[发明专利]球形机器人

说明书

本发明提供了一种球形机器人，包括球壳和驱动组件，所述驱动组件包括连接部及伸缩驱动部、驱动臂。所述连接部通过浮动连接件连接至所述球壳内壁。所述驱动臂设有驱动轮和第一电机，所述驱动轮位于所述驱动臂之远离所述连接部的一端且接触所述球壳，所述第一电机用于驱动所述驱动轮旋转，且通过所述驱动轮和所述球壳之间产生摩擦力带动所述球壳转动。所述驱动臂与所述伸缩驱动部之间设有第一连杆，所述伸缩驱动部推动所述第一连杆相对于所述连接部做往返运动，带动所述驱动臂绕所述连接部摆动，以通过所述驱动轮相对所述连接部位置的变化来调节所述球壳转速。本发明提供的球形机器人在不影响电机效率下实现速度调节。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种可无级变速的球形机器人。

背景技术

球形机器人由于受限于滚动的行走方式，往往运动稳定性不高，在遇到地面凸起障碍时，速度过快会导致球壳与凸起障碍剧烈撞击，会对球壳造成损伤，甚至损坏球壳内部的电子线路及组件；而在遇到地面凹陷时，速度过慢会导致球形机器人无法滚出凹陷。为了提高球形机器人运动稳定性，需要对球形机器人的运动速度进行控制，现有的球形机器人通常通过电机调节速度，包括调压调速、变极调速、变频调速等，但是这些调速方法存在着调速过程中出现如电机效率较低、有谐波干扰、正常运行时无制动转矩或不能实现无级平滑的调速等问题。

因此，提出一种能调节运动速度且保持电机效率的球形机器人，以增加球形机器人的运动稳定性，为业界人士重点研究课题。

发明内容

针对以上的问题，本发明的目的是提供一种球形机器人，能调节运动速度且保持电机效率。

为了解决背景技术中存在的问题，本申请可采用如下的技术方案：一种球形机器人，包括球壳和设于所述球壳内部的驱动组件，所述驱动组件包括连接部及固连于所述连接部的伸缩驱动部、转动连接于所述连接部的驱动臂；所述连接部通过浮动连接件连接至所述球壳内壁；

所述驱动臂设有驱动轮和第一电机，所述驱动轮位于所述驱动臂之远离所述连接部的一端且接触所述球壳，所述第一电机用于驱动所述驱动轮旋转，且通过所述驱动轮和所述球壳之间产生摩擦力带动所述球壳转动；所述驱动臂与所述伸缩驱动部之间设有第一连杆，所述伸缩驱动部推动所述第一连杆相对于所述连接部做往返运动，带动所述驱动臂绕所述连接部摆动，以通过所述驱动轮相对所述连接部位置的变化来调节所述球壳转速。

一种实施方式中，所述伸缩驱动部包括第一导轨、将所述第一导轨固定于所述连接部的导轨固定件、套设于所述第一导轨上的第一连接件及设于所述第一导轨远离所述连接部的一端的第二电机，所述第二电机用以驱动所述第一连接件沿所述第一导轨滑动；

所述第一连杆包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别转动连接于所述第一连接件和所述驱动臂；所述第一连接件沿所述第一导轨滑动，带动所述第一连杆相对于所述连接部做往返运动，且带动所述驱动臂绕所述连接部摆动。

一种实施方式中，所述驱动臂还包括连接于所述连接部与所述驱动轮之间的第二连杆，所述驱动轮与所述第二连杆之间设有弹性连接件，所述弹性连接件沿着所述驱动臂方向延伸，在所述球形机器人运动过程中起到缓冲及为所述驱动轮与所述球壳之间提供接触压力的作用。

一种实施方式中，所述弹性连接件包括弹簧、设于所述弹簧相对两侧的第二导轨、及设于所述第二导轨上的滑块，所述第二导轨一端固定连接于所述第二连杆，另一端朝向所述驱动轮方向延伸，所述滑块一端设于所述第二导轨上，另一端固定于所述驱动轮，所述弹簧固定于所述第二连杆与所述驱动轮之间，且处于压缩状态，以便于为所述驱动轮与所述球壳之间提供接触压力。

一种实施方式中，所述驱动臂的延伸方向经过所述驱动轮旋转所在面。