万向滚动的球形机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种万向滚动的球形机器人，旨在克服现有技术中存在运行方向受限、不能实现任意方向的滚动、由于搭建平台比较复杂导致稳定性较差与姿态调整精度较差的问题，万向滚动的球形机器人包括壳体部分、中心支撑架(3)、重心移动装置部分和自动控制部分；壳体部分为球形壳体件；中心支撑架(3)呈正方体形的框架式结构件；重心移动装置部分包括6个结构相同的重心移动装置(5)；6个结构相同的重心移动装置(5)的内端依次和正方形的中心支撑架(3)的6个平面框架固定连接，壳体部分再套装在已安装在中心支撑架(3)上的6个结构相同的重心移动装置(5)的周围，6个结构相同的重心移动装置(5)的外端和壳体部分的内壁固定连接。

Spherical robot with universal rolling

The invention discloses a universal spherical rolling robot, aiming at overcoming the limitation, the running direction can not be achieved in any direction, because the platform rolling complex leads to poor stability and poor precision of the attitude adjustment problems existing in the prior art, the ball shaped robot universal rolling comprises a casing part, center support (3), the movement of the center of gravity automatic control device and a shell part part; spherical shell; center support frame (3) is a frame structure Affirmative shape; center of the mobile device consists of 6 identical structure center of gravity of the mobile device (5); 6 of the same structure center of the mobile device (5) in the end turn and square center support (3) of the 6 plane frame is fixedly connected with the shell part is sheathed on the supporting rack has been installed in the center of gravity of the mobile device (3) 6 on the same week (5) The outer end of the 6 structure of the same center of gravity mobile device (5) is fixed to the inner wall of the shell part.

【技术实现步骤摘要】
万向滚动的球形机器人
本专利技术涉及一种机电一体化
的机器人，更确切地说，本专利技术涉及一种万向滚动的球形机器人。
技术介绍
球形机器人是一种新型结构的滚动行走机器人，其外形是球状，其驱动方式目前常见的有三种，分别是变质心驱动、滚轮驱动和多自由度驱动。球形机器人具有运动速度快、越野性能好、方向可控制性好等特点。它能够在平路、斜坡、泥沙路、雪路甚至水中从事家庭服务、娱乐游戏、科学考察等活动，同时也可以在有毒气体泄露、辐射、生物危害等环境下从事危险环境检测、消防救灾等活动。目前球形机器人已逐渐成为国内外智能机器人研究领域的热点之一。球形机器人与轮形移动机器人相比，具有两个独特的优点，第一，球形机器人为全封闭的个体，其不容易受到外界环境的污染，同时球形机器人也不存在翻车等现象；第二球形机器人其越障能力强，轮形移动机器人其越障能力受到其轮子大小的限制，球形机器人的专利技术就是为了增强机器人的越障能力而推动的。但是目前球形机器人普遍存在以下缺点，运行方向受限，不能实现任意方向的滚动，其次搭建的平台比较复杂，导致稳定性较差，机器人姿态调整的精度较差。因此还不能很好的满足实际市场需要和应用。本专利技术的目的是：提出一种可实现万向滚动无运动死角、控制简单可靠、附件搭载平台稳定性好、异常姿态调整简单的球形机器人结构方案，克服现有方案中的不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在运行方向受限、不能实现任意方向的滚动、由于搭建平台比较复杂导致稳定性较差与姿态调整精度较差的问题，提供了一种万向滚动的球形机器人。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的万向滚动的球形机器人包括壳体部分、中心支撑架、重心移动装置部分和自动控制部分；所述的壳体部分为球形空心壳体结构件，包括3个结构相同的侧壳体、上壳体与下壳体；所述的中心支撑架呈正方体形的框架式结构件，正方体形的中心支撑架包括正方形的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架；所述的重心移动装置部分包括6个结构相同的重心移动装置；所述的自动控制部分包括无线传输模块、两个结构相同的环形灯与远端控制器；6个结构相同的重心移动装置的内端依次采用螺栓安装在中心支撑架的正方形的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上；壳体部分套装在已固定安装在中心支撑架的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上的6个结构相同的重心移动装置的周围，其中：固定安装在前平面框架、左平面框架、后平面框架与右平面框架上的4个结构相同的重心移动装置的外端即固定球面板和3个结构相同的侧壳体的内壁固定连接，固定安装在顶平面框架上的第5个结构相同的重心移动装置的外端即固定球面板和上壳体的内壁固定连接，固定安装在底平面框架上的第6个结构相同的重心移动装置的外端即固定球面板和下壳体的内壁固定连接；所述的无线传输模块安装在中心支撑架上，两个结构相同的环形灯安装在上壳体与下壳体上，由人操控的远端控制器与无线传输模块之间为无线连接。技术方案中所述的上壳体为球形曲面的壳体结构件，上壳体的曲率半径和下壳体与侧壳体的曲率半径相同，上壳体的下边缘设置有上壳体固定接触弧面，上壳体固定接触弧面上均匀地设置有用于与侧壳体固定连接的圆通孔，上壳体的外侧面上设置有用于镶嵌环形灯的环形凹槽；上壳体与下壳体结构形状相同。技术方案中所述的侧壳体为球形曲面的壳体结构件，侧壳体的曲率半径和下壳体与上壳体的曲率半径相同，侧壳体的右边缘设置有侧壳体固定接触右弧面，侧壳体固定接触右弧面上均匀地设置有用于与另一个侧壳体固定连接圆通孔；侧壳体的左边缘也设置有侧壳体固定接触左弧面，侧壳体固定接触左弧面上均匀地设置有圆通孔，上边缘设置有侧壳体固定接触上弧面，下边缘设置有侧壳体固定接触下弧面，侧壳体固定接触上弧面与侧壳体固定接触下弧面上皆均匀地设置有和上壳体的上壳体固定接触弧面与下壳体的下壳体固定接触弧面固定连接的圆通孔。技术方案中所述的3个结构相同的侧壳体依次通过前一个侧壳体的侧壳体固定接触右弧面及圆通孔与下一块侧壳体的侧壳体固定接触左弧面及圆通孔配装并固定连接，这样三个结构相同的侧壳体就组成一个环形球面壳体，三个结构相同的侧壳体的侧壳体固定接触上弧面及圆通孔分别和上壳体的上壳体固定接触弧面及圆通孔接触并固定连接，三个结构相同的侧壳体的侧壳体固定接触下弧面及圆通孔分别和下壳体的下壳体固定接触弧面及圆孔接触并固定连接，因此，三个结构相同的侧壳体、1个上壳体和1个下壳体组成了曲率半径相同的球形壳体。技术方案中所述的中心支撑架的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架皆由1个正方形边框架与4根矩形横截面的筋板组成；每个平面框架中的4根矩形横截面的筋板成对地布置，每对的2根筋板互相平行，2对筋板之间为相互垂直，每对筋板和所在面上的正方形边框架中所对应的框架边平行，每对筋板和所在面上的正方形边框架中所垂直的框架边的内侧接触连接，并采用焊接方式固定连接，每对筋板对称地布置在所在平面框架中的正方形边框架的中心处，所以4根矩形横截面的筋板将中心支撑架的每个面上的正方形边框架分成9个矩形小框架，在每个平面框架中心处的矩形小框架的四角处设置有结构相同的用于固定重心移动装置部分中的伺服电机的通孔；中心处的矩形小框架左、右两侧的左矩形大框架与右矩形大框架外侧两角处设置有通孔；中心支撑架中的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架结构相同；左平面框架与右平面框架结构相同，左平面框架与右平面框架中心处的矩形小框架上、下两侧的上矩形大框架与下矩形大框架外侧两角处设置有用于固定重心移动装置部分中的双曲面导轨的通孔；中心支撑架的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上的通孔数量与通孔结构相同。技术方案中所述的自动控制部分包括锂电池、单片机控制器、无线传输模块、GPS定位模块、陀螺仪、配重块与远端控制器；所述的锂电池安装在中心支撑架顶平面框架的前右角处,单片机控制器安装在中心支撑架顶平面框架的后左角处，无线传输模块安装在中心支撑架的前平面框架的底左角处,GPS定位模块安装在中心支撑架的右平面框架的后底角处，陀螺仪安装在中心支撑架的中心处，在中心支撑架的前平面框架的底右角处安装有配重块；定位模块、陀螺仪、2个结构相同的环形灯、无线传输模块与4个结构相同的伺服电机和单片机控制器的输入端电连接。技术方案中所述的重心移动装置还包括1号轴承固定支架、双曲面导轨、螺母块、配重滑块、丝杠、2号轴承固定支架、2个结构相同的轴承、联轴器与伺服电机；其中：1号轴承固定支架包括上支架和下支架，2号轴承固定支架包括2号上支架与2号下支架，双曲面导轨包括左导轨与右导轨；所述的伺服电机采用螺栓固定在中心支撑架中某平面框架中心处的矩形小框架上，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠的前端固定连接，螺母块套装在丝杠上，螺母块顶端与底端通过其中的上连接板与下连接板和上配重滑块与下配重滑块固定连接，上配重滑块与下配重滑块和左导轨与右导轨的上表面与下表面接触并成滑动连接，左导轨和右导轨的后端通过螺栓与固定球面板固定连接，左导轨和右导轨的前端通过螺栓固定在中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种万向滚动的球形机器人，其特征在于，所述的万向滚动的球形机器人包括壳体部分、中心支撑架(3)、重心移动装置部分和自动控制部分；所述的壳体部分为球形空心壳体结构件，包括3个结构相同的侧壳体(2)、上壳体(1)与下壳体(4)；所述的中心支撑架(3)呈正方体形的框架式结构件，正方体形的中心支撑架(3)包括正方形的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架；所述的重心移动装置部分包括6个结构相同的重心移动装置(5)；所述的自动控制部分包括无线传输模块(9)、两个结构相同的环形灯(6)与远端控制器(13)；6个结构相同的重心移动装置(5)的内端依次采用螺栓安装在中心支撑架(3)的正方形的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上；壳体部分套装在已固定安装在中心支撑架(3)的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上的6个结构相同的重心移动装置(5)的周围，其中：固定安装在前平面框架、左平面框架、后平面框架与右平面框架上的4个结构相同的重心移动装置(5)的外端即固定球面板(51)和3个结构相同的侧壳体(2)的内壁固定连接，固定安装在顶平面框架上的第5个结构相同的重心移动装置(5)的外端即固定球面板(51)和上壳体(1)的内壁固定连接，固定安装在底平面框架上的第6个结构相同的重心移动装置(5)的外端即固定球面板(51)和下壳体(4)的内壁固定连接；所述的无线传输模块(9)安装在中心支撑架(3)上，两个结构相同的环形灯(6)安装在上壳体(1)与下壳体(4)上，由人操控的远端控制器(13)与无线传输模块(9)之间为无线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种万向滚动的球形机器人，其特征在于，所述的万向滚动的球形机器人包括壳体部分、中心支撑架(3)、重心移动装置部分和自动控制部分；所述的壳体部分为球形空心壳体结构件，包括3个结构相同的侧壳体(2)、上壳体(1)与下壳体(4)；所述的中心支撑架(3)呈正方体形的框架式结构件，正方体形的中心支撑架(3)包括正方形的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架；所述的重心移动装置部分包括6个结构相同的重心移动装置(5)；所述的自动控制部分包括无线传输模块(9)、两个结构相同的环形灯(6)与远端控制器(13)；6个结构相同的重心移动装置(5)的内端依次采用螺栓安装在中心支撑架(3)的正方形的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上；壳体部分套装在已固定安装在中心支撑架(3)的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架上的6个结构相同的重心移动装置(5)的周围，其中：固定安装在前平面框架、左平面框架、后平面框架与右平面框架上的4个结构相同的重心移动装置(5)的外端即固定球面板(51)和3个结构相同的侧壳体(2)的内壁固定连接，固定安装在顶平面框架上的第5个结构相同的重心移动装置(5)的外端即固定球面板(51)和上壳体(1)的内壁固定连接，固定安装在底平面框架上的第6个结构相同的重心移动装置(5)的外端即固定球面板(51)和下壳体(4)的内壁固定连接；所述的无线传输模块(9)安装在中心支撑架(3)上，两个结构相同的环形灯(6)安装在上壳体(1)与下壳体(4)上，由人操控的远端控制器(13)与无线传输模块(9)之间为无线连接。2.按照权利要求1所述的万向滚动的球形机器人，其特征在于，所述的上壳体(1)为球形曲面的壳体结构件，上壳体(1)的曲率半径和下壳体(4)与侧壳体(2)的曲率半径相同，上壳体(1)的下边缘设置有上壳体固定接触弧面(1A)，上壳体固定接触弧面(1A)上均匀地设置有用于与侧壳体(2)固定连接的圆通孔，上壳体(1)的外侧面上设置有用于镶嵌环形灯(6)的环形凹槽；上壳体(1)与下壳体(4)结构形状相同。3.按照权利要求1所述的万向滚动的球形机器人，其特征在于，所述的侧壳体(2)为球形曲面的壳体结构件，侧壳体(2)的曲率半径和下壳体(4)与上壳体(1)的曲率半径相同，侧壳体(2)的右边缘设置有侧壳体固定接触右弧面(2A)，侧壳体固定接触右弧面(2A)上均匀地设置有用于与另一个侧壳体(2)固定连接圆通孔；侧壳体(2)的左边缘也设置有侧壳体固定接触左弧面(2B)，侧壳体固定接触左弧面(2B)上均匀地设置有圆通孔，上边缘设置有侧壳体固定接触上弧面(2C)，下边缘设置有侧壳体固定接触下弧面(2D)，侧壳体固定接触上弧面(2C)与侧壳体固定接触下弧面(2D)上皆均匀地设置有和上壳体(1)的上壳体固定接触弧面(1A)与下壳体(4)的下壳体固定接触弧面固定连接的圆通孔。4.按照权利要求1所述的万向滚动的球形机器人，其特征在于，所述的3个结构相同的侧壳体(2)依次通过前一个侧壳体(2)的侧壳体固定接触右弧面(2A)及圆通孔与下一块侧壳体(2)的侧壳体固定接触左弧面(2B)及圆通孔配装并固定连接，这样三个结构相同的侧壳体(2)就组成一个环形球面壳体，三个结构相同的侧壳体(2)的侧壳体固定接触上弧面(2C)及圆通孔分别和上壳体(1)的上壳体固定接触弧面(1A)及圆通孔接触并固定连接，三个结构相同的侧壳体(2)的侧壳体固定接触下弧面(2D)及圆通孔分别和下壳体(4)的下壳体固定接触弧面及圆孔接触并固定连接，因此，三个结构相同的侧壳体(2)、1个上壳体(1)和1个下壳体(4)组成了曲率半径相同的球形壳体。5.按照权利要求1所述的万向滚动的球形机器人，其特征在于，所述的中心支撑架(3)的前平面框架、顶平面框架、后平面框架、底平面框架、左平面框架与右平面框架皆由1个正方形边框架与4根矩形横截面的筋板组成；每个平面框架中的4根矩形横截面的筋板成对地布置，每对的2根筋板互相平行，2对筋板之间为相互垂直，每对筋板和所在面上的正方形边框架中所对应的框架边平行，每对筋板和所在面上的正方形边框架中所垂直的框架边的内侧接触连接，并采用焊接方式固定连接，每对筋板对称地布置在所在平面框架中的正方形边框架的中心处，所以4根矩形横截面的筋板将中心支撑架(3)的每个面上的正方形边框架分成9个矩形小框架，在每个平面框架中心处的矩形小框架的四角处设置有结构相同的用于固定重心移动装置部分中的伺服电机(59)的通孔；中心处的矩形小框架左、右两侧的左矩形大框架与右矩形大框架外侧两角处设置有通孔；中心支撑架(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵蕴涵，
申请(专利权)人：赵蕴涵，
类型：发明
国别省市：吉林,22