[發(fā)明專利]履帶式球形機器人

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910085149.3
• 申請日: 2009-06-02
• 公開（公告）號: CN101559794A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫漢旭;賈慶軒;張延恒;宋荊州;葉平;高欣;李紅義
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02;B62D57/036;B62D55/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳 英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球形機器人，尤其是一種履帶式球形機器人。

背景技術(shù)

球形機器人是一種新穎的全方位運動的特種機器人，它是將驅(qū)動機構(gòu)和控制系統(tǒng)都包含在一個球形殼體內(nèi)、利用球形外殼作行走裝置的機器人系統(tǒng)。近年來國內(nèi)外許多專家學(xué)者相繼開展了球形機器人的研究，已經(jīng)研制出若干種不同結(jié)構(gòu)類型的球形機器人。球形機器人是近年來國內(nèi)外興起并發(fā)展迅速的一種特種機器人。

球形機器人由于其特殊結(jié)構(gòu)，相比其他移動機器人有著很多的優(yōu)點，如運動靈活、抗傾倒、抗環(huán)境干擾等，但現(xiàn)有球形機器人的全封閉結(jié)構(gòu)，使傳感器的安裝和對外部信息的獲取都受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種可通過兩種方式運動，且轉(zhuǎn)向靈活、準(zhǔn)確，能更好的獲得外部環(huán)境信息并對各種復(fù)雜環(huán)境都有較強適應(yīng)能力的履帶式球形機器人。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種履帶式球形機器人，它包括：球殼、設(shè)于該球殼內(nèi)的框架、設(shè)于該框架上使得所述球形機器人在球形狀態(tài)下運動的滾動驅(qū)動裝置和設(shè)于該框架上的機械臂，其特征在于還包括球殼開合裝置和履帶行走組件，

所述球殼由左半球殼和右半球殼組成，在所述框架與左、右半球殼之間均設(shè)有所述球殼開合裝置，該球殼開合裝置包括設(shè)置在所述框架上的驅(qū)動裝置，其通過傳動機構(gòu)連接所述左半球殼和右半球殼上的固定件，使得該左半球殼和右半球殼相對于所述框架體運動而實現(xiàn)球殼的開合；

所述履帶行走裝置包括設(shè)置在所述框架上的驅(qū)動裝置，其通過傳動機構(gòu)連接所述履帶行走組件，使得該履帶行走組件運動，即從打開的所述球殼中伸出或縮回。

所述球殼開合裝置可以是：為對稱的左右兩個，每個開合裝置包括有設(shè)置在所述框架上的左右推桿電機和設(shè)置于所述推桿電機和左右半球殼之間的轉(zhuǎn)動變直線運動的傳動機構(gòu)；

所述的履帶行走裝置可以是：在所述框架上設(shè)置的驅(qū)動裝置為履帶推桿電機，其與所述履帶行走裝置之間的所述傳動機構(gòu)為轉(zhuǎn)動變直線運動的機構(gòu)。

在如上的結(jié)構(gòu)中，所述轉(zhuǎn)動變直線運動的機構(gòu)的機構(gòu)優(yōu)選為螺旋傳動機構(gòu)，所述推桿電機的輸出軸上連接所述轉(zhuǎn)動部件絲杠，所述左右半球殼以及履帶行走組件的相應(yīng)處的固定件上設(shè)螺孔與所述履帶絲杠匹配構(gòu)成直線運動部件。

具體地，所述球殼開合裝置可以是：包括一端分別與左、右半球殼內(nèi)壁固聯(lián)的兩根支承軸構(gòu)成直線運動部件，其另一端沿其軸線設(shè)有螺孔，該支承軸穿過所述框架與所述驅(qū)動裝置即左右推桿電機上固聯(lián)的左右絲杠即轉(zhuǎn)動件螺接。

如果所述支承軸與所述框架接觸，例如支撐在所述框架上，則所述支承軸與所述框架之間構(gòu)成可移動的支承結(jié)構(gòu)。

所述履帶行走裝置中的所述驅(qū)動裝置為履帶推桿電機，其與所述履帶行走組件通過一轉(zhuǎn)動變?yōu)橹本€運動的傳動機構(gòu)連接，其中的直線運動部件連接所述履帶行走組件，轉(zhuǎn)動部件連接所述履帶推桿電機。

所述球殼開合裝置中的所述傳動結(jié)構(gòu)為螺旋傳動機構(gòu)，所述左右推桿電機的輸出軸上連接所述轉(zhuǎn)動部件絲杠，所述支承軸上設(shè)置螺孔與所述絲杠匹配構(gòu)成直線運動部件。

所述履帶行走裝置中的所述傳動機構(gòu)也可以是螺旋傳動機構(gòu)，所述推桿電機的輸出軸上連接所述轉(zhuǎn)動部件履帶絲杠，所述履帶行走組件的相應(yīng)處設(shè)螺孔與所述履帶絲杠匹配構(gòu)成直線運動部件。

履帶驅(qū)動行走裝置中的所述履帶行走組件上固結(jié)一履帶座，該履帶座上設(shè)有所述螺孔。

所述履帶行走組件包括朝下的主行走履帶裝置，還包括在該主履帶行走裝置前、后兩端的固定架上分別鉸接有小履帶。該小履帶與主行走履帶的履帶成角度設(shè)置。

為了加固履帶驅(qū)動裝置，在所述框架的底部下表面與履帶電機的外殼之間固連一下支架，該下支架上設(shè)有一豎直方向的導(dǎo)向通孔，下部固設(shè)有履帶驅(qū)動行走裝置的所述履帶座設(shè)置在該支架上的所述導(dǎo)向通孔中。

所述滾動驅(qū)動裝置包括安裝在所述框架上左右兩側(cè)的左右長軸電機，該長軸電機的輸出軸上設(shè)有與所述支承軸當(dāng)兩半球殼關(guān)閉時對應(yīng)處上設(shè)置的輪齒嚙合的小齒輪。

兩個長軸電機最好是相對于球殼豎向?qū)ΨQ地設(shè)置。

該滾動驅(qū)動裝置還可以包括在所述框架上安裝的短軸電機，在該短軸電機的輸出軸上固設(shè)有重擺。

所述短軸電機的軸線可以是與所述球殼開合裝置中的驅(qū)動裝置即左右推桿電機的軸線垂直；優(yōu)選所述短軸電機在所述左右推桿電機的對稱軸上。

當(dāng)球殼閉合時，通過驅(qū)動左右長軸電機和短軸電機，就可以實現(xiàn)球形機器人前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和左右滾動的各種運動。