[发明专利]自主车辆系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是部分接续申请案，并且要求2011年11月28日提交的美国专利申请No.13/305,613在35U.S.C.§120下的权益，该申请通过引用整体结合于此，并且本申请要求2011年10月4日提交的题为“Vibration Powered Vehicle”的美国专利申请No.61/543,047在35U.S.C.§119(e)下的权益，该申请通过引用全部结合于此。

技术领域

本发明涉及基于振荡动作和/或振动来运动的设备，可利用磁场部分地控制的自主设备以及用于设备的轨道。

背景技术

振动驱动运动的一个示例是振动电子足球赛。振动的水平金属表面诱导的无生命塑料出现随机地或略微定向地运动。振动驱动运动的较近期的示例使用内部电源和位于车辆上的振动机构。

产生运动诱导振动的一种方法是使用使连接到配重物的轴旋转的旋转电机。配重物的旋转诱发振荡运动。电源包括手动供能的上链弹簧或者直流电动机。最新的趋势是使用被设计为在静默模式下使寻呼机或手机振动的寻呼机电机。振动机器人(vibrobot)和刚毛机器人(bristlebot)是使用振动来诱发运动的车辆的两个现代的示例。例如，诸如振动机器人、刚毛机器人等的小型机器人设备能够使用带有配重物的电机来产生振动。机器人的腿通常是金属线或僵硬的塑料刚毛(bristles)。振动使整个机器人上下振动和旋转。由于没有实现有效的方向控制，因此这些机器人设备往往漂移和旋转。

振动机器人倾向于使用较长的金属线腿部。这些车辆的形状和尺寸变化很大并且通常是从较矮的2″设备到较高的10″设备。通常将橡胶垫脚添加到腿部以避免损坏桌面并且改变摩擦系数。虽然存在10-20的设计，但振动机器人通常具有3条或4条腿。身体和腿部的振动产生在方向和旋转方面几乎随机的运动模式。与墙壁的碰撞不会产生新的方向，并且结果是墙壁仅限制在那个方向上的运动。由于高度随机的运动，逼真的动作出现概率是很低的。

刚毛机器人在文献中有时被描述为微型定向振动机器人。刚毛机器人使用上百个短尼龙刚毛作为腿部。刚毛和车身的最常用的来源是牙刷的整个头部。寻呼机电机和电池完全是通常的设计。运动根据电机和身体的方向以及刚毛的方向可以是随机的和无方向的。使用角度向后的刚毛和相连接的旋转电机的设计能够实现具有不同量的转向和侧身漂移的大致的前进方向。与诸如墙壁等物体的碰撞导致车辆停止，然后向左或向右转并且在大致的前进方向上继续运动。由于滑行运动和撞击墙壁的呆板反应，因此很难呈现逼真的动作。

发明内容

通常，本说明书所述的主题的一个发明方面可实现为如下装置(例如，玩具车辆)，其包括电机、电池、适用于将电池连接到电机的开关、适用于接触表面并且在表面上滚动的多个车轮、连接到电机的振动机构以及至少一条驱动腿。由振动机构引起的振动使得，所述至少一条驱动腿使车辆运动通过表面。

这些和其他的实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。一条或多条驱动腿向车辆的后端弯曲。车辆包括单条驱动腿。单条驱动腿处于横向的中心和/或朝向车辆的前端放置。一条或多条驱动腿由橡胶材料或其他弹性体构成。电机是旋转电机并且振动机构包括适用于由旋转电机旋转的偏心负载。旋转电机包括壳体并且偏心负载包括放置在壳体内的配重物。旋转电机的壳体包括由圆筒部分连接的两个平坦的、圆形侧面。电机包括与车辆适于移动的方向垂直并且与支撑车辆的表面平行的旋转轴线。电机适用于当从车辆的右侧观察时以顺时针方向旋转。车辆包括底盘，电机、电池、开关和至少一条驱动腿连接到底盘。底盘包括用于容纳用于车轮的车轴的孔。底盘包括适用于支撑多个替换的轴距的孔。用于容纳车轴的一个或多个孔形成有槽，以在玩具车辆跳跃时允许对应的车轴竖直移动。开关包括适用于由与车辆相邻的磁铁驱动的磁簧开关。车辆可复制制造车辆并且具有小于制造车辆的1∶75的比例的尺寸。车辆具有小于2英寸的长度和小于1英寸的宽度。多个车轮包括前轮和后轮，电机纵向上位于前轮与后轮之间。电机处于车辆的横向中心。电机位于车辆的尽可能靠前的位置以使得尽可能大的能量转移到腿。电机偏到一侧以允许偏心传动。车辆包括适用于与后轮配合的后车轴并且电池纵向地位于后车轴的上方。电池相对于电机放置于车辆的后方。电池纵向地位于车辆的前轮与后轮之间。多个车轮包括橡胶圆周表面。多个车轮由塑料材料构成。