(57)【要約】  蛇行ロボットクローラ（１０）は、直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを有する多関節体（１２）と、多関節体（１２）の外周に沿って動作可能に支持される連続軌道（１８）とを含む。蛇行ロボットクローラ（１０）は、さまざまな移動態様および移動姿勢が可能である。
2010533102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの関節によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを有して、クローラ本体を関節結合できるようにし、作動環境を通して移動するのに適応するクローラ本体と、
蛇行ロボットクローラが作動される間は前記クローラ本体を取り巻くように前記クローラ本体の外周に沿って動作可能に支持され、前記作動環境との表面界面を介して前記蛇行ロボットクローラに推進力を与えるように構成される連続軌道と
を備える、蛇行ロボットクローラ。
【請求項２】
前記連続軌道が、複数の緊張材によって相互連結される複数の軌道パッドを備え、前記軌道パッドが、前記連続軌道内で一定の張力を維持するように前記緊張材を巻き付け巻き解くための手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記緊張材が、超高分子量ポリエチレンおよびパラアラミドからなる群から選択される繊維を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記連続軌道が、連続可撓性ベルトを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記連続軌道が、前記クローラ本体に前記連続軌道を合致させるように、前記クローラ本体の前記外周に配置される対応する溝の中に組み合う突出部を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記連続軌道が、前記クローラ本体に前記連続軌道を合致させるように、前記クローラ本体の前記外周に沿って配置される対応する突出部上に組み合う内部溝を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの関節が、少なくとも２自由度を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第２のクローラ本体の外周に沿って動作可能に支持される第２の連続軌道を有する第２のクローラ本体と、
前記第２のクローラ本体に前記クローラ本体を結合する多関節リンクと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
対応する外周に沿って動作可能に支持される連続軌道をそれぞれ有する複数のクローラ本体と、
前記クローラ本体を結合して列になる複数の多関節リンクと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの関節によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを有して、多関節形状を形成する多関節クローラ本体と、
前記多関節クローラ本体に動作可能に連結されかつこれを取り巻き、複数の枢動関節を有し、それぞれの関節が、少なくとも２自由度を有して、連続軌道を前記クローラ本体の前記多関節形状に合致させることができるようにする連続軌道と
を備える、蛇行ロボットクローラ。
【請求項１１】
前記少なくとも２自由度のうちの１自由度が、前記多関節クローラ本体の長手方向軸の周りに回転を与える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記連続軌道が、複数の緊張材によって相互連結される複数の軌道パッドを備え、前記緊張材が、少なくとも第１の次元においては撓みを付与し、前記軌道パッドは、前記緊張材が前記連続軌道内で実質的に一定の張力を維持するように、少なくとも第２の次元においては前記緊張材を巻き付け巻き解くための手段を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
直列に連結される少なくとも２つのセグメントの多関節体を有する蛇行ロボットクローラを支持面に沿って移動させるための方法であって、
前記多関節体の外周に沿って動作可能に支持される連続軌道を設けるステップと、
前記支持面と接触して前記連続軌道の一部を配置するステップと、
前記蛇行ロボットクローラに推進力を与えるように前記外周の周りに前記連続軌道を回転させるステップと、
前記連続軌道を前記外周に沿って動作可能に支持されるように維持しながら、前記支持面の変化に合致させるように前記多関節体の姿勢を変化させるステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、
凸状支持面の周りに前記多関節体の少なくとも一部を巻き付けるステップと、
前記支持面と前記支持面と接触している前記連続軌道の一部との間で摩擦力を増大させるように前記支持面に抗して前記多関節体を収縮させるステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、
凹状支持面内に前記多関節体の少なくとも一部を巻き付けるステップと、
前記支持面と前記支持面と接触している前記連続軌道の一部との間で摩擦力を増大させるように前記支持面に抗して前記多関節体を外方に押圧するステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、前記支持面の間隙を覆って前記多関節体の一部を片持ちするステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップは、前記蛇行ロボットクローラが移動している際に前記多関節体の各セグメントが実質的に一致した径路を互いに追従するように、前記多関節体を駆動するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記径路が曲線である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、支持面の上方に前記多関節体の先導部分を持ち上げるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、参照により本明細書に全体として組み込まれている、２００７年７月１０日に出願した「Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｃｒａｗｌｅｒ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｔｒａｃｋ」という表題の米国仮特許出願第６０／９５９，０８９号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、ロボット車両に関するものである。より詳細には、本発明は、連続軌道を有する蛇行ロボットクローラに関する。
【背景技術】
【０００３】
ロボット工学は、研究の活発な分野であり、多くの異なるタイプのロボット車両が、さまざまな任務のために開発されている。例えば、無人航空機は、軍用空中偵察において完全に成功している。しかし、地上環境は、一部が空中環境よりも行き来するのが著しく困難であるので、無人陸上車両の場合にはあまり成功が収められていない。
【０００４】
無人陸上車両は、移動性を得ようとする場合に多くの難題に直面する。例えば、ばらばらになって移動する物、障害物、草木、限定された幅や高さの開口部、段部等を含めて、地形が大きく変化する場合がある。１つの環境での運転に最適化された車両は、他の環境では十分に機能することができない。
【０００５】
また、車両のサイズと関連する相対関係もある。大きな車両は、例えば段部、陥没、間隙等を含めて、いくつかの障害物を一層有利に取り扱うことができる。その一方で、大きな車両は、狭い通路を容易に通り抜けできず、または管の内側を這うように進むことができず、草木によって一層容易に阻止される。また、大きな車両は、即座に見つけられる傾向があり、したがって、個別的な監視の適用の場合にはあまり望ましくない。対照的に、小さな車両は一層個別的であるが、障害物を乗り越えることがより大きな走行指示上の難題になる。
【０００６】
さまざまな移動性確保のための構成が、困難な地形を行き来するのに適応されている。これらのオプションには、脚、車輪、および軌道がある。脚式ロボットは、機敏であり得るが、移動しかつ安定性を実現するために複雑な制御機構を使用する。車輪付き車両は、高い移動性を実現することができるが、牽引力が限定され、安定性を実現するために幅を必要とする。
【０００７】
軌道車両が、知られており、伝統的にタンク状の構成で形成されている。軌道車両は、ある環境では高い安定度を実現することができるが、軌道車両は通常、非常に小さな車両の場合には操縦性が限定される。さらに、知られている軌道車両は、特に地形が狭く、通路がねじれかつ曲がりくねっている場合、広範な種々の障害物に順応することができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、先行技術に固有の問題および欠陥を克服する助けとなる蛇行ロボットクローラを含むものである。１つの実施形態では、蛇行ロボットクローラは、少なくとも１つの関節によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを含んで、クローラ本体を関節結合できるようにし、作動環境を通して移動するのに適応する。連続軌道は、蛇行ロボットクローラが作動される間はクローラ本体を取り巻くようにクローラ本体の外周に沿って支持される。連続軌道は、作動環境との表面界面を介して蛇行ロボットクローラに推進力を与える。
【０００９】
本発明は、添付の図面と共に使用されると、次の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。したがって、これらの図面が単に本発明の例示的な実施形態を示すだけであることを理解すると、これらの図面は本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではない。本明細書で全体として説明され図で示されるように、本発明の構成部品は、広範な種々の異なる形状構成で配置され設計され得ることが容易に理解されよう。それにもかかわらず、本発明は、添付の図面の使用によって追加的な特殊性および詳細を用いて記述され説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の例示的な実施形態による蛇行ロボットクローラの透視図である。
【図２】本発明の実施形態による連続軌道の一部の上面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態により本体セグメントによって動作可能に支持される連続軌道の側面断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態により本体セグメントによって動作可能に支持される連続軌道の側面断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態により本体セグメントによって動作可能に支持される連続軌道の側面断面図である。
【図６】本発明の実施形態により実質的に直線状に移動する蛇行ロボット車両の側面図である。
【図７】本発明の実施形態により湾曲径路で移動する蛇行ロボット車両の上面図である。
【図８】本発明の実施形態により蛇行径路で移動する蛇行ロボット車両の上面図である。
【図９】本発明の実施形態により障害物を克服するように先導部分を持ち上げる蛇行ロボット車両の側面図である。
【図１０】本発明の実施形態により間隙を覆って片持ちする蛇行ロボット車両の側面図である。
【図１１】本発明の実施形態により柱の外側をよじ登る蛇行ロボット車両の側面図である。
【図１２】本発明の実施形態によりパイプの内側をよじ登る蛇行ロボット車両の側面図である。
【図１３】本発明の実施形態により支持面に沿って蛇行ロボットクローラを移動させる方法のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態による、列車構成の蛇行ロボットクローラの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明は、添付の図面を参照するものであり、この図面は、本発明の一部を形成し、例示として、その中に本発明が実施され得る例示的な実施形態が示される。これらの例示的な実施形態は、当業者が本発明を実施することができるように十分詳細に説明されるが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく他の実施形態が実現され得ること、および本発明のさまざまな変更が行われ得ることを理解されたい。したがって、クレーム記載のように、本発明の実施形態についての以下のより詳細な説明は、本発明の範囲を限定することが意図されるのではなく、本発明の特徴および特性を説明し、本発明の作動の最良の態様を記述し、かつ当業者が本発明を十分に実施することができるように例示だけの目的で示され、限定するものではない。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって専ら規定されるべきである。
【００１２】
本発明についての以下の詳細な説明および例示的な実施形態は、本発明の要素および特徴が全体を通じて数字で示される添付の図面を参照して、最もよく理解されるであろう。
図１を参照して、本発明の第１の例示的な実施形態による蛇行ロボットクローラの例示が示される。詳細には、図１は、クローラ本体１２を含むようなクローラ１０を示し、このクローラ本体１２は、少なくとも１つの関節１６によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメント１４から作られる。関節は、少なくとも１自由度を与えるが、２自由度または３自由度がクローラの移動により大きな柔軟性を与えることが理解されよう。例えば、関節（複数の関節）は、クローラの長手方向軸の周りに回転を与え、クローラの長手方向軸に直角な１つまたは複数の方向に曲がることができる。本体セグメントは、関節によって連結されるので、クローラ本体は関節結合することができ、作動環境を通して移動するのに適応する。
【００１３】
連続軌道１８が、クローラ本体を取り巻くようにクローラ本体の外周２０に沿って配置され、これに沿って動作可能に支持される。換言すれば、連続軌道は、クローラ本体に合致し、これを周回する。連続軌道は、蛇行ロボットクローラが作動される際にクローラ本体の外周に合致するように構成される。連続軌道は、作動環境との表面界面２２を介して蛇行ロボットクローラに推進力を与えることができる。例えば、連続軌道の１つまたは複数の部分は、作動環境の支持面と接触していることができ、それによって、推進力のために使用され得る支持面に摩擦界面を形成する。上記クローラは、クローラ本体の周りに連続軌道を回転させることによって移動され得る。移動は、連続軌道の回転方向に応じて概ね前方向または反対方向であり得る。
【００１４】
蛇行ロボットクローラ１０を操縦することは、移動しながら本体１２を関節結合することによって実現され得る。例えば、本体セグメントの間の関節１６を曲げると、クローラは蛇行するように曲がりまたはしなうことができる。連続軌道１８は、クローラが曲がりまたはしなう際に上記本体に引き続き合致する。したがって、このロボットクローラは、以下でさらに詳細に述べられるように、さまざまな態様の環境内で移動するように作られ得る。
【００１５】
連続軌道のさまざまな構成が使用され得る。図２に示される１つの実施形態では、連続軌道１８’は、複数の緊張材３２によって相互連結される複数の軌道パッド３０を含むことができる。この軌道パッドは、所望される牽引力を与えるようにさまざまなタイプのものであることができる。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、２００７年１１月１３日に出願した「Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｅｎｄｌｅｓｓ  Ｔｒａｃｋ  ｆｏｒ  Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒｏｂｏｔｓ」という表題の、共同所有および係属中の米国特許出願第１１／９８５，３４６号は、本発明の実施形態で使用され得る交換可能な軌道パッドを備える無限軌道を説明する。
【００１６】
連続軌道１８’内で一定の張力を維持するように緊張材３２を巻き付け巻き解くための手段は、軌道パッド３０内に配置され得る。例えば、巻き付け巻き解くための手段は、スプール３４を含むことができる。例えば、２つの軌道パッドの間での上記軌道の曲げは、一方の緊張材の長さを減少させると同時に他方の緊張材の長さを増加させることによって実行され得る。換言すれば、軌道パッドは、緊張材の長さが軌道パッドの間で調整されるので平行のままである必要はない。これにより、上記軌道が本体に合致され続けるように軌道の曲げを実現することができる。
【００１７】
また、曲げは、緊張材の柔軟性のおかげで他の方向にも可能である。例えば、３自由度の連続軌道１８’の曲げ、すなわち、図２において用紙に垂直に配向される軸の周りの横方向の曲げ（例えば、ヨー）、用紙の平面内でのかつ図２において緊張材と垂直に配向される軸の周りの横方向の曲げ（例えば、ピッチ）、および用紙の平面内でのかつ図２において緊張材と平行に配向される軸の周りの長手方向の曲げまたは捻り（例えば、ロール）が、可能である。
【００１８】
緊張材３２は、例えば超高分子量ポリエチレン（例えば、Ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）ｆｉｂｅｒ）、およびパラアラミド型の繊維（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ｆｉｂｅｒ）を含む高強度の可撓性繊維材料であることができる。
【００１９】
他の実施形態では、連続軌道は、複数の枢動関節を含むことができる。この関節は、少なくとも２自由度を含むことができる。例えば、連続軌道内の関節は、本体セグメントの間の関節と類似した屈曲性を与えることができる。他の実施形態では、連続軌道は、連続の可撓性ベルトであることができる。例えば、可撓性ベルトは、ポリマーやゴム材料から作られ得る。
【００２０】
連続軌道は、クローラ本体の外周に合致する。外周は、クローラ本体の頂部表面、底部表面、および２つの端部表面であることができる。クローラ本体の外周に沿って連続軌道を維持するさまざまな方法が使用され得る。例えば、図３に示されるように、本体セグメント１４は、連続軌道１８内の対応する溝４２の中に組み合う突出部４０を含むことができる。あるいは、図４に示されるように、本体セグメントは、連続軌道の対応する突出部４６と組み合う溝４４を含むことができる。図５に示される他の例のように、本体セグメントは、横方向案内４８を含むことができる。図５の例の場合、十分な張力が、連続軌道内に維持されて、連続軌道が上記本体に合致され続ける助けとなり得る。
【００２１】
次に説明されるように、蛇行ロボットクローラ１０の場合にはさまざまな移動態様が、可能である。例えば、図６の側面図に示されるように、蛇行ロボットクローラ１０は、概ね直線状の配列になって本体１４を関節結合することによって、概ね直線径路６２で移動され、支持面６４の上で前方または後方へ蛇行ロボットクローラを移動させるように連続軌道１８を回転することができる。平坦でない表面の場合、本体は、支持面との接触を維持するように上方または下方へアーチ部に合わせて関節結合され、牽引力を維持する助けとなることができる。蛇行ロボットクローラは、図７の上面図に示されるように、概ね左方向または右方向に本体を曲げることによって向きを変えられ得る。
【００２２】
高牽引力は、蛇行ロボットクローラが障害物の周りにまたはこれを通して関節結合される場合でさえも連続軌道によって実現され得る。例えば、図８の上面図に示されるように、クローラは、このクローラが移動する際に、本体１８を曲げることによって障害物６６および障害物６８の周りにその道をくねりつつ進むことができる。軌道パッドが本体の外周の周りで回転すると、この軌道パッドは、本体の先導部分７０の下方に回転するので支持面６４と接触する。いったん軌道パッドが配置されて支持面と接触すると、この軌道パッドは、支持面に対して実質的に固定された位置に保持され得る。蛇行ロボットクローラが前方に移動すると、本体は、本体セグメントが実質的に一致した径路を互いに追従するように関節結合される。このことは、すべりや牽引力の損失を生じるかもしれない軌道パッドの横方向力の発生を最小限に抑える助けとなる。
【００２３】
作動の他の態様は、支持面の上方に本体の先導部分を持ち上げることを含む。例えば、図９に示されるように、本体１４の先導部分７０は、蛇行ロボットクローラが穴７２に入ることができるように持ち上げられ得る。類似した移動が、棚の上にまたは階段の高い方へよじ登る助けとなるのに使用され得る。図１０に示されるように、本体はまた、支持面の間隙７４、穴、または窪みを覆って片持ちされることもできる。
【００２４】
上で説明されたように、比較的水平な表面上を移動するのに加えて、蛇行ロボットクローラはまた、さまざまな構造体をよじ登ることもできる。例えば、図１１に示されるように、蛇行ロボットクローラは、柱や他の概ね凸状の支持面８０をよじ登ることができる。本体は、支持面の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、支持面とこの支持面と接触している連続軌道の一部との間の摩擦力を増大させるように収縮される。次いで、連続軌道は、凸状の支持面の高い方へまたはこれを降ってクローラを移動させるように回転され、例えば、柱や類似した構造体の外側を螺旋状に上昇し、または下降することができる。
【００２５】
図１２に示される他の例のように、蛇行ロボットクローラはまた、管や他の概ね凹状の支持面８２の内側をよじ登ることもできる。本体は、凹状の支持面内で少なくとも部分的に巻き付けられ、支持面に抗して外側に本体を押圧して支持面とこの支持面と接触している連続軌道の一部との間の摩擦力を増大させるように関節結合される。連続軌道は、凹状の支持面の高い方へまたはこれを降ってクローラを移動させるように回転され、例えば、パイルや類似した構造体の内側を螺旋状に上昇し、または下降することができる。
【００２６】
また、推進力を与える連続軌道の使用を必要としない他の移動態様も可能である。例えば、関節は、蛇行するように滑って行き、かつ二重直角並進正弦波状のセグメント作動によってヨコバイガラガラヘビのように動くことなどの蛇行移動するように関節結合され得る。コンサーティーナ状の移動は、ミミズのように横方向に曲がり、折り重なり、次いで伸びることによって実現され得る。キャタピラ状の移動は、軸方向に波打ち、転がること等によって実現され得る。さらに、さまざまな他の移動態様も可能である。
【００２７】
支持面に沿って蛇行ロボットクローラを移動させる方法が、図１３と共に説明される。方法９０は、直列に連結される少なくとも２つのセグメントの多関節体と、この多関節体の外周に沿って動作可能に支持される連続軌道とを有する蛇行ロボットクローラを設けるステップ９２を含むことができる。この方法は、支持面と接触して連続軌道の一部を配置するステップ９４を含むことができる。また、この方法は、蛇行ロボットクローラに推進力を与えるように外周の周りに連続軌道を回転させるステップ９６を含むことができる。また、この方法は、連続軌道を外周に沿って動作可能に支持されるように維持しながら、支持面の変化に合致させるように多関節体の姿勢を変化させるステップ９８を含むことができる。例えば、さまざまな姿勢は、蛇行ロボットクローラがそれらに配置されそれらの間で変化される図６〜図１２において上記で示される。
【００２８】
蛇行ロボットクローラの他の実施形態は、上で説明されたように、多数のクローラを含むことができ、このクローラは、多関節リンクによって互いに連結される。例えば、図１４は、複数のクローラ本体１０２を有する列車構成１００の蛇行ロボットクローラを示し、それぞれのクローラ本体は、このクローラ本体の外周に沿って支持される連続軌道１０４を有する。クローラ本体は、例えば上で説明されたように、少なくとも１つの関節によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを含むことができる。複数の多関節リンク１０６が、クローラ本体を一緒に結合する。多関節リンクは、関節およびアクチュエータを含むことができる。例えば、関節部は、参照により本明細書に組み込まれている、２００７年１１月１３日に出願した「Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ  Ｒｏｂｔｉｃ  Ｃｒａｗｌｅｒ」という表題の、共同所有および係属中の米国特許出願第１１／９８５，３２３号で説明されるように、多自由度の連結アームを含むことができる。
【００２９】
ある程度まで要約し反復すると、本発明の実施形態による蛇行ロボットクローラは、さまざまな用途および環境において展開され得る。例えば、限定としてではなく、用途には捜索と救助、軍事作戦、および産業業務を含むことができる。蛇行ロボットクローラは、人間を危険な環境にさらす必要を回避する助けとなり得る。蛇行ロボットクローラの柔軟性により、通常、ロボット車両を中に投入することが困難であろう環境を装置が通り抜けることができ得る。移動態様の変化により、さまざまな環境への適用が可能である。例えば、蛇行ロボットクローラは、地表を横切り、小さな開口部に入り、間隙を跨ぎ、さまざまな構造体の内側および外側をよじ登ることができる。
【００３０】
上述の詳細な説明は、特定の例示的な実施形態を参照して本発明を説明するものである。しかし、添付の特許請求の範囲に記述されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな改変および変更が行われ得ることが理解されよう。詳細な説明および添付の図面は、限定的なものとしてではなく単なる例示的なものとして見なされるべきであり、本明細書において説明され記述されるように、このような改変や変更がもしあればそのすべては、本発明の範囲に属することが意図される。
【００３１】
より詳細には、本発明の図示の例示的な実施形態が本明細書において説明されたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、上述の詳細な説明に基づき当業者により理解されることになる改変（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）、省略、（例えば、さまざまな実施形態のすべてにわたる態様の）組合せ、適応、および／または変更（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎｓ）を有するいかなるおよびすべての実施形態を含む。特許請求の範囲の限定は、特許請求の範囲で使用される言語に基づき広く解釈されるべきであり、上述の詳細な説明または適用の実行中に説明される例に限定されるべきではなく、それらの例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、本開示において、用語「〜が好ましい（ｐｒｅｆａｒａｂｌｙ）」は非排他的であり、この用語は、「〜が好ましいが、これに限定されない（ｐｒｅｆａｒａｂｌｙ，ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」を意味することが意図される。任意の方法またはプロセスのクレームで述べられるいかなるステップも任意の順序で実行されることができ、クレームに示される順序に限定されない。Ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎまたはｓｔｅｐ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎによる限定は、特定のクレームの限定について次の各条件、すなわちａ）「〜ための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」または「〜ためのステップ（ｓｔｅｐ  ｆｏｒ）」がその限定に明白に述べられ、ｂ）対応する機能がその限定に明白に述べられ、かつｃ）その機能を支持する構造、材料、または行為が明細書内で説明されるという条件のすべてが存在する場合にのみ使用されることになる。したがって、本発明の範囲は、上記で与えられる説明および例によってではなく、添付の特許請求の範囲およびこれらの法的均等物によって専ら決定されるべきである。
【図１】
2010533102.tif 000003
【図２】
2010533102.tif 000004
【図３】
2010533102.tif 000005
【図４】
2010533102.tif 000006
【図５】
2010533102.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010533102.tif 000009
【図８】
2010533102.tif 000010
【図９】
2010533102.tif 000011
【図１０】
2010533102.tif 000012
【図１１】
2010533102.tif 000013
【図１２】
2010533102.tif 000014
【図１３】
2010533102.tif 000015
【図１４】
2010533102.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月24日(2010.3.24)
【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】
少なくとも１つの関節によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを有して、クローラ本体を関節結合できるようにし、作動環境を通して移動するのに適応するクローラ本体と、
蛇行ロボットクローラが作動される間は前記クローラ本体を取り巻くように前記少なくとも２つの本体セグメントの外周に沿って動作可能に支持され、前記作動環境との表面界面を介して蛇行ロボットクローラに推進力を与えるように構成され、前記表面界面が間断なく前記本体セグメントから遠ざかる方向に向いている連続軌道と
を備える、蛇行ロボットクローラ。
【請求項２】
前記連続軌道が、複数の緊張材によって相互連結される複数の軌道パッドを備え、前記軌道パッドが、前記連続軌道内で一定の張力を維持するように前記緊張材を巻き付けおよび巻き解くための手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記緊張材が、超高分子量ポリエチレンおよびパラアラミドからなる群から選択される繊維を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記連続軌道が、連続可撓性ベルトを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記連続軌道が、前記クローラ本体に前記連続軌道を合致させるように、前記クローラ本体の前記外周に配置される対応する溝の中に組み合う突出部を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記連続軌道が、前記クローラ本体に前記連続軌道を合致させるように、前記クローラ本体の前記外周に沿って配置される対応する突出部上に組み合う内部溝を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの関節が、少なくとも２自由度を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第２のクローラ本体の外周に沿って動作可能に支持される第２の連続軌道を有する第２のクローラ本体と、
前記第２のクローラ本体に前記クローラ本体を結合する多関節リンクと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
対応する外周に沿って動作可能に支持される連続軌道をそれぞれ有する複数のクローラ本体と、
前記クローラ本体を結合して列になる複数の多関節リンクと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの関節によって直列に連結される少なくとも２つの本体セグメントを有して、多関節形状を形成する多関節クローラ本体と、
前記多関節クローラ本体の前記少なくとも２つの本体セグメントに動作可能に連結されかつこれを取り巻き、複数の枢動関節を有し、それぞれの関節が、少なくとも２自由度を有して、連続軌道を前記クローラ本体の前記多関節形状に合致させることができるようにする前記連続軌道と
を備える、蛇行ロボットクローラ。
【請求項１１】
前記少なくとも２自由度のうちの１自由度が、前記多関節クローラ本体の長手方向軸の周りに回転を与える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記連続軌道が、複数の緊張材によって相互連結される複数の軌道パッドを備え、前記緊張材が、少なくとも第１の次元においては撓みを付与し、前記軌道パッドは、前記緊張材が前記連続軌道内で実質的に一定の張力を維持するように、少なくとも第２の次元においては前記緊張材を巻き付けおよび巻き解くための手段を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
直列に連結される少なくとも２つのセグメントの多関節体を有する蛇行ロボットクローラを支持面に沿って移動させるための方法であって、
前記多関節体の外周に沿って動作可能に支持される連続軌道を設けるステップと、
前記支持面と接触して前記連続軌道の表面界面を配置するステップであって、表面界面が間断なく前記多関節体から遠ざかる方向に向いているステップと、
前記蛇行ロボットクローラに推進力を与えるように前記多関節体の前記外周の周りに前記連続軌道を回転させるステップと、
前記連続軌道を前記外周に沿って動作可能に支持されるように維持しながら、前記支持面の変化に合致させるように前記多関節体の姿勢を変化させるステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、
凸状支持面の周りに前記多関節体の少なくとも一部を巻き付けるステップと、
前記支持面と前記支持面と接触している前記連続軌道の一部との間で摩擦力を増大させるように前記支持面に抗して前記多関節体を収縮させるステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、
凹状支持面内に前記多関節体の少なくとも一部を巻き付けるステップと、
前記支持面と前記支持面と接触している前記連続軌道の一部との間で摩擦力を増大させるように前記支持面に抗して前記多関節体を外方に押圧するステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、前記支持面の間隙を覆って前記多関節体の一部を片持ちするステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップは、前記蛇行ロボットクローラが移動している際に前記多関節体の各セグメントが実質的に一致した径路を互いに追従するように、前記多関節体を駆動するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記径路が曲線である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記多関節体の前記姿勢を変化させるステップが、支持面の上方に前記多関節体の先導部分を持ち上げるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【国際調査報告】
2010533102.tif 000017
2010533102.tif 000018
2010533102.tif 000019