JP2018535875A - 垂直障害物を越えるためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

垂直障害物を越えるように適合された移動ロボットが開示される。ロボットは、フレームと、ロボットの前部分に配置された少なくとも１つの車輪、ロボットの中間部分に配置された少なくとも１つの中間輪、ロボットの後部分に配置された少なくとも１つの後輪、および、ロボットの前部、中間部、もしくは後部における少なくとも１つのさらなる車輪とを備える。ロボットはまた、中間輪に下向きおよび／または上向きの力を及ぼすための少なくとも１つのモータ駆動装置と、車輪およびモータ駆動装置を駆動するための少なくとも２つのモータとを備える。開示されたような移動ロボットを使用して登る方法もまた開示される。

Description

本発明は移動ロボットに関する。より具体的には、本発明は、縁石および同様のものなどの、略垂直の障害物を越えるように適合された移動ロボットに関する。

［序文］
屋外環境での運動は、障害物を越えることを必要とし得る。車路に限った移動のときは、大きな障害物を越えることはない。しかしながら、歩行者専用道路での移動は、例えば車路の横断を必要とすることがあり、このことは、縁石などの垂直障害物を越えることを必要とし得る。屋外、特に歩行者専用道路上を走行することを目的とする車両は、垂直障害物を登るために適合された装置を備え得る。そのような装置は、例えば、車椅子、縁石清掃車、またはオフロード車に存在し得る。

ＵＳ３，６４９，９８１は、前方および後方の走行車輪を有し、上昇位置と下降位置との間を丸ごと動くことが可能なリフタ車輪を設けて、上昇した表面へ、および上昇した表面から移動するために車両およびその走行車輪を持ち上げることによって、縁石または仕切りを登って上昇した表面へあがるのに適合された三輪型の路面清掃車を開示している。

ＵＳ４，８１７，７４７は、各側に３つの車輪をもった、６つの車輪を有するオールテラインビークルを説明している。各側の車輪うちの２つが一方の枢動ボギーに取り付けられ、１つの車輪がもう一方の枢動ボギーに取り付けられている。それらのボギーは、それらの全ての枢動位置で、車両筐体の水平中心線に対して常に同一の傾斜度となるよう互いに連結されている。全ての車輪は、ボギー内でのギヤリングを含むギヤリングによって正転駆動される。

国際公開特許出願第２００５／０５１２７９Ａ１号は、電気車椅子に関する発明を説明している。本発明の車椅子は、電気モータによって作動される２つの駆動シャフトに取り付けられたフレームと、上記シャフトに対して傾いている２つの登り機構とを含む。当該発明によれば、登り機構は、椅子が水方向に前進することと、駆動シャフトに対して当該機構を傾けることによって椅子を傾斜させることとを可能にし、それによって、起伏のある表面を通り越すべく、椅子を上昇または下降させる。

本発明は、請求項および以下の説明において規定される。好適な実施形態は、特に従属請求項および様々な実施形態の説明において規定される。

本発明は移動ロボットを対象としている。ロボットは、特に自律的および／または半自律的に駆動できる。ロボットは、縁石などの、少なくともほぼ垂直または垂直な障害物を越えるように適合され得る。一次元、二次元および／または三次元の傾斜した障害物または***を越え得ることも理解されよう。

本発明に係るロボットは、一連の動作を自動的に実行可能で、さらに各コンピューティングハードウェアおよびソフトウェアによってプログラム可能であってよい、機械、装置、ユニット、組立体、システム等であり得る。当該動作のうちの１つは駆動すること、特に、自律的および／または半自律に駆動することであり得る。ロボットの半自律的な操作とは、操作者などの第三者が、例えば垂直障害物を越えるときなどに、命令をロボットに提供して、ロボットを進路に沿って方向付けることによってロボットを制御できることを意味し得る。操作者はさらに、ロボットに取り付けられ得るマイクロホンおよびスピーカを通じてロボットのすぐ近くにいる人々と通信できる。

ロボットは、前端および後端を有し、さらに前部分、中間部分、および後部分を有するフレーム構造または車台を備え得る。ロボットは、ロボットの前部分に配置され、前面において前部分を超えて延びる少なくとも１つの前輪を備え得る。さらに、ロボットは、ロボットの後部分に配置された少なくとも１つの後輪と、ロボットの中間部分に配置された少なくとも１つの中間輪とを備え得る。その上、特に、いかなる急な横への傾きも防止するべく、当該構造の前部付近、中間部付近、および／または後部付近のいずれかに配置された少なくとも１つのさらなる車輪が設けられ得る。

ロボットはさらに、選択的に少なくとも１つの中間輪に、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を及ぼすためのモータ駆動装置を備え得る。ロボットは、少なくとも２つのモータを備え得る。その各々は、車輪および／またはモータ駆動装置を駆動するように適合され得る。

ロボットはまた、前で規定された少なくとも４つの車輪より多くの車輪を備え得る。例えば、ロボットは、前部の一対の車輪、中間部の一対の車輪、後部の一対の車輪の６つの車輪を備え得る。しかしながら、以下の説明からさらに理解されるように、このことは、本発明を実現するために必須というわけではない。

モータ駆動装置は、ロボットがその移動方向沿いの垂直障害物に遭遇したとき、少なくとも１つの中間輪を通じてモータ駆動装置によって下向きおよび／または上向きの力が加えられ得るように適合されて、車両が垂直障害物を越えることを容易にする。一対の中間輪またはそれより多くの中間輪の場合、これらの車輪は、下向きにおよび／または上向きに動かされ得る。このことは任意の機構によって成され得る。

モータ駆動装置は、ロボットの重心の後ろに（後方寄りに）位置付けられ得る少なくとも１つの中間輪を通じて下向きおよび／または上向きの力を与えるように適合され得る。

モータ駆動装置はさらに、少なくとも１つの後輪を通じて下向きおよび／または上向きの力を及ぼすように適合され得る。ロボットが地面の上を運転中、または障害物を越えているところである場合、１または複数の中間輪の下向きの動きが、運転方向に対して垂直であり得る傾斜軸の周りにロボットを傾かせる。１または複数の前輪および／または１または複数の後輪がこれをさらに補助できる。１または複数の前輪が障害物の垂直または傾斜した表面に接触したとき、この表面に加えられる当該前輪の静止摩擦が、ロボットが障害物を登ることを助け得る。好ましくは、この表面との接触を維持するよう、１または複数の中間輪および／または１または複数の後輪が１または複数の前輪を補助する。１または複数の中間輪およびそれらの相対的な動きはさらに、前輪およびロボットが障害物を登ること、および／または、障害物の頂部および／または後部において１または複数の前輪の静止摩擦を保つことを可能にすることを補助する。このことは以下でさらに説明される。

ロボットはさらに、その運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備え得る。感知装置は、超音波センサ、ライダセンサ、オプティカルフローセンサ、立体視センサ、マップベース位置特定装置、バンピングセンサ、オドメトリベースセンサ、および車輪スリップセンサのうち少なくとも１つを含む。また、とりわけ車輪の回転がない走行を考慮した車輪ベースのモデルが使用され得る。

感知装置は、ロボットの少なくとも中間輪に下向きの力が加えられて、前輪が障害物を越える動きを容易にするよう、モータ駆動装置をトリガするように適合され得る。

モータ駆動装置はさらに、感知装置と通信し、感知装置からの情報に基づいて少なくとも中間輪に下向きおよび／または上向きの力を加えるように適合され得る。

モータ駆動装置は、感知装置からの情報に基づいて、中間輪および後輪に下向きの力を交互に加えるように適合され得る。

感知装置は、中央処理装置と通信するための手段を有し得る。ここで、中央処理装置は、感知装置から受信された情報に基づいてモータ駆動装置に命令を与える。

少なくとも１つの傾動レバー（傾動シャフト）が少なくとも１つの中間輪と１つの後輪とを接続して設けられ得て、好ましくは、ロボットの左側および右側の各側において中間輪と後輪とを接続する２本のシャフトが設けられ得る。

傾動レバーは、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を加えるべく、ロボットの車輪の平面における少なくとも角運動に適合され得る。

ロボットはさらに、少なくとも２つの中間輪および２つの後輪を備え得る。ここで、モータ駆動装置は、モータと２本の傾動レバーとを有し、少なくとも１つの中間輪および後輪を含む１セットの車輪は、第１の傾動レバーに接続され、少なくとも１つの中間輪および後輪の第２のセットが第２のシャフトに接続され、第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーはそれぞれ、第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバー上の第１の枢動点および第２の枢動点において後車軸に接続される。

傾動レバーは、自由に回転でき、および／またはモータによって作動され得る。傾動シャフトは、各一対の車輪の回転の各軸心の間に位置付けられ得るレバーベアリング（傾動車軸）の周りを回転できる。

対向する車輪はまた、互いに接続されることなく、しかし傾動レバーによって隣接する車輪に接続されるよう配置され得る。この場合、レバー回転モータは、ロボットの各側に配置され得て、例えば、同一側の中間輪および後輪を傾け、登ることを補助する。

傾動レバーは、好ましくは両側において、すなわち時計回りに、および反時計回りに、最大で６０°レバーベアリングの周りを回転でき、または回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で５５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で５０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で４５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で４０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で３５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で３０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で２５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。より好ましくは、傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で２０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る。

したがって、本発明はまた、少なくとも１つの前輪と、少なくとも２つの中間輪と、少なくとも２つの後輪とを有するフレームを備えるロボットを提供する。ここで、少なくとも１つの中間輪と少なくとも１つの後輪とは、フレームの対向する両側のそれぞれに配置された傾動レバーによって接続され、各傾動レバーは、各一対の車輪の回転の各軸心の間に位置付けられたレバーベアリングの周りを回転させられ得る。フレームの片側に配置された１つの傾動レバーにおいて配置された一対の中間輪および後輪と、フレームの反対側に、またはフレームの反対側に対して配置された第２の傾動レバーにおいて配置された別の対の中間輪および後輪が存在し得る。傾動レバーは、レバーベアリングを介して各レバーシャフトに接続され得る。

各側の傾動レバーは、自由に回転でき、および／または少なくとも１つのレバー回転モータによって独立に作動され得る。自由回転の間、モータは非作動状態であり得て、それによって、傾動レバーの傾動をその抵抗により弱める。代替的に、または追加的にクラッチが配置され得る。当該クラッチはレバー回転モータを各回転レバーから切り離し、これにより、特にロボットが移動し、各中間輪および接続された後輪が、地面の形状に応じて傾き得るとき、いかなる抵抗も少しの抵抗もなく傾動が起こり得る。

例えば、クラッチは、困難なおよび／または垂直な障害物を越えないときはレバー回転モータが切り離されたままとなるように制御可能であり、そのような障害物を越えことが必要とされるときは、モータを接続するように制御可能である。

傾動レバーは、ロボットの平衡を保つために有用であり、ロボットが運動する間、例えば、ロボットが起伏のある地形を横切り移動するとき、振動を最小にし、摩耗を低減するために有用である。傾動レバーはまた、起伏のある表面を越えるとき、車輪が地面に接触することを確保することによって静止摩擦の増大を促すことができる。さらに、ロボットが視覚化の目的でカメラを備えるとき、安定性が増して有益である。ロボットの両側の傾動レバーはまた、傾動レバーがレバーベアリングの周りを自由に動くとき、または傾動レバーがモータによって回転させられるとき、独立に動くことができる。このように、両側の傾動レバーの構成は、ロボットの操作の間、異なっていてよい。

ロボットはさらに、傾動レバーの絶対角度位置および／または相対角度位置を感知するように適合された少なくとも１つのセンサを備えてよい。このセンサは、好ましくは、ホール効果非接触式回転位置センサであり得る。センサはまた、少なくとも１つのポテンショメータ、少なくとも１つの光学式エンコーダ、少なくとも１つの磁気式エンコーダ、および／または少なくとも１つの視覚カメラ的システムのうちのいずれか１つまたはそれらの組み合わせであり得る。

傾動レバーの相対角度位置を感知するように適合されたセンサは、ロボット操作の開始時、または、ロボットのセットアップの間に、好ましくは、レバーを極限位置に動かすことによって、およびレバーを極限位置において調整することによって調整され得る。センサは、望ましいと考えられるときはいつでも、例えば、毎日、より好ましくは毎週、より好ましくは毎月、再調整され得る。好適な実施形態では、調整のプロセスは自動化でき、診断プログラムの一部としてロボットそれ自体によって実行され得る。

別の実施形態において、傾動レバーはモータによって作動され得る。モータは、傾動レバーの所望の回転の開始直後から、または、傾動角度が対応する値に到達した後で、関与できる。この値は、ロボットが遂行中の正確な作業に依存し得る。モータは、傾動レバーの角度位置を感知するように適合されたセンサから特定のセンサデータを受信した後、関与できる。

好適な実施形態において、ロボットは、傾動レバーを駆動するモータの関与の有無にかかわらず、最大５ｃｍ、より好ましくは最大８ｃｍ、より好ましくは最大１０ｃｍ、より一層好ましくは最大１５ｃｍ、より一層好ましくは最大１８ｃｍ、または、より一層好ましくは最大２０ｃｍの障害物を登るように適合され得る。

好適な実施形態において、傾動レバーは、特定の角度まで自由に回転するように適合され得る。その時点で、傾動回転モータは関与するように適合される。傾動回転モータは、傾動レバーが少なくとも１０°、より好ましくは少なくとも１５°など、より好ましくは少なくとも２０°など、より一層好ましくは少なくとも２５°などの角度にわたって自由に回転した後、関与するように適合され得る。

好適な実施形態において、傾動レバーは、１つの関与点（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｐｏｉｎｔ）から次の関与点まで２５°〜４５°の範囲にわたって自由に回転するように適合され得る。そのような実施形態では、傾動回転モータは、傾動レバーが関与点に到達したとき関与する、または作動を開始するように適合され得る。

一実施形態において、ロボットは、レバー回転モータを関与させることなく、すなわち、単に傾動レバーを自由に回転させることによって起伏のある地面上を移動するように適合され得る。起伏のある地面とは、玉石を含む歩道、低い地覆り（ｋｅｒｂｓｔｏｎｅ）もしくは縁石、植物もしくは石もしくは岩を含む地面、表面に刻みの入ったコンクリート、および滑らかな表面からの逸脱につながる他の地物などの、***または穴を含む任意の表面を指し得る。

モータ駆動装置は、中間輪および後輪に下向きの力を交互に生成するよう、第１の枢動点および第２の枢動点の周りに角度方向の力を第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーに及ぼすように適合され得る。

モータ駆動装置はさらに、登る間、中間輪の回転中心が、車両フレームまたは車台に対して前輪の回転中心を超えて垂直方向に一時的に延びるよう、中間輪を持ち上げるように適合され得る。

車輪を駆動するモータは、電気モータであり得る。当該技術分野において公知の、駆動目的の任意の種類の電気モータが使用され得る。

前輪は駆動され得る。より好ましくは、車輪の全部が駆動され得る。

モータ駆動装置は、地面に対して垂直方向に少なくとも１つの車輪を駆動するように適合された少なくとも１つのピストン駆動装置を有し得る。

モータ駆動装置は、地面に対して垂直方向に中間輪を駆動するための２つのピストン駆動装置を有し得る。

ロボットは、車輪を駆動するように適合された少なくとも４つ（四個）の電気モータを備え得る。それらは、例えば、２つの前輪の各々を駆動するための２つのモータと、２セットの中間輪および後輪を駆動するための２つのモータとであり、上記モータの各々は、少なくとも１つの中間輪と、ロボットの片側に沿って配置された後輪とを駆動する。

ロボットの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられ得る。ロボットの重心は、ロボットの中間と、ロボットの中間から前端までの距離の半分との間に位置付けられ得る。重心はまた、ロボットが運搬してよい任意の配送品を含み得る。

ロボットは、構造化されていない屋外環境での運動に適合され得る。ロボットは、縁石などの、約１０〜約２５ｃｍ、例えば約１５〜約２０ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合され得る。

本文脈では、車輪は、車輪に、好ましくは外縁に取り付けられるタイヤを含む。

ロボットの車輪径は、１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍに達し得る。概して、本発明は、異なる直径の車輪の組み合わせを使用して実現され得る。一実施形態において、ロボットの車輪は同様の寸法のものである。車輪はまた、実質的に同一の直径のものであり得る。

前輪は、１〜８ｃｍ、好ましくは１〜６ｃｍ、より好ましくは２〜５ｃｍフレーム構造の前に突出し得る。

車輪は、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも６ｃｍ、より好ましくは少なくとも７ｃｍに、フレームの下側に突出し得る。

車輪は、例えば、天然ゴムもしくは天然ゴム化合物、および／または合成ゴムで作られたタイヤなどのニューマチックタイヤを含み得る。車輪はまた、中実タイヤを含み得る。合成ゴムは、石油副産物から合成されるものなどの、任意の適切な人工エラストマであり得る。合成ゴムの例は、スチレンおよびブタジエンで作られる、スチレン−ブタジエンゴムを含む。他の合成ゴムが、イソプレン、クロロプレン、および／またはイソブチレン単量体で作られ得て、架橋結合のためのイソプレンも含み得る。車輪はまた、シリコンタイヤを含み得る。

タイヤは基本的に滑らかであり得るか、または、タイヤは、対称的もしくは非対称的に溝を付けられ得る。溝は、当業者には知られるように、任意の適切な深さおよび向きであり得る。タイヤは、スタッドタイヤであり得る。ロボットが動作する季節または地形に応じてタイヤのタイプを変更することもまた好都合であり得る。

車輪は、車輪と障害物との間の静止摩擦係数μ_ｓを有し得る。それは、乾燥表面で０．９〜１．１、および湿潤表面で０．２〜０．４である。

表面に沿った通常走行の間はロボットが少なくとも２つの車輪によって支持されるよう、１または複数の前輪、１または複数の後輪、および１または複数の中央輪は車台またはフレーム構造において配置され得る。

ロボットはさらに、少なくとも１つの配送品を保持するための閉鎖空間を備え、好ましくは、空間へのアクセスを提供するためのセキュアアクセス装置を備え得る。セキュアアクセス装置は、セキュアインタフェースによって制御される閉塞機構および／または蓋を有する。

配送品がロボット内に含まれると、組み合わせたものの重心は、ロボットの中間と前端との間にあり得る。

ロボットは、少なくとも垂直障害物を越えるように適合され得る。ロボットは、前端および後端を有するフレーム構造を備え、ロボットは、当該構造の前端の近傍に配置された少なくとも一対の前輪と、当該構造の後端寄りに配置された少なくとも一対の後輪と、前輪と後輪との中間に配置された少なくとも一対の中間輪とを備える。その上、車輪を駆動するように適合された少なくとも２つのモータが設けられる。選択的に少なくとも１つの中間輪に、地面に対して下向きの力を及ぼすための少なくとも１つの押し装置がさらに設けられ得る。

モータ、好ましくは電気モータが押し装置を駆動できる。押し装置は、ロボットがその移動方向沿いの垂直障害物に遭遇したとき、中間輪に対して下向きおよび／または上向きの力を加えることによって車両が垂直障害物を越えることを容易にするよう、当該装置は少なくとも一対の中間輪を作動させるように適合され得る。

押し装置はさらに、少なくとも一対の後輪を通じて下向きおよび／または上向きの力を及ぼすように適合され得る。

モータ駆動装置および／または押し装置は、中間輪および後輪に反作用力を及ぼすことができる。これにより、中間輪に下向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の上向きの力が加えられ、中間輪に上向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の下向きの力が加えられる。押し装置によって車輪に加えられた力は、等しい大きさであり得る。

ロボットは、その運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備え得る。

感知装置は、ロボットの少なくとも一対の中間輪に下向きの力が加えられて、前輪が障害物を越える動きを容易にするよう、押し装置をトリガするように適合され得る。

感知装置は、超音波センサ、ライダセンサ、オプティカルフローセンサ、立体視センサ、マップベース位置特定装置、バンピングセンサ、オドメトリベースセンサ、および車輪スリップセンサのうち少なくとも１つを含み得る。

押し装置はさらに、感知装置と通信し、感知装置からの情報または命令に基づいて、中間輪に下向きおよび／または上向きの力を加えるように適合され得る。

押し装置は、少なくとも１つの中間輪と１つの後輪とを接続する少なくとも１つの傾動レバーを有し得て、好ましくは、ロボットの左側および右側の各側において中間輪と後輪とを接続する２本のシャフトを有し得る。

押し装置は、感知装置からの情報に基づいて、中間輪および後輪に力を交互に加えるように適合され得る。

感知装置は、中央処理装置と通信するための手段を有し得る。中央処理装置は、感知装置から受信された情報に基づいて押し装置に命令を与える。

傾動レバーは、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を加えるべく、ロボットの車輪の平面における少なくとも角運動に適合され得る。

押し装置は、モータを有し得る。第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーはそれぞれ、第１の車軸および第２の車軸上の第１の枢動点および第２の枢動点において後車軸に接続される。

押し装置は、中間輪および後輪に下向きの力を交互に生成するよう、第１の枢動点および第２の枢動点の周りに角度方向の力を第１のシャフトおよび第２のシャフトに及ぼすように適合され得る。

中間輪および／または後輪は、登る間、ロボットの本体に向かって、またはロボットの本体から離れる方向に一時的にずらされ得る。例えば、ロボットが障害物を登り始める場合を考えられたい。前輪が障害物を登り始める。それは、ロボットの本体が、今、中間輪および後輪が載っている地面に対して傾けられたことを意味する。中間輪および後輪が、軸に取り付けられた傾動レバーにおいて接続された結果として、中間輪は本体から離れる方向に動き、一方後輪は、本体に向かって動く。中間輪が障害物を登るよう動き始めると、本体に対する中間輪および後輪の相対位置は逆転する。すなわち、中間輪は本体に向か動き、後輪は本体から離れる方向に動く。したがって、押し装置は、登る間、中間輪の回転中心が、車両フレームに対して前輪の回転中心を超えて垂直方向に一時的に延び得るよう、中間輪を持ち上げるように適合され得る。例えば、車輪が同様のまたは同一の直径のものである場合、中間輪の中心は、前輪の中心を超えて垂直方向に延びて、登る間、登る対象の障害物との接触を維持する。同時に、後輪は本体から離れる方向に動くことができ、このことがさらに、ロボットの前面が上向きに動くことをサポートする。

移動ロボットはさらに、予め定められた高さの垂直障害物を越えるように適合され得る。ロボットは、前端および後端を有するフレーム構造を備え得る。ロボットは、当該構造の前端の近傍に配置された少なくとも一対の前輪と、当該構造の後端寄りに配置された少なくとも一対の後輪と、前輪と後輪との中間に配置された少なくとも一対の中間輪とを備える。一実施形態において、ロボットの車輪は半径ｒを有する。前輪と中間輪との間の最大許容距離は、

によって説明でき、式中、ｄは上記最大距離、ｒは車輪の半径、ｈは、垂直障害物の予め定められた高さである。したがって、一実施形態において、ロボットの車輪は半径ｒを有し、ロボットはさらに、少なくとも１つの前輪の最後対向点（ｒｅａｒ−ｍｏｓｔ ｆａｃｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）から少なくとも１つの中間輪の最前対向点（ｆｒｏｎｔ−ｍｏｓｔ ｆａｃｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）まで測定された、少なくとも１つの前輪と少なくとも１つの中間輪との間の最大距離ｄ

によって特徴付けられ得る。式中、ｄは上記最大距離、ｒは車輪の半径、ｈは、垂直障害物の予め定められた高さである。

フレーム構造は、少なくとも１つの前輪の最後対向点と少なくとも１つの中間輪の最前対向点とを結ぶ線の垂直方向近傍にあるよう構造化された車台を含み得る。

中間輪および後輪はまた、少なくとも１つの中間輪の最後対向点から少なくとも１つの後輪の最前対向点まで測定された、少なくとも１つの中間輪と少なくとも１つの後輪との間の、

によって定義される最大距離ｄを有し得る。式中、ｄは上記最大距離、ｒは車輪の半径、ｈは、越える対象の垂直障害物の高さである。

フレーム構造はまた、少なくとも１つの中間輪の最後対向点と少なくとも１つの後輪の最前対向点とを結ぶ線の垂直方向近傍にあるよう構造化された車台を含み得る。

ロボットは、車輪半径が少なくとも１０ｃｍであり、前輪および／または中間輪の最後対向点からそれぞれ、中間輪および／または後輪の最前対向点まで測定された、前輪と中間輪との間、および／または中間輪と後輪との間の最大距離が４ｃｍの場合、少なくとも１８ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合され得る。

ロボットはさらに、その運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備え得る。

感知装置は、ロボットの少なくとも一対の中間輪に下向きの力が加えられて、前輪が障害物を越える動きを容易にするよう、押し装置をトリガするように適合され得る。

感知装置は、中央処理装置と通信するための手段を有し得る。中央処理装置は、感知装置から受信された情報に基づいて押し装置に命令を与える。

傾動レバーは、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を加えるべく、ロボットの車輪の平面における少なくとも角運動に適合され得る。

押し装置は、モータを有し得る。第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーはそれぞれ、第１の車軸および第２の車軸上の第１の枢動点および第２の枢動点において後車軸に接続される。

押し装置は、中間輪および後輪に下向きの力を交互に生成するよう、第１の枢動点および第２の枢動点の周りに角度方向の力を第１のシャフトおよび第２のシャフトに及ぼすように適合され得る。

押し装置は、登る間、中間輪の回転中心が、車両フレームに対して前輪の回転中心を超えて垂直方向に一時的に延び得るよう、中間輪を持ち上げるように適合され得る。

本発明はまた、方法を対象とする。当該方法は、移動ロボットで垂直障害物に近づく段階であって、当該ロボットは、前端および後端を有するフレーム構造を備え、当該ロボットは、当該構造の前端の近傍に配置された少なくとも１つの前輪、当該構造の後端の近傍に配置された少なくとも１つの後輪、および、前輪と後輪との中間に配置された少なくとも１つの中間輪、ならびに、前方位置、中間位置および／または後方位置のいずれかにおける少なくとも１つのさらなる車輪を備え、少なくとも１つの前輪、少なくとも１つの後輪、および少なくとも１つの中間輪は、表面に沿った通常走行の間は上記車輪によってロボットが支持されるよう、フレーム構造において配置され、当該ロボットはさらに、車輪を駆動するように適合された少なくとも２つのモータと、選択的に少なくとも当該少なくとも１つの中間輪に地面に対して下向きの力を及ぼすためのモータ駆動装置とを備える、段階と、ロボット上に配置された１または複数の感知装置で垂直障害物を感知する段階と、１または複数のモータで１または複数の前輪を作動させて、１または複数の前輪が垂直障害物を登り始めることを可能にする段階と、１または複数のモータで１または複数の中間輪および／または後輪を作動させて、ロボットの推進力を与え、それによって、１または複数の前輪と垂直障害物との間の摩擦を増大させる段階と、モータ駆動装置で１または複数の中間輪に下向きの力を及ぼし、これにより、１または複数の前輪に反作用の垂直方向の力を与え、中間輪の静止摩擦を増大させ、それによって、前輪が登ることを容易にする段階と、前輪が障害物の頂部に達した後、１または複数の中間輪に下向きの力を加えることを停止する段階と、中間輪および／または後輪を作動させることによって生成されるロボットの推進力を通じて障害物を登ることを完了する段階とを備える。

前輪、中間輪および／または後輪の作動は同時に実行され得る。車輪によって加えられる力は、縁石に対する前輪の静止摩擦の増大をもたらし、前輪が登ることを補助する。

前輪、中間輪、および後輪は全て、ロボットが垂直障害物に近づくとき作動され得る。

当該方法はさらに、１または複数の中間輪に下向きの力を加えることを停止する段階の前に、少なくとも１つの感知装置によって障害物上の前輪の位置を感知する段階を備え得る。

モータ駆動装置は、中間輪および後輪に下向きの力および上向きの力を交互に与えるための機構を有し得る。ここで、当該方法はさらに、先に言及した、下向きの力を加えることを停止する段階において、モータ駆動装置によって、中間輪に下向きの力を及ぼす段階に対して同時に後輪に上向きの力を及ぼす段階を備え、当該方法はさらに、中間輪および後輪への加える力を逆転させることにより、後輪に下向きの力が加えられ、中間輪に上向きの力が加えられて、中間輪が障害物を登ることを容易にする段階と、中間輪および／または後輪を作動させることによって生成されるロボットの推進力を通じて障害物を登ることを完了する段階とを備える。

当該方法はさらに、後輪が障害物の頂部に達したと感知装置が判断した後、中間輪または後輪に下向きの力または上向きの力を加えることを停止する段階を備え得る。

当業者である読者ならば、上述された、もしくは以下で説明される、および／または、一連の段階として特許請求され、説明される任意の方法が、段階の順序という意味において限定的ではないことを理解するであろう。

以下では、さらに、付番された本発明の実施形態が説明される。

１．少なくとも垂直障害物を越えるように適合された移動ロボットであって、当該ロボットは、前端および後端を有し、さらに前部分、中間部分、および後部分を有するフレーム構造を備え、当該ロボットは、（ａ）ロボットの前部分に配置され、前面において前部分を超えて延びる少なくとも１つの前輪、ロボットの後部分に配置された少なくとも１つの後輪、および、ロボットの中間部分に配置された少なくとも１つの中間輪と、（ｂ）当該構造の前部分、中間部分、および／または後部分のいずれかに配置された少なくとも１つのさらなる車輪とを備え、当該ロボットはさらに、（ｃ）選択的に少なくとも１つの中間輪に地面に対して下向きおよび／または上向きの力を及ぼすためのモータ駆動装置と、（ｄ）各々が車輪および／またはモータ駆動装置を駆動するように適合された少なくとも２つのモータとを備える、ロボット。

２．モータ駆動装置は、ロボットがその移動方向沿いの垂直障害物に遭遇したとき、少なくとも１つの中間輪を通じてモータ駆動装置によって下向きおよび／または上向きの力が加えられ得るように適合されて、車両が垂直障害物を越えることを容易にする、前述の実施形態に係るロボット。

３．モータ駆動装置はさらに、少なくとも１つの後輪を通じて、下向きおよび／または上向きの力を及ぼすように適合される、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

４．当該ロボットはさらに、その運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備える、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

５．感知装置は、超音波センサ、ライダセンサ、オプティカルフローセンサ、立体視センサ、マップベース位置特定装置、バンピングセンサ、オドメトリベースセンサ、および車輪スリップセンサのうち少なくとも１つを含む、前述の実施形態に係るロボット。

６．感知装置は、ロボットの少なくとも中間輪に下向きの力が加えられて、前輪が障害物を越える動きを容易にするよう、モータ駆動装置をトリガするように適合される、前述の２つの実施形態に係るロボット。

７．モータ駆動装置はさらに、感知装置と通信し、感知装置からの情報に基づいて、少なくとも中間輪に下向きおよび／または上向きの力を加えるように適合される、前述の３つの実施形態のいずれか１つに係るロボット。

８．モータ駆動装置は、感知装置からの情報に基づいて、中間輪および後輪に下向きの力を交互に加えるように適合される、前述の実施形態に係るロボット。

９．感知装置は、中央処理装置と通信するための手段を有し、中央処理装置は、感知装置から受信された情報に基づいて、モータ駆動装置に命令を与える、前述の実施形態に係るロボット。

１０．少なくとも１つの中間輪と１つの後輪とを接続する少なくとも１つ傾動レバー、好ましくは、ロボットの左側および右側の各側において中間輪と後輪とを接続する２本のシャフトをさらに備える、先述の実施形態のいずれか１つに係るロボット。

１１．傾動レバーは、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を加えるべく、ロボットの車輪の平面における少なくとも角運動に適合される、先述の実施形態に係るロボット。

１２．当該ロボットは、少なくとも２つの中間輪および２つの後輪を備え、モータ駆動装置は、モータおよび２本の傾動レバーを有し、少なくとも１つの中間輪および後輪を含む１セットの車輪が第１の傾動レバーに接続され、少なくとも１つの中間輪および後輪の第２のセットが第２の傾動レバーに接続され、第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーはそれぞれ、第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバー上の第１の枢動点および第２の枢動点において後車軸に接続される、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

１３．モータ駆動装置は、中間輪および後輪に下向きの力を交互に生成するよう、第１の枢動点および第２の枢動点の周りに角度方向の力を第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーに及ぼすように適合される、先述の実施形態に係るロボット。

１４．モータ駆動装置はさらに、登る間、中間輪の回転中心が、車両フレームに対して前輪の回転中心を超えて垂直方向に一時的に延びるよう、中間輪を持ち上げるように適合される、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

１５．モータ駆動装置はさらに、後輪を持ち上げる、および／または後輪を押し下げるように適合され、これにより、中間輪に下向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の上向きの力が加えられ、中間輪に上向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の下向きの力が加えられる、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

１６．車輪を駆動するモータは、電気モータである、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

１７．前輪は駆動される、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

１８．車輪の全てが駆動される、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

１９．モータ駆動装置は、地面に対して垂直方向に少なくとも１つの車輪を駆動するように適合された少なくとも１つのピストン駆動装置を有する、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２０．モータ駆動装置は、地面に対して垂直方向に中間輪を駆動するための２つのピストン駆動装置を有する、前述の実施形態に係るロボット。

２１．車輪を駆動するように適合された少なくとも４つ（四個）の電気モータを備える、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２２．２つの前輪の各々を駆動するための２つのモータと、２セットの中間輪および後輪を駆動するための２つのモータとを備え、当該モータの各々は、少なくとも１つの中間輪と、ロボットの片側に沿って配置された後輪とを駆動する、前述の実施形態に係るロボット。

２３．ロボットの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられる、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２４．ロボットの重心は、ロボットの中間と、ロボットの中間から前端までの距離の半分との間に位置付けられる、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２５．構造化されていない屋外環境での運動に適合された、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２６．縁石などの、約１０〜約２５ｃｍ、例えば約１５〜約２０ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合された、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２７．車輪径は、１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍである、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２８．前輪は、フレーム構造の前に１〜８ｃｍ、好ましくは１〜６ｃｍ、より好ましくは２〜５ｃｍ突出している、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

２９．車輪は、フレームの下側に、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも６ｃｍ、より好ましくは少なくとも７ｃｍ突出している、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

３０．車輪は、天然ゴム化合物および／または合成ゴムで作られたニューマチックタイヤを含む、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

３１．車輪と障害物との間の静止摩擦係数μ_ｓは、乾燥表面で０．９〜１．１、湿潤表面で０．２〜０．４である、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

３２．表面に沿った通常走行の間はロボットが少なくとも２つの車輪によって支持されるよう、１または複数の前輪、１または複数の後輪、および１または複数の中央輪はフレーム構造において配置される、先述の実施形態のいずれかに係るロボット。

３３．少なくとも１つの配送品を保持するための閉鎖空間をさらに備える、先述の実施形態のいずれか１つに係るロボット。

３４．空間へのアクセスを提供するためのセキュアアクセス装置をさらに備える、先述の実施形態に係るロボット。

３５．セキュアアクセス装置は、セキュアインタフェースによって制御される閉塞機構を有する、先述の実施形態に係るロボット。

３６．先述の実施形態のいずれかに係るロボットと、ロボット内に含まれる配送品との組み合わせであって、組み合わせの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられる、組み合わせ。

３７．少なくとも垂直障害物を越えるように適合された移動ロボットであって、当該ロボットは、前端および後端を有するフレーム構造を備え、当該ロボットは、（ａ）当該構造の前端の近傍に配置された少なくとも一対の前輪、当該構造の後端寄りに配置された少なくとも一対の後輪、および、前輪と後輪との中間に配置された少なくとも一対の中間輪と、（ｂ）車輪を駆動するように適合された少なくとも２つのモータと、（ｃ）選択的に少なくとも１つの中間輪に、地面に対して下向きの力を及ぼすための少なくとも１つの押し装置とを備える、ロボット。

３８．押し装置は、モータ、好ましくは電気モータによって駆動される、実施形態３７に係るロボット。

３９．押し装置は、ロボットがその移動方向沿いの垂直障害物に遭遇したとき、少なくとも一対の中間輪を通じて当該装置によって下向きおよび／または上向きの力が加えられ得るように適合されて、車両が垂直障害物を越えることを容易にする、先述の２つの実施形態のいずれかに係るロボット。

４０．押し装置はさらに、少なくとも一対の後輪を通じて下向きおよび／または上向きの力を及ぼすように適合される、先述の３つの実施形態のいずれかに係るロボット。

４１．当該ロボットはさらに、その運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備える、実施形態３７から４０のいずれかに係るロボット。

４２．感知装置は、ロボットの少なくとも一対の中間輪に下向きの力が加えられて、前輪が障害物を越える動きを容易にするよう、押し装置をトリガするように適合される、前述の実施形態に係るロボット。

４３．感知装置は、超音波センサ、ライダセンサ、オプティカルフローセンサ、立体視センサ、マップベース位置特定装置、バンピングセンサ、オドメトリベースセンサ、および車輪スリップセンサのうち少なくとも１つを含む、前述の２つの実施形態のいずれか１つに係るロボット。

４４．押し装置はさらに、感知装置と通信し、感知装置からの情報に基づいて、下向きおよび／または上向きの力を中間輪に加えるように適合される、前述の３つの実施形態のいずれか１つに係るロボット。

４５．押し装置は、少なくとも１つの中間輪と１つの後輪とを接続する少なくとも１つの傾動レバー、好ましくは、ロボットの左側および右側の各側において中間輪と後輪とを接続する２本のシャフトを有する、実施形態３７から４４のいずれか１つに係るロボット。

４６．押し装置は、感知装置からの情報に基づいて、中間輪および後輪に力を交互に加えるように適合される、前述の実施形態に係るロボット。

４７．感知装置は、中央処理装置と通信するための手段を有し、中央処理装置は、感知装置から受信された情報に基づいて押し装置に命令を与える、前述の実施形態に係るロボット。

４８．傾動レバーは、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を加えるべく、ロボットの車輪の平面における少なくとも角運動に適合される、先述の３つの実施形態のいずれかに係るロボット。

４９．押し装置はモータを有し、第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーはそれぞれ、第１の車軸および第２の車軸上の第１の枢動点および第２の枢動点において後車軸に接続される、先述の実施形態４６から４８のいずれかに係るロボット。

５０．押し装置は、中間輪および後輪に下向きの力を交互に生成するよう、第１の枢動点および第２の枢動点の周りに角度方向の力を第１のシャフトおよび第２のシャフトに及ぼすように適合される、先述の実施形態に係るロボット。

５１．押し装置は、登る間、中間輪の回転中心が、車両フレームに対して前輪の回転中心を超えて垂直方向に一時的に延び得るよう、中間輪を持ち上げるように適合される、先述の実施形態３７から５０のいずれかに係るロボット。

５２．押し装置はさらに、後輪を持ち上げる、および／または後輪を押し下げるように適合され、これにより、中間輪に下向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の上向きの力が加えられ、中間輪に上向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の下向きの力が加えられる、先述の実施形態３７から５１のいずれかに係るロボット。

５３．車輪および／または押し装置を駆動するモータは、電気モータである、先述の実施形態３７から５２のいずれかに係るロボット。

５４．前輪は駆動される、先述の実施形態３７から５３のいずれかに係るロボット。

５５．車輪を駆動するように適合された少なくとも４つ（四個）の電気モータを備える、先述の実施形態３７から５４のいずれかに係るロボット。

５６．ロボットの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられる、先述の実施形態３７から５５のいずれかに係るロボット。

５７．ロボットの重心は、ロボットの中間と、ロボットの中間から前端までの距離の半分との間に位置付けられる、先述の実施形態３７から５６のいずれかに係るロボット。

５８．構造化されていない屋外環境での運動に適合された、先述の実施形態３７から５７のいずれかに係るロボット。

５９．１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合される、先述の実施形態３７から５８のいずれかに係るロボット。

６０．一対の前輪、一対の中間輪、および一対の後輪はそれぞれの車軸において接続される、先述の実施形態３７から５９のいずれか１つに係るロボット。

６１．車軸の各々における車輪間の距離は概ね等しい、前述の実施形態に係るロボット。

６２．車輪径は、１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍである、先述の実施形態３７から６１のいずれかに係るロボット。

６３．車輪は、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも６ｃｍ、より好ましくは少なくとも７ｃｍフレームの下側に突出している、先述の実施形態３７から６２のいずれかに係るロボット。

６４．前輪は、１〜８ｃｍ、好ましくは１〜６ｃｍ、より好ましくは２〜５ｃｍフレーム構造の前に突出している、先述の実施形態３７から６３のいずれかに係るロボット。

６５．車輪は、天然ゴム化合物および／または合成ゴムで作られたニューマチックタイヤを含む、先述の実施形態３７から６４のいずれかに係るロボット。

６６．車輪と障害物との間の静止摩擦係数μ_ｓは、乾燥表面で０．９〜１．１、湿潤表面で０．２〜０．４である、先述の実施形態３７から６５のいずれかに係るロボット。

６７．少なくとも１つの配送品を保持するための空間をさらに備える、先述の実施形態３７から６６のいずれか１つに係るロボット。

６８．少なくとも１つの配送品を保持するための閉鎖空間をさらに備える、先述の実施形態３７から６７のいずれか１つに係るロボット。

６９．空間へのアクセスを提供するためのセキュアアクセス装置をさらに備える、先述の実施形態に係るロボット。

７０．セキュアアクセス装置は、セキュアインタフェースによって制御される閉塞機構を有する、先述の実施形態に係るロボット。

７１．先述の実施形態３７から７０のいずれかに係るロボットとロボット内に含まれる配送品との組み合わせであって、組み合わせの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられる、組み合わせ。

７２．予め定められた高さを有する垂直障害物を越えるように適合された移動ロボットであって、当該ロボットは、前端および後端を有するフレーム構造を備え、当該ロボットは、（ａ）当該構造の前端の近傍に配置された少なくとも一対の前輪、当該構造の後端寄りに配置された少なくとも一対の後輪、および、前輪と後輪との中間に配置された少なくとも一対の中間輪を備え、上記車輪は半径ｒを有し、さらに、（ｂ）少なくとも１つの前輪の最後対向点から少なくとも１つの中間輪の最前対向点まで測定された、少なくとも１つの前輪と少なくとも１つの中間輪との間の最大距離ｄが、

によって定義されることによって特徴付けられ、式中、ｄは上記最大距離、ｒは車輪の半径、ｈは、垂直障害物の予め定められた高さである、ロボット。

７３．フレーム構造は、少なくとも１つの前輪の最後対向点と少なくとも１つの中間輪の最前対向点とを結ぶ線の垂直方向近傍にあるよう構造化された車台を含む、実施形態７２に係るロボット。

７４．中間輪および後輪はさらに、少なくとも１つの中間輪の最後対向点から少なくとも１つの後輪の最前対向点まで測定された、少なくとも１つの中間輪と少なくとも１つの後輪との間の最大距離ｄ'によって特徴付けられ、ｄ'は、

によって定義され、式中、ｄ'は上記最大距離、ｒは車輪の半径、ｈ'は、越える対象の垂直障害物の高さである、実施形態７２から７３のいずれか１つに係るロボット。

７５．フレーム構造は、少なくとも１つの中間輪の最後対向点と少なくとも１つの後輪の最前対向点とを結ぶ線の垂直方向近傍にあるよう構造化された車台を含む、実施形態７２から７４のいずれか１つに係るロボット。

７６．車輪半径が少なくとも１０ｃｍであり、前輪および／または中間輪の最後対向点からそれぞれ、中間輪および／または後輪の最前対向点まで測定された、前輪と中間輪との間、および／または中間輪と後輪との間の最大距離が４ｃｍの場合、少なくとも１８ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合された、実施形態７２から７５のいずれか１つに係るロボット。

７７．車輪を駆動するように適合された少なくとも２つのモータをさらに備える、実施形態７２から７６のいずれか１つに係るロボット。

７８．選択的に少なくとも１つの中間輪に、地面に対して下向きの力を及ぼすための少なくとも１つの押し装置をさらに備える、実施形態７２から７７のいずれか１つに係るロボット。

７９．押し装置は、モータ、好ましくは電気モータによって駆動される、先述の実施形態に係るロボット。

８０．押し装置は、ロボットがその移動方向沿いの垂直障害物に遭遇したとき、少なくとも一対の中間輪を通じて当該装置によって下向きおよび／または上向きの力が加えられ得るように適合されて、車両が垂直障害物を越えることを容易にする、先述の２つの実施形態のいずれかに係るロボット。

８１．押し装置はさらに、少なくとも一対の後輪を通じて下向きおよび／または上向きの力を及ぼすように適合される、先述の３つの実施形態のいずれかに係るロボット。

８２．当該ロボットはさらに、その運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備える、先述の実施形態７８から８１のいずれかに係るロボット。

８３．感知装置は、ロボットの少なくとも一対の中間輪に下向きの力が加えられて、前輪が障害物を越える動きを容易にするよう、押し装置をトリガするように適合される、先述の実施形態に係るロボット。

８４．感知装置は、超音波センサ、ライダセンサ、オプティカルフローセンサ、立体視センサ、マップベース位置特定装置、バンピングセンサ、オドメトリベースセンサ、および車輪スリップセンサのうち少なくとも１つを含む、先述の２つの実施形態のいずれか１つに係るロボット。

８５．押し装置はさらに、感知装置と通信し、感知装置からの情報に基づいて下向きおよび／または上向きの力を中間輪に加えるように適合される、先述の３つの実施形態のいずれか１つに係るロボット。

８６．押し装置は、少なくとも１つの中間輪と１つの後輪とを接続する少なくとも１つの傾動レバー、好ましくは、ロボットの左側および右側の各側において中間輪と後輪とを接続する２本のシャフトを有する、実施形態７８から８５のいずれか１つに係るロボット。

８７．押し装置は、感知装置からの情報に基づいて、中間輪および後輪に力を交互に加えるように適合される、前述の実施形態に係るロボット。

８８．感知装置は、中央処理装置と通信するための手段を有し、中央処理装置は、感知装置から受信された情報に基づいて押し装置に命令を与える、前述の実施形態に係るロボット。

８９．傾動レバーは、地面に対して下向きおよび／または上向きの力を加えるべく、ロボットの車輪の平面における少なくとも角運動に適合される、先述の３つの実施形態のいずれかに係るロボット。

９０．押し装置はモータを有し、第１の傾動レバーおよび第２の傾動レバーはそれぞれ、第１の車軸および第２の車軸上の第１の枢動点および第２の枢動点において後車軸に接続される、先述の実施形態８７から８９のいずれかに係るロボット。

９１．押し装置は、中間輪および後輪に下向きの力を交互に生成するよう、第１の枢動点および第２の枢動点の周りに角度方向の力を第１のシャフトおよび第２のシャフトに及ぼすように適合される、先述の実施形態に係るロボット。

９２．押し装置は、登る間、中間輪の回転中心が、車両フレームに対して前輪の回転中心を超えて垂直方向に一時的に延び得るよう、中間輪を持ち上げるように適合される、先述の実施形態７８から９１のいずれかに係るロボット。

９３．押し装置はさらに、後輪を持ち上げる、および／または後輪を押し下げるように適合され、これにより、中間輪に下向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の上向きの力が加えられ、中間輪に上向きの力が加えられたとき、同時に後輪に反作用の下向きの力が加えられる、先述の実施形態７８から９２のいずれかに係るロボット。

９４．車輪および／または押し装置を駆動するモータは、電気モータである、先述の実施形態７７から９３のいずれかに係るロボット。

９５．前輪は駆動される、先述の実施形態７７から９４のいずれかに係るロボット。

９６．車輪を駆動するように適合された少なくとも４つ（四個）の電気モータを備える、先述の実施形態７７から９５のいずれかに係るロボット。

９７．ロボットの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられる、先述の実施形態７２から９６のいずれかに係るロボット。

９８．ロボットの重心は、ロボットの中間と、ロボットの中間から前端までの距離の半分との間に位置付けられる、先述の実施形態７２から９７のいずれかに係るロボット。

９９．構造化されていない屋外環境での運動に適合された、先述の実施形態７２から９８のいずれかに係るロボット。

１００．１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合される、先述の実施形態７２から９９のいずれかに係るロボット。

１０１．一対の前輪、一対の中間輪、および一対の後輪はそれぞれの車軸において接続される、先述の実施形態７２から１００のいずれか１つに係るロボット。

１０２．車軸の各々における車輪間の距離は概ね等しい、前述の実施形態に係るロボット。

１０３．車輪径は、１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍである、先述の実施形態７２から１０２のいずれかに係るロボット。

１０４．車輪は、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも６ｃｍ、より好ましくは少なくとも７ｃｍフレームの下側に突出している、先述の実施形態７２から１０３のいずれかに係るロボット。

１０５．前輪は、１〜８ｃｍ、好ましくは１〜６ｃｍ、より好ましくは２〜５ｃｍフレーム構造の前に突出している、先述の実施形態７２から１０４のいずれかに係るロボット。

１０６．車輪は、天然ゴム化合物で作られたニューマチックタイヤを含む、先述の実施形態７２から１０５のいずれかに係るロボット。

１０７．車輪と障害物との間の静止摩擦係数μ_ｓは、乾燥表面で０．９〜１．１、湿潤表面で０．２〜０．４である、先述の実施形態７２から１０６のいずれかに係るロボット。

１０８．少なくとも１つの配送品を保持するための空間をさらに備える、先述の実施形態７２から１０７のいずれか１つに係るロボット。

１０９．少なくとも１つの配送品を保持するための閉鎖空間をさらに備える、先述の実施形態７２から１０８のいずれか１つに係るロボット。

１１０．空間へのアクセスを提供するためのセキュアアクセス装置をさらに備える、先述の実施形態に係るロボット。

１１１．セキュアアクセス装置は、セキュアインタフェースによって制御される閉塞機構を有する、先述の実施形態に係るロボット。

１１２．先述の実施形態７２から１１１のいずれかに係るロボットとロボット内に含まれる配送品との組み合わせであって、組み合わせの重心は、ロボットの中間と前端との間に位置付けられる、組み合わせ。

１１３．（ａ）前端および後端を有するフレーム構造を備える移動ロボットで垂直障害物に近づく段階であって、当該ロボットは、当該構造の前端の近傍に配置された少なくとも１つの前輪、当該構造の後端の近傍に配置された少なくとも１つの後輪、および、前輪と後輪との中間に配置された少なくとも１つの中間輪、ならびに、前方位置、中間位置、および／または後方位置のいずれかにおける少なくとも１つのさらなる車輪を備え、少なくとも１つの前輪、少なくとも１つの後輪、および少なくとも１つの中間輪は、表面に沿った通常走行の間は上記車輪によってロボットが支持されるよう、フレーム構造において配置され、当該ロボットはさらに、車輪を駆動するように適合された少なくとも２つのモータと、選択的に少なくとも当該少なくとも１つの中間輪に地面に対して下向きの力を及ぼすためのモータ駆動装置とを備える、段階と、（ｂ）ロボット上に配置された１または複数の感知装置で垂直障害物を感知する段階と、（ｃ）１または複数のモータで１または複数の前輪を作動させて、１または複数の前輪が垂直障害物を登り始めることを可能にする段階と、（ｄ）１または複数のモータで１または複数の中間輪および／または後輪を作動させてロボットの推進力を与え、それによって、１または複数の前輪と垂直障害物との間の摩擦を増大させる段階と、（ｅ）モータ駆動装置で１または複数の中間輪に下向きの力を及ぼし、これにより、１または複数の前輪に反作用の垂直方向の力を与え、中間輪の静止摩擦を増大させ、それによって、前輪が登ることを容易にする段階と、（ｆ）前輪が障害物の頂部に達した後、１または複数の中間輪に下向きの力を加えることを停止する段階と、（ｇ）中間輪および／または後輪を作動させることによって生成されるロボットの推進力を通じて障害物を登ることを完了する段階とを備える、登る方法。

１１４．前輪、中間輪および／または後輪の作動は同時に実行される、実施形態１１３に係る方法。

１１５．前輪、中間輪、および後輪は全て、ロボットが垂直障害物に近づくとき作動される、実施形態１１３に係る方法。

１１６．１または複数の中間輪に下向きの力を加えることを停止する段階の前に、少なくとも１つの感知装置によって障害物上の前輪の位置を感知する段階をさらに備える、実施形態１１３から１１５のいずれか１つに係る方法。

１１７．モータ駆動装置は、中間輪および後輪に下向きの力および上向きの力を交互に与えるための機構を有し、当該方法はさらに、段階（ｅ）において、モータ駆動装置によって、中間輪に下向きの力を及ぼす段階に対して同時に後輪に上向きの力を及ぼす段階を備え、当該方法はさらに、段階（ｆ）の後に、（ｇ）中間輪および後輪への加える力を逆転させることにより、後輪に下向きの力が加えられ、中間輪に上向きの力が加えられて、中間輪が障害物を登ることを容易にする段階、および（ｈ）中間輪および／または後輪を作動させることによって生成されるロボットの推進力を通じて障害物を登ることを完了する段階を備える、実施形態１１３から１１６のいずれか１つに係る方法。

１１８．後輪が障害物の頂部に達したと感知装置が判断した後、中間輪または後輪に下向きの力または上向きの力を加えることを停止する段階をさらに備える、実施形態１１７に係る方法。

１１９．移動ロボットは、実施形態１から１１２のいずれか１つにおいて説明されたようなロボットまたは組み合わせである、実施形態１１３から１１８のいずれか１つに係る方法。

１２０．（ａ）少なくとも１つの前輪と、少なくとも２つの中間輪と、少なくとも２つの後輪とを有するフレームを備え、（ｂ）少なくとも１つの中間輪と少なくとも１つの後輪とは、フレームのまたはフレームに対する対向する両側のそれぞれにおいて配置された傾動レバーによって接続され、（ｃ）各傾動レバーは、各一対の車輪の回転の各軸心の間に位置付けられたレバーベアリングの周りを回転させられ得る、特に先述の実施形態１から１１２のいずれか１つに係る移動ロボット。

１２１．傾動レバーは、特に、ロボットが、その移動方向沿いの起伏のある地面に遭遇したとき、特定の角度に達するまで自由に回転するように適合され、ロボットがそのような起伏のある地面を滑らかに越えることを可能にする、実施形態１２０に係るロボット。

１２２．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で６０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０または１２１のいずれかに係るロボット。

１２３．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で５５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２２のいずれかに係るロボット。

１２４．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で５０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２３のいずれか１つに係るロボット。

１２５．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で４５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２４のいずれか１つに係るロボット。

１２６．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で４０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２５のいずれか１つに係るロボット。

１２７．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で３５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２６のいずれか１つに係るロボット。

１２８．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で３０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２７のいずれか１つに係るロボット。

１２９．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で２５°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２８のいずれか１つに係るロボット。

１３０．傾動レバーは、好ましくは両側において、最大で２０°レバーベアリングの周りを回転させられ得る、先述の実施形態１２０から１２９のいずれか１つに係るロボット。

１３１．傾動レバーの絶対角度位置および／または相対角度位置を感知するように適合されたセンサをさらに備える、実施形態１２０から１３０のいずれか１つに係るロボット。

１３２．傾動レバーの絶対角度位置および／または相対角度位置を感知するように適合されたセンサは、少なくとも１つのホール効果非接触式回転位置センサである、実施形態１３１に係るロボット。

１３３．傾動レバーの絶対角度位置および／または相対角度位置を感知するように適合されたセンサは、少なくとも１つのポテンショメータ、少なくとも１つの光学式エンコーダ、少なくとも１つの磁気式エンコーダ、および／または少なくとも１つの視覚カメラ的システムのうちのいずれか１つまたはそれらの組み合わせである、実施形態１３３に係るロボット。

１３４．傾動レバーの相対角度位置を感知するように適合されたセンサは、好ましくはレバーを極限位置に動かすことによって、およびレバーを極限位置に調整することによって、操作開始時に調整される、実施形態１３１、１３２または１３３のいずれか１つに係るロボット。

１３５．レバー回転モータをさらに備え、レバー回転モータは、センサデータを受信すると傾動レバーの作動を開始するように適合される、実施形態１３１から１３４のいずれか１つに係るロボット。

１３６．センサデータは、傾動角度、車輪のいずれかに加えられる力、視覚データ、ライダデータ、および／またはホール効果非接触式回転センサデータを含み得る、先述の実施形態に係るロボット。

１３７．傾動レバーは、自由に回転すること、および／またはレバー回転モータによって作動されることが可能である、実施形態１２０から１３６のいずれかに係るロボット。

１３８．各側の傾動レバーは、自由に回転すること、および／またはレバー回転モータによって互いに独立に作動されることが可能である、実施形態１２０から１３７のいずれか１つに係るロボット。

１３９．各側の傾動レバーは、回転にわずかに抵抗する傾動レバーにレバー回転モータが接続された状態で自由に回転できる、実施形態１２０から１３８のいずれか１つに係るロボット。

１４０．各側の傾動レバーは、自由に回転させられ得て、当該ロボットはさらに、傾動レバーを駆動するレバー回転モータを切り離し得るクラッチを備える、実施形態１２０から１３９のいずれか１つに係るロボット。

１４１．当該ロボットは、傾動レバーを回転させることによって、最大１８ｃｍの障害物を登るように適合される、実施形態１２０から１４０のいずれかに係るロボット。

１４２．傾動レバーは、特定の傾斜角度に達するまで自由に回転するように適合され、傾動回転モータはその時点で関与するように適合され、そのような点は関与点である、実施形態１２０から１４１のいずれかに係るロボット。

１４３．傾動回転モータは、傾動レバーが少なくとも１０°、より好ましくは少なくとも１５°など、より好ましくは少なくとも２０°など、より一層好ましくは少なくとも２５°などの角度にわたって自由に回転した後、関与するように適合される、先述の実施形態に係るロボット。

１４４．傾動レバーは、１つの関与点から次の関与点まで２５°〜４５°の範囲にわたって自由に回転するように適合される、先述の２つの実施形態のいずれかに係るロボット。

１４５．１つの前輪と少なくとも２つの中間輪と少なくとも２つの後輪とを備える移動ロボットであって、実施形態１から１６において説明されたようなものであり得るロボットの登る方法であって、（ａ）少なくとも１つの前輪、少なくとも２つの中間輪、および少なくとも２つの後輪を有するフレームを備える移動ロボットを提供する段階と、（ｂ）フレームのまたはフレームに対する対向する両側のそれぞれに配置された傾動レバーによって少なくとも１つの中間輪と少なくとも１つの後輪とを接続し、一対の車輪を形成する段階と、（ｃ）障害物を越えるとき、各一対の車輪の回転の各軸心の間に位置付けられたレバーベアリングの周りに傾動レバーを回転させる段階とを備える方法。

１４６．（ｄ）一旦傾動レバーが特定の傾動角度に達すると、少なくとも１つのレバー回転モータを関与させる段階と、（ｅ）少なくとも１つのレバー回転モータによって駆動される機構で中間輪に下向きの力を及ぼし、これにより、１または複数の前輪に反作用の垂直方向の力を与え、中間輪の静止摩擦を増大させ、それによって、前輪が登ることを容易にする段階と、（ｆ）前輪が障害物の頂部に達した後、１または複数の中間輪に下向きの力を及ぼすことを停止する段階と、（ｇ）中間輪および／または後輪を作動させることによって生成されるロボットの推進力を通じて障害物を登ることを完了する段階とをさらに備える、実施形態１４５に係る、登る方法。

１４７．前輪、中間輪、および後輪は全て、ロボットが垂直障害物に近づくとき作動される、先述の２つの実施形態のいずれかに係る方法。

１４８．１または複数の中間輪に下向きの力を加えることを停止する段階の前に、少なくとも１つの感知装置によって障害物上の前輪の位置を感知する段階をさらに備える、先述の３つの実施形態のいずれかに係る方法。

当業者には明らかなように、当該方法は、実施形態についての上記説明および下記説明において説明されるような任意のロボットを使用して実現され得る。特に、当該方法は、本明細書において説明されるように、車輪構成の様々な構成と、中間輪および／または後輪に力を能動的に加えるための機構とで実現され得る。

上記特徴は、本発明のさらなる詳細と共に以下に挙げる例においてさらに説明される。以下の例は、本発明をさらに説明するよう意図されるのであって、決して本発明の範囲を限定するよう意図するものではない。

本発明に係るロボットの実施形態の斜視図を示す。 本発明に係る要素の概略的かつ例示的な配置を示す。 縁石を越える前、越える間および越えた後の、本発明に係る一実施形態を示す。 車輪が整列している一実施形態に係るロボットの車輪だけを示す。 傾動レバーおよび取り付けられた後輪の動きを示す、図４ａに係る実施形態を示す。 本発明に係る傾動レバーの要素の概略的な実施形態を示す。 図５ａに係る傾斜の実施形態を示す。 本発明に係る傾動レバーおよびレバー回転モータの要素の一実施形態を示す。

本発明の例示的な実施形態を、図を参照しながら以下で説明する。これらの例は、本発明の範囲を限定することなく本発明へのさらなる理解を与えるために提供される。

下記説明では、一連の特徴および／または段階が説明されている。当業者であれば、文脈が必要としない限り、結果として得られる構成およびその効果にとって特徴および段階の順序は重要ではないことを理解するであろう。さらに、当業者には明らかなように、特徴および段階の順序に関係なく、段階間の時間遅延の有無が、説明される段階の一部の間または全部の間に存在し得る。

特許請求の範囲を含む本明細書において使用されるとき、文脈が別途示さない限り、用語の単数形は複数形も含み、その逆も然りと解釈されるべきである。ゆえに、本明細書において使用されるとき、文脈が別途明確に指示しない限り、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という単数形は、複数の指示対象を含むことに留意すべきである。

説明および特許請求の範囲を通して、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」という用語、ならびにそれらの変形は、「〜を含むがそれに限定されない」ことを意味するよう理解されるべきであり、他の構成要素を排除するようには意図されていない。

本発明はまた、用語、特徴、値、および範囲等が、例えば、約、おおよそ、ほぼ、実質的に、基本的に、少なくとも等の用語と併せて使用される場合、丁度のその用語、特徴、値、および範囲等を包含する（すなわち、「約３」は厳密に３であることも包含するものとし、または、「実質的に一定」は、厳密に一定であることも包含するものとする）。

「少なくとも１つ」という用語は「１または複数」を意味すると理解されるべきであり、したがって、１つの構成要素または複数の構成要素を含む両方の実施形態を含む。その上、「少なくとも１つ」の付いた特徴を説明する独立請求項を参照する従属請求項は、その特徴が「前記」および「前記少なくとも１つ」と称される両方の場合において同一の意味を有する。

本発明の上記の実施形態に対する変形が施され得るが、それは依然として本発明の範囲内に含まれることが理解されよう。別途述べられない限り、同一、等価、または類似する目的を果たす代替的な特徴が、明細書において開示された特徴の置き換えとなり得る。ゆえに、別途述べられない限り、開示された各特徴は、一般的な一連の等価または類似する特徴のうちの一例を表している。

「例えば（ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ）」、「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」および同様のものなどの例示的な文言の使用は、本発明をより良く説明することを意図しているに過ぎず、本発明の範囲に対する限定を示すことは、そのように主張しない限りない。明細書において説明されているあらゆる段階は、文脈が別途明確に示さない限り、任意の順序で実行されてよいし、または同時に実行されてよい。

明細書において開示された特徴および／または段階の全ては、任意の組み合わせで組み合わせられ得る。ただし、特徴および／または段階のうちの少なくともいくつかが互いに排他的である組み合わせを除く。特に、本発明の好適な特徴が、本発明の全ての態様に適用可能であり、任意の組み合わせで使用されてよい。

参照番号は単により速やかな理解のために参照されており、いかなる方式によっても本発明の範囲を限定するようには意図されていない。

図１は、本発明に係るロボット１の一例を示す。図示するように、ロボットは、本体２および蓋３を備え得る。様々な応用に対する他の構成もまた可能である。示されるロボットの実施形態は、特に、（郵便、食料品、小荷物、小包、花、および／または購入品などの）配送品の移動に使用され得る。通信するために、さらなる電子機器、電気通信装置、コンピュータ、センサ等、またはそれらの一部が使用され得る。示される実施形態においては、アンテナ４も示されている。

車台またはフレーム５が、特に、ロボット１の底部に配置される。示される実施形態において図示するように、１または複数の前輪１０、１または複数の中間輪２０、および１または複数の後輪３０という３つのセットまたは対の車輪が設けられる。前輪１０を操舵することができ、前輪１０は、本体２の前にわずかに突出し得る。他の車輪もまた操舵されてよい。車輪１０、２０、３０を任意の種類の保護物で覆うこともでき、および／または、本体２と一体化させることができる。

図２は、概略的なスケッチのみを示す。他方側にもさらなる対応する要素が設けられる場合、参照番号は片側の要素にだけ提供される。前に説明した理由で、前輪１０を駆動でき、前輪１０は、本体２および／またはフレーム５の前部を超えて延び得る。前方モータ１２が、接続された前車軸１１および前輪１０を駆動できる。前述したように、示されていない前輪１０を操舵できる。前方制御１４は、前方モータ１２を制御でき、また、中央または中間のロボット制御（図示せず）に接続され得る。前方配線１３は、前方制御１４と前方モータ１２とを接続できる。同じことが他方側、すなわち、（付番されていない）他方の前輪、前方モータ、および前方制御に当てはまる。両前輪１０を駆動する中央モータも設けることができるが、これはより多くの要素を必要とする。ゆえに、示される配置は、より容易で、より信頼性が高く、より安価な設計であり得る。

中間輪２０は共通の中間車軸２１によって接続され得るが、個々の車軸（図示せず）によって駆動されることも可能である。

後輪３０は、共通の後車軸３１によって接続され得るが、個々の車軸（図示せず）によって駆動されることも可能である。

すでに言及した選択肢以外に、中間輪２０および後輪３０の配置を傾けるための、特に中間輪２０を本体および／またはフレーム５から離れる方向に動かすための実施形態が示される。傾動組立体４０がそれを行うことができる。示される実施形態において、中間輪２０および後輪３０は、後方モータ４４によって一緒に駆動される。あるいは、中間および後方の全ての車輪を駆動するために、共通のモータ（図示せず）が配置され得る。モータ４４はレバーシャフト４３を駆動しており、示されていない機構によって、中間輪２０および後輪３０に回転運動および／または回転力がさらに伝達される。この機構は、例えば１または複数のギア、１または複数の滑車、１または複数の鎖等、またはそれらの任意の組み合わせによって回転運動を伝える、および／または回転運動を連動させるための任意の既知の手段であり得る。あるいは、モータはまた、車輪に、または車輪が直接接続されている車軸に位置し得る。このことは、全ての車輪に当てはまり得る。各後方制御４６が、各側で個々に後方モータ４４を制御できるし、または、１つの後方制御４６が後方モータ４４を一緒に制御することもできる。後方制御４６はまた、中央制御（図示せず）と通信できる。

傾動レバーもしくは傾動シャフト４１、または中間輪２０と後輪３０との間の接続として働くユニットが、これらの車輪を互いに対して固定する。傾動レバー４１は回転可能であり、車輪２０、３０を駆動し傾けることができる。

傾動車軸（レバーベアリング）４２が、中間輪２０および後輪３０、ならびに傾動レバー４１の配置の向きを変えることができる。傾動車軸（レバーベアリング）４２は、例えば１または複数のギア、１または複数の滑車、１または複数の鎖等、またはそれらの任意の組み合わせによって回転運動を伝える、および／または回転運動を連動させるための回転機構４７によって、それ自体回転させられ得る。回転運動は、回転シャフト４８を駆動する回転モータ４９によって必要に応じて提供される。回転シャフト４８は次に、傾動車軸（レバーベアリング）４２に回転機構４７を引き継がせる。回転配線５０によって、回転制御５１が回転モータ４９と接続される。再び、回転制御５１および回転配線５０はまた、さらなる中央制御（図示せず）と通信してよい。

傾動組立体４０は、片側にだけ、または両側に配置され得る。片側に配置される場合、中間輪２０および後輪３０はそれぞれ軸２１および軸３１によって接続され得る。

図３は、ロボット１によって縁石などの障害物を登る様々な状況を例示する。明瞭にするために、参照番号はスケッチ１番においてだけ示される。中間輪２０および後輪３０が共に傾動レバー４１に接続されている。縁石６０にロボット１が近づいているところが示されている。他にセンサーがない場合、前輪１０は縁石に接触し得る。これにより、スケッチ２番に示すように、ロボット１が縁石を登ることが開始され得る。縁石の垂直表面と前輪が接触する状態を保つよう、駆動された中間輪および／または後輪によって加えられる力によって補助される、縁石の垂直表面に対する前輪の静止摩擦、傾動レバー４１の回転運動によって生成される中間輪のロボットから離れる方向への動き、後輪のロボット本体に向かう動き、および／またはロボットの推進力が、図示するようにロボットが登ることを開始させる。傾動レバーを駆動するためのモータ（図示せず）がこの段階で回転させられ、これにより、回転力が傾動レバー４１に加えられる。

前輪が縁石の頂部にあるとき、中間輪がスケッチ４番に示すように縁石６０に接触するまでロボット１を動かすことによって、スケッチ３番に示すように中間輪は縁石に向かってさらに動く。このフェーズの間、ロボットの傾動は、少なくとも図示する縁石に対するその最大となる。それより高い縁石を登るときは、さらなる傾動が可能であり得る。

スケッチ５番において、中間輪は縁石を登り、傾動機構の傾動動作は逆転させられる。これにより、傾動レバー４１によって駆動されて、中間輪がロボットのフレームに向かって動く一方、後輪はロボットから離れる方向に動く。スケッチ６番から明らかなように、それはさらにもっと逆転させられる。この動作によって、登る間のロボットの全車輪の最大静止摩擦と最大の安定性とを得ることができる。

さらにロボットが進行する間、傾動組立体はニュートラルな位置に戻り、これにより、車輪は再び１つの平面内に、またはほぼ１つの平面内にあるようになる。これをスケッチ８番に明示する。そのような前方運動の間、傾動機構はニュートラルな位置にあり、傾動機構を駆動するモータのスイッチは通常切られている。

常に全車輪が地面についている状態を保つ必要はなく、このことは、ロボットが図３に示すものとは別の角度の条件下で障害物に到達したときは実行可能ですらないかもしれない。しかしながら、障害物に垂直に近づくようロボットを設計およびプログラムすることができ、これにより、障害物を安定してうまく登ることが達成され得る。

図４ａおよび図４ｂは、ロボットの車輪の一実施形態の側面図を示す。ここで、レバーシャフト（図示せず）に載っている傾動レバー４１上に２つの後輪が配置されている。図４ａにおいて、車輪１０、２０、３０は全て、一直線上に、（地面に対して）水平方向に、または基本的に水平方向に整列させられ、傾動レバー４１は、ロボットのフレーム（図示せず）に位置合わせされ、またはそれに対して平行である。傾動レバー４１は、レバーベアリング４２の周りを回転するように適合され、これにより、中間輪２０および後輪３０は回転方向に応じて上昇または降下するよう動く。ゆえに、時計回り回転の間、後輪３０は降下し、中央輪は上昇するが、反時計回り回転の間、中央輪および後輪の動きは逆転する。

ゆえに、図４ｂに示すように、傾動レバー４１は、任意の所与の角度の値β分回転可能であり、ここで、車輪が水平方向に整列しているとき、β＝０である。例えば、傾動レバー４１は、レバーベアリング４２の周りに両方向に最大６０°回転するように適合され得て、最大１２０°の全体としての回転をもたらす。好適な実施形態において、傾動レバー４１は両方向に最大５５°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は、両方向に最大５０°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は両方向に最大４５°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は、両方向に最大４０°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は、両方向に最大３５°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は、両方向に最大３０°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は、両方向に最大２５°回転できる。別の好適な実施形態において、傾動レバー４１は、両方向に最大２０°回転できる。

図５ａは、傾動レバー４１の内部構造の概略的実施形態を示す。傾動ギアフレーム４１１は、意図されたように機能に十分な支持と曲げ強度とをそれが提供するのであれば、異なる形状を備え得る。傾動ギアフレーム４１１は、金属および／または金属合金で作られ得る。傾動ギア４１２は、傾動ギアフレーム４１１と同じ材料で作製可能であり、傾動ギアフレーム４１１の一部を含み得る。傾動ギアの歯４１３は、傾動ギア４１２の一部を含むことができ、同じ材料で作られることも可能である。このように、傾動ギアフレーム４１１、傾動ギア４１２、および傾動ギアの歯４１３は全て、傾動レバー４１の１つの中実部分を含み得る。本実施形態において、４つの傾動ギアの歯４１３が示されているが、より広い半径に及ぶ２つの傾動ギアの歯も存在し得ることに留意されたい。傾動車軸４２は、傾動ギア４１２の中心から突出しているのが分かる。それは、図示されていない機構によって、または、単に傾動ギアの歯４１３によって、この位置に固定され得る。傾動車軸４２は、傾動ギア４１２内に同様に固定されている傾動車軸の歯４２１を含む。傾動ギアフレーム４１１は、傾動車軸の歯４２１と共に傾動車軸４２の周りを回転するように適合される。傾動ギアの歯４１３は、傾動ギアフレーム４１１と共に傾動車軸の歯４２１に到達するまで自由に回転し得る。これが図５ｂにさらに示されている。

図５ｂは、角度β分回転された、図５ａと同一の傾動レバー４１の内部構造の概略的実施形態を明示する。そのような回転の後、傾動ギアの歯４１３と傾動車軸の歯４２１とは整列させられ、接触する。同一方向へのこれ以上の回転は、自由に実行され得ず、レバー回転モータ４９（ここでは図示せず）によって作動させる必要がある。当業者であれば、角度βは変更可能であり得て、所望の用途に依存し得ることを理解するであろう。本明細書において説明する移動ロボットの場合、この配置は有益である。なぜなら、より小さい障害物であれば、レバー回転モータ４９を関与させることなく登らせることが可能であるからである。そのようなやり方で、ロボットは、例えば５ｃｍの高さの歩道上のでこぼこを、レバー回転モータ４９を関与させることなく越えることができる。１５ｃｍほどの縁石などの、より高い障害物を越えるとき、ロボットは、傾動レバー４１を角度βまで自由に傾け、次に、レバー回転モータ４９を関与させることによって続けて登ることが可能である。例えば、傾動レバー４１は、モータを関与させる前に、１つの関与点から次の関与点までずっと約２５°〜４５°にわたり、すなわち、水平位置から最大限に傾斜した位置まで約１２．５°〜２２．５°にわたり、自由に回転するように適合され得る。好適な実施形態において、ロボットは、この点を通り過ぎて、レバー回転モータ４９を関与させるように適合され得る。当業者はまた、図５ｂに示す傾斜の実施形態が、図４ｂに示す傾斜の実施形態に大体対応し得ることを理解するであろう。

図５ｃは、傾動機構のさらなるいくつかの部分と共に、傾動レバー４１の内部構造の概略的実施形態の側面図を明示する。傾動ギアフレーム４１１は傾動ギア４１２と共に横向きに示されている。この実施形態において、傾動車軸４２は、傾動ギア４１２から外向きにわずかに突出していることが分かる。レバー回転機構４７はここでは概略的に示され、さらにギアおよび／または滑車を備え得る。レバー回転シャフト４８は、傾動レバー４１を駆動するように適合されたレバー回転モータ４９に接続される。

［参照番号のリスト］
１−ロボット
２−本体
３−蓋
４−アンテナ
５−フレーム／車台
１０−前輪
１１−前車軸
１２−前方モータ
１３−前方配線
１４−前方制御
２０−中間輪
２１−中間車軸
３０−後輪
３１−後車軸
４０−傾動組立体
４１−傾動レバー（傾動シャフト）
４２−レバーベアリング
４３−レバーシャフト
４４−後方モータ
４５−後方配線
４６−後方制御
４７−レバー回転機構
４８−レバー回転シャフト
４９−レバー回転モータ
５０−レバー回転配線
５１−レバー回転制御

Claims (25)

1. 少なくとも垂直障害物を越えるように適合された移動ロボットであって、前記ロボットは、前端および後端を有し、さらに前部分、中間部分、および後部分を有するフレーム構造を備え、前記ロボットは、
   （ａ）前記ロボットの前記前部分に配置され、前面において前記前部分を超えて延びる少なくとも１つの前輪、前記ロボットの前記後部分に配置された少なくとも１つの後輪、および、前記ロボットの前記中間部分に配置された少なくとも１つの中間輪と、
   （ｂ）前記構造の前記前部分、前記中間部分および／または前記後部分のいずれかに配置された少なくとも１つのさらなる車輪とを備え、 前記ロボットはさらに、
   （ｃ）選択的に前記少なくとも１つの中間輪に地面に対して下向きの力および／または上向きの力を及ぼすためのモータ駆動装置と、
   （ｄ）各々が前記車輪、および／または前記モータ駆動装置を駆動するように適合された少なくとも２つのモータとを備える
   ロボット。
2. 前記ロボットは、前記構造の前記前端の近傍に配置された少なくとも一対の前輪と、前記構造の前記後端に寄せて配置された少なくとも一対の後輪と、前記前輪と前記後輪との中間に配置された少なくとも一対の中間輪とを備える、請求項１に記載のロボット。
3. 前記一対の前輪、前記一対の中間輪、および前記一対の後輪は、それぞれの車軸において接続される請求項２に記載のロボット。
4. 前記車軸の各々における前記車輪の間の距離は概ね等しい、請求項２または３に記載のロボット。
5. 前記モータ駆動装置は、前記ロボットが前記ロボットの移動方向沿いの垂直障害物に遭遇したとき、前記少なくとも１つの中間輪を通じて前記モータ駆動装置によって下向きの力および／または上向きの力が加えられ得るように適合されて、前記車両が前記垂直障害物を越えることを容易にする、請求項１から４のいずれか一項に記載のロボット。
6. 前記モータ駆動装置はさらに、前記少なくとも１つの後輪を通じて、下向きの力および／または上向きの力を及ぼすように適合される、請求項１から５のいずれか一項に記載のロボット。
7. 前記ロボットはさらに、前記ロボットの運動の前進方向沿いの障害物を感知するための感知装置を備え、前記感知装置は、好ましくは、超音波センサ、ライダセンサ、オプティカルフローセンサ、立体視センサ、マップベース位置特定装置、バンピングセンサ、オドメトリベースセンサ、および／または車輪スリップセンサのうち少なくとも１つまたはそれらの組み合わせを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のロボット。
8. 前記感知装置は、前記ロボットの少なくとも前記中間輪に下向きの力が加えられて、前記前輪が前記障害物を越える動きを容易にするよう、前記モータ駆動装置をトリガするように適合される、請求項６または７に記載のロボット。
9. 前記モータ駆動装置はさらに、前記感知装置と通信し、前記感知装置からの情報に基づいて、少なくとも前記中間輪および／または前記後輪に、下向きの力および／または上向きの力を加えるように適合される、請求項６から８のいずれか一項に記載のロボット。
10. 前記前輪は駆動される、請求項１から９のいずれか一項に記載のロボット。
11. 前記車輪の全てが駆動される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のロボット。
12. ２つの前輪の各々を駆動するための２つのモータと、２セットの中間輪および後輪を駆動するための２つのモータとを備え、前記モータの各々は、少なくとも１つの中間輪と、前記ロボットの片側に沿って配置された後輪とを駆動する、請求項１１に記載のロボット。
13. 前記ロボットの重心は、前記ロボットの中間と前記前端との間にあり、好ましくは、前記ロボットの中間と、前記ロボットの中間から前記前端までの距離の半分との間に位置付けられる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のロボット。
14. 構造化されていない屋外環境での運動に適合される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のロボット。
15. 縁石などの、約１５〜約２０ｃｍなどの、約１０〜約２５ｃｍの高さの垂直障害物を越えるように適合される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のロボット。
16. 前記車輪径は、１０〜３０ｃｍ、好ましくは１５〜２５ｃｍ、より好ましくは約２０ｃｍである、請求項１から１５のいずれか一項に記載のロボット。
17. 前記前輪は、１〜８ｃｍ、好ましくは１〜６ｃｍ、より好ましくは２〜５ｃｍ前記フレーム構造の前に突出している、請求項１から１６のいずれか一項に記載のロボット。前記車輪は、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも６ｃｍ、より好ましくは少なくとも７ｃｍ前記フレームの下側に突出している、請求項１から１６のいずれか一項に記載のロボット。
18. 表面に沿った通常走行の間は前記ロボットが少なくとも２つの車輪によって支持されるよう、前記１または複数の前輪、前記１または複数の後輪、および前記１または複数の中央輪は、前記フレーム構造において配置される、請求項１から１７のいずれか一項に記載のロボット。
19. 少なくとも１つの配送品を保持するための閉鎖空間をさらに備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載のロボット。
20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載のロボットと、前記ロボット内に含まれる配送品との組み合わせであって、前記組み合わせの重心は、前記ロボットの中間と前記前端との間に位置付けられる、組み合わせ。
21. 前記車輪は同一の半径を有し、前記少なくとも１つの中間輪の最後対向点から測定された、前記少なくとも１つの前輪と前記少なくとも１つの中間輪との間、または、前記少なくとも１つの中間輪と前記少なくとも１つの後輪との間の最大距離ｄは、
    

    

    によって定義され、式中、ｄは前記最大距離、ｒは前記車輪の半径、ｈは、越えることができる前記障害物の最大高さである、
    請求項１から２０のいずれか一項に記載のロボット。
22. 特に請求項１から２１のいずれか一項に記載の移動ロボットの登る方法であって、
    （ａ）前端および後端を有するフレーム構造を備える移動ロボットで垂直障害物に近づく段階であって、前記ロボットは、前記構造の前記前端の近傍に配置された少なくとも１つの前輪、前記構造の前記後端の近傍に配置された少なくとも１つの後輪、および、前記前輪と前記後輪との中間に配置された少なくとも１つの中間輪、ならびに、前方位置、中間位置、および／または後方位置のいずれかにおける少なくとも１つのさらなる車輪を備え、前記少なくとも１つの前輪、前記少なくとも１つの後輪、および前記少なくとも１つの中間輪は、表面に沿った通常走行の間は前記ロボットが前記車輪によって支持されるよう、前記フレーム構造において配置され、前記ロボットはさらに、前記車輪を駆動するように適合された少なくとも２つのモータと、選択的に少なくとも前記少なくとも１つの中間輪に地面に対して下向きの力を及ぼすためのモータ駆動装置とを備える、段階と、
    （ｂ）前記ロボット上に配置された１または複数の感知装置で前記垂直障害物を感知する段階と、
    （ｃ）１または複数のモータで前記１または複数の前輪を作動させて、前記１または複数の前輪が前記垂直障害物を登り始めることを可能にする段階と、
    （ｄ）１または複数のモータで前記１または複数の中間輪および／または前記１または複数の後輪を作動させて前記ロボットの推進力を与え、それによって、前記１または複数の前輪と前記垂直障害物との間の摩擦を増大させる段階と、
    （ｅ）前記モータ駆動装置で前記１または複数の中間輪に下向きの力を及ぼし、これにより、前記１または複数の前輪に反作用の垂直方向の力を与え、前記中間輪の静止摩擦を増大させ、それによって、前記前輪が登ることを容易にする段階と、
    （ｆ）前記前輪が前記障害物の頂部に達した後、前記１または複数の中間輪に前記下向きの力を加えることを停止する段階と、
    （ｇ）前記中間輪および／または前記後輪を作動させることによって生成される前記ロボットの前記推進力を通じて前記障害物を登ることを完了する段階と
    を備える方法。
23. 前記１または複数の中間輪に前記下向きの力を加えることを停止する前記段階の前に、前記少なくとも１つの感知装置によって前記障害物の上の前記前輪の位置を感知する段階をさらに備える、請求項２２に記載の方法。
24. 前記モータ駆動装置は、前記中間輪および前記後輪に下向きの力および上向きの力を交互に与えるための機構を有し、前記方法はさらに、段階（ｅ）において、前記モータ駆動装置によって、前記中間輪に下向きの力を及ぼす前記段階に対して同時に前記後輪に上向きの力を及ぼす段階を備え、前記方法はさらに、段階（ｆ）の後に、
    （ｇ）前記中間輪および前記後輪への前記加える力を逆転させることにより、前記後輪に下向きの力が加えられ、前記中間輪に上向きの力が加えられて、前記中間輪が前記障害物を登ることを容易にする段階、および、
    （ｈ）前記中間輪および／または前記後輪を作動させることによって生成される前記ロボットの前記推進力を通じて前記障害物を登ることを完了する段階を備える、
    請求項２２または２３に記載の方法。
25. 前記後輪が前記障害物の頂部に達したと前記感知装置が判断した後、前記中間輪または前記後輪に下向きの力または上向きの力を加えることを停止する段階をさらに備える、請求項２４に記載の方法。

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