[发明专利]一种球形机器人

说明书

本发明实施例提供球形机器人，包括球形壳体、设置于所述球形壳体外表面的头部组件和收容于所述球形壳体内部的头部驱动组件，所述头部驱动组件包括云台、驱动单元和盾，所述驱动单元固定于所述云台，所述盾抵接于所述驱动单元与所述球形壳体内表面之间，所述盾上设置有第一磁体，所述头部组件上相应设置有第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体相吸引使得所述头部组件贴附于位于球形壳体的外表面，所述驱动单元驱动所述盾在所述球形壳体内表面滑动，以使得所述头部组件在所述球形壳体的外表面滑动。通过在球形壳体内部的头部驱动组件驱动所述头部组件沿所述球形壳体的外表面滑动，实现对头部组件的单独控制，提升了球形机器人的灵活性和操控体验。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种球形机器人。

背景技术

球形机器人是一种将驱动机构、控制器等安装在一球形壳体内部，通过内驱动机构驱动球形壳体滚动运动的机器人。球形机器人与地面的接触方式为点接触，能够全方位行走；具有零转弯半径，移动和转向灵活方便。此外，球形机器人外形新颖，运动方式特殊，不怕翻倒，不会勾到其他东西，转弯灵活，适合在家庭这种特殊而且复杂的环境下工作。

现有的球形机器人大多是满足于行走功能，很少有球形机器人包括头部；或者头部上的结构单一，无法对头部进行单独控制，尤其在球形机器人静止时，无法单独控制头部的旋转，这样就大大降低了球形机器人的灵活性和操控体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球形机器人，该球形机器人包括头部驱动组件，用以单独驱动球形机器人的头部运动，增强了球形机器人的灵活性。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：

本发明提供一种球形机器人，包括球形壳体、设置于所述球形壳体外表面的头部组件和收容于所述球形壳体内部的头部驱动组件，所述头部驱动组件包括云台、驱动单元和盾，所述驱动单元固定于所述云台，所述盾抵接于所述驱动单元与所述球形壳体内表面之间，所述盾上设置有第一磁体，所述头部组件上相应设置有第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体相吸引使得所述头部组件贴附于位于球形壳体的外表面，并且所述头部组件与所述盾相对静止，所述驱动单元驱动所述盾在所述球形壳体内表面滑动，以使得所述头部组件在所述球形壳体的外表面滑动。

其中，所述驱动单元包括多个麦克纳姆轮和多个驱动电机，所述麦克纳姆轮设置于所述云台上且与所述盾相抵接，每个所述驱动电机用于驱动一个所述麦克纳姆轮转动，使得所述盾在所述球形壳体内表面滑动。

其中，所述麦克纳姆轮的数量至少为三个，所述至少三个所述麦克纳姆轮均匀分布于所述支架上。

其中，所述云台包括底盘和支架，所述支架及所述驱动电机固定于所述底盘上，所述多个麦克纳姆轮转动固定于所述支架上，所述驱动电机通过皮带传动驱动所述麦克纳姆轮转动。

其中，还包括收容于所述球形壳体内部的行走机构，所述行走机构用于驱动所述球形壳体滚动，所述底盘与所述行走机构固定连接。

其中，所述底盘与所述行走机构之间通过缓冲机构固定连接。

其中，所述盾的端部上设置有第一万向轮，所述第一万向轮与所述球形壳体内表面抵接。

其中，所述头部组件位于所述球形壳体的最高位置处与所述球形壳体的球心的连线为第一连线，所述头部组件位于所述球形壳体的极限位置处与球形壳体的球心的连线为第二连线，所述第一连线和所述第二连线的夹角小于或等于45°。

其中，所述盾呈球冠状，所述球冠状的盾的高为h，所述球冠状的盾的半径为r，则有

其中，所述头部组件包括头壳和第二万向轮，所述第二万向轮设置于所述头壳之靠近所述球形壳体的端面上，所述第二万向轮与所述球形壳体相抵接。

本发明实施例具有如下优点或有益效果：