知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2025-01-17
(54)【発明の名称】モジュール式ロボット車両
(51)【国際特許分類】
B62D 55/06 20060101AFI20250109BHJP
B62D 55/125 20060101ALI20250109BHJP
B62D 55/14 20060101ALI20250109BHJP
B62D 55/12 20060101ALI20250109BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
B62D55/06
B62D55/125
B62D55/14
B62D55/12 A
B60K1/04 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024539480
(86)(22)【出願日】2022-05-16
(85)【翻訳文提出日】2024-08-23
(86)【国際出願番号】 US2022029448
(87)【国際公開番号】W WO2023129201
(87)【国際公開日】2023-07-06
(31)【優先権主張番号】17/562,847
(32)【優先日】2021-12-27
(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】524243734
【氏名又は名称】エーモス パワー，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＭＯＳ ＰＯＷＥＲ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】６３２５ Ｎｏｒｄｉｃ Ｄｒｉｖｅ Ｃｅｄａｒ Ｆａｌｌｓ， ＩＡ ５０６１３ （ＵＳ）
(74)【代理人】
【識別番号】100128886
【弁理士】
【氏名又は名称】横田 裕弘
(72)【発明者】
【氏名】ベー，トーマス，セドリック
(72)【発明者】
【氏名】ウェルス，パーカー
(72)【発明者】
【氏名】コーイストラ，ザッカリー
(72)【発明者】
【氏名】ベーラー，フォレスト
(72)【発明者】
【氏名】ベー，カイル
(72)【発明者】
【氏名】マツーフ，ルイス
(72)【発明者】
【氏名】デュシャルム，ブロック
(72)【発明者】
【氏名】ズワルト，テリー
【テーマコード（参考）】
3D235
【Ｆターム（参考）】
3D235AA11
3D235BB20
3D235CC15
3D235DD32
3D235FF32
3D235HH52
(57)【要約】
シャーシから分離可能なモジュラー式無限軌道アセンブリを備えたロボット車両であって、駆動ユニットがモータコントローラとともに各無限軌道アセンブリに内蔵されており、冷却システムが、無限軌道の上方に配置された外装カバー内に設けられ、冷却システムの冷却器がモータおよびモータコントローラの後方に配置され、モータが最終駆動体の上方に配置された無限軌道を駆動する最終駆動体にモータを結合するために、左無限軌道アセンブリの内側で外装カバーの外側に接続されたギアボックスを有する。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
右側面と左側面とを有するシャーシと、前記シャーシの右側から分離可能な右無限軌道アセンブリと、
前記シャーシの左側から分離可能な左無限軌道アセンブリと、を備え、
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、無限軌道に動作可能に連結されたモータを備えることを特徴とする、ロボット車両。
【請求項2】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、無限軌道フレームと、
前記無限軌道とともに回転するように前記無限軌道に結合された無限軌道リンクと、
前記無限軌道リンクおよび前記無限軌道を回転させるために前記無限軌道リンクに係合されたスプロケットと、
前記無限軌道のアライメントを維持するために前記無限軌道リンクと係合する少なくとも１つのアイドラローラおよび少なくとも１つのローラと、を備え、
最終駆動体が、前記スプロケットに組み合わされ、前記モータによって駆動され、前記無限軌道フレームに対して前記無限軌道を回転させる、請求項１に記載のロボット車両。
【請求項3】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、前記最終駆動体の垂直方向上側に配置された前記モータを含むギアボックスアセンブリをさらに備える、請求項２に記載のロボット車両。
【請求項4】
前記モータの出力の回転軸が、前記最終駆動体の回転軸の上方に配置され、かつ、前記最終駆動体の回転軸と整列されることにより、前記モータを地面より高くして、前記モータが汚れないようにすることを特徴とする、請求項３に記載のロボット車両。
【請求項5】
前記ギアボックスアセンブリは、前記モータの出力の回転を止めるブレーキをさらに備える、請求項４に記載のロボット車両。
【請求項6】
前記ギアボックスアセンブリの各々が、前記モータに機械的に結合されたモータギアと、前記ブレーキに機械的に結合され、前記モータギアと逆回転可能に係合したブレーキギアと、前記最終駆動体に機械的に結合され、前記ブレーキギアと逆回転可能に係合した最終駆動体ギアとを収容するギアボックスと、をさらに備え、前記モータギア、前記ブレーキギア、前記最終駆動体ギアの各々が、垂直面に沿って整列された回転軸を有する、請求項５に記載のロボット車両。
【請求項7】
前記ギアボックスの各々が、センターギアボックスプレートによって隔てられたフロントギアボックスプレートおよびリアギアボックスプレートをさらに備え、前記モータギアが、前記フロントギアボックスプレートの外側および前記モータに取り付けられるモータシャフトハウジング内に実質的に収容されるモータシャフトアセンブリによって前記モータに結合され、前記ブレーキギアが、前記リアギアボックスプレートの外側および前記ブレーキに取り付けられたブレーキシャフトハウジングに実質的に収容されたブレーキシャフトアセンブリによって前記ブレーキに結合され、前記最終駆動体ギアが、前記フロントギアボックスプレートの外側および前記最終駆動体に取り付けられた最終駆動体シャフトハウジングに収容された最終駆動体シャフトアセンブリによって前記最終駆動体に結合される、請求項６に記載のロボット車両。
【請求項8】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、バッテリユニットに電気的に接続可能であり、かつ前記モータに電気的に接続され前記バッテリユニットからの電力を前記モータのために変換するモータコントローラをさらに備える、請求項１に記載のロボット車両。
【請求項9】
前記モータの各々はＡＣモータであり、前記モータコントローラの各々は、前記バッテリユニットからの電力をモータ用の可変周波数ＡＣ電力に変換する、請求項８に記載のロボット車両。
【請求項10】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、前記モータコントローラおよび前記モータからの熱を放熱するために、前記モータコントローラおよび前記モータに動作可能に接続された冷却システムをさらに備える、請求項９に記載のロボット車両。
【請求項11】
前記冷却システムは、冷却器と、前記コントローラおよび前記モータの周囲にある冷却剤を前記冷却器に循環させるポンプと、を含み、前記コントローラは、前記モータと前記ポンプとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のロボット車両。
【請求項12】
前記冷却システムの各々および前記モータコントローラの各々が前記無限軌道の上方に配置されている、請求項１１に記載のロボット車両。
【請求項13】
前記冷却器の各々が対応する前記モータの後方に配置され、最終駆動体が前記モータの各々の出力に組み合わされる、請求項１２に記載のロボット車両。
【請求項14】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、無限軌道フレームと、前記無限軌道フレームを前記シャーシに取り外し可能に取り付ける取り付け機構とをさらに備える、請求項１に記載のロボット車両。
【請求項15】
前記取り付け機構の各々が、前記無限軌道フレームに組み合わされ、前記シャーシに摺動可能に組み合わされた一対のチューブと、前記シャーシに組み合わされ、前記一対のチューブの少なくとも一方のチューブに取り付けられ、前記ロボット車両の無限軌道間幅を増減させるために前記無限軌道フレームを前記シャーシに向かっておよび前記シャーシから離れる方向に駆動するアクチュエータと、をさらに備える、請求項１４に記載のロボット車両。
【請求項16】
前記取り付け機構の各々が、一端が前記無限軌道フレームに取り付けられ、他端が前記シャーシに取り付けられ、前記シャーシを地面より高くし、前記ロボット車両の無限軌道間幅を増加させる一対のアングルアームをさらに備える、請求項１４に記載のロボット車両。
【請求項17】
前記左無限軌道アセンブリは（ｉ）前記モータ、モータコントローラ、および冷却システムが、前記シャーシに結合された操作ユニットおよびバッテリユニットを含む中央ユニットから前記左無限軌道アセンブリとともに全体として分離可能である状態で、取り付け機構および電気コネクタによって前記シャーシから分離可能であり、（ｉｉ）外装カバーが前記無限軌道の上方に配置され、前記モータ、前記モータコントローラ、および前記冷却システムの全てが前記外装カバーに包まれ、前記冷却システムの冷却器が前記ロボット車両の前面で前記モータおよび前記モータコントローラの後方に配置され、前記外装カバーと前記左無限軌道アセンブリの内側で前記外装カバーの外側に連結され、前記無限軌道を駆動する最終駆動体に前記モータを連結するギアボックスであって、前記モータの出力の回転軸が前記最終駆動体の出力の回転軸と垂直に整列して同一平面上にある状態で、前記モータが前記最終駆動体の上方に配置されているギアボックスを備える、請求項１に記載のロボット車両。
【請求項18】
右側面と左側面を有するシャーシと、前記シャーシの後方に配置された操作ユニットと、
前記シャーシの前方に配置されたバッテリユニットと、
前記シャーシの右側から分離可能な右無限軌道アセンブリと、
前記シャーシの左側から分離可能な左無限軌道アセンブリと、を備え、
前記左無限軌道アセンブリおよび前記右無限軌道アセンブリの各々は、取り付け機構および電気コネクタによって前記シャーシから分離可能であり、
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、
前記シャーシ上の前記バッテリユニットに作動可能に取り付けられるモータと、
前記シャーシに取り外し可能に取り付け可能な無限軌道フレームと、
地面を横切り、前記無限軌道フレームに対して回転可能な無限軌道と、
前記無限軌道とともに回転するように前記無限軌道に結合された無限軌道リンクと、
前記モータに連結され、前記無限軌道リンクと係合して前記無限軌道リンクと前記無限軌道とを回転させるスプロケットと、
前記無限軌道の整列を維持するために前記無限軌道リンクと係合する少なくとも１つのアイドラローラおよび少なくとも１つのローラと、を備え、
前記モータおよびモータコントローラが、前記左無限軌道アセンブリと、前記操作ユニットおよび前記バッテリユニットとから全体として分離可能であることを特徴とする、ロボット車両。
【請求項19】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々は、前記スプロケットに結合される最終駆動体に垂直方向上側に位置決めされて係合する前記モータを含むギアボックスアセンブリをさらに備え、前記モータの出力の回転軸が、前記モータを地面より高くするために前記最終駆動体の回転軸より上方に位置決めされ前記モータが汚れないようにされ、前記ギアボックスアセンブリが、前記モータの出力の回転を止めるブレーキをさらに備え、前記ギアボックスアセンブリが、前記モータに機械的に結合されたモータギアと、前記ブレーキに機械的に結合され、前記モータギアと逆回転可能に係合されたブレーキギアと、前記最終駆動体に機械的に結合され、前記ブレーキギアと逆回転可能に係合された最終駆動体ギアと、を収容するギアボックスをさらに備え、前記モータギア、前記ブレーキギア、および前記最終駆動体ギアの各々が、垂直面に沿って整列された回転軸を有し、前記ギアボックスが、センターギアボックスプレートによって離間されたフロントギアボックスプレートおよびリアギアボックスプレートをさらに備え、前記モータギアが、前記フロントギアボックスプレートの外側および前記モータに取り付けられたモータシャフトハウジング内に実質的に収容されるモータシャフトアセンブリによってモータに結合され、前記ブレーキギアが、前記リアギアボックスプレートの外側および前記ブレーキに取り付けられたブレーキシャフトハウジングに実質的に収容されたブレーキシャフトアセンブリによって前記ブレーキに結合され、前記最終駆動体ギアが、前記フロントギアボックスの面の外側および前記最終駆動体に取り付けられた最終駆動体シャフトハウジングに収容された最終駆動体シャフトアセンブリによって前記最終駆動体に結合される、請求項１８に記載のロボット車両。
【請求項20】
前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々が、前記バッテリユニットからの電力を前記モータのために変換するために、前記バッテリユニットに電気的に接続可能で前記モータに電気的に接続されたモータコントローラをさらに備え、前記右無限軌道アセンブリおよび前記左無限軌道アセンブリの各々が、前記モータコントローラおよび前記モータからの熱を放熱するために、前記モータコントローラおよび前記モータに動作可能に接続された冷却システムをさらに備え、前記冷却システムは、冷却器と、前記モータコントローラおよび前記モータの周囲の冷却剤を前記冷却器に循環させるポンプと、を備え、前記モータコントローラは、前記モータと前記ポンプとの間に配置され、前記冷却システムおよび前記モータコントローラは、前記無限軌道の上方に配置され、前記冷却器は、前記モータの後方に配置され、前記モータに接続され、前記スプロケットに結合された最終駆動体をさらに備える、請求項１８に記載のロボット車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２１年１２月２７日に出願された米国特許出願第１７／５６２，８４７号の優先権を主張するものであり、その内容は引用により本願に組み込まれている。
【0002】
本開示は、自動制御車両、より具体的には、モジュール式無限軌道（トラック）ロボット車両に関する。
【背景技術】
【0003】
自動制御車両が、人間が操作する車両よりも好ましい例は多い。このような自動制御車両は、救急隊員や爆発物処理班が経験するような危険な作業を実行したり、危険な状況で動作したりする場合に特に有利である。また、農場の規模が大きくなっても、農作業のために許される時間は変わらない農業など、大規模な車両団が必要な状況でも有利である。どのような状況であっても、すぐに利用可能で、どのような状況でも動作するのに十分頑丈な自動制御走行車が必要とされている。
【0004】
したがって、当技術分野においては、様々な作業を実行する際に人を支援することができる方法、システム、および／または装置に対するニーズが存在する。そのような方法、システム、および／または装置は、作業を実行するための時間を短縮するため、作業を実行できる条件を改善するため、必要とされる人員の量を削減するため、またそうでなければ、農業および他の産業に関連する課題の数を低減するために使用することができる。
【発明の概要】
【0005】
本発明の一態様として、開示されるのは、モジュール式で、着脱可能で、交換可能で、構成可能な無限軌道アセンブリを有するロボット車両である。１つの実施形態において、ロボット車両は、シャーシの右側から分離可能な右無限軌道アセンブリおよびシャーシの左側から分離可能な左無限軌道アセンブリを有する右側および左側を含むシャーシを備え、右無限軌道アセンブリおよび左無限軌道アセンブリの各々は、無限軌道に動作可能に接続されたモータを備える。この構成において、それぞれの無限軌道アセンブリは、ロボット車両のシャーシから着脱可能であり、交換可能であり、設定可能であるので、ロボット車両は、モータ、モータコントローラ、および冷却システムがそれぞれの無限軌道アセンブリに内蔵されている状態で、デュアル無限軌道またはシングル無限軌道ロボット車両として構成することができる。
【0006】
右無限軌道アセンブリおよび左無限軌道アセンブリの各々は、無限軌道フレームと、無限軌道とともに回転するように無限軌道に組み合わされた無限軌道リンクと、無限軌道リンクおよび無限軌道を回転させるために無限軌道リンクに係合されたスプロケットと、無限軌道のアライメントを維持するとともに無限軌道アセンブリの重量を無限軌道全体で分散させるために無限軌道リンクに係合された少なくとも１つのアイドラローラおよび少なくとも１つのローラと備え、最終駆動体は、無限軌道フレームに対して無限軌道を回転させるためにスプロケットに組み合わされ、モータによって駆動される。
【0007】
各モジュラー無限軌道アセンブリをコンパクトに保つために、右無限軌道アセンブリおよび左無限軌道アセンブリの各々は、最終駆動体の垂直方向上側に配置されたモータを構成するギアボックスアセンブリをさらに備える。これに関して、モータの出力のための回転軸は、モータを地面より高くしてモータが汚れないようにするために、最終駆動体の回転軸の上方に配置される。ブレーキは、モータ、最終駆動体、またはモータと最終駆動体の両方の出力の回転を止めるために、モータと最終駆動体の反対側でギアボックスに接続することもできる。
【0008】
ギアボックスのこのようなコンパクトな構成は、ギアボックスの独特なアセンブリによって実現することができ、このアセンブリは、モータに機械的に結合されたモータギア、ブレーキに機械的に結合され、モータギアと逆回転可能に係合されたブレーキギア、および最終駆動体に機械的に結合され、ブレーキギアと逆回転可能に係合された最終駆動体ギアを収容することができ、モータギア、ブレーキギア、および最終駆動体ギアの各々は、すべてが垂直平面に沿って整列され得る回転軸を有することができる。
【0009】
より具体的には、ギアボックスは、センターギアボックスプレートによって離間されたフロントギアボックスプレートおよびリアギアボックスプレートを備え、モータギアは、フロントギアボックスプレートの外側およびモータに取り付けられるモータシャフトハウジングに実質的に収容されるモータシャフトアセンブリによってモータに結合され、ブレーキギアが、リアギアボックスプレートの外側およびブレーキに取り付けられるブレーキシャフトハウジングに実質的に収容されるブレーキシャフトアセンブリによってブレーキに結合され、最終駆動体ギアが、フロントギアボックスの面の外側および最終駆動体に取り付けられる最終駆動体シャフトハウジングに収容される最終駆動体シャフトアセンブリによって最終駆動体に結合される。この構成により、フロントギアボックスプレートからリアギアボックスプレートまでのギアボックスの全体の厚さは、厚さ数インチのオーダーで比較的薄くすることができる。
【0010】
ロボット車両の右無限軌道アセンブリおよび左無限軌道アセンブリの各々は、有利には、バッテリユニットと電気的に接続可能であり、バッテリユニットからの電力をモータ用に変換するためにモータと電気的に接続されたモータコントローラを備えることもできる。モータコントローラをモジュラー無限軌道アセンブリに配置した状態で、モータコントローラが着脱可能な電気コネクタによってロボット車両の中央ユニットに接続される構成でもよい。これにより、モータとモータコントローラは各無限軌道アセンブリ内に保持される。一実施形態では、モータはＡＣモータであり、モータコントローラは、バッテリユニットからの電力をモータ用の可変周波数ＡＣ電力に変換する。状況に応じて、適切なモータ制御コントローラを備えたＤＣモータが使用されてもよい。
【0011】
また、右無限軌道アセンブリおよび左無限軌道アセンブリの各々が、モータコントローラおよびモータからの熱を放熱するために、モータコントローラおよびモータに動作可能に接続された冷却システムを備えることも有利である。冷却システムは、冷却器と、コントローラおよびモータの周りの冷却剤を冷却器に循環させるポンプとを備えすることができ、コントローラはモータおよびポンプの間に配置される。各無限軌道アセンブリをモジュール式でコンパクトに保つために、冷却システムおよびモータコントローラを無限軌道の上方に配置することができる。冷却器はモータと最終駆動体の後方に配置される。
【0012】
無限軌道アセンブリの各々は異なる構成となることも考えられる。右無限軌道アセンブリおよび左無限軌道アセンブリの各々は、無限軌道フレームと、無限軌道フレームをシャーシに取り外し可能に取り付けるための取り付け機構とを備えることができる。一の実施態様において、取り付け機構は、無限軌道フレームと組み合わされ、シャーシにスライド可能に組み合わされた一対のチューブと、シャーシに組み合わされ、一対のチューブの少なくとも１つのチューブに取り付けられ、ロボット車両の無限軌道間幅を増減させるためにシャーシに向かって無限軌道フレームを駆動し、シャーシから離れるように無限軌道フレームを駆動するアクチュエータとを備える。これは、畝幅が変化し得る農業作業に特に有用である。別の実施態様では、取り付け機構は、一端が無限軌道フレームに取り付けられ、他端がシャーシに取り付けられて、シャーシを地面より高くし、ロボット車両の無限軌道間幅を増加させる一対のアングルアームを備えることができる。
【0013】
いずれの実施態様の取り付け機構においても、左無限軌道アセンブリは、取り付け機構をシャーシから切り離し、電気コネクタを切り離すことによって、シャーシから分離可能である。これらの切り離しにより、各無限軌道アセンブリは、それ自身が内蔵するモータ、モータコントローラ、および冷却システムとともに、操作ユニットおよびバッテリユニットから無限軌道アセンブリを完全に分離可能である。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本発明のこれらの特徴または他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を、図面とともに読むことによってより理解され得る。
【0015】
【図1】本開示によるロボット車両の斜視図である。
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【図6】より広いベースおよびより高い地上高を有するロボット車両の代替実施態様である。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【発明を実施するための形態】
【0037】
図１は、本開示によるロボット車両１００の斜視図である。ロボット車両１００は、オペレータを疲労させるまたは危険にさらすことなく、人手を要する作業またはリスクの高い作業を遂行するために、電気駆動式であり、遠隔操作可能である。ロボット車両１００は、過酷な環境でも動作するように、頑丈で強堅である。その重心は低く前方にあるため、重量の何倍もの機器を牽引することや運搬することができる。容易に交換可能なバッテリパックにより、ロボット車両１００は長時間動作することができ、その後速やかにバッテリパックを交換することで動作を継続することができる。
【0038】
ロボット車両１００は、右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６に支持された前端１０２ａおよび後端１０２ｂを有するシャーシ１０２を有する中央ユニット１０１を備える。右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６の各々は、ロボット車両１００を操作するのに必要な回路およびソフトウェアが配置されている操作ユニット１１２に取り外し可能に接続可能な、独自のモータ駆動部を有する。フロントフード１１４は、中央ユニット１０１および各モータ駆動アセンブリ１０８の操作ユニット１１２から外側に突出しており、カメラ１１１およびライト１１３のような補助装置を配置することができる。
【0039】
フロントフード１１４の下方であって、シャーシ１０２の上方であり、かつ右無限軌道アセンブリ１０４と左無限軌道アセンブリ１０６との間に、バッテリユニット２００が設けられる。バッテリユニット２００は、１５００ポンドを超える重量のロボット車両１００の総重量の２５～３０％となり得る。バッテリユニット２００をシャーシ１０２上でフロントフード１１４の下方に配置することにより、ロボット車両１００の重心が下がり、かつ前方に移動し、牽引力および牽引能力が向上する。バッテリユニット２００およびシャーシ１０２は、２０２１年１１月１５日に出願された米国特許出願第１７／５２６，８７２号にさらに詳細に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0040】
ロボット車両１００は、ロボット車両１００を様々な用途に容易に構成可能にするため、ロボット車両１００の中央ユニット１０１のシャーシ１０２から各々取り外し可能に取り付け可能な右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６を備える。図１～図４は、標準的な幅および地上高を有する右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６を有する１つの実施態様を示す。また、図６～図９は、後述するフレーム取り付け機構１２０を交換することによって、より大きな幅および地上高となる別の実施態様を示す。さらに、ロボット車両１００は、より大きな牽引能力が要求される場合には、右無限軌道アセンブリ１０４ａ、１０４ｂおよび左無限軌道アセンブリ１０６ａ、１０６ｂを含むデュアル無限軌道アセンブリユニットを有する図１２に示される実施態様のように、２つ以上の右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６を含むことができる。
【0041】
図２を参照すると、中央ユニット１０１のシャーシ１０２から取り外された右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６が示されている。図示されるように、右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６の各々は、モジュール式の自己完結型ユニットであり、中央ユニット１０１のシャーシ１０２から容易に分離可能であり、唯一の接続部を備える。この接続部は、それぞれの右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６をシャーシ１０２に取り外し可能に結合するための、図４、図７、図１７および図１８に示すフレーム取り付け機構１２０、およびバッテリユニット２００からの電力および操作ユニット１１２との間のデータのための電気コネクタ１２１である。
【0042】
図３は、図１の左無限軌道アセンブリ１０６の外側を示す斜視図であり、図４は、左無限軌道アセンブリ１０６の内側を示す斜視図である。右無限軌道アセンブリ１０４は、同じ構成要素が鏡面化されているだけで機能的に同一であるため、右無限軌道アセンブリ１０４が同様に構成されているものとして、左無限軌道アセンブリ１０６のみを説明する。
【0043】
図５を参照すると、左無限軌道アセンブリ１０６は、その内側にベルトまたはチェーンの形態とすることができる無限軌道リンク１２６を取り付けた無限軌道１２４を含む、無限軌道車両の標準的な構成要素を含む。最終駆動体１５２（図１０および図１１に関連して後述）に固定されたスプロケット１２８が、無限軌道リンク１２６に係合し、無限軌道１２４を地面上で走行させる。フロントアイドラローラ１３０、リアアイドラローラ１３２および１つ以上のローラ１３４が、ロボット車両１００の重量を支持し、無限軌道１２４の配列を維持する。フロントアイドラローラ１３０、リアアイドラローラ１３２およびローラ１３４は、ロボット車両１００が凹凸のある地形を走行する際の衝撃の一部を吸収するために、サスペンション部材１３８によって無限軌道フレーム１２３に対して回転可能に連結される。
【0044】
フレーム取り付け機構１２０は、左無限軌道アセンブリ１０６をシャーシ１０２に取り付ける。図４に示される実施態様では、取り付け機構は、図１７および１８に示される少なくとも１つのアクチュエータ１２５によってシャーシ１０２に対して内側および外側に付勢される、左無限軌道アセンブリ１０６の無限軌道フレーム１２３に連結された一対のチューブ１２２として構成される。一対のチューブ１２２は、各々単一のチューブとして、またはより大きく拡張するための複数の伸縮チューブとして構成され得る。幅の自動調節が好ましいが、伸縮チューブによる手動での幅調節でもよい。走行する地形に応じて、無限軌道間の幅を増減させることができる。これは、例えばブドウ園や農産物など、作物列間の距離が変化する農業作業での使用に特に有利である。アクチュエータ１２５は、電気コネクタ１２１を介してバッテリユニット２００および操作ユニット１１２に電気的に接続されている。このようにして、操作ユニット１１２からの指令は、右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６の一方または両方を伸縮させることができる。アクチュエータ１２５の一端はシャーシ１０２に固定され、アクチュエータ１２５のロッドはチューブ１２２に固定されている。
【0045】
図６～図９および図１９に示すように、フレーム取り付け機構１２０は、左無限軌道アセンブリ１０６の無限軌道フレーム１２３を長手方向に跨いで溶接、ボルト締め、または他の方法で無限軌道プレート１４２に一端が取り付けられ、シャーシ１０２を長手方向に跨いで取り付けられたシャーシプレート１４４に他端が取り付けられた一対のアングルアーム１４０として構成することができる。電気コネクタ１２１とそれに対応するケーブルを覆うために、ケーブルカバー１４６を追加することができる。一対のアングルアーム１４０のこの配置は、ロボット車両１００の無限軌道間幅を効果的に固定し、シャーシ１０２の地上高を高くする。この実施形態は、より頑丈なベースおよびより大きな地上高が要求される場合に有用である。それ以外において、これら図６～図９に示す実施形態は、図１に示す実施形態と同じである。地上高を上昇させる他の実施態様としては、右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６の両方に対して、中央ユニット１０１およびシャーシ１０２を効果的に上昇させる角度付きアクチュエータなどであってもよい。
【0046】
図５に示すように、左無限軌道アセンブリ１０６の分解図が示されており、この左無限軌道アセンブリ１０６は、ギアボックスアセンブリ１５０と冷却システム１９０とをさらに含んでいる。ここで図１０～１１を参照すると、図示されているのは、左無限軌道アセンブリ１０６を駆動するギアボックスアセンブリ１５０である。図１０～図１１は、左無限軌道アセンブリ１０６を駆動するギアボックスアセンブリ１５０を示す。ギアボックスアセンブリ１５０は、左無限軌道アセンブリ１０６の無限軌道リンク１２６に係合するスプロケット１２８に直接連結される最終駆動体１５２を含む。最終駆動体１５２は、バッテリユニット２００によって電力が供給され、操作ユニット１１２によって制御されるモータ１５４によって回転駆動される。ブレーキ１５６が、モータ１５４と最終駆動体１５２との間に機械的に連結され、モータ１５４と最終駆動体１５２との回転を停止させる。これらの構成部品はすべて、モータ１５４が最終駆動体１５２の上方に垂直に上昇し、モータ１５４の出力の回転軸が最終駆動体１５２の回転軸の上方にある革新的な配置で機械的に連結されている。このことにより、モータ１５４は左無限軌道アセンブリ１０６の無限軌道１２４の上方に配置され、汚れないよう配置される。これらの構成要素を連結する機械部品は、すべて、２インチ厚の狭いギアボックス１５８内に隔離されている。
【0047】
ギアボックスは、ギアボックス１５８の前側斜視図である図１０、同後側斜視図である図１１、図１１のギアボックスの後面図である図１５Ａ、および図１５Ａの線Ａ－Ａに沿って取った断面図である図１５Ｂ、およびギアボックスアセンブリ１５０の分解図である図１６に最もよく示されている。ギアボックス１５８は、センターギアボックスプレート１６１によって間隔を隔てられたフロントギアボックスプレート１６０とリアギアボックスプレート１６２を備える。ギアボックス１５８の内部には、モータ軸アセンブリ１６６によってモータ１５４に機械的に連結されたモータギア１６４があり、このモータギア１６４は、モータ軸ハウジング１６８の内部に密閉され、モータ取り付けプレート１７０によってモータ１５４に固定され整列されている。モータギア１６４は、ブレーキシャフトハウジング１７６内に密閉され、固定され、モータ１５４と位置合わせされたブレーキシャフトアセンブリ１７４によってブレーキ１５６と機械的に連結されたブレーキギア１７２と逆回転可能に噛み合っている。これにより、ブレーキ１５６はブレーキギア１７２に逆回転力を与え、モータギア１６４の回転を止めることができる。ブレーキギアは、最終駆動体シャフトハウジング内に密閉され、固定され、最終駆動体１５２と整列された最終駆動体シャフトアセンブリ１８０によって、最終駆動体１５２とスプロケット１２８に機械的に連結された最終駆動体ギア１７８に逆回転可能に噛み合っている。
【0048】
モータギア１６４、ブレーキギア１７２、および最終駆動体ギア１７８の全ては、ギアボックス１５８の必要な幅を狭めるために、それぞれの軸が同じ垂直平面上に整列されている。これにより、ギアボックス１５８は、電気駆動ロボット車両用の標準的なギアボックスよりも十分に小さい厚さを有することもできる。リアギアボックスプレート１６２はまた、冷却システム１９０のための取り付け点を提供する大きな表面積を有する。
【0049】
図１３～１４および図２１を参照すると、モータ１５４およびモータコントローラ１９２に接続された冷却システム１９０が示されている。ＡＣモータとして構成されたモータ１５４の場合、モータコントローラ１９２は、バッテリユニット２００からのＤＣ電圧をモータ１５４を駆動するための可変周波数ＡＣ電力に変換するためのインバータとして構成することができる。ＤＣモータとして構成されたモータ１５４の場合、モータコントローラ１９２は、モータ１５４に加えられる電流と電圧を調整することによって、モータ１５４の回転速度とトルクを制御することができる。いずれの例においても、モータ１５４とモータコントローラ１９２は、最適な動作状態を維持するため冷却されることがある。冷却システム１９０は、冷却液リザーバ１９６およびポンプ１９８と流体連通しているファン内蔵の冷却器１９４を備える。ポンプ１９８は、一連のホース１９９を通して、冷却剤リザーバからモータ１５４とモータコントローラ１９２の周りの冷却剤を、余分な熱を放熱できる冷却器１９４に循環させる。図５に戻ると、内蔵ファンを備えた冷却器１９４が、ギアボックスアセンブリ１５０の後方、ロボット車両１００の後部付近に独自に配置されていることがわかる。
【0050】
図１～図４に戻ると、左無限軌道アセンブリ１０６は、ギアボックスアセンブリ１５０、冷却システム１９０、モータ１５４、およびモータコントローラ１９２が、左無限軌道アセンブリ１０６の無限軌道１２４の上方の外装カバー１１８内に内蔵されているユニットであることが分かる。外装カバー１１８は、ギアボックス１５８に直接接続され得る外側カバー部１１８ａと内側カバー部１１８ｂとを含む。これにより、電気コネクタ１２１とフレーム取り付け機構１２０を外すだけで、１つまたは複数の左無限軌道アセンブリ１０６を追加または取り外すことができる。
【0051】
図２０は、ロボット車両１００のハイレベル電気回路図である。ロボット車両１００の中央ユニット１０１は、ロボット車両１００を駆動および制御するのに必要なソフトウェアおよびハードウェアを含む操作ユニット１１２に対して電気的に接続されるバッテリユニット２００を含む。右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６の各々は、少なくとも１つの電気コネクタ１２１によって操作ユニット１１２およびバッテリユニット２００に電気的に接続されている。従って、バッテリユニット２００からの電力および操作ユニット１１２からの双方向制御信号および応答信号は、モータコントローラ１９２、アクチュエータ１２５、ポンプ１９８および冷却器１９４に直接供給される。操作ユニット１１２とモータ１５４およびモータコントローラ１９２との間の双方向制御信号および応答信号のための正および負のＤＣ供給電圧、リレー供給、ならびに双方向ＣＡＮおよびＶＣＵ接続のすべては、操作ユニット１１２と対応する右無限軌道アセンブリ１０４および左無限軌道アセンブリ１０６との間の少なくとも１つの電気コネクタ１２１によって電気的に接続され得る。操作ユニット１１２は、本開示で説明する無限軌道アセンブリ１０４、１０６のすべてを同時に制御するように構成される。
【0052】
当業者であれば、上述した図示の実施形態が例示的なものであることを理解するであろう。ロボット車両１００に対する他の変更および修正が、本開示においては想定されている。代替実施態様では、単一のモータコントローラ１９２を中央ユニット１０１に配置し、左無限軌道アセンブリ１０６および右無限軌道アセンブリ１０４用のモータ１５４に電力を供給するように構成することができる。同様に、単一の冷却システム１９０を、ホース１９９の追加のクイックリリースコネクションを有する中央ユニット１０１に配置することができる。このような変更は、図示された実施形態のモジュール式の利点を提供するが、複数のモータ１５４を駆動するための単一のモータコントローラ１９２が利用できないことや、コストがかかることから、現在のところ不利であると考えられる。
【0053】
本開示で使用される用語は、異なる意味が与えられない限り、当業者にとって通常の意味であると推定される。本開示で使用する実質的にとは、標準的な辞書の定義である、大部分は指定されたものであるが、全部は指定されたものではないことを意味する。
【0054】
本開示において本発明の原理を説明したが、この説明は例示のためにのみなされるものであり、本発明の範囲を限定するものではないことを当業者は理解されたい。他の実施形態は、本開示に示され、記載された例示的な実施形態に加えて、本発明の範囲内であることを意図するものである。当業者による変更および置換は、特許請求の範囲以外によっては限定されない本発明の範囲内であると考えられる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【国際調査報告】