具体实施方式

本专利申请中，一个马达包括驱动机构，所述驱动机构使两个构件产生相对运动。根据驱动方式的不同(例如电动，液压或气动等)，马达的种类有所不同。计算机可以用来控制马达的运动时间、方向和速度。

在本发明中，一个刚体的位置包括所述刚体上所有的点的位置信息。如果刚体上的任意点被移动，则认为刚体的位置已经改变。

一个轮子的位置包括所述轮子轴线的位置信息和所述轮子占据的空间位置信息。如果轮子绕过自身轴线旋转，则认为轮子的位置没有改变。

在本发明中，一个马达包括一个作为固定件的基座构件(例如一个框架)和一根作为运动件的轴，所述马达的驱动机构可以驱动所述轴相对于所述基座构件绕所述轴的轴线旋转。但是并不要求马达必须包括一根轴。

类似地，编码器也包括一个基座构件和一根轴，所述轴可以相对于所述基座构件旋转。所述编码器能够检测所述轴相对于所述基座构件旋转的角度，并以信号的形式发送给计算机。

在本发明中，一个物体的位置信息包括所述物体上所有的点的位置信息。

本发明中，无线信号可以是电磁信号、光信号、超声信号或其他类型的无线信号。

如图1所示，一个计算机22包括多个输入/输出端口22A。输入/输出端口22A可以通过电缆或无线通讯与各种电子或电气设备连接，例如雷达、激光雷达、摄像机、接近传感器、方向传感器、红外传感器和其它类型的传感器等等。输入/输出端口22A还可以与电气或电子设备连接，例如马达。计算机22可以控制通过发送信号来控制电气或电子设备。计算机22还包括一个无线通信设备29，其用来接收其它计算机的无线信号或发送信号给其它计算机。计算机22还包括硬件和软件，所以计算机22可以通过无线通信设备29与各种电气或电子设备进行无线通讯。计算机22还包括存储器，其用来存储数据或信息。

计算机22还包括一个可编程控制器，简称PLC。计算机22也可以包括单片机、带有嵌入式系统的计算机或其包括单片机和多个电子或电气部件的电路板。

应该注意的是，图1中的计算机22发送给其它计算机的无线信号可能是无线电、WIFI、移动信号、蓝牙或其他无线信号。

如图2所示，一个万向轮16包括：两根轴46和47；一个刚性构件44；一个轮子48；和一个刚性构件41。轴46的轴线461与轴47的轴线471垂直，且两根轴线461和471不共面，或者说两根轴线461和471在空间中不相交于一点。请注意，轴线是空间中没有尽头的无限长的线。刚性构件44刚性的连接到轴47上，轴47与刚性构件41之间的相对运动被限制为以轴线471为中心的旋转运动。因此，刚性构件44与刚性构件41之间的相对运动被限制为以轴线471为中心的旋转运动。轮子48被固定连接到轴46上，并与轴46同轴线。轮子48与刚性构件44之间的相对运动被限制为以轴线461为中心的旋转运动。

刚性构件44也被称为万向轮16的可旋转构件。

如图3A-3C所示，一个运动机构11包括：第一万向轮16a，其是具有相同零部件和相同零部件数量的万向轮16的复制品；第二万向轮16b，其也是具有相同零部件和相同零部件数量的万向轮16的复制品；第一支撑构件73，其是一个刚性构件并与轴承座73a刚性连接；第二支撑构件74，其与轴承座74a刚性连接。第一万向轮16a的轴47的轴线用471a表示，第二万向轮16b的轴47的轴线用471b表示。第一万向轮16a的支撑构件41被刚性连接到第一支撑构件73上，使得第一万向轮16a的旋转构件44与第一支撑构件73之间的相对运动被限制为以轴47的轴线471a为中心的旋转运动。类似的，第二万向轮16b的支撑构件41被刚性连接到第二支撑构件74上，使得第二万向轮16b的旋转构件44与第二支撑构件74之间的相对运动被限制为以轴47的轴线471b为中心的旋转运动。

第一支撑构件73被刚性连接到一根轴71上，轴71包括一根轴线711。第二支撑构件74被刚性连接到一个轴承座72上。轴71通过一些轴承(图中未显示)与轴承座72连接，使得第一支撑构件73与第二支撑构件74之间的相对运动被限制为以轴71的轴线711为中心的旋转运动。

运动机构11还包括：第一驱动轮53a和第二驱动轮53b；两根轴58a和58b；第一马达81A和第二马达81B，其中每个马达包括一个基座构件和一根轴。第一驱动轮53a包括一根轴线531，第二驱动轮53b包括一根轴线532。第一驱动轮53a被刚性连接到轴58a上，且第一驱动轮53a的轴线531与轴58a的轴线重合。轴58a通过一个轴承57与轴承座73a的连接，使得轴58a与第一支撑构件73之间的相对运动被限制以轴线531为中心的旋转运动。因此，第一驱动轮53a与第一支撑构件73之间的相对运动被限制为以轴线531为中心的旋转运动。类似地，第二驱动轮53b被刚性连接到轴58b上，且第二驱动轮53b的轴线532与轴58b的轴线重合。轴58b通过另一个轴承157与轴承座74a连接，使得轴58b与第二支撑构件74之间的相对运动被限制为以轴线532为中心的旋转运动。因此，第二驱动轮58b与第二支撑构件74之间的相对运动被限制为以轴线532为中心的旋转运动。第一马达81A的基座构件通过连接件54a与第一支撑构件73固定连接，第一马达81A的轴通过联轴器55a与轴58a固定连接。因此，第一马达81A可以驱动轴58a和第一驱动轮53a相对于第一支撑构件73绕轴线531做旋转运动。第二马达81B的基座构件通过连接件54b与第二支撑构件74固定连接，第二马达81B的轴通过联轴器55b与轴58b连接。因此，第二马达81B可以驱动轴58b和第二驱动轮53b相对于第二支撑构件74绕轴线532做旋转运动。

运动机构11还包括第一编码器91M和第二编码器91P，每个编码器都包括一个基座构件。第一编码器91M的基座构件被固定连接到第一马达81A的基座构件上，第一编码器91M能被用来检测第一马达81A驱动的旋转运动的角度变化。第二编码器91P的基座构件被固定连接到第二马达81B的基座构件上，第二编码器91P能被用来检测第二马达81B驱动的旋转运动的角度变化。

当运动机构11被放置在一个水平地板上时，其四个轮子53a、53b、48和48都与地板接触(如图3A-3B所示)，然后有：

(1)第一驱动轮53a的轴线531和第二驱动轮53b的轴线532是水平且相互平行的；

(2)轴线531位于竖直平面533上；

(3)轴线532位于竖直平面533，或者轴线532与竖直平面533比较接近，即轴线532到竖直平面533的距离相对较小，或更确切地说，小于第一驱动轮与第二驱动轮之间距离的15％；

(4)两个轮子48不与竖直平面533相交；

(5)两个轮子48位于竖直平面533的两侧；

(6)轴71的轴线711是水平的；

(7)轮子48的轴线都是水平的；

(8)第一万向轮16a的轴47的轴线471a和第二万向轮16b的轴47的轴线471b都是竖直的；

(9)轴线711与轴线531之间的角度在30度和60度之间(理想为45度)；

(10)轴线711与轴线532之间的角度在30度和60度之间(理想为45度)；

(11)轴线711和一个穿过轴线471a和471b的竖直平面之间的角度在30和60度之间(或理想地45度)；

(12)第一万向轮16a的轴47的轴线471a和第二万向轮16b的轴47的轴线471b在一个竖直平面内，所述竖直平面位于第一驱动轮53a和第二驱动轮53b的中间；

(13)位于竖直轴线471a与竖直轴线471b中间的竖直平面与轴线531相交于一点；

(14)第一驱动轮和第二驱动轮分别位于竖直平面473的两侧，竖直平面473穿过轴线471a和471b；

(15)竖直平面533和竖直平面473之间的角度在75度和105度之间(或理想地为90度)。

运动机构11包括轴线781，轴线781由以下条件定义：(1)轴线781与轴线711相交；(2)轴线781与轴线471a平行；(3)轴线531与穿过轴线781和471a的平面之间的角度为90度。轴线781被称为运动机构11的中心轴线。运动机构11的中心轴线与运动机构11的第一支撑构件73一起移动。

运动机构11还包括一根轴线161，其与中心轴线781以90度相交，并垂直于所述轴线531。轴线161被看作是运动机构11的运动轴线。如果运动机构11被放置在一个水平地板上，轴线161垂直于第二驱动轮的轴线532。

第一驱动轮53a的半径可以被设计成与第二驱动轮53b的半径相等。如果运动机构11被放置在一个水平地板上，第一驱动轮53a轴线531与第二驱动轮53b轴线532重合。

当运动机构11被放置在一个水平地板上，其四个轮子53a、53b、48和48都与地板接触，并且驱动轮53a和53b的半径相等时，则以下情况可以实现：当第一马达81A和第二马达81B分别驱动第一驱动轮53a和第二驱动轮53b以相同的速度和方向旋转时，运动机构11沿平行于运动轴线161的方向移动(如果不考虑滑动)。当第一马达81A和第二马达81B分别驱动第一驱动轮53a和第二驱动轮53b以不同的速度和相同的方向旋转时，运动机构11会沿一个弯曲路径移动(如果不考虑滑动)。当第一马达81A和第二马达81B分别驱动第一驱动轮53a和第二驱动轮53b以相反的方向和相同的速度旋转时，运动机构11可以在地板上绕过所述中心轴线做旋转运动(如果不考虑滑动)。

运动机构11还可以在不平的地板上移动。此时第一支撑构件73会相对于第二支撑构件74旋转，以保证车辆的四个轮子都与地板接触。此时运动机构11重量会分摊到每个轮子上。

第一马达81A和第二马达81B可以是步进电机，但这不是硬性要求。每个马达的旋转角度都会被一个与计算机22连接的传感器监测。

第一驱动轮53a和第二驱动轮53b的形状和尺寸可以是完全相同的。当运动机构11被放置在水平地板上，其四个轮子53a、53b、48和48都与地板接触时，则：中心轴线781位于驱动轮53a和53b的正中间；中心轴线781位于轴线471a和471b的正中间且驱动轮53a和53b之间的距离与轴线471a和471b之间的距离近似相等。

如图4A-4B所示，一个车体12包括：一个支撑构件37，其是一块圆形的平板；一个刚性构件32；圆形平板36；一个方向传感器91A；一个计算机22；一个接近传感器91K；一个红外传感器91X；一个超声波传感器91Y；摄像机91E；充电电池64；顶板31；一个显示器63，其被安装在顶板31上。接近传感器91K被用来检测车体12周围的障碍物。红外传感器91X被用来检测传感器附近的物体到车体12的距离，所述红外传感器跟接近传感器一样也可以被用来检测障碍物。超声波传感器91Y被用来检测到所述传感器附近的物体到车体12的距离，所述超声波传感器跟接近传感器一样也可以被用来检测障碍物。支撑构件37、平板36和顶板31都被刚性连接到刚性构件32上。每个平板36上安装有多个容器托架59，其中每个容器托架59都可以用来托住一个熟食容器82。计算机22包括一个无线通信设备29，其可以与其它计算机通讯。计算机22、传感器91A、91K、91X和91Y、摄像机91E、显示器63和充电电池64分别被固定安装在构件31、36或37上。计算机22、传感器91A、91K、91X和91Y、摄像机91E和显示器63都有一个电源输入端，所述电源输入端都与充电电池64的电源输出端连接。方向传感器91A、接近传感器91K、红外传感器91X、超声波传感器91Y、摄像机91E和显示器63分别通过电缆93A、93K、93X、93Y、93E和93Z与计算机22连接，从而与计算机22进行通信。

车体12还包括电光源65，其通过开关66与充电电池64连接，其中每个开关66都与计算机22连接，因此计算机22可以控制开关66以打开或关闭电光源65。电光源65可以沿着运动机构11的运动轴线向车辆13的周围区域发射光束。

应该注意的是，计算机22接收的各种传感器的信号都会发送给其它计算机。

应该注意的是，熟食容器82不是车体12的一部分。

如图5所示，车辆13包括车体12和运动机构11。车体12的支撑构件37与运动机构11的第一支撑构件73刚性连接。第一马达81A和第二马达81B分别通过电缆83A和83B与计算机22连接。计算机22可以发送信号给第一马达81A和第二马达81B，从而控制第一马达81A和第二马达81B的轴的旋转。运动机构11的第一编码器91M和第二编码器91P分别通过电缆93M和93P与计算机22连接。编码器91M和91P可以发送信号给计算机22，因此计算机22可以分别通过第一编码器91M和第二编码器91P获取第一马达81A和第二马达81B驱动的旋转运动的角度变化。

运动机构11可以在一个建筑物或结构的地板上移动，车体12可以和运动机构11一起移动。计算机22可以分别通过第一编码器91M和第二编码器91P获取第一马达81A和第二马达81B驱动的旋转运动的角度变化。接近传感器91K可以检测车辆13接下来的运动路径上的障碍物，然后发送电子或电气信号给计算机22。红外线传感器91X可以检测车辆13的周围物体的红外辐射，然后发送电气和电子信号给计算机22。方向传感器91A可以检测支撑部件37(作为一个刚体)相对于某些参考系(例如地面或使用地球磁极的参考系)的方向，并将所述方向信息发送到计算机22。计算机22包括一个程序，其可以用来计算支撑构件37的方向。运动机构11的中心轴线的方向可以通过方向传感器91A的信号来确定。

当接近传感器91K在其检测范围内检测到一些物体时，接近传感器91K可以发送信号给计算机22。摄像机91E可以捕获车辆13周围的物体的数字图像，以检测周围是否存在障碍物。摄像机91E将捕获的数字图像发送给计算机22。计算机22包括图像分析程序，所述图像分析程序可以被用来分析数字图像以确定车辆13的运动路径中是否存在障碍物。

运动机构11的第一支撑构件73可以被看作是车辆13的支撑构件。运动机构11的中心轴线可以被看作是车辆13的中心轴线。运动机构11的运动轴线可以被看作是车辆13的运动轴线。当车辆13被放置在水平地板上时，车辆13的中心轴线总是竖直的，车辆13的运动轴线总是水平的。

车辆13的中心轴线和运动轴线被称为被标记车辆的中心轴线和运动轴线。运动轴线有两个方向，其中一个方向被选为车辆13运动的正方向，另一个方向则是车辆13运动的负方向。正如之前所解释的，当车辆13被放置在水平地板上时，第一驱动轮和第二驱动轮有一根相同的轴线，其与车辆13的运动轴线垂直。如果车辆13在以下假设条件下移动时：(1)车辆13被放置在水平地板上；(2)第一驱动轮和第二驱动轮都以相同的速度沿顺时针向旋转；(3)轮子与地板之间的滑动忽略不计，则车辆13的第一驱动轮的旋转方向被称为正的旋转方向。

应该注意的是，车辆13的方向传感器91A可以包括一个融合传感器，其包括加速计，陀螺仪和磁力计。方向传感器91A还可以包括一个倾斜传感器，所述倾斜传感器可以测量地球重力在一个三维坐标系中的方向，其中车辆13的中心轴线和运动轴线是所述三维坐标系的两个坐标轴。方向传感器91A还以包括一个地磁定位传感器。方向传感器91A或计算机22可以包括一个过滤程序，其可以通过方向传感器91A接收的信号计算方向。

如图6A所示，一个被标记车辆13X包括车辆13和标识31X，其中标识31X位于车辆13的车体12的表面30上面。在本专利申请中，平板31与车辆13的中心轴线相垂直。标识31X包括：五个正方形33a、33b、33c、33d和33e，其彼此(除了顶点以外)不重叠且不与所述标识的其他部分重叠(除了背景外)，其中每个正方形的内部各自涂有单色或白色。正方形33a和33b有一个公共的顶点P₁，正方形33c和33d有一个公共的顶点P₂，正方形33d和33e有一个公共的顶点P₃。顶点P₁、P₂和P₃在同一根线上但这不是硬性的要求。顶点P₂位于顶点P₁和P₃之间。顶点P₂和P₃之间的距离比顶点P₁和P₂之间的距离小几倍。所述标识表面的背景可以是其它单色或黑色。平板31的表面可以是亚光的以限制光线反射。标识31X还包括一个二维码34X。当车辆13被放置在水平面上时，直线P₁P₂P₃正好位于一个竖直平面473上，所述竖直平面正好通过的轴线471a和471b。

如图6B所示，被标记车辆13Y包括车辆13和一个标识31Y，其中，标识31Y印在车辆13的表面30上。与标识31X类似，标识31Y包括五个正方形35a、35b、35c、35d和35e以及一个不同的二维码34Y。

标识31X(或者31Y)还可以包括一个印在表面上的图象、图画或字符。人的眼睛可能看到也可能看不到标识。所述标识不是旋转对称的。换句话说，标识的图像被旋转0到360度之间的任意一个角度后与原来的标识不重合。

应当注意的是，被标记车辆的表面30可以是曲面的。标识31X或者31Y，可以被印刷在在曲面30上。

车辆13中的车体12可以被其它类型的车体代替，这些其它类型的车体可以容纳其它类型的容器或拥有用来坐人的座位。所述车体还可以包括挡风玻璃、雨刷、计算机显示器、门、窗户等。

我们的车辆还可以包括其它传统元件，例如悬架、减震器、制动器、方向盘、加速器、灯泡等。

应当注意的是，在本专利申请中的马达可以是AC或DC电机、步进电机、伺服电机、变频电机、气动或液压马达等。一个马达还可以包括一个减速机。马达或轴的旋转角度可以被传感器检测，传感器包括编码器和/或接近传感器。

应该注意的是，自动化车辆中的电子或电气设备，例如雷达、激光雷达、编码器、接近传感器，红外线传感器以及其他类型的传感器，可以选择通过无线通讯与计算机通讯。

本文件包含许多细节，但是这是对特定实施例的描述，不应限制所要求保护或可以要求保护的发明范围。在本文档的多个实施例中描述的一些特征可以重新组合成单个实施例。相反，在单个实施例中描述的一些特征也可以分开或以任何合适的子组合形成多个实施例。此外，尽管上述功能是以某种组合的形式进行描述并要求保护的，但要求保护的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从组合中排除，并且所要求保护的组合可以形成子组合或子组合的变体。

在本专利申请中支撑构件可以是任何类型的刚性构件。其中，如果忽略弹性或其它小的变形，则一个刚性构件是相对刚性的。一个支撑构件相对于另一个支撑构件或地面是可移动的。刚性构件包括杆、管、梁、板、框架、轴承座、轴。一个刚性构件可以由金属(例如钢或铝)或其它材料制成或由几种类型的材料的组合制成。

类似地，如果忽略弹性或其它小的变形，则一个刚性连接是一个相对刚性的连接。

本专利申请中的轮子总是包括一根轴线。一个驱动轮可以是任意轮子。一个驱动轮的旋转通常由马达驱动。

本专利申请中，一个计算机与一个电气与电子设备间的连接可以是有线连接或无线连接。所述电气或电子设备可以包括电马达，所述计算机可以控制马达的运动。

本文中仅描述了几个示例和实现方式，在不违背本发明精髓的情况下可以对所描述的示例和实现方式进行适当的变型、修改和提升。