[發明專利]半球差動可伸縮式球形機器人

有效

• 申請號: 201310331622.8
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103387016A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 劉少剛;王飛;陳璐;趙丹;舒海生;梁磊;程千駒;魚展;郭云龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種機器人，具體地說是球形機器人。

背景技術

隨著現代機器人技術的飛速發展，各種各樣的機器人投入到了實際使用當中。其中，球形機器人具有良好的動態和靜態平衡性，不會因為碰撞和跌落產生失穩狀態，以及高機動性、靈活性等特點。目前，國內外也已經研究出很多結構不同的球形機器人，但是現有的球形機器人都是半球不可伸縮式的，因此，在某些特殊環境和場合里極大地限制住了球形機器人的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供適用于娛樂、運輸、探測、消防、災難救援以及太空探索等領域的半球差動可伸縮式球形機器人。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明半球差動可伸縮式球形機器人，其特征是：包括第一外殼半球機構、第二外殼半球機構，第一外殼半球機構包括外殼半球殼體、伸縮機構部分、驅動部分；驅動部分包括車體架，車體架上安裝驅動電機和蝸輪蝸桿減速箱，驅動電機和蝸輪蝸桿減速箱的輸入軸相連；伸縮機構包括十字形伸縮管連架、十字形伸縮電機架、外殼連接架，十字形伸縮管連架的四個支出的邊上分別安裝第一-第四外伸縮管，十字形伸縮電機架的四個支出的邊上分別安裝第一-第四內伸縮管，第一-第四內伸縮管分別安裝在第一-第四外伸縮管里、并可分別沿第一-第四外伸縮管往復移動，十字形伸縮電機架的中心位置安裝伸縮電機，伸縮電機連接伸縮絲杠，伸縮絲杠穿過十字形伸縮管連架的中心并與其螺紋傳動配合，蝸輪蝸桿減速箱的輸出軸與十字形伸縮電機架固連，第一-第四外伸縮管均與外殼連接架固連，外殼連接架與外殼半球殼體的內表面固連；第二外殼半球機構與第一外殼半球機構結構相同，第一外殼半球機構的車體架與第二外殼半球機構的車體架固連在一起，當第一外殼半球機構和第二外殼半球機構的伸縮機構處于收縮狀態時，第一外殼半球機構的外殼半球殼體和第二外殼半球機構的外殼半球殼體相連形成球體。

本發明還可以包括：

1、第一外殼半球機構的外殼半球殼體的斷面和第二外殼半球機構的外殼半球殼體的斷面上均安裝密封圈，當第一外殼半球機構的外殼半球殼體和第二外殼半球機構的外殼半球殼體相連形成球體時，密封圈將球體密封；第一外殼半球機構的外殼半球殼體上和第二外殼半球機構的外殼半球殼體上沿圓周方向分別安裝有外部小輪。

2、第一外殼半球機構的驅動電機與第二外殼半球機構的驅動電機的位置相差180度。

本發明的優勢在于：本發明是一種基于絲杠傳動原理的可伸縮式球形機器人。通過球體內伸縮機構的收縮與張開可以實現機器人外部半球的合緊與分離，從而提高了球形機器人的越障能力及擴展應用能力等。機器人內收縮機構可以實現完全收縮，機器人的兩個半球處于合緊狀態，從而將機器人內部與外界隔絕，使機器人處于封閉狀態，具有隔水隔熱隔絕外部空氣的功能。機器人的伸縮機構采用雙十字形四伸縮桿結構設計，增大了機器人在行進時所能承受的最大載荷，并且提高了機器人滾動前進時的內部結構的穩定性與可靠性。該伸縮球形機器人用途廣泛，通過搭載不同的傳感器等，能夠實現相應的執行現場任務的技術應用需求。該球形機器人通過外殼半球的分離，除了可以提高越障通行能力外，在半球打開后還可以將球體內所攜帶的物品完全釋放出來，這在作為運輸機器人方面有極大的實用價值，因此，做為火災、地震等災難救援機器人，可將所攜帶的救援物品及時方便地送達到被困人員處。本發明還可作為娛樂機器人、家庭服務機器人，可在其使用完畢后自行收縮回球形。當機器人內收縮機構處于完全收縮狀態時，機器人的兩個半球處于合緊狀態，可以將內部與外界完全隔絕，具有隔水隔熱等功能，因此本發明還可以作為星球探測機器人，當機器人進入安全環境后，機器人半球才完全打開，機器人球體內攜帶的各種探測傳感器可以對所在星球環境進行充分探測。因此，本發明中的半球差動可伸縮式球形機器人有良好的研究和應用發展前景。

附圖說明

圖1為本發明處于合緊狀態時傳動關系全剖示意圖；

圖2為本發明處于完全張開狀態時傳動關系全剖示意圖；

圖3為本發明外部小輪安裝布置示意圖；

圖4a為機器人伸縮機構部分I全剖示意三視圖a；圖4b為機器人伸縮機構部分I全剖示意三視圖b；圖4c為機器人伸縮機構部分I全剖示意三視圖c；