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JP-2026077546-A - ロボット車両のためのシャーシ

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Abstract

【課題】従来技術の解決策に存在する少なくとも一部の欠点を克服するための方法およびデバイスを開発する。 【解決手段】シャーシ組立体の１つの側に配置される第１の前輪および第１の後輪、シャーシ組立体の別の側に配置される第２の前輪および第２の後輪を含む、車輪組立体と、ステアリング組立体であって、第１の前輪および第１の後輪のうちの１つと関連する第１のアクチュエータモータ、第２の前輪および第２の後輪のうちの１つと関連する第２のアクチュエータモータを含む、ステアリング組立体と、リンク組立体であって、第１の前輪および第１の後輪のうちの１つの回転運動を、第１の前輪および第１の後輪のうちの他の１つに伝達するために、第１の前輪と第１の後輪を結合するリンク構造、同様に回転運動を伝達するため第２の前輪と第２の後輪とを結合する別のリンク構造を含む、リンク組立体とを備える、ロボット車両のシャーシ組立体。 【選択図】図１Ａ

Inventors

  • ヴィクター・ザヴァドスキー
  • アレクセイ・ドドノフ
  • ユーリー・ペレフ
  • イェヴェン・ノリック
  • パヴェル・ドロジキン
  • アンドレイ・ゴリコフ

Assignees

  • エブライド・インコーポレイテッド

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20250328
Priority Date
20241025

Claims (20)

  1. シャーシ組立体を制御するための方法であって、前記シャーシ組立体がロボット車両に関連し、前記方法が、 前記ロボット車両についての所望の転回曲率を示す運動コマンドを受け取るステップと、 前記運動コマンドに基づいて、前記シャーシ組立体の第１のアクチュエータモータ用の第１の動作パラメータを決定するステップであって、前記第１の動作パラメータが前記第１のアクチュエータモータによって発生されるトルクを示し、前記第１のアクチュエータモータが前記シャーシ組立体の第１の車輪に動作可能に結合される、ステップと、 前記運動コマンドに基づいて、前記シャーシ組立体の第２のアクチュエータモータ用の第２の動作パラメータを決定するステップであって、前記第２の動作パラメータが前記第２のアクチュエータモータによって発生されるトルクを示し、前記第２のアクチュエータモータが前記シャーシ組立体の第２の車輪に動作可能に結合される、ステップと、 前記第１の動作パラメータに基づいて、前記第１の車輪の第１の速度を決定するステップと、 前記第２の動作パラメータに基づいて、前記第２の車輪の第２の速度を決定するステップと、 を含む、方法。
  2. 前記第１の車輪の第３の速度を示す第１の値を受け取るステップと、 前記第１の速度と前記第３の速度との間の差異が第１のしきい値よりも高いことに応じて、受け取った前記第１の値に基づいて、前記第１の動作パラメータを調整するステップと、 調整された前記第１の動作パラメータに基づいて、前記第３の速度を調整するステップと、 をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第２の車輪の第４の速度を示す第２の値を受け取るステップと、 前記第２の速度と前記第４の速度との間の差異が第２のしきい値よりも高いことに応じて、受け取った前記第２の値に基づいて、前記第２の動作パラメータを調整するステップと、 調整された前記第２の動作パラメータに基づいて、前記第４の速度を調整するステップと、 をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記運動コマンドによって示される前記所望の転回曲率が、第３のしきい値よりも低い場合、前記第１の速度が前記第２の速度に等しい、請求項１に記載の方法。
  5. 前記運動コマンドによって示される前記所望の転回曲率が、前記第３のしきい値よりも高い場合、前記第１の速度が前記第２の速度と異なる、請求項１に記載の方法。
  6. 前記シャーシ組立体の第１のステアリングモータの活動化を示す第１の動作コマンドを受け取るステップであって、前記第１のステアリングモータが前記シャーシ組立体の前記第１の車輪および第３の車輪に動作可能に結合される、ステップと、 前記第１の動作コマンドに応じて、前記第１の速度と前記第２の速度が等しくなるように、前記第１の速度および前記第２の速度を調整するステップと、 前記所望の転回曲率に基づいて第３の動作パラメータを決定するステップであって、前記第３の動作パラメータが前記第１のステアリングモータによって発生されるステアリングトルクを示す、ステップと、 をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記第１の車輪が、前記シャーシ組立体の第１の側に配置される第１の前輪であり、前記第３の車輪が、前記シャーシ組立体の第１の側に配置される第１の後輪である、請求項６に記載の方法。
  8. 前記第１のステアリングモータによって発生されるステアリングトルクを示す第３の値を受け取るステップと、 前記第３の動作パラメータによって示される前記ステアリングトルクと、前記第３の値によって示される前記ステアリングトルクと、の間の差異が第４のしきい値よりも高いことに応じて、前記第１のステアリングモータによって発生される前記ステアリングトルクを調整するステップと、 をさらに含む、請求項６に記載の方法。
  9. 前記シャーシ組立体の第２のステアリングモータの活動化を示す第２の動作コマンドを受け取るステップであって、前記第２のステアリングモータが前記シャーシ組立体の前記第２の車輪および第４の車輪に動作可能に結合される、ステップと、 前記第２の動作コマンドに応じて、前記第１の速度と前記第２の速度が等しくなるように、前記第１の速度および前記第２の速度を調整するステップと、 前記所望の転回曲率に基づいて第４の動作パラメータを決定するステップであって、前記第４の動作パラメータが前記第２のステアリングモータによって発生されるステアリングトルクを示す、ステップと、 をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記第2の車輪が、前記シャーシ組立体の第2の側に配置される第2の前輪であり、前記第4の車輪が、前記シャーシ組立体の第2の側に配置される第2の後輪である、請求項9に記載の方法。
  11. 前記第２のステアリングモータによって発生されるステアリングトルクを示す第４の値を受け取るステップと、 前記第４の動作パラメータによって示される前記ステアリングトルクと、前記第４の値によって示される前記ステアリングトルクと、の間の差異が第５のしきい値よりも高いことに応じて、前記第２のステアリングモータによって発生される前記ステアリングトルクを調整するステップと、 をさらに含む、請求項９に記載の方法。
  12. 前記第１の車輪が第１の前輪であり、前記第２の車輪が第２の前輪である、請求項１に記載の方法。
  13. 前記シャーシ組立体が第３の車輪および第４の車輪をさらに含み、前記第３の車輪が第１の後輪であり前記第４の車輪が第２の後輪であり、 前記第１の車輪の転回曲率を制御することによって、前記第１の車輪と前記第３の車輪との間の機械的接続による前記第３の車輪の転回曲率の制御がもたらされ、 前記第２の車輪の転回曲率を制御することによって、前記第２の車輪と前記第４の車輪との間の機械的接続による前記第４の車輪の転回曲率の制御がもたらされる、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記第１の車輪が第１の後輪であり、前記第２の車輪が第２の後輪である、請求項１に記載の方法。
  15. 前記シャーシ組立体が第３の車輪および第４の車輪をさらに含み、前記第３の車輪が第１の前輪であり前記第４の車輪が第２の前輪であり、 前記第１の車輪の前記転回曲率を制御することによって、前記第１の車輪と前記第３の車輪との間の機械的接続による前記第３の車輪の前記転回曲率の制御がもたらされ、 前記第２の車輪の前記転回曲率を制御することによって、前記第２の車輪と前記第４の車輪との間の機械的接続による前記第４の車輪の前記転回曲率の制御がもたらされる、請求項１４に記載の方法。
  16. ロボット車両に関連するシャーシ組立体であって、 第１の車輪に動作可能に結合される第１のアクチュエータモータと、 第２の車輪に動作可能に結合される第２のアクチュエータモータと、 前記第１のアクチュエータモータおよび前記第２のアクチュエータモータに動作可能に接続される制御ユニットであって、 前記ロボット車両についての所望の転回曲率を示す運動コマンドを受け取ることと、 前記運動コマンドに基づいて、前記シャーシ組立体の第１のアクチュエータモータ用の第１の動作パラメータを決定することであって、前記第１の動作パラメータが前記第１のアクチュエータモータによって発生されるトルクを示し、前記第１のアクチュエータモータが前記シャーシ組立体の第１の車輪に動作可能に結合される、決定することと、 前記運動コマンドに基づいて、前記シャーシ組立体の第２のアクチュエータモータ用の第２の動作パラメータを決定することであって、前記第２の動作パラメータが前記第２のアクチュエータモータによって発生されるトルクを示し、前記第２のアクチュエータモータが前記シャーシ組立体の第２の車輪に動作可能に結合される、決定することと、 前記第１の動作パラメータに基づいて、前記第１の車輪の第１の速度を決定することと、 前記第２の動作パラメータに基づいて、前記第２の車輪の第２の速度を決定することと、 を実行するように構成される、制御ユニットと、 を備える、シャーシ組立体。
  17. 前記制御ユニットが、 前記第１の車輪の第３の速度を示す第１の値を受け取ることと、 前記第１の速度と第１のしきい値よりも高い前記第３の速度との間の差異に応じて、前記受け取った第１の値に基づいて前記第１の動作パラメータを調整することと、 前記調整された第１の動作パラメータに基づいて前記第３の速度を調整することと、 を実行するようにさらに構成される、請求項１６に記載のシャーシ組立体。
  18. 前記制御ユニットが、 前記第２の車輪の第４の速度を示す第２の値を受け取ることと、 前記第２の速度と第２のしきい値よりも高い前記第４の速度との間の差異に応じて、前記受け取った第２の値に基づいて前記第２の動作パラメータを調整することと、 前記調整された第２の動作パラメータに基づいて前記第４の速度を調整することと、 を実行するようにさらに構成される、請求項１６に記載のシャーシ組立体。
  19. 前記運動コマンドによって示される前記所望の転回曲率が第３のしきい値よりも低い場合、前記第１の速度が前記第２の速度に等しい、請求項１６に記載のシャーシ組立体。
  20. 前記運動コマンドによって示される前記所望の転回曲率が前記第３のしきい値よりも高い場合、前記第１の速度が前記第２の速度と異なる、請求項１６に記載のシャーシ組立体。

Description

本技術は、ロボット車両の分野に関する。より具体的には、本発明は、ロボット車両のためのシャーシに関する。 自律型配送ロボット車両は、都市、郊外、および地方の地域を含む様々な環境で、非接触型配送サービスを提供することについて人気を博してきている。これらのロボット車両は、典型的には、移動性のため複数の車輪を装備し、様々な地形を操縦して障害物を回避するため、様々なステアリングメカニズムを採用する。 ロボット車両のためのステアリングおよび推進システムへのいくつかの手法が従来技術で知られている。 ２０２３年１２月１２日に付与された特許文献１は、移動体ロボットなどの移動可能な物体が、安定性を改善して屋内または屋外で運転するように設計されることを開示する。その運転方向に直角な方向への移動可能な物体の姿勢安定性を改善するため姿勢制御メカニズムによって安定性が向上される。移動可能な物体は、本体部分に接続される第１の端部および車輪に接続される第２の端部を有する接続シャフトを含む姿勢制御モータを含み、接続シャフトの第２の端部は、接続シャフトの第１の端部よりも高く、または低く配置される。 ２０２３年２月１６日に公開された特許文献２は、１つの本体として前輪に接続されて前輪を支持する前輪サポートと、ナックルアームが接続される一方の側を有するナックルアーム角度調整組立体と、を含む自律型駆動車両であって、ナックルアームは前輪をステアリングする間前輪で動き、ナックルアーム角度調整組立体は、ナックルアームの傾斜角を設定するための角度調整を可能にするため、前輪サポートの一方の側に結合される、自律型駆動車両を開示する。 ２０２１年２月５日に公開され特許文献３は、４つのステアリング可能な車輪を備える乗用の自律型車両を開示しており、ここでは、各操舵グ可能な車輪は、２つのアクチュエータの組を有するステアリングシステムによって操舵される。アクチュエータの各組の１つのアクチュエータが第１の電源によって電力供給される一方で、その組の他方のアクチュエータは、第２の電源によって電力供給される。４つのコントローラの各々がアクチュエータの各組の１つのアクチュエータおよびアクチュエータの別の組からの１つのアクチュエータを制御する。 ２０２１年３月１２日に公開された特許文献４は、移動体ロボットシャーシを開示しており、これは、シャーシメインボディと、車輪組立体と、リンクメカニズムと、第１の駆動デバイスと、を備え、車輪組立体が複数の車輪を備え、各車輪が上下軸の周りにシャーシメインボディの底部に水平に回転可能に配置され、リンクメカニズムが複数の車輪とそれぞれ接続され、第１の駆動デバイスがリンクメカニズムと駆動接続されて複数の車輪を駆動するために使用され、リンクメカニズムを通して同期して転回する。車輪の同期した同じ方向の回転が実現され、その結果、車輪は転回するときに純粋な転がり状態となり、横方向でその場の回転を実現することができ、ロボットの安定性および柔軟性が大きく向上される。 ２０２０年４月１７日に付与された特許文献５は、専用ロボットシャーシを開示しており、これは、フレームと、フレームの２つの側にそれぞれ配置される牽引車輪グループと、回転シャフトを通してフレームと回転可能に接続され牽引車輪グループの前端および後端にそれぞれ位置決めされる駆動車輪と、同じ側の牽引車輪グループおよび駆動車輪に巻き付いた軌道と、を備え、駆動車輪が回転するよう駆動できる駆動デバイスがフレーム上に配置され、フレームが駆動車輪から離間された一方の側はタイヤを備え、タイヤと駆動車輪との間に急速取外し構造を備え、駆動車輪横壁上に固定接続の駆動シャフトを含み、駆動シャフト中の受動ばね部をセットアップし、片側を車輪ハブの中に、また駆動シャフト中に受動ばね部接合複合体主導部を有する摺動可能カップ接合で取り付け、水平は、押圧を通して主導部上で実現され、その結果、下位組立体は上部で進み、主導部および受動ばね部は抜け出る。実用新案は、２種類の軌道とタイヤとを同時に走らせるギアを有し、職員がトポグラフィーまたは動作モードが異なるシーンにしたがって切り換えることができるという利点を有する。 Qin Zhang、Manoj Karkee、およびAmy Tabbによって編集され、２０１９年にBurleigh Dodds Science Publishing、英国、ケンブリッジによる「Robotics and Automation for Improving Agriculture」という本の章として出版された、「The Use of Agricultural Robots in Orchard Management」という題名の非特許文献は、果樹園経営で適用される様々なロボット技術を記載する。本章は、剪定、間伐、および収穫などの仕事のための自動化システムの使用を議論し、効率を改善することのおけるロボットの利点を強調して、農業動作における肉体労働への依存を低減することを議論する。これらのシステムは目標検知システムを含み、目標検知システムは、サイズ、深さ、および茎葉密度などといった樹冠特性を検出する超音波、赤外線、レーザ、または光検出および測距（ＬｉＤＡＲ）センサ、ならびに、樹冠中の目標区域に化学物質を正確に送達する噴射制御システムを採用することができる。いくつかのシステムは、機械視覚を利用して、特定の樹冠部分を検出および位置決めし、識別された区域への化学物質の適用を可能にする。 ２００３年１０月２１日に付与された特許文献６は、スキッドステア車両を開示しており、これは、電子コントローラによって制御される４つのスプラングサスペンション上に取り付けられるシャーシを含む。コントローラは、車両の速度を監視して、車両が予め規定された速度以下になると、サスペンションをロックする。 ２０２３年１１月３０日に公開された特許文献７は、農業の環境での任意のタイプの条件および仕事に採用することができる、モジュール形で再構成可能な自律型電気ロボットを開示しており、前部分、中間部分、および後部分を備える対称的シャーシと、シャーシの前に配置されるパワー供給部と、シャーシの後部分に配置される器具と、シャーシの前の横に対向する端部に各々が配置される２つの車輪組立体およびシャーシの後の横に対向する端部に各々が配置される２つの車輪組立体と、実時間で電気ロボットの地理的位置情報を取得するＧＮＳＳユニットと、電気ロボットを制御し、ＧＮＳＳユニットとデータ通信する処理および制御モジュールと、を備え、シャーシの前に配置される各車輪組立体が車輪に直接結合される電気モータを有する車輪を備える。 ２０２３年１２月１日に付与された特許文献８は、防爆性車輪タイプ検査ロボットを開示しており、これは、ロボットの技術分野に関し、シャーシと、電池と、回路制御板と、駆動機構と、車輪と、を備え、駆動機構は車輪が回転するように駆動し、熱放散機構がシャーシ上に配置され、キャビン本体は開口の周りにボスを備え、ボスは開口を円形に囲み、カバープレートはボスと一致する溝を備える。本出願は、ロボットのアンチノック性能を改善する効果を有する。 ２０２１年１２月２１日に付与された特許文献９は、四輪差動駆動制御構造を開示しており、これは、車輪の運動を制御するために使用されて、基部と駆動機構とを備え、基部は第１の側および第２の側を備え、第１の側と第２の側とは両方ともそれに応じて複数の車輪を備え、第１の側の車輪の数は第２の側の車輪のものと同じであり、駆動機構が第１の駆動機構および第２の駆動機構を備え、第１の駆動機構が第１の側に対応して配置されて、モータ、駆動シャフト、被駆動シャフト、およびコンベヤベルトを備え、駆動シャフトおよび被駆動シャフトが基部に回転可能に接続することができ、車輪が駆動シャフトおよび被駆動シャフトに取り付けられ、駆動シャフトおよび被駆動シャフトが整合されてコンベヤベルトと接続され、モータが基部上に取り付けられ、モータの出力端は第１の側の車輪を駆動するように駆動シャフトと駆動接続され、第２の駆動機構が第２の側に対応して配置され、第２の駆動機構の構造は、第２の側の車輪を駆動するように、第１の駆動機構のものと同じである。 ２０２２年７月１２日に付与された特許文献１０は、リムーブオーバアンドアンダータイプ（ｒｅｍｏｖｅ ｏｖｅｒ－ａｎｄ－ｕｎｄｅｒ ｔｙｐｅ）のパトロールおよび検査ロボットを開示しており、リムービングシャーシ、ロボット、ライザ、および２つの光学カメラを含み、ロボットはシャーシ上で離れて（ｒｅｍｏｖｅ）取り付けられ、ライザはロボット上に取り付けられ、２つの光学カメラはライザ上に取り付けられ、ライザは、デッドレバー、リフタ、および電動パターを含み、リフタは、デッドレバー中のリフトの方向に、運動可能に取り付けられ、電動パターは、デッドレバー中に設定され、リフタが接続されて、リフタを推進するために使用され、デッドレバーが続き、上向きに離すリフトの方向である。実用新案は、ロボットを提供し、ロボットは、リムーバルオーバアンドアンダータイプに対してパトロールおよび検査され、電動パターの相対的なデッドレバー駆動リフタのライザを採用して、事務所の短く狭い空間での上昇および下降機能を実現することができ、ライザ自体が案内効果を有し、他の案内構造の使用を不要にすることができ、内部構造を簡単化する。 ２０２４年８月６日２：２４ ＰＭにWikipediaから検索された、「Differential Wheeled Robot」という題名の非特許文献は、差動車輪ロボットの特性および原理を記載している。これらのロボットは、運動および直接制御を実現するため、ロボット本体のいずれかの側に配置される２つの独立駆動される車輪に依拠する。車輪の相対的な回転速度を変えることによって、ロボットは、別のステアリングメカニズムを必要とすることなく、その方向を変えることができる。本文書は、運動を議論しており、車輪の速度がロボットの瞬間的な回転中心を決定することを言及し、回転中心は、車輪の接点をつなぐラインに沿っている。文書は、運動のプログラミングが簡単であること、低コストであること、それによって家庭用ロボットで広く使用されることを含む、差動駆動ロボットの利点も記載する。 米国特許第１１，８４０，１１９号明細書米国特許出願公開第２０２３／００５２４７０Ａ１号明細書カナダ国特許出願公開第３ ０９９ ４１５号明細書中国特許出願公開第１１２４７８０２１号明細書中国実用新案第２１０３３５９３６号明細書米国特許第６，６３４，４４５号明細書米国特許出願公開第２０２３／０３８０３２１明細書中国特許第１１５７４１６２６号明細書中国実用新案第２１５２４４２９９号明細書中国実用新案第２１６９４０７１５号明細書 Qin Zhang、Manoj Karkee、およびAmy Tabbによって編集され、2019年にBurleigh Dodds Science Publishing、英国、ケンブリッジによる「Robotics and Automation for Improving Agriculture」という本の章として出版された、「The Use of Agricultural Robots in Orchard Management」２０２４年８月６日２：２４ ＰＭにWikipediaから検索された、「Differential Wheeled Robot」 本技術のある非限定の実施形態にしたがった、ロボット車両と一体化したシャーシ組立体を含むロボット車両の横透過図である。本技術のある非限定の実施形態にしたがった、ロボット車両と一体化したシャーシ組立体を含むロボット車両の底透過図である。本技術のある非限定の実施形態にしたがった、ロボット車両のシャーシ組立体を描く図