[发明专利]增强功能的球形移动装置

权利要求书

1.一种增强功能的球形移动装置，它包括：外壳，外壳与长轴固连，并具有某特定形状；驱动机构和转弯机构，其都由电机驱动，内部安装有配重，配重可以是飞轮、重摆等，至少一个电机可驱动配重相对于球壳绕长轴转动，所述配重足够重以提供足以防止构件翻倒的基于重力的恢复力；

行走机构，其包括与长轴两端连接的球壳，所述球壳可绕长轴转动而不引起其他部件同步的转动。

2.根据权利要求1所述的增强功能的球形移动装置，其特征在于：所述长轴伸出球壳部分与外壳固定，该长轴两端与固定在球壳上的法兰连接，使球壳可绕长轴转动而不会引起其他部件的同步运动，球壳内部采用对称安装的两框架板构件来代替传统长轴，以便于加工和装配工艺。

3.根据权利要求1或2所述的增强功能的球形移动装置，其特征在于：外壳、长轴和配重构成了倒立摆结构，配重占机器人总体质量的比重很大，使得机器人重心在长轴以下，底部的圆形球壳与地面接触，保证了装置在断电的时候可自己保持站立。

4.一种用于增强功能的球形移动装置的驱动方式，它包括：

驱动机构，其包括驱动装置和传动装置，驱动装置为电机，固定在长轴或与长轴固连的外壳上，传动装置可以是相啮合齿轮或者与球壳压紧的传动轮等，安装在电机轴上并与球壳或固连在球壳上的结构啮合，可带动球壳相对于长轴转动；

转弯机构，其包括一固定在长轴上的短轴，短轴上安装有飞轮电机，电机轴上安有飞轮。

5.根据权利要求4所述的一种用于增强功能的球形移动装置的驱动方式，其特征在于：所述驱动装置为伺服电机，其固定在长轴或与长轴固连的外壳上，电机轴与长轴轴向平行。所述传动机构可以是一对分别安装于驱动电机轴和球壳法兰上的啮合齿轮，所述球壳法兰固定在球壳两端并与长轴可转动的连接；还可以是与球壳在最高点处啮合的传动轮，该啮合方式既可以是内啮合也可以是外啮合；所述转弯机构包括垂直于长轴的短轴，该短轴采用电机固定板代替，用于安装飞轮电机，其中飞轮电机轴线垂直长轴于球心位置并背向长轴，其上安有飞轮，飞轮足够重，可用于提供基于重力的恢复力以保证机器人不会倾倒，电机可带动飞轮转动，实现机器人的转弯。

6.一种增强功能的球形移动装置的驱动方式，它包括：

驱动机构，其包括驱动电机，所述驱动电机通过某种传动方式可以使内部的重摆相对于球壳转动以获得移动；

转弯机构，其包括短轴电机，所述短轴电机安装在长轴上，并能通过某种传动方式驱动重摆左右摆动。

7.根据权利要求6所述的一种增强功能的球形移动装置的驱动方式，其特征在于：所述驱动装置为伺服电机，其固定在长轴或与长轴固连的外壳上，电机轴与长轴轴向平行；所述传动机构可以是一对分别安装于驱动电机轴和球壳法兰上的啮合齿轮，还可以是与球壳在最高点或最低点处啮合的传动轮，该啮合方式在最高点时既可以是内啮合也可以是外啮合；所述球壳法兰固定在球壳两端并与长轴可转动的连接；所述转弯机构包括垂直于长轴的短轴，该短轴安装于长轴上并相对于球壳中心点对称，该短轴可绕自身轴线转动。短轴两端对称安装有重摆，重摆足够重并尽量远离球心，当装置摆动时用于提供尽可能大的基于重力的恢复力以保证机器人不会倾倒并逐渐靠近平衡位置，短轴电机通过某种传动方式可带动重摆左右摆动，实现机器人重心的偏移。

8.一种增强功能的球形移动装置的驱动方式，它包括：

驱动机构和转弯机构，其包括安装于长轴中心的可绕自身轴线转动的短轴，所述短轴下部安装有两差动驱动的电机，电机轴上的压紧轮与球壳啮合，短轴底部固定有配重。

9.根据权利要求8所述的一种增强功能的球形移动装置的驱动方式，其特征在于：所述驱动装置为两伺服电机，其对称固定在短轴下部，电机轴上装有与球壳压紧的传动轮，可带动球壳一起转动。短轴底部固定有配重，所述配重足够重以提供足以防止构件翻倒的基于重力的恢复力。所述短轴通过某种方式垂直安装于长轴中心位置，该短轴可绕自身轴线转动，短轴采用电机固定板代替，用于安装两驱动电机。