[发明专利]一种变构型球臂一体化球形机器人

权利要求书

1.一种变构型球臂一体化球形机器人，其特征在于：包括核心臂(1)、可展开球壳(2)、攀附机构(3)、球壳连接臂(4)、末端执行手爪(5)、以及十字科学载荷控制平台(6)。

所述可展开球壳(2)包括左右两个半球，每个半有6个瓣状球壳(200)组成，通过球壳连接臂(4)与十字科学载荷控制平台(6)相连接，球壳内部加装了太阳能膜片(203)可以为整球的运行提供能源支持。

所述球壳连接臂(4)为4自由度机械臂，其首关节与核心臂(1)相连接，用于控制球壳的打开、关闭和球壳相对十字科学载荷控制平台(6)的位置与姿态。

所述核心臂(1)是两条分别由7个球形可对接关节(100)所组成的多自由度机械臂，其球形可对接关节(100)包括对接机构(101)、编码器(102)、驱控一体装置(103)、电机(104)、减速器(105)及力矩传感器(106)等。其每个球形关节对接机构均可连接其他球形关节、攀附机构(3)、末端执行手爪(5)等。

2.如权利要求1所述，变构型球臂一体化机器人的可展开球壳，其特征在于：球壳可通过展开机构中的驱动电机(205)带动驱动齿轮(206)和从动齿轮(207)，实现对球壳的瓣状展开。

3.如权利要求1所述，变构型球臂一体化球形机器人，其特征在于：球形构态下球壳处于密闭状态，通过调整十字科学载荷平台(6)及核心臂(1)的位姿实现机器人质心偏移，从而使球体进行运动。双轮模式下可展开球壳(2)可左右相对开启和并通过球壳连接臂(4)实现位姿变换，按照双轮自主平衡和差速驱动原理实现移动，并根据需求和地形约束决定球壳开合大小和相对位姿。

4.如权利要求1所述，变构型球臂一体化球形机器人，其特征在于：通过球壳连接臂(4)对球壳位姿的控制，以左右两球壳与两条核心臂(1)共同构成四足形态下的4只足，以足臂混合协调机制模仿四足机器人步态，通过足臂的协调抬升和支撑，实现移动与越障。

5.如权利要求4所述，变构型球臂一体化球形机器人，其特征在于：以四足构态为基本单元，按照三角稳定原理和仿生攀附机制，通过核心臂(1)上的对接机构(101)实现多机连接构建多足臂协作模式，实现大斜面凹凸地形攀爬和更大范围环境感知。