一种全自动球形机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种全自动球形机器人，属于机器人技术领域。它解决了现有的全自动球形机器人转向效果差的问题。本全自动球形机器人，包括球壳，球壳内固连有一根沿球壳的径向水平延伸的支撑轴，支撑轴上套设有连接座，连接座上设有配重体、用于驱动配重体沿支撑轴的长度方向直线运动的第一驱动组件以及用于驱动支撑轴绕自身中轴线转动的第二驱动组件，由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于支撑轴中轴线的正下方。本发明专利技术由于配重体水平延伸，当配重体运动到位后齿轮所受的外力小，有利于使配重体保持在当前位置，提高全自动球形机器人行走与转向的可靠性，具有灵活性高、通过性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动球形机器人
本专利技术属于机器人
，涉及一种全自动球形机器人。
技术介绍
当前，用于在管道内或复杂地形进行摄像与检测的全自动机器人的应用越来越广泛，其可执行一些对人体有危险、甚至人工无法完成的任务，如在狭小空间、污染环境、危险环境中执行任务，还具备比人力成本低、耐用度高、无疲倦感等优点。现有的该类机器人大多为四足机器人或履带式机器人，体积庞大，不利于携带，而且转向能力差，适应复杂狭小环境的能力弱。为此，中国专利公开了一种新型全对称球形机器人[申请公布号为CN103895726A]，包括外部刚性球壳、两个支承圆盘、两个伺服电机、两个直线电机和两个配重摆臂，外部刚性球壳两端开口，通过紧定螺钉与两个支承圆盘固定连接；两个伺服电机和两个直线电机通过两个支承圆盘对称安装在球壳最大直径方向上；两个配重摆臂分别与直线电机输出轴固定相连，通过两个直线电机改变两个配重摆臂位置；两个直线电机分别与两个伺服电机配合连接，通过两个伺服电机驱动两个直线电机转动，同时驱动配重摆臂转动，实现机器人直线运动。上述的球形机器人存在以下问题：伺服电机位于刚性球壳的外部，不能保护伺服电机，极易造成伺服电机的损坏；伺服电机和支承圆盘位于刚性球壳外，增大了机器人在左右方向上的横向尺寸，不利于在狭小空间内完成任务，适用范围小；机器人的转向需两个直线电机作用，转向操作复杂，转向效果差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种转向效果好的全自动球形机器人。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：全自动球形机器人，包括球壳，所述的球壳内固连有一根沿球壳的径向水平延伸的支撑轴，所述的支撑轴上套设有连接座，所述的连接座上设有配重体、用于驱动配重体沿支撑轴的长度方向直线运动的第一驱动组件以及用于驱动支撑轴绕自身中轴线转动的第二驱动组件，由所述的连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于支撑轴中轴线的正下方。球壳的球心位于支撑轴的中轴线上，由支撑轴和球壳构成的整体的重心与球壳的球心重合。当全自动球形机器人直线运动时，由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于球壳球心的正下方。当全自动球形机器人需要转向时，第一驱动组件驱动配重体沿支撑轴的长度方向直线运动，使由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心向左或向右偏移，以使球壳向左或向右偏转，从而实现转向。在上述的全自动球形机器人中，所述的第一驱动组件包括设于配重体上齿条部、与齿条部啮合的齿轮以及用于驱动齿轮转动的第一电机，所述齿条部的延伸方向与支撑轴平行，所述的连接座上设有用于对配重体进行导向的导向结构。当第一电机工作时，带动齿轮绕自身中轴线转动，由于齿轮与齿条部啮合，齿轮带动齿条部直线运动，从而带动配重体直线运动，以改变由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心，从而使机器人实现转向。在上述的全自动球形机器人中，所述的导向结构包括设于连接座上的导向槽，所述导向槽的延伸方向与支撑轴平行，所述的配重体滑动设于导向槽内。在上述的全自动球形机器人中，所述的连接座上设有位于齿轮侧方的导向座，所述的导向槽设于导向座朝向齿轮的一侧，所述的齿条部位于配重体远离导向座的一侧。当第一电机停止工作时，在齿轮与导向槽的共同作用下可对配重体进行有效限位，提高配重体的稳定性。为了保证齿轮与横向延伸的齿条部准确啮合，齿轮的中轴线竖向延伸。由于配重体水平延伸，当配重体运动到位后齿轮所受的外力小，有利于使配重体保持在当前位置，提高全自动球形机器人行走与转向的可靠性。在上述的全自动球形机器人中，所述的第二驱动组件包括固定在连接座上的第二电机、设于第二电机转轴上的主动轮和同轴固连在支撑轴上的从动轮，所述的主动轮与从动轮传动连接。第二电机工作时，带动主动轮绕第二电机转轴的中轴线转动，由于主动轮与从动轮传动连接，主动轮带动从动轮绕支撑轴的中轴线转动，进而带动支撑轴同步转动，从而实现球体的滚动。在上述的全自动球形机器人中，所述的连接座包括套设在支撑轴上的第一连接板、套设在支撑轴上的与第一连接板相对设置的第二连接板、固定在第一连接板与第二连接板下端的支撑底板以及固定在第一连接板与第二连接板上端的支撑顶板，所述的第二电机固定在支撑底板上。支撑底板位于支撑轴的下方，支撑顶板位于支撑轴的上方。为了使支撑轴在连接座内灵活转动，在第一连接板与支撑轴之间设置套设在支撑轴上的第一轴承，在第二连接板与支撑轴之间设置套设在支撑轴上的第二轴承。为了使支撑轴受力平衡，第一连接板与第二连接板沿球壳的纵向中心线对称设置，即球壳的球心至第一连接板的距离等与球心至第二连接板的距离。第二电机固定在支撑底板的底部，支撑底板上设有位于从动轮正下方的穿出孔，主动轮位于穿出孔的正下方，主动轮通过传动带与从动轮传动连接。穿出孔为传动带提供让位空间，第二电机转轴的中轴线与支撑轴的中轴线平行且位于支撑轴中轴线的正下方，从动轮位于支撑轴的中部，从动轮的重心与球壳的球心重合。将第二电机设置在支撑底板的底部，进一步降低由连接座、配重体、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位置，从而提高全自动球形机器人的稳定性。其中，第一驱动组件设置在支撑顶板上。在上述的全自动球形机器人中，所述球壳的外部具有若干个沿球壳的左右延伸的横向中心线均匀分布防滑凸条。设置的防滑凸条可提高球壳的附着力，防止球壳打滑，以提高球壳的通行能力。在上述的全自动球形机器人中，所述球壳的左侧设有第三电机，所述第三电机的转轴与支撑轴同轴，所述第三电机的转轴上设有第一工作件；所述球壳的右侧设有第四电机，所述第四电机的转轴与支撑轴同轴，所述第四电机的转轴上设有第二工作件，所述的第三电机与第四电机沿球壳的纵向中心线对称设置。第一工作件与第二工作件为摄像头/传感器/光源/线缆接口，通过第三电机转轴的转动可控制第一工作件的探测/照明角度，通过第四电机转轴的转动可控制第二工作件的照明/探测角度，满足不同的探测与照明需求，应用范围广。在上述的全自动球形机器人中，所述球壳的左侧内部设有与支撑轴同轴设置的第一安装筒，所述支撑轴的左端与第一安装筒同轴固连，所述的第三电机设于第一安装筒内；所述球壳的内部右侧设有与支撑轴同轴设置的第二安装筒，所述支撑轴的右端与第二安装筒同轴固连，所述的第四电机设于第二安装筒内。第一安装筒与球壳密封固连，支撑轴的左端与第一安装筒密封固连，第二安装筒与球壳密封固连，支撑轴的右端与第二安装筒密封固连，可防止水进入到球壳内，防水性好。在上述的全自动球形机器人中，所述的第三电机与第一安装筒之间设有与支撑轴同轴设置的第三轴承，所述第三电机的重心低于第三电机转轴的中轴线；所述的第四电机与第二安装筒之间设有与支撑轴同轴设置的第四轴承，所述第四电机的重心低于第四电机转轴的中轴线。由于第三电机的重心低于第三电机转轴的中轴线，使第三电机始终保持同一状态而不会跟随球壳的滚动一起转动。同理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动球形机器人，包括球壳(1)，其特征在于，所述的球壳(1)内固连有一根沿球壳(1)的径向水平延伸的支撑轴(2)，所述的支撑轴(2)上套设有连接座，所述的连接座上设有配重体(3)、用于驱动配重体(3)沿支撑轴(2)的长度方向直线运动的第一驱动组件以及用于驱动支撑轴(2)绕自身中轴线转动的第二驱动组件，由所述的连接座、配重体(3)、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于支撑轴(2)中轴线的正下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动球形机器人，包括球壳(1)，其特征在于，所述的球壳(1)内固连有一根沿球壳(1)的径向水平延伸的支撑轴(2)，所述的支撑轴(2)上套设有连接座，所述的连接座上设有配重体(3)、用于驱动配重体(3)沿支撑轴(2)的长度方向直线运动的第一驱动组件以及用于驱动支撑轴(2)绕自身中轴线转动的第二驱动组件，由所述的连接座、配重体(3)、第一驱动组件与第二驱动组件构成的整体的重心位于支撑轴(2)中轴线的正下方。


2.根据权利要求1所述的全自动球形机器人，其特征在于，所述的第一驱动组件包括设于配重体(3)上齿条部(4)、与齿条部(4)啮合的齿轮(5)以及用于驱动齿轮(5)转动的第一电机(6)，所述齿条部(4)的延伸方向与支撑轴(2)平行，所述的连接座上设有用于对配重体(3)进行导向的导向结构。


3.根据权利要求2所述的全自动球形机器人，其特征在于，所述的导向结构包括设于连接座上的导向槽，所述导向槽的延伸方向与支撑轴(2)平行，所述的配重体(3)滑动设于导向槽内。


4.根据权利要求3所述的全自动球形机器人，其特征在于，所述的连接座上设有位于齿轮(5)侧方的导向座(7)，所述的导向槽设于导向座(7)朝向齿轮(5)的一侧，所述的齿条部(4)位于配重体(3)远离导向座(7)的一侧。


5.根据权利要求1或2或3或4所述的全自动球形机器人，其特征在于，所述的第二驱动组件包括固定在连接座上的第二电机(8)、设于第二电机(8)转轴上的主动轮(9)和同轴固连在支撑轴(2)上的从动轮(10)，所述的主动轮(9)与从动轮(10)传动连接。


6.根据权利要求1所述的全自动球形机器人，其特征在于，所述的连接座包括套设在支撑轴(2)上的第一连接板(11)、套设在支撑轴(2)上的与第一连接板(11)相对设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰毅，柳维强，
申请(专利权)人：行星算力深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44