一種全方位移動(dòng)球形機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及球形機(jī)器人，具體涉及一種全方位移動(dòng)球形機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]球形機(jī)器人由于其能夠在不同的地形均可以行走，可適合危險(xiǎn)環(huán)境探測、太空開發(fā)、消防救災(zāi)、家庭服務(wù)和娛樂等各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]目前，出現(xiàn)了各種各樣的球形機(jī)器人，但主要存在以下的兩個(gè)缺陷:一是不能實(shí)現(xiàn)全方位的移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不靈活;二是雖然可以實(shí)現(xiàn)全方位的移動(dòng)，但球殼內(nèi)的行走機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，制作成本過高，比如申請?zhí)枮镃N201510194055.5，名稱為一種全步姿行走球形機(jī)器人的中國專利申請。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作成低且可以實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)球形機(jī)器人。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，包括球殼以及安裝于球殼內(nèi)的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括多個(gè)全向輪和一機(jī)架，多個(gè)全向輪在球殼空間內(nèi)均勻分布，機(jī)架包括與多個(gè)全向輪——對(duì)應(yīng)的連接部，全向輪樞接在與其對(duì)應(yīng)的連接部的外側(cè)端部，且全向輪均與球殼內(nèi)壁相接觸且摩擦配合，每一全向輪均由單獨(dú)的電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)安裝于機(jī)架上。
[0006]所述全向輪的軸向可相對(duì)于機(jī)架彈性活動(dòng)。
[0007]所述全向輪有四個(gè)。
[0008]所述機(jī)架包括圓形狀的支撐板，在支撐板的一面上設(shè)置有三角錐，三電機(jī)安裝板分別以同一傾斜角度傾傾斜地設(shè)置于三角錐的三個(gè)傾斜面的同一水平面上;在支撐板的另一面上垂直地設(shè)置有一電機(jī)安裝板，且該電機(jī)安裝板位于其背面的兩電機(jī)安裝板之間的中部;電機(jī)安裝板上分布有一電機(jī)安裝孔。
[0009]在所述三角錐的頂端安裝有配重塊。
[0010]所述電機(jī)由控制電路控制轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制電路包括用于對(duì)信息進(jìn)行處理的控制模塊、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路模塊、用于管理電池的電源模塊、用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊的通訊模塊以及用于測量空間的陀螺儀模塊。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人不但能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、安裝維護(hù)方便，能夠廣泛地推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明全方位移動(dòng)球形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為單個(gè)電機(jī)安裝有全向輪的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為機(jī)架的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4為機(jī)架另一視角的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5為配重塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、球殼；2、行走機(jī)構(gòu)；20、機(jī)架；21、全向輪；22、電機(jī);23、配重塊；200、支撐板；201、三角錐;202、電機(jī)安裝板;210、上端輪;220、聯(lián)軸器；230、安裝桿；2010、傾斜面;2020、
電機(jī)安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
如圖1所示，本發(fā)明的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人包括球殼1以及安裝于球殼1內(nèi)的行走機(jī)構(gòu)2，需要說明的是，為了便于顯示行走機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)形狀，圖1中的球殼1是半球狀的(實(shí)際的球殼1是個(gè)完整的球狀的)；其中，該行走機(jī)構(gòu)2包括至少多個(gè)全向輪21和一機(jī)架20，多個(gè)全向輪21在球殼1空間內(nèi)均勻分布，機(jī)架20包括與多個(gè)全向輪21——對(duì)應(yīng)的連接部，全向輪21樞接在與其對(duì)應(yīng)的連接部的外側(cè)端部，且全向輪21均與球殼1內(nèi)壁相接觸且摩擦配合，每一全向輪21均由單獨(dú)的電機(jī)22帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)22安裝于機(jī)架20上。
[0014]通過上述的設(shè)置，電機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，全向輪21即可對(duì)球殼1內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)帶動(dòng)球殼1進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，由于全向輪21在球殼1空間內(nèi)是均勻分布，如此，在各個(gè)全向輪21的協(xié)同作用下即可實(shí)現(xiàn)全方位的移動(dòng)。而且，由于全向輪21、電機(jī)22以及機(jī)架20是形成一整體的行走機(jī)構(gòu)2，不但安裝方便，而且結(jié)構(gòu)簡單。
[0015]當(dāng)然，為了增加本發(fā)明的球形機(jī)器人的動(dòng)力，上述的全向輪21可以設(shè)置有四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)等三個(gè)數(shù)目以上的全向輪21，只要使得全向輪21在球殼1空間內(nèi)均勻分布即可，而在本實(shí)施例中，全向輪21設(shè)置有四個(gè)。如圖2所示，全向輪21是通過聯(lián)軸器220安裝于電機(jī)22的轉(zhuǎn)軸中。
[0016]另外，為了便于全向輪21的安裝以及對(duì)球殼1內(nèi)壁產(chǎn)生一定的壓力，全向輪21的軸向可相對(duì)于機(jī)架20彈性活動(dòng);在本實(shí)施例中，全向輪21的上端輪210與機(jī)架20之間是彈性連接的(兩者之間安裝有彈簧)，以實(shí)現(xiàn)全向輪21的軸向可相對(duì)于機(jī)架20彈性活動(dòng)，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以采取其他的方式來實(shí)現(xiàn)全向輪21的軸向可相對(duì)于機(jī)架20彈性活動(dòng)。
[0017]本實(shí)施例中，由于全向輪21設(shè)置有四個(gè)，如圖4-5所示，機(jī)架20包括圓形狀的支撐板200，在支撐板200的一面上設(shè)置有凸起的三角錐201，三電機(jī)安裝板202分別以同一傾斜角度傾斜地設(shè)置于三角錐201的三個(gè)傾斜面2010的同一水平面上;在支撐板200的另一面上垂直地設(shè)置有一電機(jī)安裝板202，且該電機(jī)安裝板202位于其背面的兩電機(jī)安裝板202之間的中部；電機(jī)安裝板202上分布有一電機(jī)安裝孔2020。通過將機(jī)架20設(shè)計(jì)成上述的結(jié)構(gòu)，如此，一是便于電機(jī)22的安裝，二是能夠保證全向輪21安裝于各電機(jī)22轉(zhuǎn)軸時(shí)，使得全向輪21在球殼1空間內(nèi)均勾分布(使得每個(gè)全向輪21的軸向相交于同一點(diǎn))；同時(shí)，由于支撐板200的一面上設(shè)置有凸起的三角錐201，能夠增強(qiáng)整個(gè)機(jī)架20的配重，從而加強(qiáng)了全向輪21對(duì)球殼1內(nèi)壁的壓力，以保證球形機(jī)器人的動(dòng)力以及靈活性。另外，為了進(jìn)一步加強(qiáng)全向輪21對(duì)球殼1內(nèi)壁的產(chǎn)生的壓力，在三角錐201的頂端還安裝有配重塊23，如圖5所示，本實(shí)施例中的配重塊23為圓柱狀，中間設(shè)置有一安裝桿230，當(dāng)然，配重塊23的形狀不僅僅是限于此，配重塊23只要滿足規(guī)則形狀、質(zhì)量分布均勻即可。
[0018]但是，需要說明的是，機(jī)架20的結(jié)構(gòu)形狀不僅僅是限于上述的描述，機(jī)架20的結(jié)構(gòu)形狀可以根據(jù)全向輪21的數(shù)目來進(jìn)行適應(yīng)的改變，只要能夠使得全向輪21在球殼1空間內(nèi)是均勻分布的即可。
[0019]當(dāng)然，上述的每一電機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)均是由控制電路控制的，其只，控制電路包括用于對(duì)信息進(jìn)行處理的控制模塊、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路模塊、用于管理電池的電源模塊、用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊的通訊模塊以及用于測量整個(gè)空間的陀螺儀模塊。
[0020]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，包括球殼以及安裝于球殼內(nèi)的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括多個(gè)全向輪和一機(jī)架，多個(gè)全向輪在球殼空間內(nèi)均勻分布，機(jī)架包括與多個(gè)全向輪——對(duì)應(yīng)的連接部，全向輪樞接在與其對(duì)應(yīng)的連接部的外側(cè)端部，且全向輪均與球殼內(nèi)壁相接觸且摩擦配合，每一全向輪均由單獨(dú)的電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)安裝于機(jī)架上。2.如權(quán)利要求1所述的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，其特征在于，所述全向輪的軸向可相對(duì)于機(jī)架彈性活動(dòng)。3.如權(quán)利要求1或2所述的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，其特征在于，所述全向輪有四個(gè)。4.如權(quán)利要求3所述的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)架包括圓形狀的支撐板，在支撐板的一面上設(shè)置有三角錐，三電機(jī)安裝板分別以同一傾斜角度傾斜地設(shè)置于三角錐三個(gè)傾斜面的同一水平面上；在支撐板的另一面上垂直地設(shè)置有一電機(jī)安裝板，且該電機(jī)安裝板位于其背面的兩電機(jī)安裝板之間的中部；電機(jī)安裝板上分布有一電機(jī)安裝孔。5.如權(quán)利要求4所述的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，其特征在于，在所述三角錐的頂端安裝有配重塊。6.如權(quán)利要求1所述的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，其特征在于，所述電機(jī)由控制電路控制轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制電路包括用于對(duì)信息進(jìn)行處理的控制模塊、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路模塊、用于管理電池的電源模塊、用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊的通訊模塊以及用于測量空間的陀螺儀模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了全方位移動(dòng)球形機(jī)器人，包括球殼以及安裝于球殼內(nèi)的行走機(jī)構(gòu)，所述行走機(jī)構(gòu)包括多個(gè)全向輪和一機(jī)架，多個(gè)全向輪在球殼空間內(nèi)均勻分布，機(jī)架包括與多個(gè)全向輪一一對(duì)應(yīng)的連接部，全向輪樞接在與其對(duì)應(yīng)的連接部的外側(cè)端部，且全向輪均與球殼內(nèi)壁相接觸且摩擦配合，每一全向輪均由單獨(dú)的電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)安裝于機(jī)架上。本發(fā)明的全方位移動(dòng)球形機(jī)器人不但能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、安裝維護(hù)方便，能夠廣泛地推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B62D57/02
【公開號(hào)】CN105480316
【申請?zhí)枴緾N201610014051
【發(fā)明人】孫潔
【申請人】佛山市南海區(qū)廣工大數(shù)控裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院, 佛山市廣工大數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月11日