[发明专利]一种带磁悬浮头部的多自由度球形移动机器人

权利要求书

1.一种带磁悬浮头部的多自由度球形移动机器人，其特征在于，包括磁悬浮式头部(1)，所述包括磁悬浮式头部(1)置于球形外壳(2)的上方，所述球形外壳(2)内部放置内部驱动结构，内部驱动结构分别包括磁臂自旋组件(3)、磁臂侧摆组件(4)、磁臂俯仰组件(5)、球壳直驱组件(6)、惯性飞轮组件(7)和重心偏移组件(8)；

所述磁臂自旋组件(3)、磁臂侧摆组件(4)、磁臂俯仰组件(5)驱动磁悬浮式头部(1)实现前后、左右、自旋三个自由度的运动，

所述球壳直驱组件(6)、惯性飞轮组件(7)和重心偏移组件(8)驱动球壳实现前进、左右偏移和自旋三个自由度的运动，基于上述组件组成的内部驱动系统实现球形机器人的六自由度运动。

2.根据权利要求1所述的一种带磁悬浮头部的多自由度球形移动机器人，其特征在于，所述磁臂自旋组件(3)位于磁臂侧摆组件(4)上方，垂直于侧摆肩板(401)的矩形面安置，磁臂自旋组件(3)相对于磁臂侧摆组件(4)实现沿自身中心轴转动，磁臂侧摆组件(4)安置于磁臂俯仰组件(5)上方，沿球形机器人前进方向与俯仰机架(501)的前后连接，实现相对于磁臂俯仰组件(5)的左右摆动，磁臂俯仰组件(5)由主轴(502)支撑，主轴(502)沿球形机器人左右方向固连于球形外壳(2)；

所述球壳直驱组件(6)与支撑板(510)固连，主轴(502)穿过球壳直驱组件(6)，固连于球形外壳(2)，球壳直驱组件(6)与球形外壳(2)实现相对转动，惯性飞轮组件(7)安置于支撑板(510)中央下方，其中的飞轮(704)实现相对于支撑板(510)的转动，重心偏移组件(8)固连于支撑板(510)上面，位于球壳直驱组件(6)的后方。

3.根据权利要求1所述的一种带磁悬浮头部的多自由度球形移动机器人，其特征在于，所述磁悬浮式头部(1)包含镂空半球壳(101)、头部镂空底盘(102)和牛眼轴承(103)；

镂空半球壳(101)为两段式仿形设计，中间为小半径半球壳，外圈为大半径环状弧面，用于与头部镂空底盘(102)结合后，贴合球形外壳(2)的外表面，镂空球壳(101)具有镂空阵列结构；头部镂空底盘(102)采用二段式仿形设计，中间为圆形平板结构，便于磁悬浮式头部(1)内部安置磁性材料或强磁铁，下方开有小孔和镂空结构，外圈为大半径环状弧面，用于贴合球形外壳(2)的外表面，所述牛眼轴承(103)成圆周分布等间距设置六个，具体设置在头部镂空底盘(102)外圈与球形外壳(2)外表面接触的表面，镂空半球壳(101)和头部镂空底盘(102)通过牛眼轴承(103)上安置的螺柱相互连接，头部镂空底盘(102)上安置磁铁，置于球形外壳(2)上方，通过磁吸效应进行固定，牛眼轴承(103)同球形外壳(2)之间为点接触，保证磁悬浮式头部(1)可以在内部结构驱动下进行灵活的三自由度运动。