[发明专利]一种球形机器人

说明书

本发明公开了一种球形机器人，包括球壳和放置于球壳内部的驱动装置，驱动装置包括提供驱动力的主动机构，和从动机构；主动机构包括主动轮，驱动主动轮的电机，和电机架；从动机构包括第一层板和第二层板，第一层板和第二层板之间设有弹性件，第一层板之上设从动轮，第二层板之下设主动机构；主动轮和从动轮均与球壳接触。本发明具有更好的爬坡能力和更好的稳定性的优点。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种球形机器人。

背景技术

球形机器人是一种外形为球体，驱动系统位于球壳或球体内部，通过内驱动方式实现滚动运动的机器人。

球形机器人由于其球体滚动的运动方式，往往稳定性不高。同时由于其必须借助球体内部的质心偏移来实现运动，其翻越障碍的能力不强，爬坡能力弱。为了使球形机器人具备更好的爬坡能力及更好的稳定性，需要对其内部的驱动装置进行设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备更好的爬坡能力及更好的稳定性的球形机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种球形机器人，包括球壳和放置于球壳内部的驱动装置，驱动装置包括提供驱动力的主动机构，和从动机构；主动机构包括主动轮，驱动主动轮的电机，和电机架；从动机构包括第一层板和第二层板，第一层板和第二层板之间设有弹性件，第一层板之上设从动轮，第二层板之下设主动机构；主动轮和从动轮均与球壳接触。

进一步，主动机构和从动机构上下堆叠，球体处于静止状态时，主动机构和从动机构的重心位于经过球心的同一直线上。

进一步，主动机构还包括电池，电机齿轮和轮轴齿轮，电池配置于电机架两端，电机两端固定有电机齿轮，每个主动轮均安装有车轮轴，车轮轴与轮轴齿轮固定，电机齿轮与轮轴齿轮啮合传动驱动主动机构行走，主动机构的重量大于从动机构。主动机构中的电机架和电机作为配重件，增大了主动机构的重量，使重心偏向于主动机构，球体移动时，主动机构作为驱动机构，由于重心位于主动机构上，所以驱动装置整体质心向前移动。

进一步，第一层板和第二层板均为空心圆板，第一层板的直径设置满足从动轮与球壳内表面接触。空心圆板的设置能够减轻从动机构的重量，使驱动装置的重心更偏向于主动机构。

进一步，第二层板设有外层板和内层板，内层板位于第二层板中心位置，外层板包围内层板，外层板和内层板之间通过加强件连接；加强件设有四个连接杆，连接杆与连接杆之间等间距排列。球体滚动时，从动机构中的从动轮对第二层板施加有外力，加强件的设置保证了从动机构的强度。

进一步，第二层板与电机架之间设有碳纤维管，碳纤维管一端通过上支座与第二层板固定，碳纤维管另一端通过下支座与电机架固定。

进一步，从动轮包括六个万向轮，六个万向轮均匀分布于第一层板上端边缘处。万向轮可以是强度较高材料制成，例如，尼龙材质。

进一步，第一层板圆周边缘部设有从动轮安装座，从动轮通过从动轮安装座与第一层板固定。

进一步，球壳接合处设有密封部，密封部包括密封圈和密封胶。球壳接合处先用密封圈进行密封，密封好之后涂抹密封胶再次密封。

进一步，球壳外表面和车轮均包覆有橡胶。橡胶增大球壳外表面与地面接触，和车轮与球壳内表面接触的摩擦力，防止球体外部打滑以及驱动装置在球壳内部的打滑。

本发明的工作过程：电机通过齿轮带动主动轮转动，主动轮与球壳内壁没有打滑，主动机构将在球壳内部相对于球壳有向前的位移，由于驱动装置重心主要集中于主动机构，因此相当于球形机器人整体重心向前移动，此时由于重力矩的作用，球体将向前滚动。

本发明相比现有技术优点在于：