[發明專利]球形結構探測機器人

有效

• 申請號: 201510173121.0
• 申請日: 2015-04-14
• 公開（公告）號: CN104802871B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 李曉鵬;汪蕓;張幼振;喬杰;曹明
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 陳新勝

1.一種球形結構探測機器人，包括第一多邊球形殼體(1)、第二多邊球形殼體(2)、電磁鐵(4)，

其中，第一多邊球形殼體(1)、第二多邊球形殼體(2)共同拼接成完整球形外殼，

其中，電磁鐵(4)的鐵芯沿球形徑向設置，其一端固定在第一多邊球形殼體(1)的內壁，通過電磁鐵(4)的鐵芯的伸縮來控制第一多邊球形殼體(1)沿球形徑向的伸縮。

2.根據權利要求1所述的球形結構探測機器人，其中，第一多邊球形殼體(1)是五邊球形殼體(1)，第二多邊球形殼體(2)是六邊球形殼體(2)，其按照常規的足球拼接方式，拼接成完整球形外殼。

3.根據權利要求2所述的球形結構探測機器人，還包括電磁鐵支撐骨架(3)、電磁鐵固定塊(5)、防塵罩(6)、控制模塊(9)、電源(8)、控制倉(7)，

其中，電磁鐵(4)通過電磁鐵固定塊(5)安裝在五邊球形殼體(1)的內壁中心位置，沿著球體徑向設置，

其中，電磁鐵支撐骨架(3)為與球形外殼圖案一致且同心的小半徑結構，電磁鐵(4)的鐵芯能夠在球形外殼以及電磁鐵支撐骨架(3)之間作徑向運動，

防塵罩(6)貼合在球形外殼內壁上，形狀和殼體結構一致，中心預留安裝電磁鐵(4)的電磁鐵固定塊(5)，

電源(8)和控制模塊(9)固定安裝在控制倉(7)內部，其共同位于球形的球心，

控制模塊(9)連接到每個電磁鐵(4)、并控制每個電磁鐵(4)的鐵芯的伸縮。

4.根據權利要求3所述的球形結構探測機器人，其中，控制模塊(9)通過控制電磁鐵(4)來控制彼此相鄰的四個五邊球形殼體(1)的伸縮。

5.根據權利要求4所述的球形結構探測機器人，其中，控制模塊(9)通過控制電磁鐵(4)來控制所述四個五邊球形殼體(1)中的兩個沿前后運動方向依次伸縮，另兩個相對于前后運動方向而側向伸縮。

6.根據權利要求3所述的球形結構探測機器人，其中，控制模塊(9)通過控制電磁鐵(4)來控制彼此相鄰的三個五邊球形殼體(1)的同步伸縮。

7.根據權利要求1所述的球形結構探測機器人，其中，控制模塊(9)包括嵌入式計算機、信號處理電路、視頻采集模塊、應變壓力傳感器，

其中，應變壓力傳感器被安裝在每個第一多邊球形殼體(1)和第二多邊球形殼體(2)的端面上，用于感知球形結構探測機器人的球形表面是否與地面接觸，由此判斷球形結構探測機器人的位置姿態，其中，將與地面接觸的第一多邊球形殼體(1)確定為觸地足，

信號處理電路用于接收應變壓力傳感器的傳感信號，并將其轉換為數字信號傳送到嵌入式計算機，

視頻采集模塊用于拍攝周圍環境，由嵌入式計算機將視頻采集模塊拍攝的圖像發送到用戶終端。

8.根據權利要求7所述的球形結構探測機器人，其中，控制模塊(9)通過以下控制步驟控制球形結構探測機器人的滾動運動：

在確定機器人的運動方向之后，觸地足伸出，當有下一個觸地足接觸地面時，伸出的觸地足開始收回，新的觸地足伸出，從而實現直線滾動，

當需要轉向時，觸地足側方的第一多邊球形殼體(1)伸出，將機器人向轉向方向支撐，從而產生轉向滾動。

9.根據權利要求8所述的球形結構探測機器人，其中，控制模塊(9)通過以下步驟判斷球形結構探測機器人的姿態：

根據每個第一多邊球形殼體(1)的應變壓力傳感器的傳感數值，計算出球形結構探測機器人與地面的相對姿態。