[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

技術領域

本發明涉及一種具有復合運動方式的全方位自由移動機器人裝置，具體來說，涉及一種通過電磁鐵控制來實現滾動移位和跳躍避障的球形機器人。

背景技術

球形機器人是一種具有球形殼體，以滾動和跳躍方式行走的機器人。由于在行進過程中具有運動靈活、零半徑轉彎等優點，在當今各行業中具有廣泛應用，但是在崎嶇地形上運動能力有限，遇到障礙物就束手無策，很難越過高度超過限制的障礙物。機器人的廣泛應用對其在的地面通過能力、自由移動和環境適應能力提出了更高的要求，這也就提出了球形結構多足機器人的研究意義。球形結構多足機器人借助電磁鐵的控制能力靈活控制其自由滾動和跳躍運動。具備很強的實用價值。

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和當中。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或半球可伸縮式的。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

有鑒于此，本申請的發明人開發了一種機器人，具體地說是球形機器人。

本發明的目的在于克服現有球形機器人運動足布置不均勻，驅動機構設置復雜，需設置重心調節機構等不足，提供一種具備結構簡單、運動靈活、穩定可控性強等優點可滾動、零半徑轉彎、可跳躍的球形機器人。

根據本發明的實施例，提供了一種新型球形機器人，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。

本發明的球形機器人的有益效果主要在于：克服現有球形機器人運動足布置不均勻、驅動機構設置復雜、需設置重心調節機構等不足，結構簡單、重力分布均勻、運動靈活、穩定可控性強，同時具有滾動、零半徑轉彎、跳躍等運動模式；設計合理，實用性強，具有在崎嶇地面環境下運動的能力。

附圖說明

圖1是根據本發明的實施例的球形結構探測機器人的總體構成示意圖；

圖2是根據本發明的實施例的球形結構探測機器人的非運動狀態的外觀示意圖；

圖3是根據本發明的實施例的球形結構探測機器人的運動狀態的伸縮結構示意圖；

圖4是根據本發明的實施例的球形結構探測機器人的滾動狀態的原理示意圖；

圖5是根據本發明的實施例的球形結構探測機器人的跳躍運動狀態的原理示意圖；

圖6是根據本發明的實施例的球形結構探測機器人的控制原理示意圖。

具體實施方式

下面，結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述。

本領域的技術人員能夠理解，盡管以下的說明涉及到有關本發明的實施例的很多技術細節，但這僅為用來說明本發明的原理的示例、而不意味著任何限制。本發明能夠適用于不同于以下例舉的技術細節之外的場合，只要它們不背離本發明的原理和精神即可。

另外，為了避免使本說明書的描述限于冗繁，在本說明書中的描述中，可能對可在現有技術資料中獲得的部分技術細節進行了省略、簡化、變通等處理，這對于本領域的技術人員來說是可以理解的，并且這不會影響本說明書的公開充分性。

再者，本領域的技術人員應當理解，本說明書的附圖僅為用來說明本發明的原理的示意圖，其中的各個部分/模塊并非完整和對應的表示，不構成對本發明的限制。本發明的實施例可按照實際應用而對附圖進行添加/修改，或省略附圖中示出的各個部分。

首先，說明本發明的基本原理。

本發明的球形結構多足探測機器人，外觀為由多塊五邊球形殼體與六邊球形殼體拼接而成的完整球形殼體，可通過五邊球形殼體的伸縮來控制機器人進行運動。例如，球形殼殼體為12塊五邊球形殼體(1)與20塊六邊球形殼體(2)的拼接體，避免了之前球形機器人靠控制調節其重心的偏移驅動其行走的運動形式，此球形機器人重力分布均勻，不需要設置重心機械調節裝置。機器人依靠球形外觀的殼體形變驅動機器人進行運動。其中12塊五邊球形殼體為機器人的運動足，可以控制其伸縮來完成機器人運動。可以根據不同的用途設計不同尺寸的球形機器人，并選擇規格不同的電磁鐵(4)，改變球形機器人的承載能力以適應不同的環境需求。