[發明專利]球形機器人

有效

• 申請號: 201710170970.X
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107215403B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 賀智威;楊猛;譚侯金;張玉明;黃亮
• 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;B25J17/02
• 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，包括頭部組件和可相對于所述頭部組件轉動的球形本體；所述球形本體包括球殼、設于所述球殼中心區域的連接部、連接于所述球殼與所述連接部之間的行走驅動機構；所述行走驅動機構包括可繞所述連接部擺動的驅動臂，所述驅動臂一端設有與所述球殼接觸的驅動輪，通過所述驅動輪與所述球殼之間的摩擦力驅動所述球形機器人行走，通過改變所述驅動臂相對于所述連接部的擺動位置，以改變所述球形機器人的行走速度；所述連接部之遠離所述行走驅動機構的一側設有頭部驅動組件，所述頭部驅動組件包括固接于所述連接部的旋轉基座、設于所述旋轉基座上且以所述旋轉基座為支點擺動的搖桿機構，所述搖桿機構在繞所述旋轉基座擺動過程中，通過磁吸力帶動所述頭部組件在所述球殼外壁滑動。

2.根據權利要求1所述的一種球形機器人，其特征在于，所述球殼外設有多個凸點，所述多個凸點相間隔地分布于所述球殼外壁，所述多個凸點之間形成凹陷，所述凹陷為所述球形機器人越障時提供支撐點及防止所述球殼打滑。

3.根據權利要求1所述的一種球形機器人，其特征在于，所述球形本體具有上半球腔和下半球腔，所述下半球腔內容置固定支架，所述固定支架與所述球殼之間通過支撐輪連接，以便于所述固定支架與所述球殼之間相對轉動；

所述固定支架包括支撐軸，所述支撐軸沿所述球殼的中心軸延伸，所述連接部設于所述支撐軸一端且位于所述上半球腔與所述下半球腔的交界處；所述驅動臂為一對，關于所述支撐軸對稱分布，所述驅動輪與所述下半球腔內壁接觸；所述頭部驅動組件連接于所述連接部與所述上半球腔內壁之間，通過在所述上半球腔內擺動使得所述頭部組件在所述球殼外壁滑動。

4.根據權利要求3所述的一種球形機器人，其特征在于，所述行走驅動機構還包括固連于所述連接部且沿所述支撐軸方向延伸的伸縮驅動部和連接于所述驅動輪的第一電機，所述第一電機用于驅動所述驅動輪旋轉，以帶動所述球形機器人行走；所述驅動臂與所述伸縮驅動部之間設有第一連桿，所述伸縮驅動部推動所述第一連桿相對于所述連接部做往復運動，帶動所述驅動臂繞所述連接部擺動，以調整所述驅動輪與所述球殼內壁的接觸位置進而調節所述球形機器人的行走速度。

5.根據權利要求4所述的一種球形機器人，其特征在于，所述伸縮驅動部包括第一導軌、將所述第一導軌固定于所述連接部的導軌固定件、套設于所述第一導軌上的第一連接件及設于所述第一導軌遠離所述連接部的一端的第二電機，所述第二電機用以驅動所述第一連接件沿所述第一導軌滑動；

所述第一連桿包括相對設置的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分別轉動連接于所述第一連接件和所述驅動臂；所述第一連接件沿所述第一導軌滑動，帶動所述第一連桿相對于所述連接部做往復運動，且帶動所述驅動臂繞所述連接部擺動。

6.根據權利要求5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臂之間設有彈性連接件，所述彈性連接件沿著所述驅動臂方向伸縮，在所述球形機器人運動過程中起到緩沖減震作用及為所述驅動輪與所述球殼之間提供接觸壓力的作用。

7.根據權利要求3所述的一種球形機器人，其特征在于，所述固定支架還包括連接于所述連接部相對兩側的一對環形支架，所述環形支架包括相對設置的第三端和第四端，所述球形本體還包括關于所述支撐軸對稱分布的一對控制力矩陀螺系統；所述驅動臂夾設于所述一對控制力矩陀螺系統之間；所述控制力矩陀螺系統通過偏擺軸轉動連接于所述第三端與所述第四端之間；所述球形機器人受到干擾力矩時，通過控制所述驅動臂擺動，以控制所述球形機器人的行走速度，球殼行走速度再控制所述控制力矩陀螺系統偏擺來提高球形機器人的穩定性及增加進動力矩。

8.根據權利要求7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；所述偏擺電機設于所述控制力矩陀螺上且靠近所述第三端處，所述第三端設有第一齒輪，所述偏擺電機設有與所述第一齒輪相嚙合的第二齒輪，所述偏擺電機通過帶動所述第二齒輪相對于所述第一齒輪偏擺，以帶動所述控制力矩陀螺繞所述偏擺軸偏擺。