(57)【要約】  磁気取り付けを使用して表面を移動するための車両が提供される。車両は、シャーシ本体およびシャーシ本体に取り付けられたホイールを含む。少なくとも１つの磁気モジュールが、弾性部材を介してシャーシ本体に取り付けられている。各磁気モジュールは、磁石と、表面と磁石との間にほぼ一定のオフセットを提供するオフセット部材と、を含む。弾性部材は、表面に直角の磁気吸引力を磁気吸引モジュールとシャーシ本体との間で伝達する。車両は、磁気的に切り離すことなく不均一な表面を横断することができる。
2021512815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気取り付けを使用して表面を横断するための車両であって、
シャーシ本体と、
前記シャーシ本体に取り付けられたホイールと、
弾性部材を介して前記シャーシ本体に取り付けられた磁気モジュールと、を備え、
前記磁気モジュールが、
磁石と、
前記表面と前記磁石との間におおよそ一定のオフセットを提供するオフセット部材と、を備え、
前記弾性部材が、前記表面に直角の磁気吸引力を前記磁気吸引モジュールと前記シャーシ本体との間で伝達する、車両。
【請求項２】
前記オフセット部材が、ホイール、ローラー、またはスキッドのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記車両が、検査作業を実行するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記磁気モジュールが、センサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記磁気モジュールが、移動力をさらに提供するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記磁気モジュールが、前記車両が、前記表面を横断するとき、前記表面との低摩擦接触を提供するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項７】
弾性接続が、連結構造を介して提供される非線形プロファイルに従って垂直距離が増加するにつれて、増加する力を提供するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項８】
アクチュエータをさらに含み、前記アクチュエータが、前記シャーシと前記磁気モジュールとの間の力または力プロファイルを制御するために、前記弾性接続にレギュレータ力を及ぼすように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項９】
前記磁気モジュールが、前記磁気モジュールと前記表面との間の吸引力を測定するセンサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１０】
前記弾性接続が、前記シャーシと前記磁気モジュールとの間の力を監視するセンサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１１】
前記弾性接続が、前記磁気モジュールに対する前記シャーシの位置を監視するセンサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１２】
前記磁気モジュールが、低摩擦配置を提供するために傾斜した前縁を有するサイズおよび形状である、請求項１に記載の車両。
【請求項１３】
前記磁気モジュールが、低摩擦配置が提供されるように、ローラーまたはホイールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１４】
前記車両が、力の閾値に近づいたときに、前記車両と前記表面との間の意図しない分離を防ぐための力の閾値リミッターを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１５】
前記車両が、前記表面からの車両の分離を防止しながら前記表面の横断を可能にするのに十分な可動性および吸引力を提供しながら、曲面をナビゲートするように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項１６】
各磁気モジュールが、少なくとも２つのユニットを含み、一方のユニットが、前記車両の前部領域に位置決めされ、他方のユニットが、前記車両の後部領域に位置決めされている、請求項１に記載の車両。
【請求項１７】
前記弾性部材が、前記シャーシ本体に対して調整可能な位置を有する、請求項１に記載の車両。
【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、米国特許法第１１９条に基づいて２０１８年６月２５日に提出された米国特許出願第１６／０１７，５４６号および２０１８年２月６日に提出された米国仮出願第６２／６２６，９７９号の優先権を主張し、これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、例えば、弾性的に付勢された磁気取り付けを使用して表面を横断する車両の間に吸引力を提供するためのシステム、方法、およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
車両は、車両と横断される表面との間の牽引力を、特に垂直および逆向きに増大させることが望ましい表面を横断することが要求される。好適な車両は、検査、試験、保守、または他のタスクを実行するように構成されたロボット車両などのロボット車両であり得る。ロボット車両は、例えば、パイプライン、貯蔵タンク、その他のインフラストラクチャなどの様々な構造を検査するために配備することができる。構造の多くには、鋼、鉄ベースの構造などの強磁性材料が含まれる。したがって、車両と車両が横断する構造物との間に吸引力を提供する磁石を含む車両を使用して、これらの構造物に対して検査または他の作業を実行することができる。磁石は、車両のホイールと構造との間の摩擦を維持するのに十分な吸引力を提供するので、磁石が車両と表面との間に支え状態を提供しながら、車両は、水平、垂直、および／または逆向きに動くことができる。
【０００４】
特定の車両では、磁石は、車両のホイールに組み込まれている。ホイールは、車両が表面を横断するのに十分な牽引力を提供することができるが、特定の状況では、磁気ホイールは、ホイールの材料および形状、ならびに磁石からの吸引力により、表面を損傷させ、ホイールと表面との間に圧力を発生させる。付加的に、ホイールがロボット本体と固定的な幾何学的関係を有する場合、クリアランスの制約により、障害物（溶接ビードまたは類似のものなど）を乗り越えることに問題が発生する可能性がある。したがって、本明細書でさらに詳細に説明するように、この問題および他の問題の解決策が本発明によって提供される。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一態様では、磁気取り付けを使用して表面を横断するための車両が提供される。
【０００６】
本発明のこの態様に一致する実施形態では、車両は、シャーシ本体およびシャーシ本体に取り付けられたホイールを含む。磁気モジュールは、弾性部材を介してシャーシ本体に取り付けられる。磁気モジュールは、磁石と、表面と磁石との間におおよそ一定のオフセットを提供するオフセット部材と、を含む。弾性部材は、表面に直角の磁気吸引力を、磁気吸引モジュールとシャーシ本体との間で伝達する。
【０００７】
本発明のさらなる態様によれば、本発明の同じであるかまたは１つ以上の追加の実施形態で実施することができるように、オフセット部材は、ホイール、ローラー、またはスキッドのうちの少なくとも１つであり、車両は、検査作業を実行するように構成され、磁気モジュールはセンサーを含み、磁気モジュールは、移動力をさらに提供するように構成され、磁気モジュールは、車両が表面を横切るときに表面との低摩擦接触を提供するように構成され、弾性接続は、連結構造を介して提供される非線形プロファイルに従って垂直距離が増加するにつれて増加する力を提供するように構成され、磁気モジュールは、磁気モジュールと表面との間の吸引力を測定するセンサーを含み、弾性接続は、シャーシと磁気モジュールとの間の力を監視するセンサーを含み、弾性接続は、磁気モジュールに対するシャーシの位置を監視するセンサーを含み、磁気モジュールは、低摩擦配置を提供するために傾斜した前縁を有するようなサイズおよび形状であり、磁気モジュールは、低摩擦配置が提供されるように、ローラーまたはホイールの少なくとも１つを含み、車両は、力の閾値に近づくときに車両と表面との間の意図しない分離を防ぐための力の閾値リミッターを含み、車両は、表面からの車両の分離を防止しながら表面の横断を可能にするのに十分な可動性および吸引力を提供しながら湾曲表面をナビゲートするように構成され、弾性部材は、シャーシに対して調整可能な位置を有する。
【０００８】
１つ以上の実施形態で再び具現化され、上記またはさらなる実施形態で説明され得るさらなる態様によれば、アクチュエータが含まれ、アクチュエータは、シャーシと磁気モジュールとの間の力または力プロファイルを制御するために、弾性接続にレギュレータ力を及ぼすように構成される。
【０００９】
これもまた、１つ以上の実施形態で具体化でき、上記またはさらなる実施形態で説明できる、さらなる態様によれば、各磁気モジュールは、少なくとも２つのユニットを含み、一方のユニットは、車両の前部領域に位置決めされ、他方のユニットは、車両の後部領域に位置決めされる。
【００１０】
本発明のこれらのおよび追加の態様、特徴ならびに利点は、添付の図面の図の検討および本発明の特定の実施形態の考察から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による車両の等角図である。
【図２】図１の詳細図を示す。
【図３】本発明の別の実施形態による車両の概略図を示す。
【図４】本発明の別の実施形態による車両の概略図を示す。
【図５】本発明の別の実施形態による車両の磁気モジュールの拡大概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１および図２を参照すると、車両１００の実施形態が示されている。車両は、磁気車両の使用によるアーチファクト（表面の傷つけ）に対処すると同時に、シャーシが磁化された設計を提供することにより、以前の磁気車両で利用可能な限られたクリアランスに関連する問題を克服する。磁石の間隔を車両のクリアランスから切り離すことにより、かつギャップ、溶接、オフセット、ジョイントなどの予想される特徴を簡単に横断するように磁気構成要素を設計することにより、磁気ホイールに依存せず、かつ横断する表面を傷つけない汎用性の高い車両を構築することができる。
【００１３】
車両１００は、シャーシ１０２、ホイール１０４、および側部支持アーム１０６および１０８を含む。側部支持アーム１０６および１０８は、車両１００の側部から外側に、例えば、垂直に延在する。側部支持アーム１０６、１０８は、支持部材１１４および１１６を介して磁気モジュール１１０および１１２を支持する。磁気モジュール１１０、１１２は、横断する強磁性表面に対して車両１００を表面に保持する吸引力を提供する。
【００１４】
磁気モジュール１１０、１１２は、低摩擦ハウジング１２０によって囲まれることができる磁石１１８を含む。磁石１１８は、吸引力を提供し、ハウジング１２０は、横断される表面と接触する低摩擦軸受表面を提供する。ハウジング１２０は、表面に接触する滑らかで低摩擦のエンクロージャを提供し、それにより、磁気モジュール１１０、１１２が、横断される表面を損い、傷つけ、または他の方法で損傷する傾向が低減される。ハウジングは、例えば、低摩擦プラスチック（例えば、ＰＴＦＥ）のような低摩擦材料から作製することができる。ハウジングはまた、特に、傾斜面および／または丸くなった面１２２などを含む不均一な表面上で、摩擦を低減し、かつ可動性を高めるようなサイズおよび形状にすることができる。傾斜面１２２は、磁気モジュール１１０、１１２のセクションに面する表面の前方および／または後方部分に位置することができる。以下でより詳細に論じるように、例えば、ローラーまたはホイールなどの他の特徴を、磁気モジュールに含めて、表面を横断する間の摩擦をさらに低減することができる。したがって、磁気モジュール１１０、１１２は、車両１００と横断されている表面との間の支え状態を維持するための磁気吸引力を提供する低衝撃構造を提供する。そのため、例えば、ホイールまたはホイールの構造が磁気吸引力を提供する車両と比較して、構造に劣化および損傷をもたらす可能性がある、金属表面を傷つる、かつ／あるいは、横断される表面の外面から塗料または他の保護コーティングを除去する可能性が低くなる。
【００１５】
磁気モジュール１１０、１１２は、そこに含まれ、表面に吸引力を提供する磁石１１８を介して横断される表面に向かって付勢される。吸引力は、ばね１２４などの弾性部材を介して車両１００に伝達される。ばね１２４は、磁気モジュール１１０、１１２とシャーシ１０２との間に自由度が存在するように、表面に向かって付勢力を提供する。このように、車両のホイールが表面の不均一な領域（例えば、溶接ビード、段差など）を横断するとき、車両の前部（または後部）ホイールは、表面の変動を超えて上下に移動することができる。シャーシ１０２と磁気モジュール１１０、１１２との間の弾性取り付けは、シャーシと磁気モジュールとの間の動きが不均一な表面に対処することを可能にする。したがって、高さの変化が弾性部材の降伏によって吸収されるので、磁気モジュールは表面との接触を維持することができる。磁気モジュール１１０、１１２とシャーシ１０２との間の取り付けが弾性部材を含まなかった場合（すなわち、完全に剛性接続）、シャーシが磁気モジュールを表面から引き離し、場合によっては磁気モジュールを表面から外す傾向がある。
【００１６】
このように、ばね１２４は、障害物を横断するときの、表面に対するシャーシの高さに相対的な変化があったとしても、表面を横断する車両１００を支え状態に維持するのに十分な等しく反対の量の力が維持されている間、磁気モジュール１１０、１１２が表面に対して接触を維持できることを保証する。ばね１２４は、車両が表面の不均一な領域を横断するときにある程度の降伏を提供し、シャーシは、磁気モジュール１１０、１１２が表面との接触を維持している間、表面の不均一性に対応して、横断する表面に対して上下に移動することができる。図２に示すように、ばね１２４は、磁気モジュール１１２と支持アーム１０８のピローボックス軸受けとの間に延在し、表面に向かって車両を付勢する張力を提供する。ばねはまた、支持部材１１４の周りに巻かれ、モジュールと支持アームとの間に接続され得る。
【００１７】
弾性ばね部材およびそれに取り付けられた磁気モジュールを含む側部支持アーム１０６、１０８は、車両シャーシに対して再位置決めすることができる。例えば、側部支持アームは、車両の移動中に遭遇する障害物の種類に応じて、車両の前端または後端に向かって動的に位置決めすることができる。側部支持アームは、個別に再位置決めすることができ、これにより、一方の支持アームが前方に位置決めされ、もう一方の支持アームが、車両の反対側で互いに対して後方に位置決めされる。この配置は、車両がらせん状の掃引経路で検査を実行しているときに役立ち得る。支持アームは、例えば、作業中に支持アームの位置を変えることができるように、再位置決め可能な接続（例えば、ピボットジョイント、スライドジョイントなど）を介して車両シャーシに接続することができる。アクチュエータまたは他のモーターを使用して、例えば、予想される障害物の構成に基づいて支持アームの位置を調整することができる。支持アームの位置は、ユーザー入力の操作によって調整することができ、および／または車両のセンサーを使用して、車両の性能に関する情報を取得することができ、アームの位置は、センサーのデータに応じてアームを調整するためにアクチュエータ／モーターを操作する信号を送信するソフトウェア命令を実行するオンボードプロセッサを介して調整することができる。
【００１８】
本発明の特定の実施形態では、周囲の構造によって（例えば、以下で述べるアクチュエータ、または弾性ばね部材の一部または全部に対して周囲にまたは部分的な周囲に配置することができる可動スリーブによって）、または電気信号によって、弾性ばね部材の動作を変更することができる。
【００１９】
車両１００は、シャーシとホイールとの間の剛性接続により、シャーシ１０２と横断される表面（障害物を含む）との間に一定の距離を有するように設計される。しかしながら、磁気モジュール１１０、１１２は、車両に対して表面に直角に自由に動くことができ、したがって、表面への一定の吸引力を維持し、車両を表面から押し離さずに、磁気モジュールが障害物を乗り越えることができる。モジュールは、車両とは個別に移動するため、車両が不均一な表面を横断するとき、および／または磁気モジュールが不均一な表面を横断するときに、ある程度の降伏を提供する。
【００２０】
これが、多くの用途（タンク較正の場合のタンク壁のオフセットの測定など）で非常に望ましくまたは必要になり得るため、これにより、ロボット車両１００上のセンサーおよび／または他の要素は、横断する表面に対して固定された幾何学的配置を保持できる。したがって、弾性部材（例えば、ばね１２４）は、車両のホイールが不均一な領域を横断するか、またはモジュール自体が不均一な領域を横断するときに、表面に適合するように磁気モジュール１１０、１１２に自由度を許容する。図１および図２に示すように、弾性部材は、コイルばね１２４として示されている。図３〜図５に示されるように、かつ、以下により詳細に論じられるように、弾性部材は、ばね鋼の、板ばねまたはシートであり得る。
【００２１】
図３を参照すると、車両３００は、シャーシ１０２、ホイール１０４、および磁気モジュール１１０、１１２を含む。各磁気モジュールは、少なくとも１つの磁石１１８を含む。図３に示される車両３００では、磁気モジュール１１０、１１２は、弾性部材３０６および３０８を介してシャーシ１０２に接続される。弾性部材３０６、３０８は、例えば、ばね鋼材のシートであり得る。ばね鋼材は、例えば、長方形のストリップのようなサイズおよび形状にすることができる。ばね鋼材は、シャーシ１０２に接続された磁気モジュール１１０、１１２を維持するのに十分な構造的支持を提供すると同時に、横断される表面に直角の方向に弾力性をも提供する。したがって、弾性部材３０６、３０８は、磁気モジュール１１０、１１２と表面との間の吸引力をシャーシ１０２に伝達し、（表面に対して）下向きの力を提供して、ホイール１０４を表面と接触した状態に維持する。上記と同様に、弾性部材３０６、３０８は、自由度を許容し、それによって、車両のホイールが隆起を横断するとき、例えば、弾性接続における降伏は、高さの変化が磁気モジュール１１０、１１２を表面から外すように作用することを防ぎ、これらは、表面に向かう磁気吸引力により、表面に向かうより大きな力によって引き付けられる。
【００２２】
したがって、磁気モジュール１１０、１１２は、弾性部材３０６、３０８を介して、シャーシおよびホイールを横断表面に向かって付勢する。弾性部材３０６、３０８は、磁気モジュール１１０、１１２が表面との接触を維持するとき、表面に向かってシャーシに対する下向きの力を維持しながら、表面の不均一性に対処するためにシャーシへの接続に降伏があるように、表面に向かって付勢力を提供する。したがって、弾性部材３０６、３０８は、磁石が表面に引き付けられたままである間、表面を横断する車両３００を支え状態に維持するのに十分な等しく反対の量で、シャーシおよびホイールが表面に対して付勢されることを保証する。しかしながら、弾性部材３０６、３０８は、車両が表面の不均一な領域を横断するときに、ホイールおよびシャーシが、表面の不均一性に対応して磁気モジュール１１０、１１２（および横断される表面）に対して上下に移動できるように、十分な量の降伏を提供する。さらに、例えば、横断される表面に、その表面に局所的な高点を提供する溶接ジョイントが含まれている場合、磁気モジュール１１０、１１２がその点を横断するとき、弾力部材が弾性付勢力を維持し、シャーシとホイールとを表面で支え状態に保持しながら、弾性部材３０６、３０８がモジュールとシャーシとの間に自由度を提供する結果として、溶接ジョイント（またはギャップ、ジョイントなどの他の表面特徴）を越えて移動するとき、それらは上下に移動することができる。
【００２３】
車両３００は、シャーシとホイールとの間の剛性接続により、シャーシ１０２と横断される表面（障害物を含む）との間に一定の距離を有するように設計される。しかしながら、磁気モジュール１１０、１１２は、車両に対して表面に直角に自由に動くことができ、したがって、表面への一定の吸引力を維持し、車両を表面から押し離さずに、磁気モジュールが障害物を乗り越えることができる。モジュールは車両とは個別に移動するため、車両が障害物を乗り超えるときに、シャーシ間にある程度の降伏が与えられる。この構成により、ロボットまたは磁気モジュールのいずれかが個別に溶接ビードを越えて進む／スライドすることができ、シャーシに磁石を取り付けることで問題を克服することができる。
【００２４】
弾性部材を介して伝達される力は、モジュールを表面から引き離すことになる可能性があるため、モジュールが表面に対して持つ磁気吸引力を超えるべきではない。したがって、磁石のサイズ／強度を増加させるか、または弾性部材の張力を減少させるか、ならびに／またはロボットの重量およびロボットに加えられる力を減少させることにより、不注意による分離を防ぐことができる。
【００２５】
弾性部材を含む開示された構造配置は、これが、多くの用途（タンク較正の場合のタンク壁のオフセットの測定など）で非常に望ましくまたは必要になり得るため、センサー３１２などのセンサーが、横断する表面に対して固定された幾何学的配置を保持できるようにする。
【００２６】
図３に示されるように、（低摩擦プラスチックから作製することができ、例えば、円筒形または球形のプロファイルを有することができる）ローラー３１０が、磁気モジュール１１０、１１２の底部表面に設けられている。ローラー３１０は、表面を横断するロボットへの摩擦／抵抗を最小限にする。磁石１１８が表面と車両との間に吸引力を提供する一方で、車両が表面を様々な方向に移動するとき、ローラーは、磁気モジュール１１０、１１２と表面との間の摩擦を最小限に抑える。
【００２７】
特定の実施形態では、ホイール１０４は、駆動ホイールであってもよく、車両は、ホイールを駆動して車両が表面を横断するための移動力を提供することができるモーターを含む。他の構成では、車両をテザーに取り付けることができ、テザーに力を加えることにより、表面を横切って車両を引っぱることができる。さらなる配置では、磁気モジュール１１０、１１２は、移動力を車両に提供するために駆動することができる駆動ローラーおよび／またはホイールを含むことができる。車両は、単一の磁気モジュールを組み込むことができるように構成することもできる。
【００２８】
図４を参照すると、車両３００は、弾性部材３０６、３０８に接続されたアクチュエータ３１４、３１６を含む。アクチュエータ３１４、３１６は、弾性部材３０６、３０８に取り付けられたソレノイドアクチュエータまたは他のモーターであり得る。アクチュエータ３１４、３１６は、弾性部材３０６、３０８を介して磁気モジュール１１０、１１２とシャーシ１０２との間で伝達される力を変化させるように制御することができる。例えば、アクチュエータ３１４、３１６を作動させて、弾性部材に内向きまたは外向きの力を加え、伝達される力を増加または減少させることができる。ばね鋼の上部を押したり引いたりすることにより、車両のシャーシと磁気モジュールとの間に発生する力の増減を得ることができる。アクチュエータは、弾性部材を介して伝達される力プロファイルを制御するためにも使用することができる。力プロファイルを制御して、磁力の急激な変化を排除することができる。力プロファイルはまた、低い力レベルでより大きな柔軟性（例えば、バウンス）が許容されるように制御することができるが、力が力の閾値に近づくと、弾性部材の柔軟性を調整することができる。
【００２９】
さらに、アクチュエータ３１４、３１６を使用して、例えば、車両が表面を横断するときに弾性部材によってアクチュエータに加えられる力の量を測定することによって、弾性部材を通して伝達される力を（間接的に）監視することができる。圧力センサー３２２はまた、磁気モジュール１１０、１１２に含めることができ、（例えば、ローラーを介して）磁気モジュールと表面との間の圧力を測定する。したがって、測定された圧力を使用して、表面への付着力を決定し、シャーシ１０２とモジュール１１０、１１２との間の力が、モジュール１１０、１１２と表面との間の磁気付着力に等しくなり得る閾値力を超えないようにすることができる。この閾値を超えると、モジュールと表面との間の分離をもたらす可能性があり、したがって、車両への付着力が失われ、その後、表面から分離することになる（すなわち、車両は、磁気モジュールの表面への吸引力により、表面との接触を維持し（例えば、逆および垂直向きに）、モジュールが表面上に車両を保持しようとするときに、モジュールが表面から外れると、車両も転倒する）。
【００３０】
磁気モジュール１１０、１１２はまた、例えば、横断されている表面との接触を必要とするセンサーを組み込む機会を提供する。センサーは、磁気モジュールに取り付ける（例えば、埋め込む）ことができる。これらのセンサーとロボットの本体（例えば、プロセッサを搭載したシャーシ、プロセッサ上で実行されるソフトウェア、メモリー、および通信モジュール）との間の通信を提供することができる。ローラーを含まない磁気モジュールにセンサーを含めると、適度に高度な表面接触を得ることができ、センサーの機能が向上し得る。
【００３１】
図５を参照すると、磁気モジュール１１０、１１２の配置の詳細図が提供されている。特定の配置では、モジュールは、ハウジングに囲まれた単一の磁石とローラーとを含むことができ、または、図５に示すように、モジュール１１０、１１２は、ハウジング１２０に囲まれた少なくとも２つの磁石１１８ａおよび１１８ｂと、２つのローラー３１０ａおよび３１０ｂと、を含むことができる。モジュールは、第１および第２の磁石１１８ａ、１１８ｂと、第１および第２のローラー３１０ａ、３１０ｂと、を含む。磁石およびローラーは、表面上の進行方向に対してモジュールの前後に位置することができる。２つの磁石と２つのローラーとを有することは、モジュールが表面の不均一な領域（例えば、表面の溶接ビード、ジョイント、段差、ギャップなどが原因である）を横断する際に利点を与える。表面の「隆起」を乗り越えようとするときに発生する可能性のある問題の克服を支援するため、これには、隆起を横断するとき磁石が表面から離れて移動する必要があるときに、高さの相違の結果としての位置エネルギーにスパイクが含まれる場合がある。位置エネルギーにおける隆起は、溶接ビードを横断する際に発生する可能性があり、またはより重要なのは、車両が表面の落差やギャップを横断する必要がある場合である。この場合、磁石の観点から見ると、磁石は、それ自体を表面から離すように「引っ張る」必要があり、その後、より低い表面に落下することができる。磁石を戦略的に載置してこの影響を最小限に抑えることにより、そのような障害物を横断することがより容易になる。磁石が１つだけの場合、これは２つに対して、より困難になり、それは２つの磁石の場合、一方は、しっかりと付着したままで、他方は、障害物を横断し、したがって吸引力の減少と磁石の相関抵抗とを最小限に抑え、表面から効果的に離れるように移動するためである。さらに、２つのローラーのうちの１つが表面の高さの変化を横断すると、磁気モジュールが回転する。回転の自由度を有することは、磁石の１つをリースとして最適な付着状態（例えば、平らな表面領域に係合した状態）に維持するのに役立つため、有益であり得る。モジュールは、モジュールへの弾性部材３０６、３０８の取り付け点を中心に回転することができ、これにより、磁気取り付けモジュールと車両との間に直角の（表面に対して垂直な）自由度が提供される。
【００３２】
したがって、磁気モジュールを介して表面との支え状態を維持する車両が提供される。磁気モジュールは、モジュールが車両の残りの部分に対して最後に１つの自由度で、基本的に表面に直角に移動できるようにする弾性部材を介して車両のシャーシに接続されている。そのため、車両は、車両への最小限の妨害で表面の不均一な領域を横断することができるので、これは、例えば、表面に対して一定の高さにセンサーを維持するために重要であり得る。弾性部材はさらに、磁石が「撓む」ことを可能にし、表面と係合した磁石によって引き起こされる潜在的な損傷を低減する。したがって、従来のロボットシステムを超える重要な利点が提供される。
【００３３】
図面中の同様の数字は、いくつかの図を通して同様の要素を表し、図を参照して説明および示されたすべての構成要素および／またはステップが、すべての実施形態または配置に必要とされるわけではないことを理解されたい。また、本明細書に開示されるシステムおよび方法の実施形態、実装形態、および／または配置は、本明細書に説明された機能および／または動作を行うようにプロセッサおよび／または他の要素を構成するために、コンピュータシステムまたはコンピューティングデバイスのプロセッサで実行され得る、ソフトウェアアルゴリズム、アプリケーション、プログラム、モジュール、またはハードウェア、ファームウェア内および／もしくはコンピュータ使用可能媒体（ソフトウェアモジュールおよびブラウザプラグインを含む）上に常駐するコードとして組み込まれ得ることも理解されたい。少なくとも１つの実施形態によると、実行時に本開示の方法を行う１つ以上のコンピュータプログラム、モジュール、および／またはアプリケーションは、単一のコンピュータまたはプロセッサ上に常駐する必要はないが、本明細書に開示されたシステムおよび方法の様々な態様を実施するために、いくつかの異なるコンピュータまたはプロセッサの中で、モジュラー様式で分散され得ることを理解されたい。
【００３４】
本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに別のことを示している場合を除き、複数形も含むものと意図する。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」および／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」という用語は、本明細書において使用される場合、記載される特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を明記しているが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはこれらのグループの存在または追加を排除しないことをさらに理解されたい。
【００３５】
請求項の要素を変更するための請求項での「第１」、「第２」、「第３」などの順序を表す用語の使用は、それ自体では、１つの請求項の要素の別の請求項の要素に対する優先、先行、もしくは順序、または方法の操作が実行される時間的順序を暗示するものではなく、請求項の要素を区別するために、特定の名前の１つの請求項の要素を同じ名前（ただし、順序を表す用語を使用するため）の別の要素から区別するためのラベルとしてのみ使用されることに注意されたい。
【００３６】
また、本明細書において使用される表現および専門用語は、説明目的のものであり、限定として見做されるべきではない。本明細書における「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、または「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含有する）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴う）」、およびこれらの変形の使用は、これらに続いて列挙されるアイテム、およびこれらの均等物、ならびに追加アイテムを包含することを意味する。
【００３７】
上述の主題は、単に例示として提供されており、限定するものとして解釈されるべきではない。図示され、記載された例示的な実施形態および用途に従うことなく、かつ、以降の特許請求の範囲に記載されている本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が、本明細書に記載された主題に対して行われ得る。
【００３８】
とりわけ、説明または図示された要素のいくつかまたはすべての交換により、他の実装形態が可能であるように、上記の図および例は、本出願の範囲を単一の実装形態に限定することを意味するものではない。さらに、既知の構成要素を使用して本出願の特定の要素が部分的または完全に実装され得る場合、本出願の理解に必要なそのような既知の構成要素のそれらの部分のみを説明し、そのような既知の構成要素の他の部分の詳細な説明は、本出願を不明瞭にしないために省略されている。本明細書では、単一の構成要素を示す実装形態は、本明細書において特に明記しない限り、複数の同じ構成要素を含む他の実装形態に必ずしも限定されるべきではなく、逆もまた同様である。さらに、本出願人らは、そのようなものとして明示的に記載されていない限り、本明細書または特許請求の範囲におけるいかなる用語も一般的でない意味、または特殊な意味に属することを決して意図していない。さらに、本出願は、例示として本明細書において言及される既知の構成要素の現在既知の等価物、および将来既知になる等価物を包含する。
【００３９】
特定の実装形態のこれまでの説明は、本出願の一般的性質を完全に明らかにしているので、他者は、関連技術分野（複数可）（参照により本明細書において引用されて組み込まれる文献の内容を含む）の技能に収まる知識を適用することにより、様々な出願に関して、このような特定の実装形態を、過度の実験を行うことなく、本出願の一般的なコンセプトから逸脱することなく、容易に変更する、および／または適合させることができる。したがって、このような適合化および変更は、本明細書において提示される教示および指針に基づいて、開示される実装形態の等価物の意味および範囲にあることを意図する。本明細書における表現または専門用語は、説明目的であり、限定するものではないので、本明細書の専門用語または表現は、当業者により、本明細書において提示される教示および指針に照らして、関連技術分野（複数可）の当業者の知識と組み合わせて解釈されるべきであることを理解されたい。図面に記載されまたは示される寸法は、１つの例に応じて示されており、他の寸法を本発明から逸脱することなく使用することができることを理解されたい。
【００４０】
本出願の様々な実装形態を上に説明してきたが、これらの実装形態は、限定ではなく例として提示されていることを理解すべきである。関連技術分野（複数可）の当業者には、形態および詳細の様々な変更を本出願の趣旨および範囲から逸脱することなく行うことができることは明らかであろう。したがって、本出願は、上に説明した例示的な実装形態のうちのいずれによっても限定されるべきではない。
【符号の説明】
【００４１】
１００  車両
１０２  シャーシ本体
１０４  ホイール
１１０  磁気モジュール
１１２  磁気モジュール
１１８  磁石
１２４  弾性部材
３００  車両
３０６  弾性部材
３０８  弾性部材
３１０  ローラー
３１４  アクチュエータ
３１６  アクチュエータ
３２２  センサー
【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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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月6日(2019.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気取り付けを使用して表面を横断するための車両であって、
シャーシ本体と、
前記シャーシ本体に取り付けられた１つ以上のホイールと、
磁気モジュールと、
前記磁気モジュールが前記シャーシ本体とは個別に移動できるように前記磁気モジュールと前記シャーシ本体との間に取り付けられた弾性部材と、を備え、
前記磁気モジュールが、
磁石と、
前記表面と前記磁石との間におおよそ一定のオフセットを提供するオフセット部材と、を備え、
前記弾性部材が、前記表面に直角の磁気吸引力を前記磁気吸引モジュールと前記シャーシ本体との間で伝達する、車両。
【請求項２】
前記オフセット部材が、ホイール、ローラー、またはスキッドのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記車両が、検査作業を実行するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記磁気モジュールが、センサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記磁気モジュールが、移動力をさらに提供するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記磁気モジュールが、前記車両が、前記表面を横断するとき、前記表面との低摩擦接触を提供するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項７】
前記弾性部材が、連結構造を介して提供される非線形プロファイルに従って垂直距離が増加するにつれて、増加する力を提供するように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項８】
アクチュエータをさらに含み、前記アクチュエータが、前記シャーシと前記磁気モジュールとの間の力または力プロファイルを制御するために、前記弾性接続にレギュレータ力を及ぼすように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項９】
前記磁気モジュールが、前記磁気モジュールと前記表面との間の吸引力を測定するセンサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１０】
前記弾性部材が、前記シャーシと前記磁気モジュールとの間の力を監視するセンサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１１】
前記弾性部材が、前記磁気モジュールに対する前記シャーシの位置を監視するセンサーを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１２】
前記磁気モジュールが、低摩擦配置を提供するために傾斜した前縁を有するサイズおよび形状である、請求項１に記載の車両。
【請求項１３】
前記磁気モジュールが、低摩擦配置が提供されるように、ローラーまたはホイールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１４】
前記車両が、力の閾値に近づいたときに、前記車両と前記表面との間の意図しない分離を防ぐための力の閾値リミッターを含む、請求項１に記載の車両。
【請求項１５】
前記車両が、前記表面からの車両の分離を防止しながら前記表面の横断を可能にするのに十分な可動性および吸引力を提供しながら、曲面をナビゲートするように構成されている、請求項１に記載の車両。
【請求項１６】
各磁気モジュールが、少なくとも２つのユニットを含み、一方のユニットが、前記車両の前部領域に位置決めされ、他方のユニットが、前記車両の後部領域に位置決めされている、請求項１に記載の車両。
【請求項１７】
前記弾性部材が、前記シャーシ本体に対して調整可能な位置を有する、請求項１に記載の車両。
【国際調査報告】
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