[實用新型]一種球形安防機器人

有效

• 申請號: 201721463905.8
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN207534823U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 張新榮;林蓮;王樂樂;叱干石雷
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了一種球形安防機器人，球體支架、主控制器和電源，球體支架包括若干空心容腔以及用于將空心容腔連接成球體支架的空心管道，空心管道內部均放置有若干可滾動的小球空心容腔包括上下兩個腔體，上腔體中設置有電磁鐵，下腔體用于容納小球，下腔體與空心管道形成相通的空腔作為小球的運動通道，主控制器用于控制電源給電磁鐵的通、斷電時機，采用磁鐵驅動，驅動方向可以隨意控制，可以向任何方向轉動。

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，具體涉及一種球形安防機器人。

背景技術

機器人在現代生活中正逐漸替代人類發揮著日益重要的作用。近年來，隨著機器人技術的迅速發展、應用范圍的擴大和自動化程度的進一步提高，人們對機器人的功能提出了更高的要求，特別是需要各種具有較合理的機器人優化結構和不同程度智能的機器人裝置。與此同時，機器人面臨的工作環境也越來越惡劣，如星際探索、極地勘測、軍事偵察以及反恐活動等。在這些應用領域中地形環境往往很復雜，存在各式各樣的障礙物或溝渠，有時還存在危險性，這就要求機器人具有很強的機動性和靈活性。傳統的安防依靠人力，開銷大，且存在一定的疏漏。很多企業和家庭的安防仍停留在紅外監控和視頻監控階段，而且存在停電狀態，所以傳統安防會受到諸多限制。而現有的球形結構機器人驅動方式比較單一，主要靠重力產生偏心距來提供動力，這種結構缺點是不能任意調整機器人前進的角度，且結構笨重。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種球形安防機器人，本實用新型設計合理，通過設置電磁鐵及為電磁鐵和小鐵球，以及為小鐵球的滾動提供路徑的空心管道，使小鐵球可以順著管道移動，流向空心容腔內，使球體中心偏移，由于重力產生動力帶動球體轉動，球形轉彎半徑很小，可以輕易的實現轉彎半徑接近零的原地自旋轉彎。

為達到上述目的，本實用新型所述一種球形安防機器人包括球體支架、主控制器和電源，球體支架包括若干空心容腔以及用于將空心容腔連接成球體支架的空心管道，空心管道內部均放置有若干可滾動的小鐵球。空心容腔包括上下兩個腔體，上腔體中設置有電磁鐵，下腔體用于容納小球，下腔體與空心管道形成相通的空腔作為小鐵球的運動通道，主控制器用于控制電源給電磁鐵的通、斷電時機。

進一步的，還包括設置在球體支架中的三自由度云臺，三自由度云臺包括俯仰軸、方位軸和滾動軸，俯仰軸包括空腔，和穿過空腔的轉動軸，轉動軸一端與電機的輸出軸連接，另一端通過俯仰軸座與空心容腔連接，空腔通過方位軸與半球體支架聯通，半球體支架中設置有滾動軸，滾動軸一端伸出半球體支架，且伸出半球體支架的一端與相機架固定連接，空腔中設置有方位電機，方位電機的輸出軸與轉動軸垂直，方位電機用于驅動半球體支架進行圓周運動，半球體支架中設置有同時垂直于俯仰軸和方位軸的滾轉電機。

進一步的，方位電機與方位控制驅動模塊連接，電機與俯仰驅動控制模塊連接、滾轉電機與滾轉驅動控制模塊連接，方位控制驅動模塊、俯仰驅動控制模塊和滾轉驅動控制模塊均與主控器連接。

進一步的，還包括位于三自由度云臺上的位置傳感器和速度傳感器，以及位于空心容腔內的磁力傳感器，上述所有的傳感器均與主控制器通過導線連接。

進一步的，所述電源為鋰離子蓄電池。

進一步的，每個空心容腔中均設置有鋰離子蓄電池，每塊鋰離子蓄電池與和與其位于同一空心容腔的電磁鐵連接，所有的鋰離子蓄電池通過導線與主控制器連接。

進一步的，鋰離子蓄電池設置在俯仰軸的空腔中，鋰離子蓄電池的輸入端與主控制器連接，設置與電磁鐵數量相同數量的輸出端分別連接至不同的電磁鐵。

進一步的，球體支架包括26個空心容腔，26個空心容腔中有8個含有3個空心管道連接口，18個含有4個空心管道連接口，含有3個空心管道連接口設置在是斜向45度方向，9個含有4個空心管道連接口均勻設置在球體支架的最大圓環上，另外9個含有4個空心管道連接口形成的均勻設置在球體支架的另一個半徑最大的圓環上，上述兩個圓環相互垂直。