介して第１及び第２のロボットクローラを物理的に一緒に取り付けるステップを含む。
【0043】
一例では、第１及び第２のロボットクローラのそれぞれが、それぞれの可動機構を支持する第１及び第２のフレームユニットと；第１のフレームユニットと第２のフレームユニットとを互いに結合する少なくとも１つの関節リンク機構とを含むことができる。
【0044】
一例では、この方法は、完全ペア駆動モードと準ペア駆動モードとの間で選択的に切り替えるステップをさらに含むことができ、完全ペア駆動モードは、第１及び第２のロボットクローラの第１及び第２のフレームユニットの可動機構及び少なくとも１つの関節リンク機構を協調制御するためのモードである。
【0045】
一例では、この方法は、完全ペア駆動モードであるときに、第１及び第２のロボットクローラのエンドエフェクタを協調制御するためのペア・エフェクタ制御モードと、エンドエフェクタを独立して制御するための非ペア・エフェクタ制御モードとの間で切り替えるステップをさらに含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0046】
本発明の特徴及び利点は、本発明の特徴を例として示す添付図面と併せて以下の詳細な説明から明らかになろう。
【図1】本開示の一例による、一体型ロボットクローラシステムを示す図である。
【図2】図１の一体型ロボットクローラシステムを示す図であり、この図は、２つのロボットクローラのいずれか一方が単独で動作する安定性よりも、第１及び第２のロボットクローラが互いに結合されたときの安定性が向上することを示す。
【図4】本開示の例による、分離型ロボットクローラシステム（一例では、図１及び図２の一体型ロボットクローラシステムの第１及び第２のロボットクローラを互いに結合解除したときに実現され得る）及び様々な制御モードのブロック図である。
【図5】本開示の一例によるロボットクローラの等角図である。
【図6】例示的な一実施形態による、一体型ロボットクローラシステムの第１及び第２のロボットクローラの背面図である。
【図7】本開示の一例による、一体型ロボットクローラシステムのブロック図である。
【図8】本開示の一例による、本開示の第１及び第２のロボットクローラを動作させる方法を実行するために使用され得るコンピュータ装置を示すブロック図である。
【図9A】本開示の一例による、互いに結合解除され、結合解除制御モードにある第１及び第２のロボットクローラの上から見た概略図である。
【図10A】本開示の一例による、結合解除され、結合解除制御モードにある第１及び第２のロボットクローラの上から見た概略図である。
【図11】本開示の一例による、互いに結合され、協調モードにある第１及び第２のロボットクローラを上から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0047】
ここで、示される例示的な実施形態を参照し、本明細書では、これら実施形態を説明するために特定の言語を使用する。もっとも、それによって本発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。
【0048】
本明細書で使用する場合に、「隣接する」とは、２つの構造又は要素が近接していることを指す。特に、「隣接」していると特定される要素は、当接している又は接続される可能性がある。このような要素は、必ずしも互いに接触していなくても、互いに近接又は接近している場合がある。近接の正確な程度は、いくつかのケースでは、特定の状況に依存し得る。
【0049】
「一体型ロボットクローラシステム」という語句は、結合機構によって物理的に互いに結合された２つ以上の分離可能なロボットクローラを指すことを意図しており、それらクローラの協調制御のために２つ以上のロボットクローラに関連付けられた少なくとも１つの制御可能な機能を含む。一体型ロボットクローラシステムは、本明細書で説明する第１及び第２のロボットクローラの動作を可能にするコントローラ及び他の構成要素及び／又はシステムをさらに含むことができる。
【0050】
「結合機構」という用語は、２つ以上のロボットクローラ上に支持され、それら２つ以上のロボットクローラを物理的に互いに接合又は結合し、分離又は結合解除するために利用される、任意のタイプの構造又は装置又はアセンブリ又はシステムを指すことを意図している。
【0051】
「協調駆動モード」という語句は、協調方式で地面の周りを移動運動するための、一体型ロボットクローラシステム内の２つ以上のロボットクローラの少なくとも可動機構を動作制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0052】
「ロボットクローラ」という語句は、手動制御可能、自律制御可能、又はこれらの組合せ及び／又はそれらの変形を介して制御可能であるかどうかにかかわらず、地面に沿って移動又は這うことができるロボット機械又は装置を指すことを意図している。ロボットクローラは、１つ又は複数のフレームユニットと、１つ又は複数の関節リンクとを含むことができる。
【0053】
「可動機構」という語句は、ロボットクローラの移動運動を促進及び／又は可能にするロボットクローラの構成要素を指すことを意図している。いくつかの例では、可動機構は、２つ以上のフレームユニットとこれらのそれぞれの地面に接触する構成要素（例えば、履帯、車輪等）をロボットクローラの一部として互いに結合する１つ又は複数の制御可能な関節リンク機構の全部又は一部を含むことができる。
【0054】
「準ペア（quasi-paired）駆動モード」という語句は、協調駆動モードの１つのサブ動作モードとして、地面の周りの移動運動のために互いに結合された２つ以上のロボットクローラのそれぞれの可動機構を協調制御する、及びロボットクローラの他のそれぞれの可動機構を非協調制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。「ペア」という用語は、本明細書におけるいかなる規定又は例も「ペアとなる２つ」のみとして限定することを意図したものではない。むしろ、「ペア」という用語は、協調方式（例えば、Bluetooth通信装置が通信及び／又は制御の目的で２つ以上の電子装置を「ペアリング」する方式等）で制御可能な２つ以上の装置を指すことを意図している。こうして、「準ペア」という用語は、一体型ロボットクローラシステムのロボットクローラの一部の動作態様が「ペアリング」されていない、又は協調方式で制御されていないため、独立して制御可能である（例えば、リンク、ンドエフェクタ、可動機構等）ことを推測又は示唆する。
【0055】
「非ペア補助制御モード」という語句は、準ペア駆動モードの１つのサブ動作モードとして、それぞれのロボットクローラの２つ以上の補助装置を非協調（すなわち、独立して）制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。「補助装置」には、１つ又は複数の関節（articulated）リンク機構又は関節駆動（articulating）リンク機構及び／又は１つ又は複数のエンドエフェクタが含まれ得るが、それらに限定されない。「エンドエフェクタ」には、タスクを実行するためにロボットクローラの一部に結合された１つ又は複数の装置（例えば、グリッパ、カッタ、アーム、センサ等のエンドエフェクタ）が含まれるが、これらに限定されない。「関節リンク機構」又は「関節駆動リンク機構」は、リンク機構の一部として１つ又は複数の電動（powered：動力付き）ジョイントを含むことができるが、これに限定されず、ロボットクローラのリンク機構の２つの構造又はアセンブリを回転の軸線の周りに回転させることができる。
【0056】
「ペア補助制御モード」という語句は、準ペア駆動モードの１つのサブ動作モードとして、それぞれのロボットクローラの２つ以上の補助装置を協調制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0057】
「完全ペア（full paired）駆動モード」という語句は、協調駆動モードの１つのサブ動作モードとして、地面の周りを移動運動するための一体型ロボットクローラシステムのそれぞれのロボットクローラの全ての可動機構を協調制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0058】
「非ペア（unpaired）・エフェクタ制御モード」という語句は、完全ペア駆動モードの１つのサブ動作モードとして、それぞれのロボットクローラの２つ以上のエンドエフェクタを非協調（すなわち、独立して）制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0059】
「ペア（paired）・エフェクタ制御モード」という語句は、完全ペア駆動モードの１つのサブ動作モードとして、それぞれのロボットクローラの２つ以上のエンドエフェクタを協調制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0060】
「分離型ロボットクローラシステム」という語句は、物理的に互いに結合することができるが、ロボットシステムのコントローラによって依然として制御可能である一方で、互いに物理的に結合解除された２つ以上のロボットクローラを指すことを意図している。
【0061】
「結合解除制御モード」という語句は、非協調方式又は協調方式のいずれかで地面の周りを移動運動するための分離型ロボットクローラシステムの２つ以上のロボットクローラの可動機構を動作制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0062】
「結合解除ペア制御モード」という語句は、結合解除制御モードの１つのサブ動作モードとして、共通のタスク又は目標を達成するために、互いに物理的に結合解除したときのそれぞれのロボットクローラの可動機構を協調制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0063】
「結合解除選択制御モード」という語句は、結合解除制御モードの１つのサブ動作モードとして、共通又は関連するタスク又は目標を達成する等のために、互いに物理的に結合解除したときのそれぞれのロボットクローラの２つ以上の機能を選択的に協調制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0064】
「結合解除非同期タスクモード」という語句は、結合解除制御モードの１つのサブ動作モードとして、異なる又は無関係なタスク又は目標を達成する等のために、互いに物理的に結合解除したときのそれぞれのロボットクローラの全ての機能を非協調的に（すなわち、独立して）制御するための制御モード又は方法を指すことを意図している。
【0065】
「フレームユニット」という用語は、ロボットクローラの一部又は全ての態様の移動又は移動運動を実現するためのロボットクローラの構成要素のアセンブリ又はシステムを指すことを意図している（例えば、フレームユニットは、構造支持体（例えば、フレームユニット、又はシャーシ）、１つ又は複数の地面に接触する構成要素（例えば、履帯、車輪、及びそれらの支持構成要素）、１つ又は複数のバッテリ、コンピュータシステム、無線機、アクチュエータ、駆動モータ及び移動運動を実現するための他の駆動構成要素、センサ、それぞれのエンドエフェクタ、電子機器等、又はこれらの組合せを含むことができる）。
【0066】
本技術をさらに説明するために、ここで図面を参照して例を提供する。一例では、図１及び図２は、一体型ロボットクローラシステム１００（又はその一部）の形態のロボットシステムを示し、そのシステム１００は、結合機構１２０によって物理的に互いに接合又は結合された第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂを含み、協調駆動モード（例えば、図３）で動作可能であり、それによって第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂが、ロボットシステムのコントローラを介して制御され、単一又は一体型ロボットクローラ又は車両として地面に沿って移動することができる。以下でさらに詳述するように、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂは、結合機構１２０（又は本明細書で議論する他の結合機構）を介して、互いに選択的に結合及び互いに結合解除することができ、これは、ロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂが、必要又は所望に応じて接合又は分離することができることを意味する（オペレータがリアルタイムで、又はコンピュータプログラムを介して決定する）。第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂは、物理的に結合解除された場合に、（そうでなければ物理的に互いに結合することができ、）分離型ロボットクローラシステム（例えば、図４）を規定することができ、第１及び第２のロボットクローラは、以下でさらに説明するように、コントローラ（例えば、図３のコントローラ１５１、又は図７のコントローラ４１３）を介して結合解除制御モードで動作可能である。以下の例から理解されるように、個別に動作可能なロボットクローラを選択的に結合して一体型ロボットクローラシステムを生成すると、安定性が向上又は大きくなり、機能（例えば、追加の利用可能なエンドエフェクタ、追加又は強化された移動運動機能、特定のフレームユニット同士の間の追加のてこ）が向上するという利点が得られ、及び所与のタスクのために単独で動作する単一のロボットクローラの安定性及び機能と比較して、以下に例示する特定のタスクの実行に関する他の利点が得られる。例えば、単一のロボットクローラは、凹凸のある地形では不安定になる可能性があり（例えば、つまずく又は転倒しやすい）、それにより、特定のミッション又はタスクの困難又は失敗のリスクが増大する。しかしながら、２つ以上のロボットクローラを並列方式で互いに結合すると（例えば、図１及び図２を参照）、可動ベース（例えば、履帯ベース（車軸履帯）及び／又は車輪ベース））が広くなり、横軸（進行方向の軸線に直交する軸線）に沿ってより大きな表面積が提供されるため、得られるロボットシステムの安定性が向上し、こうして、単一のロボットクローラの安定性よりも安定性がより高くなる（例えば、つまずく又は転倒しにくくなる）。
【0067】
次に、図１及び図２の例に示される構成要素に目を向けると、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂのそれぞれは、それぞれの関節リンク機構１０６ａ及び１０６ｂによって互いに結合されたそれぞれの第１及び第２のフレームユニット１０４ａ～ｄを含むことができる。すなわち、第１のロボットクローラ１０２ａの第１及び第２のフレームユニット１０４ａ及び１０４ｂは関節リンク機構１０６ａによって互いに結合され、第２のロボットクローラ１０２ｂの第１及び第２のフレームユニット１０４ｃ及び１０４ｄは関節リンク機構１０６ｂによって互いに結合される。示されるように、図１及び図２は、それぞれの関節リンク機構１０６ａ及び１０６ｂを覆う可撓性シュラウド又はカバー１０８ａ及び１０８ｂを示す。しかしながら、関節リンク機構の一例として、図５を参照されたい。図５は、複数の作動ジョイントを提供する複数のアクチュエータジョイントモジュール２０６ａ～ｅによって規定される関節リンク機構２０６によって互いに結合された第１及び第２のフレームユニット２０４ａ及び２０４ｂを有するロボットクローラ２０２を示す。このような関節リンク機構２０６は、例えば、図１及び図２の第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂの関節リンク機構１０６ａ及び／又は１０６ｂとして組み込むことができる。関節リンク機構２０６のアクチュエータジョイントモジュール２０６ａ～ｅはそれぞれ、１つ又は複数の支持構造体と、それぞれのジョイントモジュールを作動させるためのアクチュエータ（例えば、電気モータ）とを有することができる。各アクチュエータジョイントモジュール２０６ａ～ｅは、それぞれのｘ軸、ｙ軸、又はｚ軸の１つの軸の周りに回転することができ、それによって、組み合わせて制御される方法で動作させると、ロボットクローラ２０２が様々な地形表面を介して蛇のように動くことができ、アクチュエータジョイントモジュール２０６ａ～２０６ｅのそれぞれがそれぞれの軸の周りに回転し、これらジョイントモジュールの少なくともいくつかは互いに異なり、多数の異なる自由度での動きを提供することに留意されたい。「アクチュエータジョイントモジュール」という用語は、ジョイントの回転軸の周りの回転を実現するための構成要素（例えば、ＥＭモータ、変速機、センサ、フィードバックループ等）を含む電動ジョイントを指すことを意図している。
【0068】
図５のロボットクローラ２０２は、本明細書に開示するロボットクローラのいずれかとして利用することができ、１つ又は複数のエンドエフェクタ（図５には示していないが、例えば図１及び図２を参照）を含むことができる。ロボットクローラ２０２は、図３、図４、図７、及び図８に関してさらに説明するように及び２００７年１１月１３日に出願した米国特許出願第１１／９８５，３３６号（米国特許第８，１８５，２４１号として発行済）にさらに説明されるように（この文献は参照により本明細書に組み込まれる）、ロボットクローラ２０２の動作を制御するための多数の構成要素を含むことができる。
【0069】
引き続き図１及び図２を参照すると、各フレームユニット１０４ａ～１０４ｄは、それぞれのシャーシ１１０ａ～ｄを含むことができ、シャーシは、１つ又は複数のバッテリ、コンピュータシステム、無線機、アクチュエータ、駆動モータ（及び移動運動を実現する他の駆動構成要素）、センサ、それぞれのエンドエフェクタ（例えば、１１２ａ～ｄ）、電子機器、及び無限軌道（例えば、１１４ａ～ｄ）及びそれらの支持構成要素（駆動輪、アイドラー又はボギーホイール（bogey wheel）及び他の回転支持体）等の移動運動のためのそれぞれの手段、ホイール、他のもの、又はこれらの組合せ等、それぞれのフレームユニットの多数の構成要素を支持できる。より具体的には、各フレームユニット１０４ａ～ｄは、フレームユニット１０４ａ～ｄの移動運動を容易にするための構成要素を含むそれぞれの可動機構１１６ａ～ｄを含むことができる。いくつかの例では、可動機構は、モータ、１つ又は複数の駆動輪、１つ又は複数のボギーホイール又は支持輪、１つ又は複数の駆動輪及び１つ又は複数のボギーホイール又は補助輪で支持される無限軌道又は連続軌道、ローカルコントローラ、及びそれぞれのフレームユニット１０４ａ～１０４ｄの移動運動を実行するための他の構成要素を含むことができる。こうして、ユーザは、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂの一方又は両方と（例えば、無線）通信するコントローラ（例えば、遠隔制御タイプのコントローラ）を操作して、本明細書でさらに議論するように、それぞれの可動機構１１６ａ～ｄを協調駆動モードで制御することによって、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂの地上移動又は移動運動を制御することができる。一体型ロボットクローラシステムを協調駆動モードで操作するユーザは、コントローラを介して、本明細書でさらに議論するように、エンドエフェクタの動作及びエンドエフェクタ１１２ａ～ｄのうちの１つ又は複数の動きを様々な制御モードで制御することもできる。
【0070】
一態様では、エンドエフェクタ１１２ａ～ｄは、グリッパ、カッタ、及びスタビライザアーム等の、任意のタイプの動的、関節式、又は接合式エンドエフェクタを含むことができる。他の例では、特定のエンドエフェクタは、スキャナ、センサ、カメラ、スタビライザアーム等の他のタイプの構成要素を含むことができる。
【0071】
本実施例の特定の「可動機構」は、単一のロボットクローラのただ１つのフレームユニット（すなわち、複数のフレームユニット又は関節リンク機構を有さないロボットクローラ）に関連付けることができることに留意されたい。例えば、フレームユニット（例えば、１０４ａ）の可動機構は、１つの履帯（例えば、１１４ａ）及びそのモータ、駆動輪／ボギーホイール、ローカルコントローラ等を含むことができる。あるいはまた、ロボットクローラのための特定の「可動機構」（例えば、１０２ａ）は、２つのフレームユニット（例えば、１０４ａ及び１０４ｂ）及び両方の履帯（例えば、１１４ａ及び１１４ｂ）（及びそれらに関連するモータ、駆動輪／ボギーホイール、ローカルコントローラ等）等）及び関節リンク機構（例えば、１０６ａ）（及び関節リンク機構の関連する電動ジョイント）等の、特定のロボットクローラの移動運動に使用される複数の構成要素によって規定することができる。図示していないが、当業者であれば、特定の可動機構が、無限軌道ではなく、代替的に、モータ、ローカルコントローラ及び２つ以上の車輪を含んでもよいことを認識するだろう。さらに他のタイプの可動機構も当業者には明らかであり、こうして、図面に示され、本明細書で議論する可動機構は、決して限定することを意図するものではない。
【0072】
結合機構は、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂ等、１つ又は複数のロボットクローラを互いに結合し、互いに結合解除するために利用される任意のタイプの構造機構又はシステムであり得る。実際に、結合機構は、２つ以上のロボットクローラの選択的な物理的結合又は接合を容易にすることができ、結合機構はまた、それらの分離を選択的に容易にする（すなわち、クローラは、結合機構を介して分離可能に接合又は結合することができる）。例えば、結合機構は、それぞれのブラケット及び固定具１２２ａ及び１２２ｂを介して、又は他の適切な取付け手段（例えば、図６及び図９Ｂを参照）によって、それぞれのロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂのそれぞれのフレームユニット１０４ａ及び１０４ｃのシャーシ１１０ａ及びシャーシ１１０ｃに取り付けることができる剛性プレート又は支持構造体１２０を含むことができる。従って、ユーザは、第１又は第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂのいずれか１つを単独で動作させる場合と比較して、強化した機能性及び／又は安定性を達成するための特定のタスクのために、ロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂを協調駆動モードで操作したいときに、結合機構又は支持構造体１２０（及び関連する取付け手段）を介して第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂを互いに固定して、一体型ロボットクローラシステム１００を形成することができる。互いに結合又は接合されると、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂは、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂのそれぞれのフレームユニット１０４ａ及び１０４ｃの間に延びる結合機構又は支持構造体１２０の剛性により、単一の一体型ロボットクローラとして機能する。異なるフレームユニットを選択的に結合して、図１及び図２に示されるものとは異なる特定の単体ロボットクローラを形成できることを理解されたい。例えば、（第１のロボットクローラ１０２ａの）第１のフレームユニット１０４ａは、本明細書で例示する任意の適切な結合機構によって、及び任意の相対的な配置（例えば、フレームユニット１０４ａ及び１０４ｄは、並列配置で、部分的に並列配置（すなわち、フレームユニット１０４ａ及び１０４ｄは、部分的に並列して配置され、並列配置である程度重なり合うが、それらの端部は必ずしも互いに一直線上にあるわけではない）で、終端間配置で互いに解放可能に結合することができる）で（第２のロボットクローラ１０２ｂの）第２のフレームユニット１０４ｄ）に結合することができ、それによって、第２のフレームユニット１０４ｂ及び第１のフレームユニット１０４ｃは、図１に示されるものよりも長い、結果として得られる一体型ロボットクローラシステムの「自由端」である。これにより、狭い梁に沿って這う等の特定のタスクに対して、より大きな安定性を与えることができる。さらに、この概念に加えて、フレームユニット１０４ａ～ｄのいずれかを、装備することができ、或いは他のロボットクローラ（１０２ａ又は１０２ｂ）のフレームユニット又は他のロボットクローラ（例えば、第３、又は第４等のロボットクローラ）の追加のフレームユニットに結合することができる。
【0073】
結合機構又は支持構造体１２０は、より一般的に剛性プレートとして示されるが、シャーシ１１０ａ及び１１０ｃを互いに堅固に結合する支持構造体又はフレームを提供する他の多くの適切な形態又は構成をとることができることに留意されたい。例えば、特定の結合機構は、１つ又は複数のクロスバーを含むことができる。特定の結合機構は、ロボットクローラの構成及び／又は所望のタスクに応じて、任意のサイズ、形状、及び構成にすることができる。いくつかの例では、特定の結合機構（例えば、プレート、フレーム、又はプラットフォーム）は、ミッションを達成するために使用され得る負荷又は他の物体、又はミッション中に回収される可能性のある負荷又は他の物体（例えば、爆発物（explosive ordinance））を受容及び支持するように構成され得る。他の例では、特定の結合機構は、２つ以上のロボットクローラがオンデマンドで、且つオペレータが結合構成要素を物理的に取り付け及び／又は取り外す必要なく（すなわち、オペレータがロボットクローラを物理的又は手動で結合及び結合解除することを必要とせずに）互いに結合及び結合解除できるようにする様々な機構を含むことができる。例えば、結合及び結合解除は、永久磁石ベースの保持力モジュールを含む結合機構を使用して達成することができ、以下にさらに例示するように、永久磁石の磁束戻り経路は小型モータを使用して変更することができる。他の電動機構も結合機構の一部として容易に実装することができ、オペレータが物理的な結合を実現するために一部の構成要素を手動で取り付け及び／又は取り外す必要がなく（が、そのようなことが企図される）、２つ以上のロボットクローラを互いに選択的に結合及び結合解除できるようになる。このような遠隔作動の結合機構の利用可能性は、１つ又は複数のロボットが小さな通路（例えば、チューブ又は通気口等）を通って空間にアクセスし、次にそのような通路を出た後に再び結合する又は再結合して、遥かにより安定した／幅広の（結合した）ロボットクローラを形成し、これを使用して、高度な安定性及び／又は器用さを必要とするより複雑なタスクを実行することができるようにする等、蛇のような小さな断面積を利用する可能性がある状況で有利である。
【0074】
上述したように、ユーザは、図４に関して以下でさらに例示するように、ロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂを、様々な関連する制御モードで別個のロボットクローラシステムとして動作させたい場合に、それぞれのロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂのそれぞれのフレームユニット１０４ａ及び１０４ｃのシャーシ１１０ａ及び１１０ｃから支持構造体１２０を取り外すことによって、ロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂを互いに結合解除又は固定解除することができる。
【0075】
有利には、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂは、一体型ロボットクローラシステム１００を形成するために互いに結合又は固定するときに、分離可能に接合した第１のフレームユニット１０４ａ及び１０４ｃが互いに物理的に（及び堅固に）固定されるため、互いに安定することができる。この構成では、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂは、安定性を向上させる方法で一緒に動作することができる。例えば、ロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂが移動運動のための無限軌道を含む場合に、ロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂが単一の単体車両として機能するように、各無限軌道の速度、方向、及びオン／オフのタイミングを制御することができる。従って、図２に示されるように、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂは、一体型ロボットクローラシステム１００を形成するために互いに固定又は結合されると、単一のロボットクローラが単独では実行できない可能性があるより複雑なタスクを実行するために一緒に動作することができる。例えば、そのタスクは、上方に伸ばしてフレームユニット１０４ｂの１つのエンドエフェクタ１１２ｂで物体を掴みながら、他のフレームユニット及びエンドエフェクタによって様々な接地点で安定させるものであり、これにより、より広い又はより長い間隔で地面に接触することにより（単独で動作する単一のロボットクローラと比較して）可動性の向上又は強化を達成することができる。
【0076】
この概念に加えて、一体型ロボットクローラシステム１５０を操作するための様々な動作モードが図３に示され、図３のシステム１５０は、一例では、図１及び図２の一体型ロボットクローラシステム１００（例えば、ロボットシステム１００、３００、４００、又は他の例にも同様に適用可能である）によって具現化される。一例では、上で示したように、この例では一体型ロボットクローラシステム１５０として一般的に示されるロボットシステムは、コントローラ１５１と、結合機構（例えば、図１及び図２参照）を介して互いに結合され、且つコントローラ１５１によって制御可能な第１及び第２のロボットクローラ１５２ａ及び１５２ｂとを含むことができる。実際に、コントローラ１５１は、第１のロボットクローラ１５１ａ及び第２のロボットクローラ１５２ｂの動作をそれらの様々な動作モードで制御するように機能する。第１の及び第２のロボット１５２ａ、１５２ｂのそれぞれの可動機構は、互いに結合されると、一体型ロボットクローラシステム１５０の移動運動を実現するために、協調方式でコントローラ１５１によって制御可能である。こうして、図１及び図２の例では、少なくとも可動機構１１６ａ及び１１６ｃは、協調駆動モードの場合に、特定のタスクの推進中にユーザが所望する方向への効果的な移動運動（又は一体型ロボットクローラシステム１５０によって自律的に実行される）を保証するために協調方式で制御可能である。
【0077】
一体型ロボットクローラシステム１５０は、協調駆動モードでは、準ペア駆動モード１５４又は完全ペア駆動モード１５６のいずれかで動作可能である。準ペア駆動モード１５４では、「拘束状態の」可動機構のみ（例えば、結合機構１２０によって一緒に拘束される可動機構１１６ａ及び１１６ｃ）が協調方式で動作可能である。この例では、潜在的に別個又は異なるタスク等のために、非拘束状態の可動機構をコントローラ１５１を介して独立して制御することができる。例えば、可動機構１１６ｂ及び１１６ｄは、それぞれのフレームユニット１１０ｂ及び１１０ｄが（１１０ａ及び１１０ｃのように）互いに取り付けられてない又は結合解除したため、互いに拘束されていない。この動作モードでは、可動機構１１６ｂは、タスクＡ（例えば、壁を這い上がる）を達成するための移動運動のために制御され得る一方、可動機構１１６ｄは、別個の又は異なるタスクＢ（例えば、物体に這って行く、又は物体を掴む）を達成するために、移動運動のために個別に又は独立して制御され得る。
【0078】
一体型ロボットクローラシステム１５０は、準ペア駆動モード１５４にあるときに、さらに、非ペア補助制御モード１５８又はペア補助制御モード１６０のいずれかで動作可能である。非ペア補助制御モード１５８は、コントローラ１５１を介したそれぞれのロボットクローラ１５２ａ及び１５２ｂの２つ以上の補助装置の非協調制御を含む。上述したように、「補助装置」は、１つ又は複数の関節リンク機構（例えば、１０６ａ、１０６ｂ）及び／又は１つ又は複数のエンドエフェクタ（例えば、１１２ａ～ｄ）を含むことができるが、これらに限定されない。例えば、非ペア補助制御モード１５８では、エンドエフェクタ１１２ｂは、タスクＣ（例えば、ワイヤの切断）を達成するように制御され得る一方、エンドエフェクタ１１２ｄは、別個の又は異なるタスクＤ（例えば、パイプを掴んで持ち上げる）ために、別個に又は独立して制御され得る。この目的のために、非ペア補助制御モード１５８にあるときに、関節リンク機構（例えば、１０６ａ及び１０６ｂ）は、それぞれのエンドエフェクタ１１２ｂ及び１１２ｄの位置決めを適切に支援してそれぞれの別個のタスクを達成するように制御される等、独立して動作することもできる。逆に、ペア補助制御モード１６０は、共通のタスクＥを達成する又は促進する等のため、それぞれのロボットクローラ１５２ａ及び１５２ｂ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の２つ以上の補助装置（例えば、１０６ａ、１０６ｂ、１１２ａ～１１２ａ～ｄ）の協調制御を含む。例えば、エンドエフェクタ１１２ｄは、電子アセンブリからワイヤを拾い上げ、引き出すように制御され得る一方、エンドエフェクタ１１２ｂは、共通のタスクＥを達成するためにワイヤを切断するように制御及び位置付けされる。
【0079】
一体型ロボットクローラシステム１５０は、完全ペア駆動モード１５６にあるときに、第１及び第２のロボットクローラ１５２ａ及び１５２ｂの可動機構の全てを協調方式で制御することによって動作可能である。例えば、可動機構１１６ａ～ｄは、一体型ロボットクローラシステム１５０を丘の上に駆動する等の共通のタスクを達成又は促進するために、コントローラ１５１を介して協調方式で集合的に制御され得る。このようにして、可動機構１１６ａ～１１６ｄの速さ及び速度は、協調方式で連携して動作し、従って、別個のタスクに関して互いに独立して動作することはない。また、一体型ロボットクローラシステム１５０は、完全ペア駆動モード１５６にあるときに、さらに、非ペア・エフェクタ制御モード１６２又はペア・エフェクタ制御モード１６４のいずれかで動作可能である。非ペア・エフェクタ制御モード１６２は、それぞれのロボットクローラ１５２ａ及び１５２ｂのエンドエフェクタの非協調制御を含む。例えば、エンドエフェクタ１１２ｂは、タスクＣ（例えば、ワイヤの切断）を達成するように制御され得る一方、エンドエフェクタ１１２ｄは、別個の又は異なるタスクＤ（例えば、パイプを掴んで持ち上げる）を達成するために別個に又は独立して制御され得る。逆に、ペア・エフェクタ制御モード１６４は、共通のタスクＥを達成する又は促進する等のため、それぞれのロボットクローラ１５２ａ及び１５２ｂ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の２つ以上のエンドエフェクタ（例えば、１１２ａ～１１２ｄ）の協調制御を含む。例えば、エンドエフェクタ１１２ｄは、電子アセンブリからワイヤを拾い上げて、引き出すように制御され得る一方、エンドエフェクタ１１２ｂは、共通のタスクＥを達成するためにワイヤを切断するように制御及び位置決めされ得る。
【0080】
図３に関して議論した様々な動作制御モードは、例えば凹凸のある地形表面のために左右に転倒する可能性を少なくする、より安定したロボットクローラシステムを提供する。このようにして、一体型ロボットクローラシステム１５０は、例えば、その不安定性のために単一のロボットクローラではアクセスできない領域を移動することができる。換言すれば、一体型ロボットクローラシステム１００の「履帯ベース」（進行方向に対して直交又は横方向の横軸に沿った履帯同士の間の距離）は、単一のロボットクローラのいずれの幅の少なくとも２倍であり、これにより、転倒又は滑り等に対する安定性が向上する。さらに、一体型ロボットクローラシステム１００の低プロファイル高さ（フレームユニット１０４ａ及び１０４ｃにおける）は、いくつかの例では、支持構造体１２０のプロファイルより上に延びる他の構成要素がなく、支持構造体１２の下に重心を生成するため、比較的低い。これは、履帯又は車輪の上面より上（及び／又は履帯を回転させる車輪の回転軸の上）に支持される多数の重い構成要素を有する多くのロボット装置のように、より高い重心によって一体型ロボットクローラシステム１００が転倒するのを防ぐのに役立つ。
【0081】
いくつかの例では、協調駆動モード１５３は、各クローラに送信されるコマンドが同じであっても、異なっていても、接合したロボットクローラ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の一方又は両方に同時に送信されるコマンドを生成するコントローラ１５１のユーザ又はオペレータからの１つ又は複数の入力に基づく制御された動作を含むことができる。別の例では、協調駆動モード１５３は、強化した安定化アルゴリズム、牽引（traction）制御アルゴリズム等からのコマンド等の自律又は半自律コマンドに基づく制御された動作を含むことができ、それらアルゴリズムは、接合したロボットクローラのそれぞれに対するコマンドを生成するように機能し、コマンドは必ずしも同じである必要はなく、ロボットクローラに同時に提供される可能性もあるが、同じである必要はない。この例では、自律コマンドは同じであっても同じでなくてもよく、又は同時に提供されても提供されない場合があるが、各ロボットクローラが互いに物理的に結合しているため、これらのコマンドは、ロボットクローラが単一の一体車両として機能するように、少なくとも互いに協調制御される。さらに別の例では、協調駆動モード１５３は、接合したロボットクローラのうちの１つ又は複数に送信される１つ又は複数の別個の又は別のコマンドに基づく制御された動作を含むこともできる。この例では、接合したロボットクローラのそれぞれは、他の接合したロボットクローラとは別個且つ独立して、コントローラ１５１を介して制御され得る制御可能な態様を含むことができる。例えば、接合した２つのロボットクローラに異なるコマンドを送信して、接合した２つのロボットクローラのエンドエフェクタを個別且つ独立して制御することが望ましい場合がある。あるいはまた、コマンドをロボットクローラのうちの１つに送信し、次にロボットクローラが特定のコマンドを他のロボットクローラに送信して、各ロボットクローラの態様を個別に又は独立して制御することもできる。
【0082】
図４は、分離型ロボットクローラシステム１８０の形態のロボットシステムの様々な制御モードを示し、分離型ロボットクローラシステム１８０は、互いに物理的に結合することができ、互いに物理的に分離することができ、コントローラを介して結合解除制御モード１８２でその関連するサブ動作モードを用いて制御可能である２つ以上のロボットクローラによって規定される。結合解除制御モード１８２では、第１及び第２のロボットクローラ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の様々な態様は、コントローラ（例えば、図３のコントローラ１５１、又は図７のコントローラ４１３）を介して協調方式又は非協調方式で選択的に動作又は制御され得る。結合解除ペア制御モード１８４は、共通のタスク又は目標を達成するために、それぞれのロボットクローラ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の可動機構（例えば、１１６ａ～ｄ）の協調制御を含む。例えば、「追従（follow me）」コマンドは、コントローラ（例えば、図３の１５１、図７の４１３）のユーザによって入力され得、第２のロボットクローラは、第１のロボットクローラの後ろで地面に沿って追従するように命令される。この例では、可動機構１１６ａ～ｄ及び関節リンク機構１０６ａ及び１０６ｂの動き及び制御の全てが協調制御される。
【0083】
別のモードでは、（結合解除制御モード１８２の）結合解除選択制御モード１８６は、共通又は関連するタスク又は目標を達成する等のために、それぞれのロボットクローラ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の２つ以上の機能のコントローラを介した選択的協調制御を含む。例えば、エンドエフェクタ１１２ｂ及び１１２ｄは、ワイヤを掴んで切断する（例えば、上記のタスクＥの）ために協調方式で制御され得る一方、関節リンク機構１０６ａ及び１０６ｂの制御等、他の制御可能な態様は協調していない。別のモードでは、結合解除非同期タスクモード１８８は、異なる又は無関係なタスク又は目標を達成する等のために、それぞれのロボットクローラ（例えば、１０２ａ及び１０２ｂ）の全ての機能の非協調制御を含む。例えば、ロボットクローラ１０２ａは、物（ordinance）を画像化するために１つのエリアに駆動され得る一方、ロボットクローラ１０２ｂは、ロボットクローラ１０２ａのタスク及び制御に全く無関係の物体を移動させるために、（ロボットクローラ１０２ａから）別個且つ独立して別のエリアに駆動され得る。
【0084】
代替例では、（一体型ロボットクローラシステムで使用され得る）各ロボットクローラは、単一の履帯を有する単一のフレームユニットとすることができる（又は車輪を含むことができる）ので、第１及び第２のロボットクローラは、並べて設置することができ、その後、本明細書で例示する適切な結合機構を介して互いに結合することができる。こうして、関節リンク機構及び第２のフレームユニットは、特定のロボットクローラに組み込めない場合がある。従って、２つのロボットクローラの２つのフレームユニットは、少なくとも１つの結合機構によって互いに結合することができ、それによって、その結合したロボットクローラは、一対の履帯又は車輪のセット等を有する単一の単体車両のように見え、移動する。
【0085】
図６は、剛性プレート又は支持構造体３２０及び関連する取付け手段の形態の結合機構を介して互いに結合され得る第１及び第２のロボットクローラ３０２ａ及び３０２ｂの代替の詳細な例（背面図）を示す。支持構造体３２０は、それぞれのブラケット及び固定具３２２ａ及び３２２ｂを介して第１及び第２のフレーム又はシャーシ３１２ａ及び３１２ｂの内側及び対向する構造表面又は領域に取り付けることができる（「内側」とは、第１及び第２のロボットクローラを並んで位置付けしたときに互いに面する構造表面又は領域である）。第１及び第２のロボットクローラ３０２ａ及び３０２ｂは、図１、図２、及び／又は図５の例示的なロボットクローラと同じ又は類似のロボットクローラであり得、上述したように、フレームユニット、履帯等を含むことができることに留意されたい。別の例では、クイックリリース装置等の結合機構を使用して、例えば、コンプライアント装置を備えたボール及びソケットのクイックリリース等、本開示のロボットクローラを互いに結合することができる。別の例では、１つ又は複数の枢動支持構造は、フレームユニットの一部であってもよく、１つ又は複数のシャーシの内側から外側に揺動することができ、その後、隣接するシャーシに締結又は他の方法で固定することができる。ロボットクローラ３０２ａ及び３０２ｂの内側又は内側の領域からシャーシ３１２ａ及び３１２ｂを互いに結合することは、ロボットクローラ３０２ａ及び３０２ｂの上側が使用できないシナリオ、例えば上側又は領域が、図５に示されるように、センサ、バッテリ、コンピュータ等の様々な構成要素を支持するために使用できない場合に有用であり得る。
【0086】
図７は、コントローラ４１３と第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂとを含む一体型ロボットクローラシステム４００の形態のロボットシステムの様々な態様を示すブロック図である。この例及び議論は、本明細書で教示される他のロボットシステム（例えば、１００、１５０、１８０、３００等）に適用可能であることを意図していることに留意されたい。より具体的には、コントローラ４１３（例えば、車両コントローラ）は、ロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂを互いに結合解除するとき、また互いに結合するときに、ロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの一方又は両方（ただし、より具体的には図１及び図２の第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂとして示される）を制御するためのコンピュータシステムを有するハンドヘルド装置又は他のユーザ操作装置を備えるか、又は含むことができる。コントローラ４１３は、入力信号を受け取り、情報を処理し、命令を実行し、第１及び／又は第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂを制御するための出力コマンド信号を送信するための１つ又は複数のコンピュータ装置４０１を含むことができる。例えば、コンピュータ装置４０１は、１つ又は複数の駆動入力装置（例えば、ジョイスティック、方向制御パッド）のユーザ操作から生成された信号に応答して、１つ又は複数のモビリティ入力４０３を受け取り及び処理して、（例えば、第１及び第２のロボットクローラ１０２ａ及び１０２ｂのフレームユニット１０４ａ～ｄの移動運動のための）選択した第１及び／又は第２の可動機構４１６ａ及び／又は４１６ｂの地上動作を制御することができる。この概念に加えて、モビリティ入力４０３を使用して、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの１つ又は複数の関節リンク機構（すなわち、各リンク機構が電動ジョイントモジュールを有する）の動作を制御し、可動機構４１６ａ及び／又は４１６ｂの履帯を動作させること併せてその移動運動をさらに容易にすることができる。他の場所で述べたように、履帯を車輪に置き換えてもよく、さらに車輪と組み合わせてもよい。
【0087】
コンピュータ装置４０１は、１つ又は複数のエンドエフェクタ入力装置（例えば、ジョイスティック、ボタン、グリッパ）のユーザ操作から生成された信号に応答して、１つ又は複数のエンドエフェクタ入力４０５を受け取り及び処理して、選択した第１及び／又は第２のロボットクローラ４０２ａ及び／又は４０２ｂの選択した１つ又は複数のエンドエフェクタ４１２ａ及び／又は４１２ｂ（例えば、図１のエンドエフェクタ１１２ａ～ｄ）の動き又は動作を制御することができる。モビリティ入力４０３及び／又はエンドエフェクタ入力４０５に関連付けられたこれらの入力信号は、コンピュータ装置４０１に送信され得、コンピュータ装置４０１は、その後、そのような入力を処理し、次に、移動運動及びエンドエフェクタの使用のために第１及び／又は第２のロボットクローラ４０２ａ及び／又は４０２ｂに送信される適切なコマンド信号を生成することができる。
【0088】
無線機（又は他の無線通信装置）は、そのようなコマンド信号を第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂ上の無線機４５２ａ及び４５２ｂに送信するためにコンピュータ装置４０１に結合され得る。コントローラ４１３の無線機はまた、フレームユニット位置データ、グリッパ位置及び負荷情報、画像キャプチャ情報、ビデオキャプチャ供給、関節ジョイントの位置及び負荷情報等、第１及び／又は第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂ上のセンサデータから生じるフィードバック信号を受信するために使用してもよい。
【0089】
コントローラ４１３は、コンピュータ装置４０１に通信可能に結合され、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの態様を動作するための動作モード（例えば、図３及び図４）同士の間を選択的に切り替えるようにユーザによって操作可能な１つ又は複数の切替え入力４０７を含むことができる。例えば、切替え入力４０７は、コントローラ装置（例えばハンドヘルドコントローラ）上のデジタル又は手動スイッチ又はボタン等の１つ又は複数の装置の形態であってもよく、又はスイッチ装置は、ユーザの声によって音声コマンドで制御可能なオーディオスイッチであってもよい。切替え入力４０７は、結合解除制御モード（例えば、図４の１８２）で動作するように選択することができ、これにより、ユーザは、第１又は第２のロボットクローラ４０２ａ又は４０２ｂのうちの選択した１つに対する動作制御を選択する。こうして、ユーザは、第１又は第２のロボットクローラ４０２ａ又は４０２ｂを互いに結合解除したときに、第１又は第２のロボットクローラ４０２ａ又は４０２ｂのいずれかを異なる時間に選択的に操作することができる。次に、ユーザは、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂを互いに結合する（又は、それらロボットクローラの結合を遠隔で実行する）ことができ（例えば、図１、図２、図５、及び図９Ｂを参照）、次に、ユーザは、切替え入力装置を起動することができ、切替え入力装置は、切替え入力をコントローラ４１３に送信して、結合解除制御モードから協調駆動モード（例えば、図３の１５３）に切り替えて、このモード及び任意の関連するサブ動作モードでの第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの動作を容易にすることができる。
【0090】
コントローラ４１３は、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの動作を容易にするために、コントローラ４００及び／又は第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂのＣＰＵによって実行される、又は実行するためにインストールされるソフトウェアを含むことができる。すなわち、ソフトウェアは、１つ又は複数のコンピュータソフトウェアモジュールを含む、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、ソフトウェアモジュールは、１つ又は複数のプロセッサに指示して、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの構成要素（例えば、可動機構、エンドエフェクタ、結合機構、無線機等）の起動又は作動を生じさせる命令を実行するようにように構成される。こうして、コントローラ４１３は、本明細書で議論するように、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂに関連するソフトウェア及び機械装置の組合せを含むことができる。
【0091】
本明細書でさらに例示するように、各可動機構４１６ａ及び４１６ｂは、第１及び第２の履帯、履帯を駆動するためのモータ及び駆動輪、及び関節リンク機構を含むことができる。各エンドエフェクタ４１２ａ及び４１２ｂは、それぞれのエンドエフェクタを作動させるための１つ又は複数のアクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、線形アクチュエータ又は回転アクチュエータとすることができ、電気、油圧、空気圧等によって動作させることができる。各エンドエフェクタ４１２ａ及び４１２ｂは、１つ又は複数の特定のエンドエフェクタ（例えば、グリッパ、カッタ、磁石、スキャナ、イメージセンサ等）をさらに含むことができ、各エンドエフェクタは、エンドエフェクタ４１２ａ及び４１２ｂの動作に関連する情報位置及び／又は力を感知するためのセンサ（例えば、位置、力）をさらに含むことができる。第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂのそれぞれは、それぞれの可動機構４１６ａ及び４１６ｂ及びそれぞれのエンドエフェクタ４１２ａ及び４１２ｂに通信可能に結合された搭載コンピュータ４５０ａ及び４５０ｂをさらに含むことができる。各コンピュータ４５０ａ及び４５０ｂは、それぞれの第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの動作を制御するためのＣＰＵ、メモリ、及びコントローラを含むことができる。
【0092】
第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂは、相互間及びコントローラ４１３との間で信号を送受信するために、それぞれのコンピュータ４５０ａ及び４５０ｂに通信可能に結合されたそれぞれの無線機４５２ａ及び４５２ｂを含むことができる。無線機４５２ａ及び４５２ｂはネットワークの一部であり得、このネットワークには、イントラネット、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線データネットワーク、セルネットワーク、ダイレクトＲＦリンク、ステートレス中継ネットワーク、又は他のそのようなネットワーク、又はそれらの組合せ等の有用なコンピュータネットワーク又は信号ネットワークが含まれる場合があり、その送信には、例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）、送信制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）及び他のネットワークプロトコル等の様々なプロトコルを利用することができる。このようなシステムに利用される構成要素は、選択したネットワーク及び／又は環境のタイプに少なくとも部分的に依存する可能性がある。ネットワーク上の通信は、有線、光ファイバ、又は無線接続、及びそれらの組合せによって可能になり得る。
【0093】
第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂのそれぞれは、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂの互いに対する相対的な空間位置（及び向き）を感知し決定するために、それぞれのコンピュータ４５０ａ及び４５０ｂに結合された１つ又は複数の位置センサ４５４ａ及び４５４ｂをさらに含むことができる。すなわち、各フレームユニット（例えば、１０４ａ～１０４ｄ）は、それらの互いの空間的位置を決定するための１つ又は複数の位置センサを有することができる。位置センサ４５４ａ及び４５４ｂは、当業者には明らかなように、ＧＰＳ装置（屋外使用用）、視覚慣性オドメトリ技術（カメラを使用）、ＲＦＩＤ技術、又は他の技術のうちの１つ又は複数を含むことができる。次に、位置情報をコントローラに送信し、それによってユーザに第１及び第２のロボットクローラの相対位置を知らせることができる。
【0094】
第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂのそれぞれは、協調駆動モードで動作する第１のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂ（例えば、フレームユニット１０４ａ及び１０４ｃ）を互いに結合するための結合機構４５６ａ及び４５６ｂ（又は固定具、ブラケット、取付け孔等の結合機構の構成要素）をさらに含むことができる。一例では、結合機構４５６ａ及び４５６ｂは、それぞれ第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ａによって支持される磁気構成要素（例えば、電磁石、強磁性要素、可変磁束磁気装置、パルス化永久磁石等）を含むことができ、これらは、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂが近接したときに互いに物理的に結合するために互いに引き付け合うことが可能である。可変磁束電磁石装置（図９Ａ）等の電磁石装置として、搭載コンピュータ４５０ａ又は４５０ｂの１つのコンピュータのＣＰＵは、電磁装置の起動を制御して、第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂを選択的に結合又は結合解除することができ、これは、電磁装置の作動及び停止を容易にする結合入力装置（例えば、ボタン、スイッチ）をユーザが操作することによって制御することができる。本明細書では具体的に図示及び説明していないが、当業者であれば、実現可能な他の結合機構が認識され、その結合機構のそれぞれが本明細書で企図される。例えば、結合機構には、ボールアンドソケットタイプの機構、クイックコネクト機構、フック及びループ機構、オーバーセンタラッチ機構、並びに第１及び第２のロボットクローラ４０２ａ及び４０２ｂを物理的に結合及び結合解除するように動作可能な他の機械式又は電気機械式のシステム又は機構が含まれ得る。
【0095】
図８は、この技術のモジュール又は構成要素が実行できるコンピュータ装置６１０を示す。この技術の高レベルの例を実行できるコンピュータ装置６１０が示される。コンピュータ装置６１０は、メモリ装置６２０と通信する１つ又は複数のプロセッサ６１２を含み得る。コンピュータ装置６１０は、コンピュータ装置内の構成要素のためのローカル通信インターフェース６１８を含み得る。例えば、ローカル通信インターフェース６１８は、必要に応じて、ローカルデータバス及び／又は任意の関連アドレスバス又は制御バスであってもよい。
【0096】
メモリ装置６２０は、プロセッサ６１２によって実行可能なモジュール又は構成要素６２４、及びモジュール６２４のデータを含むことができる。例えば、メモリ装置６２０は、本明細書で議論するコントローラの態様を構成するいくつかのソフトウェア及びハードウェア構成要素を含むことができる。モジュール又は構成要素６２４は、本明細書で議論する機能を実行することができる。データストア６２２はまた、プロセッサ６１２によって実行可能なオペレーティングシステムとともに、モジュール６２４及び他のアプリケーションに関連するデータを記憶するために、メモリ装置６２０内に配置してもよい。
【0097】
他のアプリケーションは、メモリ装置６２０に格納することもでき、プロセッサ６１２によって実行可能にすることができる。本明細書で議論する構成要素又はモジュールは、方法のハイブリッドを使用してコンパイル、解釈、又は実行される高レベルプログラミング言語を使用するソフトウェアの形態で実施することができる。
【0098】
コンピュータ装置は、コンピュータ装置によって使用可能なＩ／Ｏ（入力／出力）装置６１４にアクセスすることもできる。Ｉ／Ｏ装置６１４の一例は、コンピュータ装置６１０からの出力を表示するために利用可能な表示画面６３０である。Ｉ／Ｏ装置６１４の別の例は、１つ又は複数の駆動装置及びアーム制御入力装置、切替え入力装置、及び本開示のコントローラに関連付けられた他のＩ／Ｏ装置である。ネットワーク装置６１６及び類似の通信装置は、コンピュータ装置に含めてもよい。ネットワーク装置６１６は、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、又は他のコンピュータネットワークに接続する有線又は無線ネットワーク装置であってもよい。
【0099】
メモリ装置６２０に格納されるように示される構成要素又はモジュールは、プロセッサ６１２によって実行され得る。「実行可能」という用語は、プロセッサ６１２によって実行され得る形式のプログラムファイルを意味し得る。例えば、高レベル言語のプログラムは、メモリ装置６２０のランダムアクセス部分にロードされてプロセッサ６１２によって実行され得る形式のマシンコードにコンパイルされ得るか、又は別の実行可能プログラムによってロードされ解釈されて、プロセッサによって実行されるメモリのランダムアクセス部分に命令を生成し得る。実行可能プログラムは、メモリ装置６２０の任意の部分又は構成要素に格納され得る。例えば、メモリ装置６２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ソリッドステートドライブ、メモリカード、ハードドライブ、光ディスク、フロッピーディスク、磁気テープ、又は他のメモリ構成要素であり得る。
【0100】
プロセッサ６１２は、複数のプロセッサを表すことができ、メモリ装置６２０は、処理回路と並行して動作する複数のメモリユニットを表すことができる。これにより、システム内のプロセス及びデータに並列処理チャネルを提供することができる。ローカル通信インターフェース６１８は、任意の複数のプロセッサ及び複数のメモリの間の通信を容易にするネットワークとして使用され得る。ローカル通信インターフェース６１８は、負荷分散、バルクデータ転送、及び同様のシステム等、通信を調整するために設計された追加のシステムを使用することができる。
【0101】
本明細書で説明する機能ユニットのいくつかは、実施態様の独立性をより具体的に強調するために、モジュールとしてラベル付けされる。例えば、モジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路又はゲートアレイを含むハードウェア回路、論理チップ、トランジスタ、又は他のディスクリート構成要素等の既製の半導体として実現され得る。モジュールはまた、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブル論理装置等のプログラマブルハードウェア装置で実現してもよい。
【0102】
モジュールは、様々なタイプのプロセッサによって実行されるようにソフトウェアで実装することもできる。実行可能コードの識別されたモジュールは、例えば、オブジェクト、プロシージャ、又は関数として編成され得るコンピュータ命令の１つ又は複数のブロックを含み得る。それにも関わらず、識別されたモジュールの実行可能ファイルは、物理的に一緒に配置する必要はないが、モジュールを構成し、論理的に互いに接合したときにモジュールの所定の目的を達成する、異なる場所に格納された異種の命令を含んでもよい。
【0103】
実際に、実行可能コードのモジュールは、単一の命令又は多数の命令であってもよく、いくつかの異なるコードセグメント、異なるプログラム間、及びいくつかのメモリ装置に亘って分散してもよい。同様に、動作データは、本明細書ではモジュール内で識別及び図示され、任意の適切な形式で具体化され、任意の適切なタイプのデータ構造内で編成され得る。動作データは、単一のデータセットとして収集してもよく、又は異なる記憶装置に亘って異なる場所に分散させてもよい。モジュールは、所望の機能を実行するように動作可能なエージェントを含めて、受動的でも能動的でもよい。
【0104】
本明細書で説明する技術は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータ等の情報を記憶するための任意の技術で実装された揮発性及び不揮発性、リムーバブル及び非リムーバブル媒体を含むコンピュータ可読記憶媒体に記憶してもよい。コンピュータ可読記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）又は他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶装置等の非一時的な機械可読記憶媒体、或いは所望の情報及び説明した技術を記憶するために使用できる他のコンピュータ記憶媒体が含まれるが、これらに限定されない。
【0105】
本明細書で説明する装置は、装置が他の装置と通信できるようにする通信接続又はネットワーク機器及びネットワーク接続を含むこともできる。通信接続は通信媒体の一例である。通信媒体は、典型的に、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、及び他のデータを搬送波又は他の伝送機構等の変調データ信号で実現し、あらゆる情報配信媒体を含む。「変調データ信号」とは、信号内の情報を符号化するような方法で設定又は変更された１つ又は複数の特性を有する信号を意味する。限定ではなく例として、通信媒体には、有線ネットワーク又は直接有線接続等の有線媒体と、音響、無線周波数、赤外線及び他の無線媒体等の無線媒体とが含まれる。本明細書で使用するコンピュータ可読媒体という用語には、通信媒体が含まれる。
【0106】
図９Ａ～図１２は、第１及び第２のロボットクローラを互いに結合して一体型ロボットクローラシステムを形成する様々な方法を示す、上から下に見た概略図からの様々なロボットクローラを示す。これらの例は、関節リンク機構によって互いに結合された２つのフレームユニットをそれぞれ有するロボットクローラの概略図であることに留意されたい。もっとも、図９Ａ～図１２のロボットクローラのそれぞれは、上で説明し図１～図８に示されるもの等、本明細書で例示するロボットクローラのいずれかの構成要素の一部又は全てを有することができる。
【0107】
より具体的には、図９Ａ及び図９Ｂは、可変磁束磁気装置７０３（例えば、結合機構の形態）を介して磁力によって互いに結合可能な第１及び第２のロボットクローラ７０２ａ及び７０２ｂを示す（図９Ｂ）。あるいはまた、パルス化永久磁石（すなわち、電磁永久磁石）を利用するもの等、他の磁気装置又は構成要素を実装することもできる。第１のロボットクローラ７０２ａは、関節リンク機構７０６ａ（例えば、異なる回転軸で動作可能な複数の電動ジョイントモジュールを含む）によって互いに結合された２つのフレームユニット７０４ａ及び７０４ｂを有することができる。フレームユニット７０４ａは、強磁性要素７１０を支持、収容、又は含むことができ、強磁性要素７１０は、第１のロボットクローラ７０２ａの一方の側部の近くに位置することができ、フレームユニット７０４ａのシャーシの内側又は外側にあり得る（又は強磁性要素７１０は、フレームユニット７０４ａのシャーシ又は他の金属構成要素の一部であり得る）。第２のロボットクローラ７０２ｂは、関節リンク機構７０６ｂ（例えば、異なる回転軸で動作可能な複数の電動ジョイントモジュールを含む）によって互いに結合された２つのフレームユニット７０４ｃ及び７０４ｄを含むこともできる。フレームユニット７０４ｃは、上で議論し図１～図２に示されたものと同様に、協調駆動モードでの動作前又は動作中に、強磁性要素７１０を磁気的に引き付けて第１及び第２のロボットクローラ７０２ａ及び７０２ｂを互いに結合して、結合機構から延びる自由端を有する一体型ロボットクローラシステム（例えば、関節リンク機構７０６ａ及び７０６ｂ、及びフレームユニット７０４ｂ及び７０４ｄ）を形成するための可変磁束磁気装置７０３を支持することができる。
【0108】
可変磁束磁気装置７０３は、磁石７０５と、磁石７０５の反対側に配置された強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂを含むことができる。強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂは、非強磁性磁性材料７０９によって分離することができる。一態様では、強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂは鉄材料（例えば、軟鉄）とすることができ、非強磁性材料７０９は非鉄材料（例えば真鍮、アルミニウム、アクリル等）とすることができる。強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂ及び非強磁性材料７０９は、磁石７０５を受容するための開口部又はキャビティを形成することができる。磁石７０５は、Ｎ及びＳそれぞれによって図示されるように、Ｎ極領域及びＳ極領域を有する永久磁石又は電磁石とすることができる。
【0109】
磁石７０５の磁力の強さは、磁石７０５の向き又は位置、特にＮ極領域及びＳ極領域に応じて可変にすることができる。例えば、図９Ａに示される磁石７０５の位置、特にＮ極領域及びＳ極領域は、Ｎ極領域及びＳ極領域を図の垂直方向に配置し、磁石をオフにするように機能する磁束戻り経路を遮断する非強磁性材料７０９と一致するように配置する。この「完全オフ」位置では、磁石７０５を介して磁力は、位置合わせ（registered）されず、又は生成されない。このようにして、第１のロボットクローラ７０２ａは、第２のロボットクローラ７０２ｂに磁気的に引き付けられ又は結合されないので、それらロボットクローラを、別々に、互いに結合解除して動作及び制御することができる。逆に、図９Ｂに示されるように、Ｎ極領域及びＳ極領域が強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂと一直線上となるように磁石７０５を向き合わせすると、磁束戻り経路が確立され、磁石７０５が最大の磁力又は磁力出力を生成し、互いに磁気的に引き付けられる可変磁束磁気装置７０３及び強磁性材料又は構成要素７１０を介して、第１及び第２のロボットクローラ７０４ａ及び７０４ｂを互いに磁気的に結合する。磁石７０５をこの「完全オン」位置に向き合わせすることは、例えば、図９Ｂに示されるように、Ｎ極領域及びＳ極領域が強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂに近接するような方向に磁石７０５を回転させることによって達成することができる。
【0110】
上で示したように、一態様では、磁石７０５の回転を選択的に制御するのを使用して、磁石７０５の磁力の強さ又は強度を選択的に増加及び減少させることができる。具体的には、磁石７０５を「完全オン」位置と「完全オフ」位置との間の無数の位置のうちの１つに位置付けすることで、磁石の「完全オン」又はフルパワーの位置と比較して、より低い程度の磁力を有効にすることができる。これらの中間位置では、磁束は強磁性材料７０７ａ及び７０７ｂ及びフェリ磁性材料７０９を部分的に通って延び、磁力が減少する。これらの位置の間で磁石７０５の位置を連続的に変化させることは、特定の用途に対してユーザが望む場合には、磁力の強さを変化させるように効果的に機能する。
【0111】
可変磁束磁石装置７０３は、磁石７０５を回転させるために磁石７０５に動作可能に結合されたアクチュエータ７１１（例えば、小型電気モータ）を含むこともできる。前述したように、磁石７０５の回転は、磁力の強さを調整するように機能することができる。従って、アクチュエータ７１１によって磁石７０５に与えられる回転をユーザ又はコンピュータが制御することによって、磁石７０５の磁力を調整及び制御することができる。さらに、アクチュエータ７１１は、達成した磁力を任意の所与の期間に亘って維持するように機能することができる。限定するものではないが、電気アクチュエータ、油圧アクチュエータ、回転アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、モータ等の任意の適切なタイプのアクチュエータを使用してもよいことが企図される。
【0112】
この方法で磁力を変化させることは、ロボットクローラ７０２ａ及び７０２ｂの一方又は両方に高い負荷を与えるタスクを実行するとき等、第１のロボットクローラ７０２ａと第２のロボットクローラ７０２ｂとの間の結合インターフェースの安定性を最大化するために必要とされる、より大きな磁力又は最大磁力を生成するのに有益であり得る。特定のフレームユニットの両端にある１つの可変磁束磁気装置等、２つ以上の可変磁束磁気装置を特定のロボットクローラで支持することができ、これにより、一対のロボットクローラの間の磁気結合インターフェースの安定性を増大又は向上させることができることに留意されたい。さらに、１つ又は複数のロボットクローラが単に永久磁石を含むことができるので、ロボットクローラが並列方式で横方向に互いに近く（例えば、数インチ）配置されると、磁石が互いに引き付け合うことにより、ロボットクローラを互いに自動的に磁気的に結合することにも留意されたい。磁力は比較的低い（例えば、１０ポンド）場合があるため、ユーザ又はロボットクローラの１つが、磁力に打ち勝ってフレームユニットを互いに引き離し、ロボットクローラのフレームユニットを互いに結合解除することができる。
【0113】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、互いに結合解除されて結合解除制御モード（図１０Ａ）で動作可能である第１及び第２のロボットクローラ８０２ａ及び８０２ｂと、結合機構８０３ａ及び８０３ｂを介して互いに結合されて、協調駆動モード（図１０Ｂ）で動作可能な一体型ロボットクローラシステムを形成する第１及び第２のロボットクローラ８０２ａ及び８０２ｂとを示す。第１のロボットクローラ８０２ａは、関節リンク機構８０６ａ（例えば、異なる回転軸で動作可能な複数の電動ジョイントモジュール）によって互いに結合された２つのフレームユニット８０４ａ及び８０４ｂを有することができる。フレームユニット８０４ａは、第１の結合機構８０３ａをフレームユニット８０４ａの先端部で支持することができ、第１の結合機構８０３ａは、磁石、強磁性材料、可変磁束磁気装置、又は別の支持構造への結合を容易にするための支持構造、又は他の適切な結合装置又は機構であり得る。同様に、第２のロボットクローラ８０２ｂも、関節リンク機構８０６ｂ（例えば、異なる回転軸で動作可能な複数の電動ジョイントモジュール）によって互いに結合されたフレームユニット８０４ｃ及び８０４ｄを含むことができる。第２のロボットクローラ８０２ａのフレームユニット８０４ｃは、協調駆動モードで動作させるために第１及び第２のロボットクローラ８０２ａ及び８０２ｂを互いに結合するのを容易にするために（図１０Ｂ）、第１の結合機構８０３ａとともに動作可能なフレームユニット８０４ｃの先端部で第２の結合機構８０３ｂを支持することができる。こうして、図１０Ｂに示されるように、ロボットクローラ８０２ａ及び８０２ｂの端部は、互いに結合されて、４つの履帯及び複数の関節リンク機構を有する単一のロボットクローラとして動作可能な、一列になった長いヘビ状ロボットクローラの形態の一体型ロボットクローラシステムを形成することができる。この例に示される一体型ロボットクローラシステムは、結合機構８０３ａ及び８０３ｂから互いに反対方向に延びる２つの自由端を含み、自由端はそれぞれ関節リンク機構８０６ａ及び８０６ｂとフレームユニット８０４ｂ及び８０４ｄとによって規定され、フレームユニット８０４ｂ、８０４ｄはそれぞれが可動機構を有する。例えば、第１の自由端は、関節リンク機構８０６ａ及びフレームユニット８０４ｂを含むか、又はそれらによって規定され得る。そして、第２の自由端は、関節リンク機構８０６ａ及びフレームユニット８０４ｄを含むか、又はそれらによって規定され得る。これは、安定性及び操作性を向上させるために長いヘビのような本体を通しているという利点を活用しながら、両方のロボットクローラがパイプ又は他の狭いエリアを一緒に移動する必要があるタスクに役立ち得る。このようにして特定の場所まで移動した後に、ロボットクローラは、結合解除制御モードで個別に動作するために互いに結合解除され得る。結合機構８０３ａ及び８０３ｂは、接合されたロボットクローラ８０２ａ及び８０２ｂの動きの別の自由度を追加する別の機械的ジョイント又はリンク機構を含むことができることに留意されたい。
【0114】
図１１は、結合機構９０３ａ及び９０３ｂを介して互いに結合され、協調駆動モードで動作可能な一体型ロボットクローラシステムを形成する第１及び第２のロボットクローラ９０２ａ及び９０２ｂを示す。第１のロボットクローラ９０２ａは、関節リンク機構９０６ａ（例えば、異なる回転軸で動作可能な複数の電動ジョイントモジュール）によって互いに結合された２つのフレームユニット９０４ａ及び９０４ｂを有することができる。第１の結合機構９０３ａは、関節リンク機構９０６ａの隣接するジョイントモジュール同士の間で支持され得る。第１の結合機構９０３ａは、磁石、強磁性材料、可変磁束磁気装置、又は別の支持構造に結合されるように構成された支持構造、或いは任意の他の適切な結合装置又は機構であり得る。同様に、第２のロボットクローラ９０２ｂも、関節リンク機構９０６ｂ（例えば、異なる回転軸で動作可能な複数の電動ジョイントモジュール）によって互いに結合されたフレームユニット９０４ｃ及び９０４ｄを含むことができる。第２の結合機構９０３ｂも同様に、関節リンク機構９０６ｂの隣接するジョイントモジュール同士の間で支持することができ、第１の結合機構９０３ａと動作可能且つ結合可能であり、協調駆動モードでの動作のために第１及び第２のロボットクローラ９０２ａ及び９０２ｂを互いに結合することを容易にする。こうして、ロボットクローラ９０２ａ及び９０２ｂのそれぞれの中央又は中間領域又はセクションを結合して、１つのロボットクローラだけよりも優れた安定性を有する単一のロボットクローラの形態の一体型ロボットクローラシステムを形成することができる。これは、第２のロボットクローラ９０２ｂが、エンドエフェクタ９１２ａ及び９１２ｂを用いて、１つのロボットクローラだけで提供できるよりも大きな地面支持を必要とする重い負荷を持ち上げる等のタスクを実行する際に、第２のロボットクローラ９０２ｂを安定化させるのに有益であり得る。この例では、一体型ロボットクローラシステムは４つの自由端を含み、各自由端は、それぞれ関節リンク機構９０６ａ及び９０６ｂの少なくとも一部と、それぞれフレームユニット９０４ａ、９０４ｂ、９０４ｃ、及び９０４ｄとから構成される。フレームユニット９０４ａ、９０４ｂ、９０４ｃ、及び９０４ｄそれぞれが可動機構（例えば、無限軌道）を有する。例えば、第１の自由端は、関節リンク機構９０６ａ及びフレームユニット９０４ａの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。第２の自由端は、関節リンク機構９０６ａ及びフレームユニット９０４ｂの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。第３の自由端は、関節リンク機構９０６ｂ及びフレームユニット９０４ｃの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。そして、第４の自由端は、関節リンク機構９０６ｂ及びフレームユニット９０４ｄの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。
【0115】
図１２は、結合機構８０３ａ及び９０３ｂを介して協調駆動モードで互いに結合された第１のロボットクローラ８０２ａ（図１０Ａ）と第２のロボットクローラ９０２ｂ（図１１）との組合せを示す。こうして、第１のロボットクローラ８０２ａの端部は、（結合機構８０３ａ及び９０３ｂを介して）第２のロボットクローラ９０２ｂの中間領域に結合することができる。これは、一方のロボットクローラ８０２ａを他方のロボットクローラ９０３ｂ（フレームユニット９０４ｃ及び９０４ｄが地面にある場合）で安定させるのに有益であり得る一方、ロボットクローラ８０２ａの一部又は大部分は地面から上方に持ち上げられて、単一のロボットクローラで到達可能又は持ち上げることができるであろう地面からより高い負荷又は他の物品に到達する等、エンドエフェクタ８１２によるタスクを実行する。この例では、一体型ロボットクローラシステムは、３つの自由端を含み、各自由端は、それぞれ関節リンク機構８０６ａ及び９０６ｂの少なくとも一部と、それぞれフレームユニット８０４ｂ、９０４ｃ、９０４ｄとから構成され、フレームユニット８０４ｂ、９０４ｃ、及び９０４ｄそれぞれが可動機構（例えば、無限軌道）を有する。例えば、第１の自由端は、関節リンク機構８０６ａ及びフレームユニット８０４ｂの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。第２の自由端は、関節リンク機構９０６ｂ及びフレームユニット９０４ｃの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。第３の自由端は、関節リンク機構９０６ｂ及びフレームユニット９０４ｄの一部を含むか、又はそれによって規定され得る。
【0116】
図面に示された例を参照し、本明細書ではその例を説明するために特定の言語を使用した。それにも関わらず、それによって技術の範囲を制限するものではないことが理解されよう。本明細書に示される特徴の変更及び更なる修正、及び本明細書に示される例の追加の応用は、説明の範囲内であるとみなされる。
【0117】
本開示は、本明細書に説明したいくつかの実施形態又は特徴が、本明細書で説明した他の実施形態又は特徴と組み合わせることができることを明示的に開示していない場合があるが、本開示は、当業者によって実行可能な任意のそのような組合せを説明していると読むべきである。本開示における「又は」の使用は、本明細書で別段の指示がない限り、非排他的又は、すなわち「及び／又は」を意味すると理解すべきである。
【0118】
さらに、説明した特徴、構造、又は特徴は、１つ又は複数の例において任意の適切な方法で組み合わせることができる。前述の説明では、説明した技術の例の完全な理解を与えるために、様々な構成の例等、多くの具体的な詳細を提供した。しかしながら、この技術は、１つ又は複数の特定の詳細がなくても、あるいは他の方法、構成要素、装置等を用いて実施できることが認識されよう。他の例では、周知の構造又は動作は、技術の態様を曖昧にするのを避けるために、詳細に図示又は説明していない。
【0119】
主題は、構造的特徴及び／又は動作に特有の言語で説明しているが、添付の特許請求の範囲で規定される主題は、必ずしも上記の特定の特徴及び動作に限定されないことを理解すべきである。むしろ、上記の特定の特徴及び動作は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示される。説明した技術の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び代替構成を想起することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】