[实用新型]全自动球形机器人

说明书

本实用新型提供了一种全自动球形机器人，属于机器人技术领域。它解决了现有的全自动球形机器人转向效果差的问题。本全自动球形机器人，包括球壳，球壳内固连有一根沿球壳的径向水平延伸的支撑轴，支撑轴上套设有连接座，连接座上设有配重体、用于驱动配重体沿支撑轴的长度方向直线运动的第一驱动组件以及用于驱动支撑轴绕自身中轴线转动的第二驱动组件，由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于支撑轴中轴线的正下方。本实用新型由于配重体水平延伸，当配重体运动到位后齿轮所受的外力小，有利于使配重体保持在当前位置，提高全自动球形机器人行走与转向的可靠性，具有灵活性高、通过性好等优点。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种全自动球形机器人。

背景技术

当前，用于在管道内或复杂地形进行摄像与检测的全自动机器人的应用越来越广泛，其可执行一些对人体有危险、甚至人工无法完成的任务，如在狭小空间、污染环境、危险环境中执行任务，还具备比人力成本低、耐用度高、无疲倦感等优点。现有的该类机器人大多为四足机器人或履带式机器人，体积庞大，不利于携带，而且转向能力差，适应复杂狭小环境的能力弱。

为此，中国专利公开了一种新型全对称球形机器人[申请公布号为CN103895726A]，包括外部刚性球壳、两个支承圆盘、两个伺服电机、两个直线电机和两个配重摆臂，外部刚性球壳两端开口，通过紧定螺钉与两个支承圆盘固定连接；两个伺服电机和两个直线电机通过两个支承圆盘对称安装在球壳最大直径方向上；两个配重摆臂分别与直线电机输出轴固定相连，通过两个直线电机改变两个配重摆臂位置；两个直线电机分别与两个伺服电机配合连接，通过两个伺服电机驱动两个直线电机转动，同时驱动配重摆臂转动，实现机器人直线运动。

上述的球形机器人存在以下问题：伺服电机位于刚性球壳的外部，不能保护伺服电机，极易造成伺服电机的损坏；伺服电机和支承圆盘位于刚性球壳外，增大了机器人在左右方向上的横向尺寸，不利于在狭小空间内完成任务，适用范围小；机器人的转向需两个直线电机作用，转向操作复杂，转向效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种转向效果好的全自动球形机器人。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

全自动球形机器人，包括球壳，所述的球壳内固连有一根沿球壳的径向水平延伸的支撑轴，所述的支撑轴上套设有连接座，所述的连接座上设有配重体、用于驱动配重体沿支撑轴的长度方向直线运动的第一驱动组件以及用于驱动支撑轴绕自身中轴线转动的第二驱动组件，由所述的连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于支撑轴中轴线的正下方。

球壳的球心位于支撑轴的中轴线上，由支撑轴和球壳构成的整体的重心与球壳的球心重合。当全自动球形机器人直线运动时，由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于球壳球心的正下方。当全自动球形机器人需要转向时，第一驱动组件驱动配重体沿支撑轴的长度方向直线运动，使由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心向左或向右偏移，以使球壳向左或向右偏转，从而实现转向。

在上述的全自动球形机器人中，所述的第一驱动组件包括设于配重体上齿条部、与齿条部啮合的齿轮以及用于驱动齿轮转动的第一电机，所述齿条部的延伸方向与支撑轴平行，所述的连接座上设有用于对配重体进行导向的导向结构。

当第一电机工作时，带动齿轮绕自身中轴线转动，由于齿轮与齿条部啮合，齿轮带动齿条部直线运动，从而带动配重体直线运动，以改变由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心，从而使机器人实现转向。

在上述的全自动球形机器人中，所述的导向结构包括设于连接座上的导向槽，所述导向槽的延伸方向与支撑轴平行，所述的配重体滑动设于导向槽内。