[发明专利]球形机器人

权利要求书

1.一种球形机器人，其特征在于，包括球壳及驱动组件；所述驱动组件包括固定支架、设于所述固定支架上的连接部、固连于所述连接部的伸缩驱动部和两个控制力矩陀螺系统、转动连接于所述连接部的驱动臂；

所述驱动臂之远离所述连接部的一端设有与所述球壳相接触的驱动轮，且通过与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以带动所述驱动臂绕所述连接部摆动，调节所述驱动轮相对所述球壳的接触位置以控制球形机器人的行走速度；

所述球形机器人受到干扰力矩时，通过控制所述伸缩驱动部带动所述驱动臂摆动，以改变所述球形机器人的行走速度，再控制所述两个控制力矩陀螺系统反向同步偏摆来增加进动力矩以克服所述干扰力矩及提高所述球形机器人的稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种球形机器人，其特征在于，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复运动，且带动所述驱动臂绕所述连接部摆动。

3.根据权利要求2所述的一种球形机器人，其特征在于，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减震作用及为所述驱动轮与所述球壳之间提供接触压力的作用。

4.根据权利要求3所述的一种球形机器人，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的一种球形机器人，其特征在于，所述控制力矩陀螺系统包括控制力矩陀螺和偏摆电机；所述固定支架包括与所述连接部相对设置的固定端，所述固定端与所述连接部设于所述控制力矩陀螺两侧且通过偏摆轴与所述控制力矩陀螺转动连接；所述偏摆电机设于所述控制力矩陀螺上且靠近所述固定端处，所述固定端设有第一齿轮，所述偏摆电机设有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述偏摆电机通过带动所述第二齿轮相对于所述第一齿轮偏摆，以带动所述控制力矩陀螺绕所述偏摆轴偏摆。

6.根据权利要求5所述的一种球形机器人，其特征在于，所述固定支架设有第一轴向，所述驱动轮和所述驱动臂关于所述第一轴向对称分布，所述控制力矩陀螺系统为多个，且多个所述控制力矩陀螺系统的所述偏摆轴的延伸方向沿着所述第一轴向的方向延伸。

7.根据权利要求6所述的一种球形机器人，其特征在于，多个所述控制力矩陀螺系统沿着所述第一轴向分布和/或关于所述第一轴向对称分布。

8.根据权利要求6所述的一种球形机器人，其特征在于，多个所述控制力矩陀螺系统分布于所述第一轴向两侧，且沿着所述第一轴向错开。

9.根据权利要求6所述的一种球形机器人，其特征在于，多个所述控制力矩陀螺系统沿着垂直于所述第一轴向分层叠设于所支撑台上。

10.根据权利要求5所述的一种球形机器人，其特征在于，所述固定支架设有第一轴向，所述驱动轮和所述驱动臂关于所述第一轴向对称分布，所述控制力矩陀螺系统为多个，多个所述控制力矩陀螺系统之一部分沿着所述第一轴向分布，设有第一偏摆轴，所述第一偏摆轴的延伸方向沿着所述第一轴向的方向延伸，多个所述控制力矩陀螺系统之另一部分关于所述第一轴向对称分布，设有第二偏摆轴，所述第二偏摆轴的延伸方向垂直于所述第一轴向的方向。