HK1188192B - Climbing vibration-driven robot - Google Patents

Claims (17)

1. Vorrichtung (100), umfassend:

   - einen Körper (102) mit einer Oberseite und einer Unterseite;

   - einen mit dem Körper (102) gekoppelten Vibrationsmechanismus; und

   - eine Vielzahl von Beinen (104), die jeweils eine Beinbasis (106b) proximal zum Körper (102) und eine Beinspitze (106a) distal zum Körper (102) aufweisen, wobei die Vielzahl von Beinen (104) aus einem elastischen Material konstruiert sind und elastische Eigenschaften aufweisen und sich vom Körper nach unten erstrecken und konfiguriert sind, um zu bewirken, dass sich die Vorrichtung (100) über eine Oberfläche (110) in einer Vorwärtsrichtung fortbewegt, und ferner konfiguriert sind, um zu bewirken, dass ein Abschnitt der Vielzahl von Beinen (104) die Oberfläche (110) verlässt, während sich die Vorrichtung (100) in die Vorwärtsrichtung verschiebt, die im Allgemeinen durch einen Längsversatz zwischen der Beinbasis (106b) und der Beinspitze (106a) definiert ist, wenn der Vibrationsmechanismus bewirkt, dass die Vorrichtung (100) vibriert; wobei jedes Bein (104) einen Durchmesser im Bereich zwischen 5 % und 60 %, vorzugsweise zwischen 15 % und 25 % einer Länge des Beins (104) zwischen der Beinbasis (106b) und der Beinspitze (106a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner umfasst

   - einen oberen Kletterfortsatz (105), der sich von dem Körper (102) derart erstreckt, dass eine auf dem Kletterfortsatz (105) definierte Kletterfortsatzspitze über der Oberseite des Körpers (102) im Wesentlichen zentriert positioniert und ausreichend groß genug ist, um zu verhindern, dass der Körper (102) auf der Oberseite des Körpers (102) aufliegt, und wobei der Kletterfortsatz (105) ein nicht rotierender, vibrierender Fortsatz ist und wobei sich die Beine (104) von dem Körper (102) derart erstrecken, dass jede Beinspitze (106a) unterhalb der Unterseite des Körpers (102) positioniert ist;

   so dass der Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) konfiguriert sind, um gegenüberliegende Oberflächen zu kontaktieren,

   wobei der Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) konfiguriert sind, um Kräfte gegen gegenüberliegende Oberflächen aufzubringen, um eine Nettokraft in einer allgemein durch den Längsversatz definierten Richtung zu erzeugen, so dass die Nettokraft die Vorrichtung (100) in der Vorwärtsrichtung zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen antreibt;

   und wobei der obere Kletterfortsatz (105) einen Durchmesser im Bereich zwischen 5 % und 60 %, vorzugsweise zwischen 15 % und 25 % einer Länge des oberen Kletterfortsatzes (105) zwischen der oberen Kletterfortsatzbasis und der oberen Kletterfortsatzspitze aufweist.
2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) konfiguriert sind, um sich vom Körper (102) weg zu erstrecken, so dass die Spitze und die Beinspitzen des oberen Kletterfortsatzes ausgelegt sind, um gegenüberliegende Oberflächen zu berühren, die im Wesentlichen parallel zueinander sind.
3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) konfiguriert sind, um sich vom Körper (102) weg zu erstrecken, so dass die Spitze und die Beinspitzen (106a) des oberen Kletterfortsatzes ausgelegt sind, um mindestens zwei gegenüberliegende Oberflächen zu berühren, die auf einer mindestens im Wesentlichen umschlossenen Leitung (901) angeordnet sind.
4. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Nettokraft in einer Richtung, die im Allgemeinen durch einen Versatz zwischen der Beinbasis (106b) und der Beinspitze (106a) definiert ist, eine entgegengesetzte Gravitationskraft auf die Vorrichtung (100) übersteigt.
5. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) als Folge des Kontakts mit einer entsprechenden Oberfläche eine Nettokraft erzeugen, die eine positive Kraftkomponente in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der entsprechenden Oberfläche und eine positive Komponentenkraft in einer Richtung einschließt, die im Allgemeinen durch einen Längsversatz zwischen der Beinbasis (106b) und der Beinspitze (106a) definiert ist.
6. Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei die positive Kraftkomponente in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der entsprechenden Oberfläche für den obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) der positiven Kraftkomponente in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der entsprechenden Oberfläche für mindestens einen anderen Fortsatz des oberen Kletterfortsatzes (105) und der Beine (104) entgegengesetzt ist.
7. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) ausgelegt sind, um der Vorrichtung (100) zu ermöglichen, zwischen im Wesentlichen vertikal gegenüberliegenden Oberflächen zu klettern, die so beabstandet sind, dass die Spitze und die Beinspitzen (106a) des oberen Kletterfortsatzes abwechselnde Kräfte auf die gegenüberliegenden Oberflächen ausüben.
8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Beine (104) in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Beinbasis (106b) in jeder Reihe mit dem Körper (102) im Wesentlichen entlang einer seitlichen Kante des Körpers (102) gekoppelt ist.
9. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei mindestens eines von dem oberen Kletterfortsatz (105) oder den Beinen (104) entfernbar an dem Körper (102) angebracht ist.
10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Vibrationsmechanismus einen Drehmotor (202) einschließt, der eine exzentrische Last (210) dreht.
11. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) vor einem Längsgravitationsschwerpunkt der Vorrichtung (100) liegen.
12. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) jeweils: aus einem flexiblen Material konstruiert sind; spritzgegossen sind; und einstückig mit dem Körper (102) an der Basis oder Beinbasis (106b) des oberen Kletterfortsatzes gekoppelt ist.
13. Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei Kräfte von der Drehung der exzentrischen Last mit einer elastischen Eigenschaft von mindestens einem Antriebsbein (104) oder einem oberen Kletterfortsatz (105) zusammenwirken, um zu bewirken, dass das mindestens eine Antriebsbein (104) oder der obere Kletterfortsatz (105) eine Stützoberfläche verlassen, wenn sich die Vorrichtung (100) in Vorwärtsrichtung verschiebt.
14. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei ein Reibungskoeffizient eines Abschnitts der Vielzahl von Beinen (104) ausreicht, um ein Abdriften in seitlicher Richtung im Wesentlichen zu beseitigen.
15. Vorrichtung (100) nach Anspruch 13, wobei die exzentrische Last konfiguriert ist, um in Richtung eines vorderen Endes der Vorrichtung (100) relativ zu den Antriebsbeinen (104) oder dem oberen Kletterfortsatz (105) angeordnet zu sein, wobei das vordere Ende der Vorrichtung (100) durch ein Ende in einer Richtung definiert ist, in der sich die Vorrichtung (100) hauptsächlich bewegt, wenn der Drehmotor (201) die exzentrische Last (210) dreht.
16. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und die Beine (104) einstückig mit mindestens einem Abschnitt des Körpers (102) geformt sind.
17. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der obere Kletterfortsatz (105) und/oder mindestens eine Teilmenge der Beine (104) gekrümmt sind und ein Verhältnis eines Krümmungsradius zur Länge in einem Bereich von 2,5 bis 20 liegt.