[發(fā)明專利]球形移動機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110837648.4
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113443039A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫偉強;劉娜;尹新彥;何明昊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 廣州廣典知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44365
• 代理人: 謝偉;黃晚華

本發(fā)明公開了一種球形移動機器人，包括：環(huán)形支架；兩個半球殼體，分設(shè)于環(huán)形支架兩端并可被驅(qū)動相對環(huán)形支架轉(zhuǎn)動；成像組件，設(shè)于環(huán)形支架并位于兩半球殼體之間，用于在機器人行走過程中沿機器人行進方向獲取機器人前方的圖像。通過將兩個半球殼體設(shè)置成可轉(zhuǎn)動安裝在環(huán)形支架兩端，成像組件安裝于環(huán)形支架并從兩個半球殼體之間露出。兩個半球殼體可被驅(qū)動轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)球形行走，該行走運動以滾動為主，可靈活地轉(zhuǎn)向，迅速調(diào)整運行狀態(tài)，具有良好的動態(tài)和靜態(tài)平衡性，運動方向可控性好。成像組件安裝于兩個半球殼體之間，可以在機器人行走過程中獲取機器人前方的圖像，拍攝視野良好，可實現(xiàn)大范圍的圖像監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人領(lǐng)域，特別是一種球形移動機器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的移動機器人，大致分為以下幾種類型：輪式機器人，仿生機器人(具有雙足、四足、八足等多種型號)，及其他特殊類型。輪式機器人多為小車結(jié)構(gòu)，其他特殊類型有履帶、拜納姆輪、仿生爬行等。

其中，輪式機器人較為常見，多為小車結(jié)構(gòu)，地形限制明顯，適用于平坦地面。雙足仿生機器人平衡調(diào)整難度大，多足仿生機器人步態(tài)調(diào)整困難。以上的移動機器人由于各種不足，在探索特殊環(huán)境，如沙丘、雪地、冰縫等時，存在越障和行進困難的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可適應(yīng)多種地形行走，適用范圍廣的球形移動機器人。

其技術(shù)方案如下：

一種球形移動機器人，包括：環(huán)形支架；兩個半球殼體，分設(shè)于環(huán)形支架兩端并可被驅(qū)動相對環(huán)形支架轉(zhuǎn)動；成像組件，設(shè)于環(huán)形支架并位于兩半球殼體之間，用于在機器人行走過程中沿機器人行進方向獲取機器人前方的圖像。

在其中一個實施例中，所述環(huán)形支架上固定有安裝軸，所述安裝軸位于半球殼體頂點與球心連線的直線上，所述半球殼體的頂部開設(shè)有軸承安裝孔，其內(nèi)固定有軸承，所述軸承套在所述安裝軸的末端。

在其中一個實施例中，所述半球殼體包括錐臺球殼和球面端蓋，所述球面端蓋與錐臺球殼較小的一端相接，球面端蓋開設(shè)有所述軸承安裝孔。

在其中一個實施例中，所述球形移動機器人還包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括電機和齒輪，所述電機固定于所述環(huán)形支架，所述齒輪套接在電機的輸出軸上；所述錐臺球殼設(shè)有環(huán)形內(nèi)齒，所述齒輪與環(huán)形內(nèi)齒嚙合。

在其中一個實施例中，所述驅(qū)動裝置還包括環(huán)形齒圈，所述錐臺球殼較小的一端向內(nèi)延伸形成一安裝臺，所述環(huán)形齒圈固定于所述安裝臺上，環(huán)形齒圈的內(nèi)齒構(gòu)成所述環(huán)形內(nèi)齒。

在其中一個實施例中，所述安裝臺上均勻地分布有多個第一定位塊，所述球面端蓋面向錐臺球殼的一側(cè)設(shè)有多個與第一定位塊一一對應(yīng)的第二定位塊，所述環(huán)形齒圈外周開設(shè)有多個定位槽，所述第一定位塊和第二定位塊沿環(huán)形齒圈軸線方向卡置于所述定位槽內(nèi)

在其中一個實施例中，所述安裝臺開設(shè)有螺釘孔，所述環(huán)形齒圈開設(shè)有貫通兩端的避讓孔，所述球面端蓋內(nèi)側(cè)開設(shè)有螺紋孔，以借助螺釘穿過螺釘孔、避讓孔連接于螺紋孔將錐臺球殼與環(huán)形齒圈和球面端蓋固定，其中，所述螺紋孔為盲孔。

在其中一個實施例中，所述球形移動機器人還包括控制模塊、通信模塊和電源模塊，所述控制模塊、通信模塊和電源模塊均固定于環(huán)形支架，所述電機、成像組件和通信模塊均電連接于所述控制模塊，所述電源模塊為控制模塊、電機、成像組件和通信模塊供電。

在其中一個實施例中，所述成像組件包括攝像頭，所述環(huán)形支架在兩半球殼體之間的位置開設(shè)有攝像頭安裝孔，所述攝像頭嵌設(shè)在所述攝像頭安裝孔內(nèi)。

在其中一個實施例中，所述球形移動機器人還包括與控制模塊電連接的陀螺儀傳感器，所述陀螺儀傳感器用于獲取球形移動機器人的姿態(tài)信息以供控制模塊調(diào)整攝像頭的位置。