本發(fā)明涉及移動機(jī)器人技術(shù)，具體為一種摩擦式內(nèi)驅(qū)動全方位球形機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：
移動機(jī)器人按移動方式可分為輪式、履帶式、腿式、蛇形式、跳躍式和復(fù)合式。其中，履帶式機(jī)器人在松軟的地面附著性能和通過性能好，適用于爬樓梯和越障；腿式機(jī)器人可以能適應(yīng)復(fù)雜的地形；蛇形式和跳躍式機(jī)器人一般在復(fù)雜環(huán)境、特殊環(huán)境和機(jī)動性等方面具有其獨特的優(yōu)越性。所述機(jī)器人在各自的應(yīng)用領(lǐng)域都有很大的優(yōu)勢，其共同的不足之處在于無法進(jìn)行靈活自由的轉(zhuǎn)向和全方位的移動，在與人協(xié)作時，不能快速跟隨人的動作對運行方向做出改變，從而限制了人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用場合。在此基礎(chǔ)上，國、內(nèi)外進(jìn)一步研發(fā)出了球形機(jī)器人，所述球形機(jī)器人具有輪式機(jī)器人的機(jī)動性能和承載能力，并且綜合了腿式機(jī)器人適應(yīng)不同的地形環(huán)境的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單、靈活輕快。所述球形機(jī)器人所有零部件都封裝在一個球殼內(nèi)，現(xiàn)有的驅(qū)動方式有單輪驅(qū)動，小車驅(qū)動，萬向輪驅(qū)動，電機(jī)定子反轉(zhuǎn)驅(qū)動和配重體驅(qū)動等；這些驅(qū)動方式各有特色，可以實現(xiàn)球體的原地回轉(zhuǎn)和全向滾動，但是這些方案中，球殼內(nèi)的所有部件隨著球體一起滾動，無法為系統(tǒng)的功能設(shè)備儀器提供一個穩(wěn)定搭載平臺。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出了一種為系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定平臺以搭載儀器設(shè)備的摩擦式內(nèi)驅(qū)動全方位球形機(jī)器人機(jī)構(gòu)。能夠解決上述技術(shù)問題的摩擦式內(nèi)驅(qū)動全方位球形機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其技術(shù)方案包括同心設(shè)置的內(nèi)、外球殼以及設(shè)于內(nèi)、外球殼之間的支撐驅(qū)動組件，所述支撐驅(qū)動組件包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪和牛眼支撐輪，三個與外球殼接觸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪通過對應(yīng)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪架安裝在內(nèi)球殼的下半球殼體上，各旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的中心位置分別對應(yīng)于自內(nèi)球殼球心引出的三條正交軸線上，各旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的軸線匯交于內(nèi)球殼球心的正下方，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪架上設(shè)有驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動的步進(jìn)電機(jī)和檢測旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的增量式編碼器；三個與外球殼接觸的牛眼支撐輪通過對應(yīng)設(shè)置的牛眼支撐輪架安裝在內(nèi)球殼的上半球殼體上，各牛眼支撐輪的軸線分別處于對應(yīng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪所處正交軸線的延長線上。上述結(jié)構(gòu)中，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的輪面摩擦驅(qū)動外球殼實現(xiàn)全方位運動，三個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的安裝位置與球心的連線完全正交，而且各自的旋轉(zhuǎn)軸中心線匯交于一點，通過這種對稱的安裝布局，簡化了控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，降低了控制上的難度。各牛眼支撐輪架的一種結(jié)構(gòu)包括支撐桿、支撐板和壓緊彈簧，所述支撐桿與對應(yīng)牛眼支撐輪同軸安裝于內(nèi)球殼上，所述牛眼支撐輪安裝于支撐板上，所述支撐板通過底部定位孔安裝在支撐桿上，所述彈簧壓緊安裝在支撐板與內(nèi)球殼之間的支撐桿上。為使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，所述內(nèi)球殼上對應(yīng)開設(shè)有避讓各旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的開口，可使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的部分輪體進(jìn)入內(nèi)球殼，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪大小不變的情況...