[實用新型]載人球形機器人

有效

• 申請號: 201420614334.3
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN204184488U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 金京;邢永波;王加兵
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: B62D61/00
• 分類號: B62D61/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于交通工具技術領域，具體涉及一種載人球形機器人。

背景技術

傳統的足式機器人雖然運動靈活，但存在運動速度低、耗能大、承載力小及控制系統復雜的缺陷；輪式機器人的移動速度快、承載力大、耗能小，但在某些特殊環境下難以運用。對于球形裝置來說，如果它的半徑較大的話可以滾過一定的障礙物和溝渠，能適應非常惡劣的環境。

目前，國內、外的球形機器人或稱之為球形車，具有許多的不足與缺點，有的不能改變運動方向；有的雖能改變運動方向，但要求兩電機必須分別克服球形課殼體的轉動慣量和重物的轉動慣量，因而對電機力矩等的要求較高。特別是現有的各種球形車，基本上不具備負重載人的功能。

發明名稱為：球形結構的車，公開號為：CN1530156A，公開日為：2004年3月31日，該技術方案雖然可實現普通車的運動功能，但其球殼內部無載人機構，只能用于模型及玩具，操作性較差，實用性較低。

總體來看，現有的球形運動設備的運動方案各有千秋，但大都存在結構復雜、工程實現較難、不具備承載能力、球體重心較高使得爬坡和越障能力不足的問題，從而缺乏實用性；上述問題在很大程度上限制了球形車的推廣及應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種載人球形機器人，該球形機器人在具備承載能力的同時可以自如的實現前進、倒車、轉向的功能；而且質量輕、操作靈活。

本實用新型所采用的技術方案是，載人球形機器人，包括有球殼，球殼內靠近下部處水平設置有平板架，平板架的中央設置有齒輪，平板架的上方設置有可移動式座位，可移動式座位的下部設置有導軌，導軌與平板架平行，齒輪嵌入導軌內，可移動式座位能沿導軌左右水平滑動，導軌的兩端各對稱設置有一個凹坑，每個凹坑內設置有一個滾珠，可移動式座位的一側下方設置有電源，可移動式座位還連接有控制面板，平板架的兩端分別通過彈簧連接有一個萬向輪，每個萬向輪均與臨近的球殼內壁點接觸，平板架的下部分別連接驅動裝置和轉向裝置。

本實用新型的特點還在于：

球殼上開設有供駕駛者進入的進出窗口。

控制面板上有控制球形機器人左轉右轉的按鈕，所述控制面板內設置有控制系統，所述控制系統與按鈕連接，所述控制面板與電源連接。

齒輪通過齒輪軸連接有步進電機，步進電機設置于平板架與可移動式座位之間。

平板架的中部還垂直固接有固連小軸，固連小軸的上端通過軸承與可移動式座位上的上孔連接。

平板架上還設置有角度傳感器。

轉向裝置由第一轉向機構及第二轉向機構組成；所述第一轉向機構、第二轉向機構對稱的設置于所述驅動裝置的左、右兩側。

第一轉向機構，包括有第一連接桿，第一連接桿的一端通過活動鉸鏈連接于平板架的下方，第一連接桿的另一端連接有第一轉向輪，第一轉向輪與球殼的內壁點接觸，第一連接桿的中部通過第一彈簧固接于平板架的下方，第一轉向輪的軸與直流電機通過帶傳動鏈接。

第二轉向機構，包括有第二連接桿，第二連接桿的一端通過活動鉸鏈連接于平板架的下方，第二連接桿的另一端連接有第二轉向輪，第二轉向輪與球殼的內壁點接觸，第二連接桿的中部通過第二彈簧固接于平板架的下方，第二轉向輪的軸與直流電機通過帶傳動鏈接。

驅動裝置，包括有與平板架下部中央連接的直流電機，直流電機的下端通過同步帶連接有主動輪，主動輪與球殼的內壁點接觸。

本實用新型的有益效果在于：

1.本實用新型載人球形機器人不僅造型巧妙、結構簡單緊湊、運轉靈活、安全可靠、極具駕駛樂趣，而且重量輕、能耗低、成本低、適用性強。

2.本實用新型載人球形機器人，當主動輪處于運動狀態時，實現轉向功能，傳動效率高。

3.本實用新型載人球形機器人能夠用于載人，在球殼側位置處開設進出窗口，方便供駕駛者進出。

4.本實用新型載人球形機器人能夠滿足通過一定范圍內的軌跡實現轉向。

5.本實用新型載人球形機器人在球殼內通過一套簡單的結構零部件組裝后，利用重心偏移輕松控制轉向，方便簡單而有效的解決了球體的轉向不可控的難題，而且有較小的轉彎半徑。

6.本實用新型載人球形機器人具有較強的越障功能，由于它的球殼是一個較大的圓球，在相同的障礙前比其它車更能輕松的越過；除過外界物體卡死的情況下，它在任何運動狀態下都不會翻車。