[发明专利]一种可对接重构球形机器人

说明书

本发明提供一种可对接重构球形机器人，其在单个球运动时具有高机动性，多个球对接重新构型后可成为蛇形或四足机器人等构型。在球形机器人单个球运动的基础上将其模块化设计，两个摆动接口和四个固定接口保证其能与其他单元球对接重构成为蛇形机器人或四足机器人构型。机器人可以通过对接重构实现全方位单体滚动、蛇形行进、四足式行走、协同作业等多种运动方式。其优点在于，既拥有单个球高机动运动能力，对接后又能重构成为其他构型的机器人，使球形机器人功能大大拓展，应用领域大大拓宽。此发明可适应野外复杂环境和地形，适应野外侦察、救灾应急等非结构化动态未知环境，此发明将在军事侦察、救灾等领域发挥重要作用。

技术领域

本发明涉及机器人领域，主要涉及球形机器人领域，尤其是模块化机器人应用技术，具体为以一种重摆驱动调向和飞轮调姿为驱动结构，以摆动驱动、正交摆杆和接口为对接结构，将单个球模块化设计使其能够互相对接实现重构型，组成蛇形机器人或四足机器人等构型。

背景技术

随着科学技术的发展，各类型机器人技术飞速发展，球形机器人开始展现出应用价值。球形机器人作移动机器人的一种，其球体具有很好的稳定性，不倒翁特性使其不会有倾覆的危险，球形机器人的几何特性使其可适应野外复杂环境和地形。野外侦察、救灾应急等非结构化动态未知环境，具有复杂的几何物理特性，且任务要求响应快速、机动灵活，传统单一构型机器人很难应对上述任务挑战。申请号为201810667007.7的一种球形机器人，其提供了一种位于所述球形壳体内的第一驱动件、传动杆及至少一组飞轮组件，第一驱动件用于驱动球形壳体转动，第一飞轮和第二飞轮用于克服干扰力矩。申请号为201910188308.6的一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人，包括球壳、驱动电机、重摆和重摆提升系统，使球形机器人实现质心径向可变。申请号为201610842050.3的球形机器人，其通过变形机构和对接重构机构可以实现球形态、双轮形态和多轮形态之间的相互变换。专利号为201310331622.8的球形机器人，采用半球差动进行前进、后退、原地转向等动作，应用丝杠的螺纹传动原理实现两球壳伸缩。

上述专利，对球形机器人的驱动、精准控制等方面进行了创新和改进，对其功能上也有所扩展，提高了球形机器人的稳定性，扩展了球形机器人的应用场景。但上述球形机器人在自主对接等方面未有提及，自主对接能力能够大大增加球形机器人的可用性，球形机器人可对接功能，可以能够使球形机器人不仅能单个球运动，还能对接起来形成其他构型，成为其他构型的机器人。

现有技术中，只有申请号为201610842050.3的球形机器人提及了重构能力，没有技术提及自主对接能力，少有实现球形机器人高速机动，降低了球形机器人的可用性。因此，研制具有较高速度可自主对接重构的球形机器人将会拓宽球形机器人应用场景，拓展球形机器人功能，此发明将在军事侦察、救灾等领域发挥重要作用。

发明内容

本发明提供一种可对接重构球形机器人，其既可以单个球运动，又可以多个球对接重新构型后可成为蛇形或四足机器人等构型。

本发明提供一种可对接重构球形机器人，在球形机器人单个球运动的基础上将其模块化设计，实现了机器人对接重构，两个摆动接口和四个固定接口保证其能与其他单元球对接重构成为蛇形机器人或四足机器人构型。机器人可以通过构型重构实现全方位单体滚动、蛇形行进、四足式行走、协同作业等多种运动方式。

为达到上述目的，本发明采用以下解决方案：

本发明提出一种基于重摆驱动调向和飞轮调姿的驱动模式，使球形机器人具有全方位滚动能力和高机动性。可通过接口自主对接，模块化对接重新构型为蛇形或四组机器人。