[發明專利]球形機器人

有效

• 申請號: 201710170969.7
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107128380B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 賀智威;楊猛;鄧力;余家柱
• 申請（專利權）人: 坎德拉（深圳）科技創新有限公司
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種球形機器人，其特征在于，包括球殼及設于所述球殼內部的驅動組件；所述驅動組件包括支撐臺、安裝于所述支撐臺的多個驅動輪、驅動電機及兩個控制力矩陀螺系統；所述兩個控制力矩陀螺系統通過固定支架固定于所述支撐臺上，所述固定支架相對于所述支撐臺固定，所述固定支架包括相對設置的第一端、第二端及設于所述第一端和第二端之間的連接部，所述兩個控制力矩陀螺系統關于所述連接部對稱分布；所述兩個控制力矩陀螺系統分別設于所述第一端與所述連接部、所述第二端與所述連接部之間，所述兩個控制力矩陀螺系統之間設有反向同步齒輪組，以帶動所述兩個控制力矩陀螺系統反向同步偏擺；

所述多個驅動輪分布于所述支撐臺的邊緣且與所述球殼內壁接觸，所述驅動電機驅動所述驅動輪轉動，使所述驅動輪和所述球殼之間產生摩擦力以帶動所述球形機器人行走；所述球形機器人受到干擾力矩時，通過控制所述控制力矩陀螺系統偏擺來增加進動力矩以克服所述干擾力矩及提高所述球形機器人的穩定性。

2.根據權利要求1所述的一種球形機器人，其特征在于，所述兩個控制力矩陀螺系統包括第一控制力矩陀螺系統和第二控制力矩陀螺系統；所述第一控制力矩陀螺系統和所述第二控制力矩陀螺系統分別設于所述第一端與所述連接部、所述第二端與所述連接部之間，且分別通過第一偏擺軸和第二偏擺軸與所述固定支架之間轉動連接；所述反向同步齒輪組固定于所述連接部，包括相對設置的第一齒輪、第二齒輪及與所述第一齒輪和所述第二齒輪相嚙合的中間齒輪，所述第一齒輪和所述第二齒輪分別固接于所述第一控制力矩陀螺系統和所述第二控制力矩陀螺系統，所述中間齒輪的傳動作用使得所述第一齒輪和所述第二齒輪轉向相反，使得所述第一控制力矩陀螺系統和所述第二控制力矩陀螺系統同步反向偏擺。

3.根據權利要求2所述的一種球形機器人，其特征在于，所述中間齒輪包括相互嚙合的第三齒輪和第四齒輪，所述第一齒輪與所述第三齒輪相嚙合，所述第二齒輪與所述第四齒輪相嚙合，所述第一齒輪與所述第四齒輪的轉向相同，所述第二齒輪與所述第三齒輪的轉向相同，且與所述第一齒輪與所述第二齒輪的轉向相反。

4.根據權利要求2所述的一種球形機器人，其特征在于，所述第一齒輪、所述中間齒輪與所述第二齒輪均為漸開線直齒輪。

5.根據權利要求2所述的一種球形機器人，其特征在于，所述第一控制力矩陀螺系統還包括第一控制力矩陀螺和第一偏擺電機，所述第一偏擺電機設于所述第一控制力矩陀螺上且遠離所述連接部的一端，所述第一端設有第五齒輪，所述第一偏擺電機設有與所述第五齒輪相嚙合的第六齒輪，所述第一偏擺電機通過帶動所述第六齒輪相對于所述第五齒輪偏擺，以帶動所述第一控制力矩陀螺系統繞所述第一偏擺軸偏擺，從而帶動所述第一齒輪轉動，并通過所述中間齒輪傳動至所述第二齒輪，以帶動所述第一控制力矩陀螺系統和所述第二控制力矩陀螺系統同步反向偏擺。

6.根據權利要求1所述的一種球形機器人，其特征在于，所述控制力矩陀螺系統還包括控制力矩陀螺和偏擺電機；所述固定支架固定于所述支撐臺上，用于固定所述控制力矩陀螺，所述固定支架與所述控制力矩陀螺之間通過偏擺軸轉動連接；所述支撐臺設有第一軸向，所述多個驅動輪關于所述第一軸向對稱分布，且所述兩個控制力矩陀螺系統的所述偏擺軸的延伸方向沿著所述第一軸向的方向延伸。

7.根據權利要求6所述的一種球形機器人，其特征在于，所述兩個控制力矩陀螺系統沿著所述第一軸向分布或關于所述第一軸向對稱分布。

8.根據權利要求1所述的一種球形機器人，其特征在于，所述驅動輪與所述驅動電機設于所述支撐臺的相對兩側，且所述驅動輪與所述控制力矩陀螺系統設于所述支撐臺的同一側。

9.根據權利要求1所述的一種球形機器人，其特征在于，所述驅動輪與所述支撐臺之間設有彈性連接件，所述彈性連接件用于所述球形機器人行走時對所述球殼內的所述驅動組件起到緩沖減震作用及為所述驅動輪提供與所述球殼接觸的接觸壓力的作用。

10.根據權利要求9所述的一種球形機器人，其特征在于，所述驅動組件包括一對導軌及與所述一對導軌相匹配的一對滑塊，所述一對導軌固定于所述支撐臺上，且分別設于所述彈性連接件及所述驅動輪的相對兩側，所述一對滑塊分別固定于所述驅動輪的轉軸兩側；所述彈性連接件產生形變的過程中，所述一對滑塊沿著所述一對導軌滑動，使得所述驅動輪相對于所述支撐臺做往復運動。