一种球形机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种球形机器人，包括壳体和动力组件，壳体形成有容纳腔，壳体包括第一半球轮、中间外壳和第二半球轮，第一半球轮和第二半球轮对称设置在中间外壳两侧，第一半球轮和第二半球轮用于驱动球形机器人运动，动力组件包括第一驱动机构、第二驱动机构和电源模块，第一驱动机构的输出端与第一半球轮连接，第二驱动机构的输出端与第二半球轮连接，电源模块与第一驱动机构和第二驱动机构连接，第一驱动机构和第二驱动机构对称设置，动力组件和壳体整体的重心在球形机器人的转轴正下方，第一驱动机构驱动第一半球轮，第二驱动机构驱动第二半球轮，动力输出响应快，可快速获得动态平衡，球形机器人重心处于转轴正下方，失稳时可自主恢复。失稳时可自主恢复。失稳时可自主恢复。

【技术实现步骤摘要】
一种球形机器人


[0001]本技术涉及机器人
，特别涉及一种球形机器人。

技术介绍

[0002]球形机器人是指将内部驱动系统，例如运动执行机构、传感器、动力装置、控制系统等安装在球形壳体内，通过内驱动并以滚动为主要行走方式的移动机器人。球形机器人结构简单，不需要复杂的运动副或者运动关节就可以进行移动。在运动方式上，以滚动运动为主，相比于其他运动方式能更灵活的转向，可以迅速调整运行状态，具有良好的动态和静态平衡性，运动方向可控性好，一旦运动失稳能快速自我恢复，可以进行连续工作，运动效率高、能量损耗小，同时内部驱动装置简单，通过对其内部驱动装置的控制即可实现运动，因而控制系统相较于传统机器人要简单许多。
[0003]现有的球形机器人的方案驱动原理基本上分为以下几种：
[0004]一、单个轮子与球形外壳内表面直接接触，通过摩擦力作用使驱动装置的运动转化为球壳的转动，从而带动整个机器人运动。此种采用单轮旋转驱动球壳的方式，球壳冗余自由度过多，难以实现精准控制，不能保证机器人按照预设路线运动，其次上部使用弹簧支承，驱动装置与外球壳相对运动，运转不顺畅，机动性差。
[0005]二、通过驱动装置使偏心质量块绕着轴心旋转，质量块旋转产生的偏心力矩和惯性力矩使得球体滚动，质量块左右偏转，使得球体转向。偏心质量块旋转浪费大量能量，能量利用率低，降低续航能力，其次运动控制困难，运转不够平稳。
[0006]三、三轴联动改变质量块与几何中心相对位置，使得重心偏移，从而产生偏心力矩，使得球体实现运动。通过三轴联动来改变重心，内部需要较大的空间，结构不够紧凑，其次也存在运动控制较难，难以按照预定轨迹运动。
[0007]四、双轮旋转改变重心式，轮子旋转与球壳内壁摩擦，内部驱动装置重心改变，迫使球体运动。内部驱动装置与球壳内壁会出现打滑现象，爬坡能力及越过障碍能力稍差。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种球形机器人。
[0009]根据本技术的第一方面实施例，提供一种球形机器人，包括：壳体以及动力组件，壳体形成有容纳腔，所述壳体包括第一半球轮、中间外壳以及第二半球轮，所述第一半球轮和所述第二半球轮对称设置在所述中间外壳两侧，所述第一半球轮和所述第二半球轮用于驱动所述球形机器人运动，动力组件设置在所述容纳腔内，所述动力组件包括第一驱动机构、第二驱动机构以及电源模块，所述第一驱动机构的输出端与所述第一半球轮连接，所述第二驱动机构的输出端与所述第二半球轮连接，所述电源模块与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构连接，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构对称设置，所述动力组件和所述壳体整体的重心位于球形机器人的转轴正下方。
[0010]有益效果：此球形机器人，包括：壳体以及动力组件，壳体形成有容纳腔，壳体包括第一半球轮、中间外壳以及第二半球轮，第一半球轮和第二半球轮对称设置在中间外壳两侧，第一半球轮和第二半球轮用于驱动球形机器人运动，动力组件设置在容纳腔内，动力组件包括第一驱动机构、第二驱动机构以及电源模块，第一驱动机构的输出端与第一半球轮连接，第二驱动机构的输出端与第二半球轮连接，电源模块与第一驱动机构和第二驱动机构连接，第一驱动机构和第二驱动机构对称设置，动力组件和壳体整体的重心位于球形机器人的转轴正下方，第一驱动机构驱动第一半球轮，第二驱动机构驱动第二半球轮，动力输出响应快，可快速获得动态平衡，并且球形机器人重心处于转轴正下方，失稳时可以自主恢复。
[0011]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述中间外壳包括球形上盖和球形底盖，所述球形上盖和所述球形底盖可拆卸连接。
[0012]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述动力组件安装在所述球形底盖内，使得所述动力组件重心位于中间外壳的中轴线下方。
[0013]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述球形机器人还包括摄像组件，所述摄像组件设置在所述球形上盖上。
[0014]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述第一驱动机构包括第一动力件和第一连接轴，所述第一动力件的输出端与所述第一连接轴连接，所述第一连接轴与所述第一半球轮连接，所述第一动力件和第一连接轴安装在所述球形底盖内。
[0015]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述第二驱动机构包括第二动力件和第二连接轴，所述第二动力件的输出端与所述第二连接轴连接，所述第二连接轴与所述第二半球轮连接，所述第二动力件和第二连接轴安装在所述球形底盖内。
[0016]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述球形机器人还包括控制模块，所述控制模块设置在所述容纳腔内，且所述控制模块用于控制所述球形机器人运动，并调整所述球形机器人状态。
[0017]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述控制模块包括传感器部件、运算部件以及控制驱动部件，所述传感器部件用于检测所述中间外壳的倾斜角度，所述运算部件用于计算并向所述控制驱动部件发送指令，所述控制驱动部件用于控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构工作。
[0018]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述第一半球轮上设置有第一防滑圈，所述第二半球轮上设置有第二防滑圈。
[0019]根据本技术第一方面实施例所述的球形机器人，所述球形机器人还包括补光灯、状态指示灯、电源充电口以及开关机按键，所述补光灯、状态指示灯、电源充电口以及开关机按键均设置在所述壳体上。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本技术进一步地说明；
[0021]图1为本技术实施例球形机器人整体结构示意图；
[0022]图2为本技术实施例球形机器人爆炸结构示意图。
具体实施方式
[0023]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0024]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0026]本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球形机器人，其特征在于，包括：壳体，形成有容纳腔，所述壳体包括第一半球轮、中间外壳以及第二半球轮，所述第一半球轮和所述第二半球轮对称设置在所述中间外壳两侧，所述第一半球轮和所述第二半球轮用于驱动所述球形机器人运动；动力组件，设置在所述容纳腔内，所述动力组件包括第一驱动机构、第二驱动机构以及电源模块，所述第一驱动机构的输出端与所述第一半球轮连接，所述第二驱动机构的输出端与所述第二半球轮连接，所述电源模块与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构连接，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构对称设置；其中，所述动力组件和所述壳体整体的重心位于球形机器人的转轴正下方。2.根据权利要求1所述的球形机器人，其特征在于：所述中间外壳包括球形上盖和球形底盖，所述球形上盖和所述球形底盖可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的球形机器人，其特征在于：所述动力组件安装在所述球形底盖内，使得所述动力组件重心位于中间外壳的中轴线下方。4.根据权利要求2所述的球形机器人，其特征在于：所述球形机器人还包括摄像组件，所述摄像组件设置在所述球形上盖上。5.根据权利要求2所述的球形机器人，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一动力件和第一连接轴，所述第一动力件的输出端与所述第一连接轴连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡健民，
申请(专利权)人：深圳市琅硕海智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：