Приводимый в движение вибрацией робот с возможностью подъема

Приводимый в движение вибрацией робот с возможностью подъема

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[0001] Изобретение относится к устройствам, которые перемещаются на основе колебательных движений и/или вибрации.

[0002] Одним примером перемещения при помощи вибрации является электронный футбол, работающий на основе вибрации. Вибрирующая горизонтальная металлическая поверхность вызывает случайное или слегка направленное перемещение неодушевленных пластиковых фигур.

[0003] Одним из способов создания вибраций, вызывающих движения, является использование коллекторных двигателей, которые вращают вал, прикрепленный к противовесу. Вращение противовеса вызывает колебательное движение. Источники питания запускают заводные пружины, которые запускаются вручную или при помощи электродвигателей постоянного тока. Самая последняя тенденция заключается в использовании двигателей для пейджера, предназначенных для вибрации пейджера или сотового телефона в беззвучном режиме. Vibrobots и Bristlebots являются двумя примерами современных средств перемещения, использующих вибрацию, чтобы вызвать движение. Например, в небольших, роботизированных устройствах, таких как Vibrobots и Bristlebots, для создания вибрации могут использоваться двигатели с противовесами. Лапки (ножки) роботов представляют собой, как правило, металлические провода или жесткие пластиковые щетинки. Вибрация способствует вибрированию всего робота сверху донизу, а также его вращению. Эти роботизированные устройства, как правило, перемещаются и вращаются медленно, так как не достигается никакого существенного направленного управления.

[0004] Vibrobots в качестве ножки используют длинную металлическую проволоку. Форма и размер этих средств перемещения меняется в широком диапазоне, обычно от коротких 2-х дюймовых устройств до высоких 10-и дюймовых устройств. Чтобы не повредить поверхность стола и изменить коэффициент трения, к ножкам часто добавляются резиновые ступни, Vibrobots обычно имеют 3 или 4 лапки, хотя существует и конструкция с 10-20 ножками. Вибрация тела и ножки создает характер движения, которое в основном является случайным с точки зрения направленности и вращения. Столкновение со стенами не приводит к перенаправлению, и в результате стена только ограничивает движение в данном направлении. Реалистичность движения очень низкая в связи с высоким уровнем случайных движений.

[0005] Bristlebots иногда описываются в литературе как крошечные приспособленные для направленного перемещения Vibrobots. В Bristlebots используются сотни коротких нейлоновых щетинок для ножек. Наиболее распространенным источником щетинок и тела средства перемещения является использование всей головки зубной щетки. Двигатель для пейджера и аккумулятор завершают типичную конструкцию. Движение может быть случайным и ненаправленным в зависимости от ориентации двигателя и тела и направления щетины. Конструкции, которые используют щетинки, расположенные под углом к задней стороне с прикрепленным коллекторным двигателем, могут двигаться с общим направлением вперед с различными поворотами и перемещением вбок. Столкновение с объектами, например, стенами, заставляет средство перемещения остановиться, затем повернуть налево или направо и двигаться вперед. Уровень реалистичных движений минимален благодаря скользящим движением и зомбиподобной реакцией на удары об стену.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Один инновационный аспект предмета, предложенного в данном описании, может быть воплощен в устройстве, которое включает в себя тело, вибрационный механизм, присоединенный к телу, и множество конечностей, каждая из которых имеет основание конечности, близко расположенное к телу и верхнюю часть конечности, которая располагается на расстоянии от тела. По меньшей мере, часть из множества конечностей способствует тому, чтобы устройство перемещалось по поверхности вперед за счет продольного смещения между основанием конечности и верхушкой конечности, как только вибрационный механизм заставляет устройство вибрировать. Кроме того, множество конечностей включают в себя две или более конечностей, расположенных таким образом, чтобы верхушки двух или более конечностей могли контактировать с противоположными поверхностями для получения результирующей силы в направлении, в общем, определенном продольным смещением между основанием конечности и верхушками двух или более конечностей, как только вибрационный механизм вызывает вибрацию устройства.

[0007] Эти и другие варианты воплощения изобретения могут включать в себя один или более из следующих признаков. Противоположные поверхности включают в себя, по меньшей мере, две поверхности. Противоположные поверхности включают в себя противоположные поверхности, которые, по существу, параллельны друг другу. По меньшей мере, две поверхности расположены на, по меньшей мере, закрытом канале. Результирующая сила, определяющая смещение между основанием конечности и верхушкой двух или более конечностей превышает противоположную силу тяжести на устройстве. Результирующая сила дает возможность устройству подниматься между, по существу, вертикальными противоположными поверхностями. Каждая из двух или более конечностей, в результате контакта с соответствующей поверхностью, производят результирующую силу, которая включает в себя положительную составляющую силу в направлении, по существу перпендикулярном к соответствующей поверхности и положительную составляющую силу в направлении, в общем, определенном продольным смещением между основанием конечностей и верхушкой конечности. Положительная составляющая сила в направлении, по существу перпендикулярном соответствующей поверхности одного из двух или более конечностей, по существу, противоположна положительной составляющей силе в направлении, по существу, перпендикулярном к соответствующей поверхности, для, по меньшей мере, другой из двух или более конечностей. Множество конечностей включают в себя множество ножек, расположенных в основном в первом направлении, а также две или более конечности включают в себя первую конечность, расположенную во втором направлении, по существу, противоположном первому направлению. Две или более конечности дополнительно включают в себя, по меньшей мере, две ножки из множества ножек, и, по меньшей мере, две ножки и первая конечность предназначены для поднятия устройства между, по существу, вертикальными поверхностями, которые расположены таким образом, что верхушки конечностей, по меньшей мере, двух ножек и верхушка первой конечности применяют чередующуюся силу на противоположных поверхностях. Ножки расположены в два ряда, основание конечности ножки в каждом ряду присоединяются к телу, по существу, вдоль бокового края тела. Тело включает в себя корпус, коллекторный двигатель находится внутри корпуса, ножки соединены с частью корпуса у основания ножки, и, по меньшей мере, часть корпуса расположена между двумя рядами ножек. По меньшей мере, одна из двух или более конечностей прикреплена к телу с возможностью съема. Множество конечностей включают в себя множество ножек, расположенных в основном в первом направлении, и две или более конечности включают в себя: первую конечность, как правило, расположенную во втором направлении, по существу, перпендикулярном первому направлению; и вторую конечность, как правило, расположенную в третьем направлении, по существу, перпендикулярном первому направлению, и, по существу, противоположную второму направлению. Вибрационный механизм включает в себя коллекторный двигатель, который вращает эксцентричную нагрузку. Множество вращающихся частей включают в себя множество ножек, расположенных в основном в первом направлении, коллекторный двигатель имеет ось вращения, которая проходит в пределах приблизительно 20% центра тяжести устройства от высоты устройства, а также корпус выполнен с возможностью облегчения перекатывания устройства вокруг продольного центра тяжести устройства на основе вращения эксцентрической нагрузки, устройство располагается, по существу, на плоской поверхности, когда ножки не ориентированы таким образом, что верхушка ножки, по меньшей мере, одной ножки на каждой боковой стороне контактирует с горизонтальной поверхностью. Множество ножек расположены в два ряда, а ряды располагаются, по существу, параллельно оси вращения коллекторного двигателя, и, по меньшей мере, некоторые из верхушек ножек, которые контактируют с, по существу, плоской поверхностью, как правило, препятствуют перекатыванию устройства, благодаря расстоянию между двумя рядами ножек, когда ножки ориентированы таким образом, что верхушка ножки, по меньшей мере, одной ножки на каждой боковой стороне тела контактирует с, по существу, плоской поверхностью. По меньшей мере, одна из двух или более конечностей направляются вперед относительно продольного центра тяжести устройства. Каждая из множества конечностей изготовлены из гибкого материала, литьем под давлением, и вставляются в тело у основания конечности. Силы от вращения эксцентрической нагрузки взаимодействуют с силой упругости, по меньшей мере, одной приводной конечности, и, по меньшей мере, одна приводная конечность отрывается от опорной поверхности, когда устройство передвигается вперед. Коэффициента трения части, по меньшей мере, подмножества ножек, которые контактируют с опорной поверхностью, достаточно, чтобы, по существу, устранить перемещение вбок. Эксцентричная нагрузка создается с возможностью расположения в направлении переднего конца устройства по отношению к приводным конечностям, а передний конец устройства определяется концом в направлении, в котором перемещается устройство, когда коллекторный двигатель вращает нагрузку с эксцентриком. Множество конечностей встроены в, по меньшей мере, часть тела. По меньшей мере, подмножество из множества конечностей, в том числе две или более конечностей, изогнуты, а отношение радиуса кривизны изогнутых конечностей к длине конечностей находится в пределах от 2,5 до 20.

[0008] В общем, один инновационный аспект предмета, представленный в данном описании, может быть воплощен в способах, которые включают в себя действия, вызывающие вибрацию приводимого в действие вибрацией устройства, и в результате чего устройство поднимается, по существу, в наклонном положении, и по меньшей мере, частично включает путь с использованием двух или более конечностей, которые вызывают отклонение, обеспечивая перемещение устройства вперед и вызывая сопротивление движению в обратном направлении, противоположном направлению вперед. Устройство, приводимое в действие при помощи вибрации, включает в себя тело и множество формованных ножек, каждая из которых имеет основание ножки и верхушку ножки на дальнем конце по отношению к основанию ножки. Ножки соединены с телом у основания ножки и включают в себя, по меньшей мере, одну эластомерную приводную ножку, а вибрация приводит к тому, что устройство перемещается вперед, как правило, за счет смещения между основанием ножки и верхушки ножки, по меньшей мере, одной приводной ножки, как только устройство начинает вибрировать. Две или более конечности дополнительно обеспечивают на устройстве, по существу, противоположные силы, при этом каждая противоположная сила действует в направлении, по существу, ортогональном по отношению к направлению вперед.

[0009] Эти и другие варианты воплощения изобретения могут включать в себя один или более из следующих признаков. Устройство поддерживается на поверхности и приводится в движение по поверхности в направлении вперед, как правило, за счет смещения между основанием ножки и верхушкой ножки, по меньшей мере, одной приводной ножки, как только устройство начинает вибрировать. Вибрация устройства побуждает, по меньшей мере, одну приводною ножку отклоняться в направлении, противоположном направлению вперед без существенного скольжения, по меньшей мере, одной приводной ножки по поверхности, когда результирующая сила, действующая на, по меньшей мере, одну приводную ножку, направлена вниз, и упругость, по меньшей мере, одной эластомерной приводной ножки приводит к тому, что, по меньшей мере, одна приводная ножка отклоняется вперед, когда результирующая сила, действующая на по меньшей мере, одну приводную ножку направлена вверх. Стимулирование вибрации включает в себя вращение эксцентричной нагрузки. Две или более конечности прикреплены к телу устройства. По меньшей мере, одна из двух или более конечностей содержит одну из множества ножек и, по меньшей мере, одна из двух или более конечностей прикреплена к верхней части тела. Две или более конечности крепятся к трубопроводу и соприкасаются с телом устройства. Две или более конечности содержат, по меньшей мере, три конечности. Две или более конечности приспособлены таким образом, чтобы устройство поднималось на вертикальный трубопровод. Две или более конечности прикреплены к телу устройства, и трубопровод, тело устройства, и две или более конечности сконфигурированы таким образом, чтобы каждая из двух или более конечностей находилась в контакте с внутренней поверхностью трубопровода в течение достаточного периода времени, чтобы произвести движение вперед. Вибрация устройства способствует отклонению, по меньшей мере, одной из двух или более конечностей в направлении, противоположном направлению вперед без существенного скольжения, по меньшей мере, одной конечности на соответствующей внутренней поверхности трубопровода, когда результирующая сила, направленная на, по меньшей мере, одну конечность, направлена на соответствующую внутреннюю поверхность, и упругость, по меньшей мере, одной конечности способствует отклонению, по меньшей мере, одной конечности вперед, когда результирующая сила, действующая по меньшей мере, на одну конечность, направлена от соответствующей внутренней поверхности.

[0010] Один инновационный аспект предмета, предложенный в данном описании, может быть воплощен в устройстве, которое содержит тело, вибрационный механизм, соединенный с телом, и множество конечностей, каждая из которых имеет основание конечности, расположенное вблизи тела, и верхушку конечности, расположенную на расстоянии от тела. По меньшей мере, подмножество из множества конечностей проходят от тела и расположены таким образом, что каждая из конечностей в подмножестве соприкасается с одной из множества, по существу, параллельных поверхностей и предназначены для поднятия устройством вверх, по существу, наклонной поверхности, как только вибрация, вызванная вибрационным механизмом приводит к тому, что конечности в подмножестве, по меньшей мере, попеременно контактируют с одной из множества, по существу, параллельных поверхностей.

[0011] Эти и другие варианты воплощения изобретения могут включать в себя один или более из следующих признаков. Вибрация, вызванная вибрационным механизмом, способствует сохранению постоянного контакта, по меньшей мере, одной конечности из подмножества с одной из множества, по существу, параллельных поверхностей и, по меньшей мере, одна из конечностей из подмножества, попеременно контактирует и отрывается от противоположной поверхности из множества, по существу, параллельных поверхностей. По меньшей мере, одна из конечностей из подмножества поддерживает, по меньшей мере, по существу, постоянный контакт с одной из множества, по существу, параллельных поверхностей и, по меньшей мере, одна из конечностей из подмножества поддерживает, по существу, постоянный контакт с противоположной поверхностью из множества, по существу, параллельных поверхностей. Контакт каждой из, по меньшей мере, двух конечностей из подмножества с соответствующей одной из множества поверхностей обеспечивает, по существу, противоположные силы, которые облегчают подъем, по существу, наклонной поверхности посредством устройства. Подмножество из множества конечностей предназначено для направления силы вперед, как правило, за счет продольного смещения основания конечности, расположенной близко к телу, и верхушки конечности, расположенной на расстоянии от тела, так как вибрационный механизм, поддерживает постоянный контакт конечностей с двумя попеременно контактирующими параллельными поверхностями. Каждая из конечностей в подмножестве изогнута в направлении, по существу, противоположном направлению вперед и изготовлена из эластомерного материала.

[0012] Один из новаторских аспектов предмета, представленных в данном описании, может быть воплощен в системе, включающей в себя наклонный трубопровод с двумя, по существу, противоположными параллельными поверхностями, автономное устройство, содержащее тело, вибрационный механизм, присоединенный к телу и множество конечностей, каждая из которых имеет основание, расположенное близко к телу и верхушку, расположенную на расстоянии от тела. По меньшей мере, часть из множества конечностей предназначены для перемещения устройства по поверхности вперед, как правило, за счет продольного смещения между основанием конечности и верхушкой конечности, как только вибрационный механизм вызывает вибрацию устройства. Множество конечностей включают в себя две или более конечности, расположенные таким образом, что верхушки двух или более конечностей могут соприкасаться с двумя, по существу, параллельными противоположными поверхностями для получения результирующей силы в направлении, в общем, определенном продольным смещением между основанием и верхушкой двух или более конечностей, как только вибрационный механизм заставляет устройство вибрировать. Результирующая сила заставляет автономное устройство подниматься по наклонному трубопроводу.

[0013] Эти и другие варианты воплощения изобретения могут включать в себя один или более из следующих признаков. Трубопровод содержит трубку. Трубопровод имеет ширину, достаточную, чтобы два автономных устройства могли разъехаться. Трубопровод включает в себя, по меньшей мере, один прямой компонент, изогнутый компонент, компонент пересечения или разъем. Множество компонентов трубопровода выполнены с возможностью соединения для создания одного целого.

[0014] Детали одного или нескольких вариантов воплощения изобретения, упомянутые в данном описании, изложены в прилагаемых чертежах и в описании ниже. Другие признаки, аспекты и преимущества предмета станут очевидными из описания, чертежей и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] На фиг. 1 представлена схема, которая иллюстрирует приведенный пример устройства, приводимое в действие при помощи вибрации.

[0016] На фиг. 2А, 2В, 3А, 3В представлены схемы, иллюстрирующие примеры силы, которые участвуют в перемещении устройства, приводимого в действие при помощи вибрации согласно фиг. 1.

[0017] На фиг. 4 представлен вид спереди примера, указывающего центр тяжести для устройства.

[0018] На фиг. 5 представлен вид сбоку примера, указывающего центр тяжести для устройства.

[0019] На фиг. 6 представлен пример устройства, которое включает в себя пару боковых конечностей для подъема.

[0020] На фиг. 7А и 7В представлены примерные размеры устройства.

[0021] На фиг. 7С и 7D представлен пример съемных и присоединяемых конечностей для устройства.

[0022] На фиг. 7Е и 7F представлен другой пример съемных и присоединяемых конечностей для устройства.

[0023] На фиг. 8 представлен один пример конфигурации примерных материалов, из которых может быть выполнено устройство.

[0024] На фиг. 9А представлен пример среды, в которой устройство может работать и подниматься внутри трубопровода.

[0025] На фиг. 9В представлен пример среды, в которой устройство может подняться внутри и почти до верхней части трубопровода.

[0026] На фиг. 9С представлен пример контура трубопровода в виде двойной петли.

[0027] На фиг.9D представлена схема трубопровода, адаптированная для облегчения подъема устройством, приводимым в действие при помощи вибрации.

[0028] На фиг. 10А представлена схема последовательности операций процесса для эксплуатации устройства, приводимого в действие при помощи вибрации.

[0029] На фиг. 10В представлена схема последовательности операций процесса для подъема устройства, приводимого в действие при помощи вибрации.

[0030] На фиг. 11 представлена схема последовательности операций процесса для конструирования устройства, приводимого в действие при помощи вибрации.

[0031] На фиг. 12А представлен пример трубки обитания, в которой могут работать и взаимодействовать несколько устройств.

[0032]На фиг. 12В представлен вид сверху трубки обитания.

[0033] На фиг.13A-13D представлены различные виды примерной сборки прямой трубки.

[0034] На фиг.13E-13G представлен пример размеров сборки прямой трубки.

[0035] На фиг. 13Н-13К представлены различные виды примерной сборки изогнутой трубки.

[0036] На фиг.13L-13Q представлены различные виды примерной сборки Y-образной трубки.

[0037] На фиг.13R-13W представлены различные виды примерной сборки трубки с петлей.

[0038] На фиг.14A-14D представлены различные виды примерного разъема.

[0039] На фиг. 14Е-14Н представлены различные виды другого примерного разъема.

[0040] На фиг. 15А представлен вид сбоку альтернативного устройства, приводимого в действие при помощи вибрации.

[0041] На фиг. 15В представлен вид сверху альтернативного устройства, приводимого в действие при помощи вибрации.

[0042] На фиг. 15С представлен вид спереди альтернативного устройства, приводимого в действие при помощи вибрации.

[0043] На фиг. 15D представлен вид сбоку альтернативного устройства, приводимого в действие при помощи вибрации во время перемещения через примерный изогнутый направленный вверх трубопровод.

[0044] Схожие ссылочные номера и обозначения на различных чертежах указывают одни и те же элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0045] Небольшие роботизированные устройства или средства для перемещения, приводимые в действие при помощи вибрации, могут предназначаться для перемещения по поверхности, например, полу, столу, другой относительно ровной или гладкой поверхности, или выпуклой или вогнутой (например, в любом направлении) изогнутой поверхности. Роботизированное устройство выполнено с возможностью перемещения автономно и, в некоторых воплощениях, в случайных направлениях. В общем, роботизированные устройства включают в себя тело (или корпус), с множеством конечностей (например, ножки и другие конечности) и вибрационный механизм (например, двигатель или пружинный механический заводной механизм, вращающий эксцентричную нагрузку, двигатель или другой механизм, выполненный с возможностью колебания противовеса, или другое устройство с компонентами, приспособленными к быстрому изменению центра массы устройства). В результате, миниатюрные роботизированные устройства при перемещении могут напоминать органическую жизнь, например, жуков или насекомых.

[0046] Движение роботизированного устройства может быть вызвано движением вращающегося двигателя внутри, или прикрепленного к устройству, в сочетании с вращением веса с центром массы, который смещен относительно оси вращения двигателя. Вращательное движение веса вызывает вибрацию двигателя и автоматизированного устройства, к которому он присоединен. В некоторых воплощениях изобретения вращение находится приблизительно в диапазоне 6000-9000 оборотов в минуту (об/мин), хотя также могут использоваться и более высокие или более низкие значения. В качестве примера, в устройстве можно использовать такой тип механизма вибрации, который применяется во многих пейджерах и сотовых телефонах, которые в режиме вибрации, заставляют пейджер или телефон вибрировать. Вибрация, вызванная вибрационным механизмом, может перемещать устройство по поверхности (например, полу), например, с помощью ножек, выполненных с возможностью попеременно сгибаться (в определенном направлении) и возвращаться в исходное положение, так как вибрация перемещает устройство вверх и вниз.

[0047] Роботизированное устройство может включать в себя различные функции. Например, различные воплощения устройства могут включать в себя вариации определенных функций, например форму ножки и/или других конечностей, количество ножек и/или других конечностей, фрикционные характеристики ножки и/или других конечностей, относительная жесткость или гибкость ножки и/или других конечностей, упругость ножки и/или других конечностей, относительное расположение вращающегося противовеса по отношению к ножкам и/или другим конечностям/ножкам и т.д. Например, изменения некоторых функций могут обеспечить эффективную передачу вибраций, направленных на движение вперед, в том числе движение вперед, которое обеспечивает подъем устройства на любой угол и при любой ориентации, в том числе в прямом или перевернутом положениях, а также в боковом направлении. Скорость и направление движения роботизированного устройства может зависеть от многих факторов, в том числе от скорости вращения двигателя, размера смещения веса в двигателе, питания, характеристик (например, размер, ориентация, форма, материал, устойчивость, фрикционные характеристики и т.д.) конечностей, прикрепленных к корпусу устройства, свойств поверхности, на которой работает устройство, общий вес устройства, и так далее. Наряду с тем, что конечности включают в себя ножки, на которые опирается устройство на, по существу, плоской поверхности и с помощью которых обеспечивается перемещение вперед на поверхности, конечности также могут включать в себя конечности, не представляющие собой ножки (например, на верхней или боковой сторонах устройства), что обеспечивает другие возможности передвижения для устройства, например, способность устройства подняться таким образом, как будет представлено ниже.

[0048] В некоторых вариантах воплощения изобретения устройства включают в себя функции, направленные на компенсирование тенденции устройства поворачивать в результате вращения противовеса и/или изменение тенденции, и направления поворота между различными роботизированными устройствами. Компоненты устройства могут быть расположены таким образом, чтобы поддерживать относительно низкий центр тяжести (или центр массы), что препятствует опрокидыванию (например, за счет расстояния между верхушками ножек) и выровнять компоненты с осью вращения вращающегося двигателя для стимуляции перекатывания (например, когда устройство расположено не вертикально). Точно так же, устройство может предназначаться для самоспрямления за счет функций, которые, как правило, стимулируют перекатывание, когда устройство находится на спине или на боку в сочетании с относительной плоскостностью устройства, когда оно находится в вертикальном положении (например, когда устройство "стоит" на его верхушках ножек). Особенности устройства также могут использоваться для повышения уровня случайного перемещения и чтобы обеспечить разумное реагирование устройства на препятствия. Различные конфигурации ножек и их размещение также могут обеспечить различные типы перемещения и/или различные реакции на вибрацию, препятствия или другие силы. Кроме того, регулировка длины ножек может быть использована для обеспечения некоторой степени способности к рулению. В некоторых вариантах воплощения изобретения роботизированные устройства могут имитировать реальные объекты, например, ползающих жуков, грызунов или других животных и насекомых.

[0049] На фиг. 1 представлена схема, которая иллюстрирует пример устройства, приводимого в действие при помощи вибрации 100, которое имеет форму жука. Устройство 100 включает в себя тело (например, корпус 102, напоминающий тело жука) и конечности (например, ножки 104). Внутри (или прикрепленные к) корпусу 102 располагаются компоненты, которые контролируют и обеспечивают перемещение устройства 100, в том числе вращающийся двигатель, блок питания (например, батарея), и переключатель вкл./выкл. Каждая из конечностей (например, ножки 104) включает в себя верхушку конечности (например, верхушка ножки 106а) и основание конечности (например, основание ножки 106 В). Основания конечностей располагаются близко к телу, а верхушки конечностей располагаются на расстоянии от тела. Свойства конечностей (например, ножек 104), в том числе положение каждого основания конечности (например, основание ножки 106b) по отношению к верхушке конечности (например, верхушки ножки 106а) могут влиять на направление и скорость, при которой перемещается устройство 100. Например, каждое основание конечности расположена дальше по направлению вперед, чем верхушка, и такая конфигурация позволяет устройству 100 двигаться вперед. Устройство 100 изображено в вертикальном положении (т.е. стоя на ножках 104) на опорной поверхности 110 (например, по существу плоский пол, столешница и т.д., что противодействует силе гравитации).

[0050] Как показано на фиг. 1, корпус 102 содержит, по меньшей мере, переднюю 111а, заднюю 111b, боковую стороны, верхнюю и нижнюю стороны. Устройство 100 стремится двигаться по направлению к передней стороне 111а устройства 100 на основе конфигурации конечностей. Множество конечностей включает в себя множество ножек 104, которые, как правило, располагаются в первом направлении (например, проходящем, по существу, вниз от нижней части корпуса 102). Множество конечностей также включают в себя одну или несколько других конечностей, не представляющих собой ножки, расположенные, по меньшей мере, во втором направлении (например, проходящем, по существу, вверх от верхней части корпуса 102, наружу от боковой стороны корпуса 102, или их сочетание). В некоторых вариантах воплощения изобретения первое и второе направления, по существу, противоположны друг другу, в то время как в других вариантах воплощения изобретения конечности, не представляющие собой ножки, располагаются друг напротив друга или в комбинации, обеспечивают силу, которая в значительной степени противопоставлена множеству ножек 104 при контакте конечностей с поверхностью.

[0051] Например, конечности, не представляющие собой ножки, включают в себя одну или более конечностей для подъема (например, верхняя конечность для подъема 105), которые располагаются в направлении, противоположном ножкам 104. Например, в отличие от ножек 104, которые располагаются, как правило, вниз от корпуса 102 (например, по направлению к поверхности 110), верхняя конечность для подъема 105 располагается снизу-вверх. Как показано на фиг. 1, верхняя конечность для подъема 105 может быть короче длины ножки 104, но достаточно длинной, чтобы подниматься выше, чем самая высокая точка на корпусе 102. Далее, верхняя конечность для подъема 105 может подниматься немного выше от центра тяжести корпуса 102, и немного ниже, или примерно так же, как поднимаются ножки 104 ниже центра тяжести корпуса 102. Как показано, верхняя конечность для подъема 105 может иметь примерно такую же кривизну и наклон, как ножки 104, и верхняя конечность 105 может размещаться таким образом, что верхушка верхней конечности для подъема 105 находится вблизи от верхушек ножек, передних ножек 104а, например, в продольном направлении перемещения устройства.

Также возможны другие варианты воплощения изобретения. Например, верхняя конечность для подъема 105 может располагаться дальше вперед или назад от корпуса 102. В другом примере, верхняя конечность для подъема 105 может иметь другую форму (например, в виде кривой конечности) и размер. В некоторых вариантах воплощения изобретения множество верхних конечностей для подъема 105 может располагаться, например, в ряды и/или столбцы по отношению к направлению устройства 100 вперед.

Общее описание ножки

[0052] Ножки 104 могут включать в себя передние ножки 104а, срединные ножки 104b и задние ножки 104с. Например, устройство 100 может включать в себя пару передних ножек 104а, которые могут работать иначе, чем срединные ножки 104b и задние ножки 104c. Например, передние ножки 104а могут быть сконфигурированы для обеспечения движущей силы для устройства 100 за счет контактирования с подложкой 110 и побуждает устройство прыгать вперед, как только устройство начинает вибрировать. Срединные ножки 104b могут обеспечить опору для противодействия усталости материала (например, после стояния устройства 100 на ножках 104 в течение длительного периода времени), что может привести к тому, что передние ножки 104а деформируются и/или потеряют устойчивость. В некоторых вариантах воплощения изобретения устройство 100 может не включать срединные ножки 104b, а только передние ножки 104а и задние ножки 104c. В некоторых вариантах воплощения изобретения передние ножки 104а и одни или несколько задних ножки 104c выполнены с возможностью контактирования с поверхностью, в то время как срединные ножки 104b могут немного отрываться от поверхности так, чтобы срединные ножки 104b не вносили существенных дополнительных тяговых сил и/или прыжковых сил, которые могут затруднить необходимые движения (например, тенденцию к перемещению по относительно прямой линии и/или необходимому количеству случайных движений).

[0053] В некоторых вариантах воплощения изобретения устройство 100 может быть сконфигурировано таким образом, что только две передние ножки 104а и 104с и одна задняя ножка находятся в контакте с, по существу, плоской поверхностью 110, даже если устройство включает в себя более одной задней ножки 104с и несколько срединных ножек 104b. В других вариантах воплощения изобретения устройство 100 может быть сконфигурировано таким образом, что только одна передняя ножка 104а и две задних ножки 104с находятся в контакте с плоской поверхностью 110. На протяжении всего описания, изложение, относящееся к контакту с поверхностью, может включать в себя относительную степень контакта. Например, когда одна или более из передних ножек 104а и одна или более из задних ножек 104c описаны, как находящиеся в контакте с, по существу, плоской поверхностью 110, и срединные ножки 104b описаны, как не находящиеся в контакте с поверхностью 110, возможно также, что передние ножки 104а, и задние ножки 104c могут быть достаточно длиннее срединных ножек 104b (и достаточно жесткими), таким образом, передние и задние ножки 104а и 104с обеспечивают большую опору для веса устройства 100, чем срединные ножки 104b, даже при условии того, что срединные ножки 104b фактически находятся в контакте с поверхностью 110. В некоторых вариантах воплощения изобретения даже те ножки, которые в меньшей степени создают опору для устройства, могут находиться в контакте, когда устройство 100 находится в вертикальном положении, особенно когда вибрация устройства вызывает движение вверх и вниз, которое сжимает и изгибает приводные ножки и позволяет дополнительным ножкам соприкасаться с поверхностью 110. Можно добиться большей предсказуемости и контроля за движением (например, в прямом направлении) за счет конструирования устройства таким образом, чтобы небольшое количество ножек (например, менее двадцати или менее тридцати) находилось в контакте с опорной поверхностью 110 и/или способствовало бы опоре устройства в вертикальном положении, когда устройство находится либо в состоянии покоя, либо когда вращающаяся эксцентричная нагрузка вызывает движение. В этом отношении, некоторые ножки могут обеспечивать опору, не находясь в контакте с опорной поверхностью 110 (например, одна или несколько коротких ножек могут обеспечивать стабильность за счет контактирования со смежной более длинной ножкой, что повышает общую жесткость смежной длинной ножки). Однако, как правило, каждая ножка достаточно жесткая, таким образом, четыре или меньшее количество ножек способны выдержать вес устройства без существенной деформации (например, менее 5% от высоты основания ножки 106b и опорной поверхности, когда устройство 100 находится в вертикальном положении).

[0054] Для установления различных характеристик движения могут использоваться ножки различной длины, как будет дополнительно описано ниже. Различные ножки могут также включать в себя различные свойства, например, различные жесткости или коэффициенты трения, как будет дополнительно описано ниже. Как правило, ножки могут быть расположены, по существу, параллельно рядами вдоль каждой боковой стороны устройства 100 (например, фиг. 1 изображает один ряд ножек на правой боковой стороне устройства 100; соответствующий ряд ножек (не показан на фиг. 1) может располагаться на левой боковой стороне устройства 100).

[0055] В общем, количество ножек 104, которые обеспечивает полноценную ил