[发明专利]球形机器人

说明书

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

球形机器人是一种以球形或近似球形的结构为外壳的独立运动体。它在运动方式上，以滚动运动为主。现有的球形机器人功能模组放置在偏置机构中，偏置机构通过磁力等方式吸附在球形机器人的外表面，造成机器人的稳定性不好。并且在球形机器人不工作时，功能模组很难在自身重力下，保持当前角度。此外，无法实现功能模组的角度的自动调节调节。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种球形机器人的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种球形机器人。该机器人包括第一半球壳、中间壳和第二半球壳依次连接构成的球体；所述中间壳内表面嵌设有功能模组，所述中间壳被构造为绕所述球体的水平转动轴线、分别相对第一半球壳和第二半球壳转动，以调整所述功能模组的对外朝向角度。

球形机器人的外壳分为第一半球壳、第二半球壳和中间壳。其中，第一半球壳和第二半球壳均为半球或者近似半球的结构。第一半球壳和第二半球壳共同作为驱动轮和支撑轮，从而使球形机器人发生移动。在中间壳内表面嵌设有功能模组。这使得球形机器人的集成度高，外形规整，稳定性良好。通过中间壳转动，能够实现功能模组的任意角度调节。

可选地，所述球体内置有支撑部，所述支撑部上设置有第一驱动装置，用于驱动所述中间壳转动。通过这种方式，能够实现功能模组的角度的自动调节。

可选地，所述第一驱动装置包括第一电机，在所述第一电机的驱动轴上设置有齿轮，在所述中间壳的内表面上还设置有与所述齿轮啮合的内齿槽。齿轮传动的传动比高，这使得中间壳转动的角度更加准确，功能模组的角度调节更精确。此外，当第一电机停止工作时，齿轮和外齿轮形成卡合。这样能够更有效地防止功能模组的角度发生变化，使功能模组保持当前的角度。

可选地，在所述中间壳的外周面上设置有第一台阶结构和第二台阶结构，所述第一台阶结构位于所述外周面的靠近所述第一半球壳的一侧，所述第二台阶结构位于所述外周面的靠近所述第二半球壳的一侧，所述第一半球壳的外边缘扣合在所述第一台阶结构的外侧，所述第二半球壳的外边缘扣合在所述第二台阶结构的外侧。这种结构降低了第一、第二半球壳承受的力，降低了球形机器人的重量对第一、第二半球壳的造成的挤压，延长了第一、第二半球壳的使用寿命。

可选地，在所述第一半球壳的外边缘与所述第一台阶结构之间，以及所述第二半球壳的外边缘与所述第二台阶结构之间设置有缓冲元件，用于减小所述第一半球壳和所述第二半球壳与所述中间壳的转动摩擦。缓冲元件能够减小第一半球壳的外边缘与第一台阶结构之间的摩擦，以及第二半球壳的外边缘与第二台阶结构之间的摩擦。

可选地，所述缓冲元件为环形塑胶垫。该材料具有优良的耐用性，并且摩擦系数小。

可选地，所述第一半球壳与所述第二半球壳相互对称，所述第一半球壳与所述第二半球壳同轴设置，转动轴线穿过所述第一半球壳和所述第二半球壳的顶点。这使得球形机器人的质量分布更均匀，运动更平稳，外形更规整。此外，球形机器人容易实现直线运动以及转向。

可选地，所述球体内还设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述第一半球壳和所述第二半球壳旋转，以使得所述球形机器人移动。这使得球形机器人的移动变得容易。

可选地，所述第二驱动装置包括第二电机和第三电机，所述第二电机的驱动轴和所述第三电机的驱动轴位于所述球体的水平转动轴线上，所述第一半球壳被安装在所述第二电机的驱动轴上，所述第二半球壳被安装在所述第三电机的驱动轴上，所述第二电机和所述第三电机分别用于驱动所述第一半球壳和所述第二半球壳绕所述水平转动轴线旋转。通过这种方式，第一半球壳和第二半球壳的能够相互独立地运动，这使得球形机器人的移动更加灵活。

可选地，所述第一半球壳和所述第二半球壳能够独立运动。这样便于球形机器人的转向。

可选地，所述支撑部包括基板、第一安装部、第二安装部和第三安装部，所述第一安装部位于所述基板的中部并且凸出于所述基板；所述第二安装部和所述第三安装部分别位于所述基板的两端，并且沿与所述第一安装部相反的方向凸出于所述基板；所述第一驱动装置被安装在所述第三安装部，所述第二电机被安装在所述第一安装部，所述第三电机被安装在所述第二安装部。该结构使得第一驱动装置和第二驱动装置的安装变得容易。