[发明专利]一种可变形球形机器人

说明书

本发明公开了一种可变形球形机器人，其包括驱动系统，驱动系统包括动力装置和传动装置；动力装置用于为传动装置提供动力；传动装置用于驱动球形机器人运动和球形机器人的球壳变形。本发明将球壳结构设计为可变形结构，在复地形下球壳变形成为棘轮便于球形机器人完成越障任务，提升了环境适应能力；除此，本发明具有结构精巧，形态可变，环境适应能力强，利用其独特的棘轮变形可以完成复杂地形越障任务，可被广泛应用于监测、抢险、消防、救灾、地质勘探和军事侦测等诸多场合。

技术领域

本发明属于球形机器人的技术领域，具体涉及一种可变形球形机器人。

背景技术

可变形球形机器人是一种集球形机器人与越障机器人优势为一体的移动机器人。由于其特殊结构，可变形球形机器人相较其他移动机器人有着很大的优点：第一，环境适应能力更强。该机器人具有可变形的特点，可以通过控制将球壳变成棘轮状解决了传统球形机器人难以通过的复杂地形的问题并且支撑壳的使用大大降低了机器人发生球壳发生空转的情况出现。第二，运行效率高。该机器人具有传统球形机器人优势即在未变形时机器人行走外壳与地面接触产生的摩擦力为驱动力，没有被动摩擦轮，运动效率高，且外壳与地面的接触为点接触，对道路要求低，适应能力强。第三，动作连续性强，发生碰撞或从高处跌落之后可以自行恢复至稳定状态,能够适应更复杂的地形。第四，球形机器人具有良好的动态和静态平衡性，运动方向可控性好，一旦运动失态也能很快自我恢复。

目前智能化机械主要发展出了三种形式:腿式机器人、轮式机器人、履带式机器人。腿式机器人借助其灵活的关节和手臂，可以完成崎岖地形的攀爬任务，但是行动缓慢，稳定性不高；履带式机器人具有较大的牵引力和较强的通过能力，但由于结构限制，在狭小的场景不能够实现较好的工作效率；轮式机器人具有较为传统的机械结构设计，可以实现高速移动，但是存在较大转弯半径，机动性不高。

本发明的球形机器人在球形状态下行走外壳与地面单点接触，产生的摩擦力为驱动力，双电机驱动行走，能量损耗小，机动性高。而在变形状态下可以利用球形外壳变形而来的棘轮增大与地面的抓力便于越过较为崎岖的路段，从而使机器人可以在复杂地形下完成各种任务。因此，可变形球形机器人在星球探索、危险环境探测、管道内部探测等领域具有显著优势和广泛应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种可变形球形机器人，以解决当前球形机器人因为球壳表面光滑导致无法完成复杂地形越障的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种可变形球形机器人，其包括：

驱动系统，驱动系统包括动力装置和传动装置；

动力装置用于为传动装置提供动力；

传动装置用于驱动球形机器人运动和球形机器人的球壳变形。

进一步地，动力装置包括两个减速电机、舵机和小电机；

两个减速电机分别设置在底板两侧开设的电机槽内；舵机设于两个减速电机之间的舵机槽内；舵机的左右两个输出轴上分别设置有一个带齿轮的法兰盘，两个齿轮上下设置有两个反向的第一齿条和第二齿条；舵机转动带动两个齿轮转动，两个齿轮带动第一齿条和第二齿条前后运动；盖板与底板上下通过两板固定杆相连并固定；小电机设置于挡壳内部开设的槽内并被小电机盖板固定；挡壳内环开设平台，平台上开设的螺钉孔与底板平面上的螺钉孔通过螺钉固定连接；小电机两个转轴分别固定有一个圆柱齿轮，支撑壳与挡壳通过销钉转动连接且支撑壳的齿轮部分与圆柱齿轮啮合传动。

进一步地，第一齿条和第二齿条被底板上开设的凹槽限制；齿轮被舵机法兰盘固定。