(57)【要約】      （修正有）【課題】作業外のバッテリ充電又はバッテリ取り替えによる重大な中断を生じることのない、ロボット連続した作動を可能にする。【解決手段】ホロノミック駆動機構を備えたロボット真空掃除機は、その決められた向き又は吸込口若しくは特定の操作に必要なロボットの他の部分などのロボットの所望の部分の決められた向きを維持しつつ、所与の方向に移動することができる。バッテリを有するバッテリパックと、バッテリパックのバッテリ１０２のすべてにわたって延びるバッテリ管理システムとを含む。上部カバー１１８を含むハウジング１１０は、バッテリパック及びバッテリ管理システム（ＢＭＳ）の周囲に配置され、上部カバーはＢＭＳの上に延び、上部カバーの中には回路基板１１４が含まれる。ＢＭＳには、少なくとも部分的にコネクタ１０８が接続され、コネクタは、バッテリ管理システムとロボット真空掃除機との間に信号を送信するように構成される。【選択図】図８
2019149365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット真空掃除機の着脱可能な充電バッテリシステムであって、
１つ以上のバッテリを備えたバッテリパックと、
前記バッテリパックの前記１つ以上のバッテリのすべてにわたって延びるバッテリ管理システムと、
前記バッテリパック及び前記バッテリ管理システムを中に格納するように構成され、さらに、前記バッテリ管理システムの上に延びる上部カバーを有するハウジングと、
前記ハウジングの前記上部カバーの中にある回路基板と、
コネクタであり、前記バッテリ管理システムに少なくとも部分的に接続され、前記ハウジングを通って延び、
前記バッテリ管理システムとロボット真空掃除機との間に信号を送信するように構成されたコネクタと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記上部カバー内に、前記回路基板に動作可能に接続された静電容量式タッチセンサを更に、備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記上部カバー上に、前記回路基板に動作可能に接続された光源を更に、備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光源が３色ＬＥＤ光である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記上部カバーが透光性である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記コネクタが、充電ステーションのコネクタと嵌合するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ハウジングが、前記充電ステーションのスロット内に納まるように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前面、上面及び底面を有する本体と、
前記本体の前記前面に配置された真空源と、
前記本体に取り付けられた複数のセンサ素子と、
ホロノミック駆動機構を集合的に構成する複数のホイールアセンブリであり、それぞれ、
モータ、
モータに接続された駆動輪、
エンコーダ、及び
モータコントローラ
を備えた複数のホイールアセンブリと、
前記駆動輪の動きに関する前記モータコントローラからのオドメトリデータ、及び複数のセンサからのデータを受信し、前記複数のホイールアセンブリに対して電子航法制御を行うメインコントローラと、
前記本体のソケット内にある着脱可能な充電バッテリシステムであり、
１つ以上のバッテリを有するバッテリパック、
前記バッテリパックの前記１つ以上のバッテリのすべてにわたって延びるバッテリ管理システム、
前記バッテリパック及び前記バッテリ管理システムを中に格納するように構成され、さらに、前記バッテリ管理システムの上に延びる上部カバーを有するハウジング、
前記ハウジングの前記上部カバーの中にある回路基板、並びに
前記バッテリ管理システムに少なくとも部分的に接続され、前記ハウジングを通って延び、
前記バッテリ管理システムと前記メインコントローラとの間に信号を送信するように構成されたコネクタ
を備えた充電バッテリシステムと、
を備えるロボット真空掃除機。
【請求項９】
前記上部カバー内に、前記回路基板に動作可能に接続された静電容量式タッチセンサを更に備える、請求項８に記載のロボット真空掃除機。
【請求項１０】
前記上部カバー上に、前記回路基板に動作可能に接続された光源を更に備える、請求項８に記載のロボット真空掃除機。
【請求項１１】
前記上部カバーが透光性である、請求項８に記載のロボット真空掃除機。
【請求項１２】
前記コネクタが、充電ステーションのコネクタと嵌合するように構成される、請求項８に記載のロボット真空掃除機。
【請求項１３】
前記ハウジングが、前記充電ステーションのスロット内に納まるように構成される、請求項１２に記載のロボット真空掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１１月２０日に出願され「ロボットのためのバッテリ装置、方法及び応用製品（Battery Apparatus for a Robot, Methods, and Applications）」という名称の米国仮特許出願第６２／５８８，４６３号の優先権を主張し、その全開示内容は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
１．発明の分野
本開示は、全体として、ロボットプラットフォームのバッテリ装置、並びに関連する方法及び応用を対象とし、更に具体的には、ロボットプラットフォームの交換可能なバッテリ装置、並びに関連する方法及び応用を対象とし、最も具体的には、ロボットプラットフォームの交換可能なバッテリパック及びバッテリ管理システム（ＢＭＳ）、バッテリパラメータに関するロジスティクスを含む方法、並びにその応用を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
既存のロボット床面掃除機によって実行することが可能な掃除パターンは、その構造、制御、検知及び駆動システムによって制限されている。Dyson（登録商標）Eye、Roomba（登録商標）、及びSamsung社の多くのモデルなどの市販ロボット真空掃除機は、非ホロノミック（non-holonomic）駆動システムを使用しており、すなわち、駆動機構は、独立して動力を供給する２つのホイールと、キャスターとを用いて、ロボット真空掃除機の３点を支持する。独立して動力を供給する２つのホイールを用いて、ロボット本体を直線状に、曲線状に移動させるか、又は回転させることができるが、これらの駆動システムはそれぞれ、ロボット真空掃除機の決められた（固定された）向きに対して垂直ではない方向にしか、ロボット真空掃除機を移動させることができない。
【０００４】
非ホロノミックロボットが移動し、例えば、北へ移動した後、東へ移動する場合、ロボットは北に進み、右に９０度回転し、そして東に進む必要があるか、又は、代わりに、非ホロノミックロボットは北に進み、右に９０度回転しながら、弧を描いて前進した後、東に進むことができる。いかなる場合も、非ホロノミック駆動ロボット真空掃除機は、一方向（例えば、北、南、東、西）に向かって始動し、異なる方向（例えば、東、西）に向かって完了する。
【０００５】
ホロノミック駆動機構を備えたロボット真空掃除機は、その決められた向き、又は、吸込口、センサ群（bank of sensors）、若しくは特定の操作に必要なロボットの他の部分などのロボットの所望の部分の決められた向きを維持しつつ、所与の方向、例えば北（その決められた向きが北である。）に進み、異なる方向、例えば、東、北東又はあらゆる方向に移動することができる。
【０００６】
ロボット真空掃除機及び他のバッテリ駆動型ロボットは、通常、充電ステーションを用いて内蔵バッテリを充電する。バッテリ充電量が少なくなると、ロボットは、通常、充電ステーションにつながれ、バッテリ充電中、アイドリング状態で待機する。この充電の間、ロボットは使用することができない。
【０００７】
さらに、ロボット掃除システムは、存在している環境を事前に理解していないことがあり、結果として、決められた作業を完了するのに要する時間、エネルギー量、バッテリ充電量などもまた理解していない。これによって、ロボットの電力消費及び作動時間を予測することが困難になる。ロボット床面掃除機は、例えば、内蔵バッテリの充電が閾値（例えば、電圧又は消費クーロン）を下回り、ロボットを充電ステーションへ戻って来させるまで作動し続ける。産業的な掃除状況下では、作業が完了していないときにこの閾値に達すると、手順に混乱をもたらし、より非効率になる。さらに、バッテリがすべての電力をロボットに供給するため、取り替えのためにバッテリを取り外すと、ロボットにおけるすべての電力システムの電力が即座に失われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、作業外のバッテリ充電又はバッテリ取り替えによる重大な中断を生じることのない、ロボットの本質的に連続した作動を可能にすることの、利点及び長所を認識した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
本開示は、ホロノミック駆動機構を備えたロボット真空掃除機であって、その決められた向き、又は、吸込口、センサ群、若しくは特定の操作に必要なロボットの他の部分などのロボットの所望の部分の決められた向きを維持しつつ、所与の方向、例えば北（その決められた向きが北である）に進み、異なる方向、例えば、東、北東又はあらゆる方向に移動することができるロボット真空掃除機を対象とする。具体的には、本開示は、ロボット真空掃除機の着脱可能な充電バッテリシステムを対象とする。
【００１０】
一態様によれば、本発明は、ロボット真空掃除機の着脱可能な充電バッテリシステムであって、１つ以上のバッテリを有するバッテリパックと、バッテリパックの１つ以上のバッテリのすべてにわたって延びるバッテリ管理システム（ＢＭＳ）と、を含む、充電バッテリシステムである。このシステムには、バッテリパック及びバッテリ管理システムを中に格納するように構成されたハウジングも含まれる。ハウジングは、バッテリ管理システムの上に延びる上部カバーを有する。上部カバーの中には、回路基板がある。バッテリ管理システムには、少なくとも部分的にコネクタが接続され、コネクタはハウジングを通って延びる。コネクタは、バッテリ管理システムとロボット真空掃除機との間に信号を送信するように構成される。
【００１１】
一実施形態によれば、システムには、上部カバー内に、回路基板に動作可能に接続された静電容量式タッチセンサが含まれる。
【００１２】
一実施形態によれば、システムには、上部カバー上に、回路基板に動作可能に接続された光源が含まれる。
【００１３】
一実施形態によれば、光源は、３色ＬＥＤ光である。
【００１４】
一実施形態によれば、上部カバーは透光性である。
【００１５】
一実施形態によれば、コネクタは、充電ステーションのコネクタと嵌合するように構成される。
【００１６】
別の態様によれば、本発明は、ロボット真空掃除機である。ロボット真空掃除機は、（ｉ）前面、上面及び底面を有する本体と、（ｉｉ）本体の前面に配置された真空源と、（ｉｉｉ）本体に取り付けられた複数のセンサ素子と、（ｉｖ）ホロノミック駆動機構を集合的に構成する複数のホイールアセンブリであり、それぞれ、（ａ）モータ、（ｂ）モータに接続された駆動輪、（ｃ）エンコーダ、及び（ｄ）モータコントローラを備えた複数のホイールアセンブリと、を有する。また、ロボット真空掃除機には、（ｖ）駆動輪の動きに関するモータコントローラからのオドメトリデータ、及び複数のセンサからのデータを受信し、複数のホイールアセンブリに対して電子航法制御を行うメインコントローラも含まれる。ロボット真空掃除機には、更に、本体のソケット内に、着脱可能な充電バッテリシステムが含まれる。着脱可能な充電バッテリシステムには、１つ以上のバッテリを有するバッテリパックと、バッテリパックの１つ以上のバッテリのすべてにわたって延びるバッテリ管理システム（ＢＭＳ）と、が含まれる。また、システムには、バッテリパック及びバッテリ管理システムを中に格納するように構成されたハウジングも含まれる。ハウジングは、バッテリ管理システムの上に延びる上部カバーを有する。上部カバーの中には、回路基板がある。バッテリ管理システムには、少なくとも部分的にコネクタが接続され、コネクタはハウジングを通って延びる。コネクタは、バッテリ管理システムとメインコントローラとの間に信号を送信するように構成される。
【００１７】
一実施形態によれば、ロボット真空掃除機には、上部カバー内に、回路基板に動作可能に接続された静電容量式タッチセンサが含まれる。
【００１８】
一実施形態によれば、ロボット真空掃除機には、上部カバー上に、回路基板に動作可能に接続された光源が含まれる。
【００１９】
一実施形態によれば、光源は、３色ＬＥＤ光である。
【００２０】
一実施形態によれば、上部カバーは透光性である。
【００２１】
一実施形態によれば、コネクタは、充電ステーションのコネクタと嵌合するように構成される。
【００２２】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に説明する実施形態から明らかになる。
【００２３】
本発明の１つ以上の態様は、具体的には、本明細書の終わりにある特許請求の範囲において、例として示され、明確に記載される。本発明の前述した目的、特徴及び長所、並びに、他の目的、特徴及び長所は、添付図面と併せて理解される、次の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る、ロボット床面掃除機のホロノミック駆動プラットフォームの概略底面図である。
【００２５】
【図２】従来の手動式真空掃除機又は他の床面掃除機を使用して床面を吸い取るときに頻繁に用いられる、一般的なＮパターンを示す。
【００２６】
【図３】実施形態に係るホイールアセンブリの分解斜視図である。
【００２７】
【図４】実施形態に係るホイールアセンブリの斜視図である。
【００２８】
【図５】実施形態に係るロボット床面掃除機の斜視図である。
【００２９】
【図６】実施形態に係るバッテリパックの概略斜視図である。
【００３０】
【図７】実施形態に係る、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）を有するバッテリパックの概略斜視図である。
【００３１】
【図８】実施形態に係る、バッテリパック、インジケータＬＥＤ、及びコネクタの概略分解組立図である。
【００３２】
【図９】実施形態に係る充電ステーションの概略斜視図である。
【００３３】
【図１０】実施形態に係る、交換可能なバッテリパック用のソケット及びコネクタを有するロボットの概略上面斜視図である。
【００３４】
【図１１】実施形態に係る、バッテリパックがソケット内に設置されたロボットの概略上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
発明の詳細な説明
添付図面に示されている限定的ではない例を参照して、本発明の態様、並びに、その特定の特徴、長所及び詳細を、以下に十分に説明する。周知の構造についての説明の詳細は、本発明をいたずらに不明瞭にしないようにするため、省略されている。ただし、詳細な説明及び特定の限定的ではない例は、本発明の態様を示しているが、例示としてのものにすぎず、限定するものではないことが理解されるべきである。当業者であれば、基本的な発明概念の真意及び／又は範囲内における、種々の置換、変更、追加及び／又は整理は、本開示から明らかである。
【００３６】
本開示は、全体として参照符号１０によって示されているロボット真空掃除機について説明する。ここで図を参照すると、図全体を通して、同様の参照符号は同様の部分を表し、図１は、本発明の例示的な実施形態に係るロボット床面掃除機（すなわち、「ロボット」）１０のホロノミック駆動プラットフォームの概略底面図である。図１〜５に示されているロボット１０は、２０１８年１０月１７日に出願され「ロボット装置、方法及び応用（Robotic Apparatus, Method, and Applications）」という名称の米国特許出願第１６／１６２，４６３号に示され、記載されており、その全体は参照により本明細書に援用される。
【００３７】
図１に示されているロボット１０には、それぞれが駆動輪１６用の独立した駆動モータ１４を有する４つのオムニホイールアセンブリ１２と、サスペンション１８が含まれている（サスペンション１８の詳細は、２０１８年１０月１９日に出願された、本出願人による米国特許出願第１６／１６４，８７１号に見ることができ、その全体は参照により本明細書に援用される。）。実施形態は、当業者が認識するような適切な構成である限り、３つ又は４つのホイールアセンブリ１２によって可能になる。ホイールアセンブリ１２は、ロボット１０の位置を安定させ、そして、それぞれのホイールアセンブリ１２の駆動輪１６の回転速度及び回転方向を変化させることによって、ロボットをあらゆる方向（直線状及び／又は曲線状）に導いて移動できるように構成されている。図１の装置では、４つのホイールアセンブリ１２のすべてを同じ方向に駆動させると、ロボット１０が回転する。一方の駆動輪１６が一方向に回転し、そして他方の駆動輪１６が反対方向に回転する場合、ロボット１０は前方又は後方に進む。対角線上に対向する一対のホイールアセンブリ１２を一方向に駆動させ、対角線上に対向する他方の対のホイールアセンブリ１２を反対方向に駆動させると、ロボット１０は直線状に横に移動する。ホイールアセンブリ１２の駆動動作の種々の組合せによって、ロボットは、回転を伴ってあらゆる方向において動作することができる（まったく回転しない動作を含む）。
【００３８】
ここで図２に移ると、従来の手動式真空掃除機又は他の床面掃除機を使用して床面を吸い取るときに頻繁に用いられる、一般的なＮパターンが示されている。ホロノミック駆動機構を有する、具体化されたロボット１０は、例えば、掃除吸込口２０（図１）の向きを維持しつつ、Ｎパターンを網羅することができる。このようなパターン／向きは、壁又はへりによって囲まれた床面の縁領域を掃除するのに非常に有用であり得る。加えて、ロボット１０が部屋の掃除中に実行する必要がある回転の量が減少し、全体的な掃除時間が短縮される。
【００３９】
ここで図３〜４を参照すると、４つのホイールブラケットアセンブリ１２が示され、これらはそれぞれ、同一の物理的構造である。ＤＣギアモータ１４は、プラスチック成型モータポッド２２内に取り付けられ、ねじ２４によって固定される。モータコントローラＰＣＢＡ２６は、モータポッド２２内を摺動する。ハーネス（図示されていない。）は、モータ１４をモータコントローラ２６に接続する。モータブラケット２８は、３つのセルフタッピンねじ３０によって、モータポッド２２に固定される。ブラケット２８は、モータコントローラ２６を固定する。ブラケット２８のアクセス穴３０によって、ロボット床面掃除機１０の主ロジックコントローラ３１に接続するハーネスを接続することができる。ヒンジの一方の側３２はブラケット２８に固定され、ヒンジの他方の側３４は、ロボット掃除機のベースプレート／サスペンション１８に固定される。
【００４０】
モータポッド２２は、懸架ばねクリップ３６を支持する。駆動ハブ３８は、モータ１４の端部に押し付けられる。加えて、ダウエルピン４０は、モータハブ３８を押圧してモータ軸４２に圧入することによって、ギアモータ１４と駆動ハブ３８との連結を更に強化することができる。モータハブ３８は、そのスロット付き形状によって駆動輪１６にトルクを伝達する。特別な潤滑材料からなるポッドリング４４を用いて、駆動輪１６を支持し、低摩擦支持面を設けることができる。
【００４１】
ここで図５に移ると、駆動輪１６が完全に設置されたロボット床面掃除機１０が示されている。スナップクリップ３６（図４）は、駆動輪１６を駆動ハブ３８に容易に着脱可能に固定するのに用いられる。ロボットホイール１６にはそれぞれ、リバーシブルモータ及びエンコーダが含まれる。エンコーダ信号は、モータのコントローラ２６にフィードバックを提供する。モータコントローラ２６は、メインコントローラ３１と通信して、駆動輪１６の動きに関するオドメトリデータを提供する。ロボット１０の上に取り付けられたライダー（ＬＩＤＡＲ）４６及び他のセンサ４８からのフィードバックと結び付けられたオドメトリ情報は、ナビゲーションに有用なメインコントローラ３１にデータを提供する。
【００４２】
実施形態によれば、ロボット１０が動作するように課せられる環境が特定され、作業完了能力に影響を及ぼすパラメータがロボット１０によって処理され、オペレータ（例えば、モータコントローラＰＣＢＡ２６）に通信される。このようにして、作業スペースは、例えば、ホテルの部屋名若しくは部屋番号のような識別子の入力によって特定されるか、集中コマンドシステムを介して送信されるか、又は環境／状況要因から（モータコントローラ２６へ）確認される。あらかじめ作成されたその場所の地図をロードし、その場所の全域について所望の掃除経路を計画し、実行することができる。長さ、ターン数、及び平均速度などの経路の詳細を用いて、作業を実行する見積時間を算出することができる。この時間は電力要件に変換され、ロボット１０の電源（例えば、バッテリ又はバッテリパック）の充電状態と比較することができる。電源がスペースを首尾よく完了できる充電状態でなければ、作業開始前に電源を充電し／取り替える警告を送信し、中断を回避することができる。作業の過程においてロボット１０が電源から電力を使い果たしたときに、利用者が掃除を構わず続けることを決定した場合、取り替え可能な電源を、迅速かつ簡単に新しい電源に交換することができる。または、ロボット１０は、電力要件に照らして作業性能を最適化し、自動的に続行するか又は指示に基づいてそうするように、選択的にプログラムされてもよい。
【００４３】
上述したように、上述したロボット１０の構成部品は、電源によって動力が供給される。従来の電源は、充電可能か又は使い捨て可能である。上述したロボット１０の電源は充電可能であるとともに、着脱可能で／取り替え可能である。実施形態では、取り替え可能な電源は、バッテリパック１００である。図６は、実施形態に係るバッテリパック１００の概略斜視図である。描写されている実施形態では、バッテリパック１００は、１つ以上のバッテリ１０２を備えている。バッテリ１０２は、少なくとも２つのバッテリ１０２が接するように、配置するか又は格納することができる。図６に示されているように、バッテリ１０２は列状に配置されている。図７に示されているように、バッテリパック１００は、バッテリパック１００内のすべてのバッテリ１０２に接するバッテリ管理システム（ＢＭＳ）１０４を備えている。
【００４４】
ここで図８を参照すると、実施形態に係る、バッテリパック１００、インジケータＬＥＤ１０６、及びコネクタ１０８の概略分解組立図が示されている。図８に示されているように、ＢＭＳ１０４を有するバッテリパック１００は、ハウジング１１０内に実装されるか又は維持される。ハウジング１１０は、プラスチックなどの耐久性のある軽量材料から構成することができる。描写されている実施形態では、ハウジング１１０は、ロボット１０に、又は充電のための充電ステーション１１２に嵌合するコネクタ１０８を備えている。
【００４５】
例示的な実施形態では、光源１１６によって、回路基板１１４は、ハウジング１１０の透光性上部カバー１１８を通して発光することができる。光源１１６は、３色ＬＥＤ光などの従来の光源であってよい。実施形態では、回路基板１１４は、ハウジング１１０の透光性上部カバー１１８に手が触れるのを検出できる静電容量式タッチセンサ１２０とともに構成されている。静電容量式タッチセンサ１２０によって手が検出されると、光源１１６（例えば、３色ＬＥＤ光）が点灯し、バッテリパック１００の充電状態を示す。
【００４６】
一例では、３色ＬＥＤ光１１６が赤色に点灯するとき、充電状態は、充電残量がほとんどない（すなわち、最小閾値未満である）ことを示す。次のように、３色ＬＥＤ光１１６が黄色に点灯するとき、充電状態は、部分的な充電（すなわち、最小閾値と最大閾値との間）を示し、また、３色ＬＥＤ光が緑色に点灯するとき、充電状態は、満充電（すなわち、最大閾値を上回ること）を示す。他の実施形態では、光源１１６は、複数の個別の光からなるＬＥＤ光群であり、複数の充電状態（すなわち、充電の到達度）を示すのに色の組合せを用いてもよい。このため、利用者は、他のシステムを用いてその充電状態について調べる必要なく、バッテリパック１００の充電状態を判断することができる。他の実施形態では、バッテリパック１００の充電状態はまた、タッチパネル、ボタン又は接触パッドなどのバッテリパック１００のトリガにより起動する、他の視覚的又は聴覚的手掛かり（visual or auditory cues）によって示されてもよい。考えられる手掛かりとしては、充電を示すカラー表示、音などを挙げることができる。
【００４７】
実施形態では、遠隔充電ステーションにおいて、ロボット１０に、その作業を連続的に完了するのに十分な供給電力が常に存在することを確実にするために、１つ以上のバッテリパック１００を充電できる。ここで図９を参照すると、実施形態に係る充電ステーション１１２の概略斜視図がある。図９に示されている充電ステーション１１２は、３つのバッテリパック１００を充電するように構成されているが、充電ステーション１１２は、考えられるすべての配置により構成された、あらゆる数のバッテリパック１００を充電するように構成することができる。それぞれのバッテリパック１００は、充電ステーション１１２のスロット１２２内を摺動する。バッテリパック１００は、バッテリパック１００のコネクタ１０８が充電ステーション１１２と接するまで、スロット１２２内を摺動する。バッテリパック１００の重みは、バッテリパック１００を、充電ステーション１１２のスロット１２２内の所定の位置に保持する。バッテリパック１００の重みによって、バッテリパック１００を充電ステーション１１２の所定の位置に維持するため、工具を用いることなく、スロット１２２からバッテリパック１００を容易に取り外して（持ち上げて）、中断時間を最小にすることができる。これによって、人間又は他の工程の手順を減速させることなく、ロボット１０を、その所望の動作領域において、ほぼ連続的に用いることができる。
【００４８】
ここで図１０に移ると、実施形態に係る、バッテリパック１００用のソケット４６及びコネクタ４８を有するロボット１０の概略上面斜視図が示されている。図１０に示されているように、ロボット１０は、バッテリパック１００を収容するように構成されたソケット４６を備えている。描写されている実施形態では、ロボット１０は、１つのバッテリパック１００を中に収容するように大きさが合わせられ構成された、１つのソケット４６を備えているが、ロボット１０は、複数のバッテリパック１００を収容する複数のソケット４６を有するように構成することができる。また、図１０に示されているように、それぞれのソケット４６は、バッテリパック１００をロボット１０に取り付けるコネクタ４８を備えている。コネクタ４８には、電気的接続及び機械的接続が含まれ得る。
【００４９】
ここで図１１を参照すると、実施形態に係る、バッテリパック１００がソケット４６内に設置されたロボット１０の概略上面斜視図が示されている。図１１に示されているように、バッテリパック１００は、ロボット１０のソケット４６内に容易に配置することができる。バッテリパック１００のコネクタ４８は、ロボット１０のコネクタ４８と嵌合する。コネクタ４８を介して、ロボット１０は、ＢＭＳ１０４と通信する。
【００５０】
ロボット１０の作動時に、利用者は、ロボット１０からバッテリパック１００を取り外すときと同様に、バッテリパック１００のハウジング１１０の透光性上部カバー１１８に触れることによって、バッテリパック１００の充電状態に関して調べることができる。上述したように、ＢＭＳ１０４は、コネクタ１０８、４８を介して、バッテリパック１００の充電状態をロボット１０に通信する。ロボット１０は、通知目的の、スピーカ、ディスプレイ（例えば、画面）、無線通信（例えば、ウェブベース又はＳＭＳベースの通知）、及び１つ以上の光（例えば、ＬＥＤ）インジケータを備え得る。例えば、ロボット１０はスピーカを介して音声を発し、画面上に語を表示し、ＳＭＳ通知を介して状況メッセージ及び緊急信号を受信ステーション（例えば、人間又は機械）に送信し、また、ＬＥＤが光を発して、バッテリパック１００の取り替えが必要であること（又は、最小閾値未満の充電状態であること）を利用者に警告してもよい。
【００５１】
実施形態では、ロボット１０は、バッテリパック１００の充電状態を、要求されたサービスに対する要件（「要求充電（a required charge）」）と比較することができる。バッテリパック１００の充電状態が、要求充電よりも低い充電を示す場合、ロボット１０は、バッテリパック１００の充電が不十分であるという警告を送信して、要求されたサービスを終了させることができる。
【００５２】
別の実施形態では、ロボット１０は、予備電源を備えている。予備電源は、バッテリパック１００と並列に配線されたスーパーキャパシタであり得る。バッテリパック１００は、最初にスーパーキャパシタを充電する。取り替えのためにバッテリパック１００がロボット１０から取り外されると、スーパーキャパシタは、バッテリを交換することによる短時間の中断中に、ロボット１０への電力供給を維持する。ロボット１０は、バッテリパック１００の取り外しを検出するように構成され、その結果、警告又は事象を送信し、そのコンピューティングシステム又はロボット１０の他の必須電子構成部品をグレイスフル（graceful）（若しくは安全）シャットダウンすることができる。グレイスフルシャットダウンは、データの損失を防止し、そして、新たに設置されたバッテリパック１００から受電したときに迅速に再始動させるのに重要である。別の実施形態では、バッテリパック１００が時間窓内で取り替えられる場合、ロボット１０は（そのコンピューティングシステムを介して）、再起動を待つことなく、又は更なる相互作用を必要とせずに、中断したところで作業（要求されたサービス）を継続することができる。
【００５３】
本明細書において規定され用いられている、すべての定義は、辞書による定義、参照により援用される文献の定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を統制するものと理解される。
【００５４】
本明細書では種々の実施形態を説明し示してきたが、当業者であれば、本明細書に説明されている機能を発揮し、及び／又は結果及び／又は１つ以上の長所を得るための種々の他の手段及び／又は構造に容易に想到し、このような変形例及び／又は変更例はそれぞれ、本明細書に説明されている実施形態の範囲内にあるとみなされる。さらに一般的に言えば、当業者であれば、本明細書に説明されている、すべてのパラメータ、寸法、材料及び構成は、例示的なものであることを意味し、そして、実際のパラメータ、寸法、材料及び／又は構成は、その示されているものが用いられる特定の用途によって異なることを容易に理解する。当業者であれば、お決まりの実験のみを用いて、本明細書に説明されている特定の実施形態に対する多くの均等物を認識するか、又は確認することができる。したがって、前述の実施形態は単なる例示としてのものであり、添付の特許請求の範囲とそれに対する均等物の範囲内において、実施形態は、具体的に説明され特許請求の範囲に記載されている以外の方法により実施され得ることが理解される。本開示の実施形態は、本明細書に説明されている個々の特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法を対象とする。加えて、このような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾しない場合、このような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の２つ以上の組合せは、本開示の範囲内に含まれる。
【００５５】
本明細書に用いられている用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のものであり、本発明を限定するものではない。本明細書に用いられている単数形「a」、「an」及び「the」には、特に文脈において明確に示されていない限り、複数形も含まれるものとする。さらに、「含む（備える）（comprise）」（及びcompriseのあらゆる形態、例えば「comprises」及び「comprising」）、「有する（have）」（及びhaveのあらゆる形態、例えば「has」及び「having」）、「含む（include）」（及びincludeのあらゆる形態、例えば「includes」及び「including」）、並びに「含む（contain）」（及びcontainのあらゆる形態、例えば「contains」及び「containing」）という用語は、制限を加えることのない連結動詞であることが理解される。このため、方法又は装置は、１つ以上の段階又は要素を「含む（備える）（comprises）」、「有する（has）」、「含む（includes）」又は「含む（contains）」。同様に、１つ以上の特徴を「含む（備える）（comprises）」、「有する（has）」、「含む（includes）」又は「含む（contain）」、方法の段階又は装置の要素は、これらの１つ以上の特徴を有するが、これらの１つ以上の特徴のみを有することに限定されない。さらに、特定の方法により構成された装置又は構造物は、少なくともその方法により構成されるが、挙げられていない方法により構成することもできる。
【００５６】
以下の特許請求の範囲にある、対応する構造物、物、動作、及びすべてのミーンズ・プラス・ファンクション又はステップ・プラス・ファンクション（means or step plus function）の要素の均等物には、これらが存在する場合、具体的には特許請求の範囲にあるように、特許請求の範囲に記載の他の要素と組み合わせて機能を発揮する、あらゆる構造物、物又は動作が含まれるものとする。本発明の説明は、例示及び説明の目的のために示されているが、本発明を開示されている形態に徹底させるものでもないし、限定するものでもない。当業者であれば、本発明の範囲及び真意を逸脱することのない、多くの変更及び変形が明らかであろう。実施形態は、本発明の１つ以上の態様の原理、及び実用化を最良に説明するために、そして、意図される特定の用途に適した種々の変更を伴う種々の実施形態における本発明の１つ以上の態様を他の当業者が理解できるようにするために、選択され、記述されたものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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