[发明专利]一种双偏心质量块驱动的球形机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种球形机器人，具体涉及一种双偏心质量块驱动的球形机器人。

背景技术

随着科技的进步，机器人替代人类在越来越多的领域发挥着重要作用。随着人类的活动领域的不断扩大，机器人所面临的工作环境也越来越恶劣，如在星际探索、未知环境侦查等任务中，机器人要面对潮湿多尘的环境、崎岖不平的路面和各种障碍物，因此常见的轮式、足式移动机器人在这类特殊环境中难以运用。

近几年来，一种新型移动机器人-球形机器人引起了研究人员越来越多的关注。球形机器人有球形或近似球形的外壳，其他机构、器件都封装在球壳内，阻止了外部环境对部件造成损害；当机器人发生碰撞或从高处跌落时，球形的外壳使运动姿态易于调整和恢复，不会发生“翻倒”情况。与传统的轮式、足式移动机器人相比，球形机器人更适用于潮湿、多尘、崎岖的复杂环境。

经过对现有国内外文献的查阅发现，现有的球形机器人大多采用偏心质量块驱动方式，这种方式结构简单、易于控制。但现有的偏心质量块驱动方式采用两个电机控制一个偏心质量块，无法充分利用电机的驱动能力，造成机器人驱动单元动力性能较差，无法提供足够的偏心力和惯性力，因此机器人速度慢、转弯能力差，作为移动机器人的主要性能指标，直接影响了球形机器人的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的偏心质量块驱动方式采用两个电机控制一个偏心质量块，无法充分利用电机的驱动能力，造成机器人驱动单元动力性能较差，无法提供足够的偏心力和惯性力的问题，进而提供一种双偏心质量块驱动的球形机器人。

本发明的技术方案是：一种双偏心质量块驱动的球形机器人包括球形外壳、传感器模块、系统控制器和多个机载电源，所述双偏心质量块驱动的球形机器人还包括支撑机构和两个偏心驱动单元，支撑机构包括两个星型支架、支撑盘、两个支撑支架和多个连杆，两个星型支架相对设置，且两个星型支架的中心在同一条直线上，两个星型支架之间通过多个连杆连接，每个星型支架的两侧各设有一个支撑支架，且星型支架与支撑支架固定连接，支撑盘设置在星型支架之间，且与连杆连接，多个机载电源固装在支撑盘上，传感器模块固装在一个支撑支架上，系统控制器固装在另一个支撑支架上，每个偏心驱动单元均包括电机套、直流伺服电机、偏心质量块、法兰、连接片和多个滚动轴承，直流伺服电机对称设置在支撑盘的两侧，直流伺服电机固装在电机套内，电机套与星型支架固定连接，偏心质量块通过法兰和连接片与直流伺服电机的电机轴连接，偏心质量块与电机套通过滚动轴承实现偏心质量块与电机套之间的转动，支撑机构卡装在球形外壳内，偏心驱动单元通过支撑机构与球形外壳连接，传感器模块、系统控制器、多个机载电源、摄像头和两个偏心驱动单元均设置在球形外壳内。

本发明与现有技术相比具有以下效果：1.本发明采用了两个电机来驱动两个偏心质量块，充分的利用了电机的驱动能力，不但有效的提高了机器人驱动单元的动力性能，还提供了足够的偏心力和惯性力，进而提高了机器人的行进速度，转弯灵活。2.本发明结构简单，易于实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；图2是偏心驱动单元的结构示意图；图3是支撑机构的结构示意图；图4是偏心驱动单元的剖视图。

具体实施方式