[實用新型]一種具有多視覺傳感功能的水陸兩棲球形機器人

有效

• 申請號: 201820134129.5
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN208035875U
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 張光烈;胡健民
• 申請（專利權）人: 深圳市智能機器人研究院
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本實用新型公開了一種具有多視覺傳感功能的水陸兩棲球形機器人，包括一個透明球殼，透明球殼的內壁上設有內層保護殼，透明球殼內設有兩個分布在兩側的驅動輪、兩臺驅動電機及多個朝向不同方向的攝像頭，驅動輪穿過內層保護殼與透明球殼內壁接觸，兩個驅動輪各由一臺驅動電機驅動，透明球殼內還設有為兩臺驅動電機提供能量的能源模塊，能源模塊連接有充電模塊，內層保護殼上對應攝像頭的位置設有開孔。本實用新型的透明球殼完全封閉，因此內部各部件可得到有效保護；由于只需控制兩臺驅動電機的轉向和轉速，因此其控制算法簡單、魯棒性高。此外，球形機器人內部搭載多個攝像頭，其成像的畫面可同時回傳到控制終端，并根據實際需求可進行畫面拼接。

技術領域

本實用新型涉及機器人技術領域，特別涉及一種具有多視覺傳感功能的水陸兩棲球形機器人。

背景技術

目前人類對自然界的探索與改造已經深入深海與太空兩大領域。狹小空間、有毒有害污染區、核輻射等高危場景可能會危及作業人員的生命安全，因此研制能夠在特種環境下執行探測、偵察的機器人具有重大實用價值。而水兩棲機器人具有很強的環境適應能力，在近海域可執行多種人類無法完成的任務。可充當偵察設備、通信系統節點、殺傷武器、魚群觀測、家庭安防等載體，應用場景十分廣闊。

球形機器人是指將內部驅動系統，如運動執行機構、傳感器、能源裝置、控制系統等置于球形殼體內，通過內部驅動，以球殼滾動為主要行走方式的機器人。球形移動機器人結構簡單，不需要復雜的運動副或運動關節就可進行移動。在運動方式上，以滾動運動為主，相比于其他運動方式能更靈活的轉向，可以迅速調整運行狀態，具有良好的動態和靜態平衡性，運動方向可控性好，一旦運動失態能快速自我恢復，可進行連續工作，運動效率高、能量損耗小，同時內部驅動裝置簡單，通過對其內部驅動裝置的控制即可實現運動，因而控制系統相較于傳統機器人要簡單許多。

目前市面上，水陸兩棲球形機器人主要有兩種。第一種是一種球形外殼內設有噴水推進裝置、沉浮裝置和驅動機構的球形機器人；噴水推進裝置的推進泵連接球殼體上的吸水口和噴水口，在水中，通過沉浮裝置改變儲水箱的儲水量來實現機器人沉浮，依靠噴水口噴出的水的反作用力來推進機器人移動；在陸地上，內部通過改變配重的位置和轉速來改變球形機器人的重心，從而使機器人運動。第二種，在透明球殼外表面上做出多個三角形槳葉，并內置攝像頭，內部通過一根長軸過球心連接兩個半球，配重塊可繞長軸旋轉并可繞球心左右擺動，機器人依靠配重塊的旋轉、擺動來改變重心，從而實現機器人的運動。

然而，現有的水陸兩棲機器人存在以下無法妥善解決的問題：

1、在水中通過改變噴水口的位置使機器人向不同方向運動，導致球殼開孔機器人防水性能差，電控元件容易損壞。

2、開有多個噴水口和進水口，當改變方向時，每次必須很準確地使噴水裝置對準指定的噴水口和進水口，控制及其復雜且可靠性很低。

3、由于球體不是完全封閉，當機器人在陸地行駛時，泥沙、灰塵等雜物容易進入殼體，失去了球形機器人最大的優勢全封閉抗干擾性能。

4、通過配重塊旋轉和擺動來改變重心的球形機器人，其體積大，內部空間利用率低，不便于安裝攝像頭，同時也消耗大量能量，能量利用率低。

5、現有運動方式機器人很難實現勻速運動，行駛時抖動大，不利于攝像頭成像。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種全密封、內部空間利用率高、可操控性好、運動平穩的具有多視覺傳感功能的水陸兩棲球形機器人。