[发明专利]一种流体驱动的球形滚动机器人及其驱动方法

权利要求书

1.一种流体驱动的球形滚动机器人，包括控制盒、动力机构、球形外壳和平衡箱；其特征在于：所述的动力机构包括环形管、第一重心调节块、第二重心调节块和隔板；所述的环形管固定在球形外壳内；环形管内固定有两块隔板；两块隔板将环形管的内腔分隔为互不连通的第一半环腔和第二半环腔；环形管的内侧设置有第一流体口、第二流体口、第三流体口和第四流体口；第一流体口、第二流体口与第一半环腔的两端分别连通；第三流体口、第四流体口与第二半环腔的两端分别连通；第一重心调节块、第二重心调节块分别设置在第一半环腔、第二半环腔内；两个平衡箱对中设置在球形外壳的两侧；两个平衡箱的侧部均设置有推进器；

所述的控制盒固定在球形外壳内；控制盒内安装有油路模块；油路模块包括油箱、第一换向阀、第二换向阀、第一通断阀、第二通断阀、溢流阀和液压源；所示液压源的进油口与油箱连通；溢流阀的进油口与液压源的出油口连通，溢流口与油箱连通；第一换向阀的进油口与液压源的出油口连通，回油口与第一通断阀的其中一个工作油口连通，第一工作油口与环形管上的第一流体口相通，第二工作油口与环形管上的第二流体口相通；第二换向阀的进油口与液压源连，回油口与第二通断阀的第一个工作油口连通，第一工作油口与环形管上的第三流体口连通，第二工作油口与环形管上的第四流体口连；第一通断阀及第二通断阀的另一个工作油口均与油箱连通；环形管及油箱中均充满液压油；控制盒内还装有陀螺仪；控制盒、球形外壳和平衡箱组合在一起的重心与球形外壳的球心重合。

2.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：所述的推进器包括电机和螺旋桨；电机固定在对应的平衡箱内；螺旋桨与电机的输出轴固定；螺旋桨的轴线垂直于平衡箱的中心轴线，且垂直于环形管的中心轴线。

3.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：所述环形管的外侧边缘与球形外壳的内侧壁接触；所述环形管的材质为ABS塑料；所述第一半环腔与第二半环腔的长度相等。

4.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：所述球形外壳的球心与环形管的几何中心重合；所述球形外壳的球心位于两个平衡箱的中心轴线上；两个平衡箱的连线与两块隔板的连线相互垂直。

5.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：所述的第一重心调节块、第二重心调节块呈球形，且直径等于环形管的内径。

6.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：两个平衡箱的外侧均设置有气囊；气囊内装有点火装置和能够反应产生气体的材料。

7.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：所述的第一通断阀、第二通断阀均采用型号为2P025-06-08的电磁阀；第一换向阀、第二换向阀采用型号为4V210-08的三位四通式电磁换向阀；第一换向阀及第二换向阀在第一工作位下，进油口与第二工作油口连通，回油口与第一工作油口连通；在第二工作位下，进油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口均截止；第三工作位下，进油口与第一工作油口连通，回油口与第二工作油口连通。

8.根据权利要求1所述的一种流体驱动的球形滚动机器人，其特征在于：所述的控制盒内还安装有控制模块；所述的控制模块包括控制器、蓝牙模块、磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片；电磁阀驱动芯片的受控接口与控制器通过磁隔离芯片连接；第一换向阀、第二换向阀、第一通断阀及第二通断阀的控制接口与电磁阀驱动芯片的四个驱动输出接口分别连接；两个电机的控制接口均与控制器连接；陀螺仪的信号输出接口均与控制器连接；控制器采用单片机；蓝牙模块的通信接口与控制器的通信接口连接；蓝牙模块与上位机无线通信。