The invention discloses a three-drive spherical robot with dual control mode and variable centroid and radial direction. The robot comprises a spherical shell, a driving motor, a heavy pendulum and a heavy pendulum lifting system. Among them, the spherical shell is connected with the rotor of X-axis motor; X, Y and Z-axis motors are installed on the outer surface of each axis frame respectively; the heavy pendulum lifting system is composed of linear module, gear system, lifting motor and auxiliary battery system. The spherical robot can realize the radial change of the center of mass of the spherical robot through the movement of the heavy pendulum in the heavy pendulum hoisting system, so that the spherical robot has dual control modes, i.e., the counterweight driving control mode and the inverted pendulum driving control mode, and can realize the conversion of two control modes, as well as the micro-movement speed and attitude of the spherical robot under the condition of constant moment output. Adjustment meets the needs of high response speed and precise control for spherical robots in current multi-application situations.
【技术实现步骤摘要】
具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人
本专利技术涉及一种球形机器人,具体地说是一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人。
技术介绍
当前可移动机器人被广泛用于太空监测、国家防御、环境监测、灾难救援、考古探险、家庭娱乐等方面。传统的移动机器人依靠轮子或履带驱动,这种驱动方式在平坦的路面可以灵活的移动,但是在凹凸不平的路面其运动将受到极大的限制。球形机器人以其特殊的结构对道路的条件要求十分低,因此适应能力强;其运动时与地面为点接触,运动时的摩擦属于滚动摩擦,阻力小,可以灵活的全方位移动。目前,国内外已经研制出若干种不同结构类型的球形机器人。世界上第一个具有球形外壳的球形机器人是由辛基科技大学的Halme教授在1996年制作的,其运动是靠球壳内安装的一个驱动轮实现,由电机驱动驱动轮在球壳内运动,改变球体的重心进而改变其运动状态。美国特拉华大学的Bhattacharya教授等研制了以两个相互垂直的转子为驱动系统的球形机器人。伊朗的Javadi等学者研制了一台名为“August”的球形机器人,该机器人主要依靠球内安装的四根轮辐上的配重块移动来改变重心的位置,驱动球体运动。上海交通大学的金康进等学者提出了一种新型的结构,即在球形机器人内部安装四个对称的驱动电机,每个驱动电机上安装有配重块,驱动电机的转动带动配重块的运动进而改变球形机器人的重心位置,从而实现球形机器人的全方位滚动。上述所提出的球形机器人采用了两驱动或四驱动的驱动方式。两驱动球形机器人是利用两个驱动电机驱动配重在球内绕两个互相垂直的轴转动,是一个非完整欠驱动机构,使用两个驱动电机降低了成本 ...
【技术保护点】
1.一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人,其包括球壳、三个方向的驱动电机以及与每个驱动电机匹配的电池系统、重摆和重摆提升系统。其特征在于,所述球壳与X轴方向驱动电机转子连接,X、Y、Z轴驱动电机分别与X、Y、Z框架连接;X、Y、Z轴电池安装架安装在X、Y、Z框架的外表面,所述的X、Y、Z轴电池安装架上分别安装有X、Y、Z轴电池;重摆提升系统过球心与Y框架的辅助框架连接。
【技术特征摘要】
1.一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人,其包括球壳、三个方向的驱动电机以及与每个驱动电机匹配的电池系统、重摆和重摆提升系统。其特征在于,所述球壳与X轴方向驱动电机转子连接,X、Y、Z轴驱动电机分别与X、Y、Z框架连接;X、Y、Z轴电池安装架安装在X、Y、Z框架的外表面,所述的X、Y、Z轴电池安装架上分别安装有X、Y、Z轴电池;重摆提升系统过球心与Y框架的辅助框架连接。2.如权利要求1所述的一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人,其特征在于,所述的球壳为碳纤维材质,球壳表面设有一定数量的散热孔,球壳内壁用加强筋进行加固,两个半球壳间用球壳连接块连接。3.如权利要求1所述的一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人,其特征在于,所述的X框架为弧形,X轴电机位于X框架外表面,X轴电池固定于X轴电池安装架,与X轴电机对称安装。4.如权利要求1所述的一种具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人,其特征在于,所述的Y框架为方形,Y...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙汉旭,马龙,李明哲,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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