一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足制造技术

本发明专利技术属于飞行机器人技术领域，提出了一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足。该机器人球形轮足，包括外框、中框和内轴，外框为球形框架结构，其上具有供飞行机器人起飞和降落的支撑平面；中框为圆环形结构，通过运动隔离轴承活动安装在外框内；内轴为直杆结构，通过运动隔离轴承活动安装在中框内；飞行机器人通过运动隔离轴承活动安装在内轴上。所述机器人球形轮足采用三轴运动原理，即在空间上形成偏航方向、俯仰方向及滚转方向的三轴完全回转运动，相互叠加形成全自由度的运动姿态，保障飞行安全、大幅降低飞行机器人对操作者的技能要求，解决了飞行机器人在封闭狭小、障碍物林立环境不易应用且操作要求较高的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足


[0001]本专利技术涉及飞行机器人
，尤其是涉及一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足。

技术介绍

[0002]飞行机器人技术，现今已应用于各个行业、各类场景，但其对操作者的技能要求及应用场景要求还是有着较高的技术门槛。经调查统计，我们不难发现，大多数飞行机器人的使用环境都在相对开阔空旷的场景，并且需要职业飞手长时间反复练习，才能达到熟练操控，执行作业任务。这其中，对开阔场景的需求，就导致其在一些封闭狭小，障碍物林立的场景不能得到广泛应用，例如，矿井、涵洞、仓库、厂房、输运管道、林间及灌木丛等。而这些场景，或探索、或检查、或巡视、或搜寻都有非常迫切的使用需求。另外，职业飞手的培训学习是一个成本较高，周期较长的过程，这也影响到飞行机器人的推广应用。
[0003]对上述问题的解决，现有装备主要是依靠在飞行机器人外围加构固定防护框架来辅助改善，而固定防护框架普遍存在额外增加飞行机器人负载，机动灵活性下降等问题。固定防护框架额外增大了飞行机器人体积，更容易与环境障碍物发生剐蹭碰撞，且因其与飞行机器人固连，发生剐蹭碰撞时，障碍物作用于固定防护框上的阻力会直接传递至飞行机器人上，影响飞行姿态的控制，严重时，会使飞行机器人完全失控，发生飞行事故。
[0004]综上，针对现有机器人运动机构在封闭狭小、障碍物林立环境不易应用，且操作要求较高的问题，有必要研制一种可挂载于飞行机器人上，具有防护性且可全自由度运动的球形轮足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，以解决现有技术中存在的飞行机器人在封闭狭小、障碍物林立环境不易应用，且操作要求较高的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]所述具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，用于挂载飞行机器人，包括外框、中框和内轴，其中：
[0008]所述外框为球形框架结构，其上具有供飞行机器人起飞和降落的支撑平面；
[0009]所述中框为圆环形结构，通过运动隔离轴承活动安装在所述外框内，能相对于所述外框进行第一个自由度的翻转；
[0010]所述内轴为直杆结构，通过运动隔离轴承活动安装在所述中框内，能相对于所述中框进行第二个自由度的翻转；
[0011]飞行机器人通过运动隔离轴承活动安装在所述内轴上，能相对于所述内轴进行第三个自由度的转动。
[0012]所述中框的翻转为俯仰方向的翻转，所述内轴的翻转为滚转方向的翻转，所述飞
行机器人的转动为偏航方向的转动。
[0013]所述外框包括连接环、辐条和连接件，所述连接环数量为六个，分别布置在所述外框的三个极轴上，用以形成支撑平面，所述辐条连接在相邻两个所述连接环之间，所述连接件连接在每个域面中的相邻三个所述连接环之间。
[0014]六个所述连接环中的四个为圆板结构，与所述中框活动连接的两个所述连接环为圆形框架结构；运动隔离轴承安装在框架结构的所述连接环上，用于与所述中框连接。
[0015]所述连接件包括三根连接线和位于三根所述连接线中间的三通连接块。
[0016]所述中框包括固定节和连接条，所述固定节数量为四个，呈十字形对称设置，所述连接条连接在相邻的两个所述连接条之间，以形成圆环形所述中框；其中一对所述固定节上安装运动隔离轴承，用于与所述内轴连接。
[0017]所述内轴中间设置有安装平台，安装平台上安装运动隔离轴承，用于与飞行机器人连接。
[0018]所述内轴上均匀设置有若干个减重槽。
[0019]所述外框、所述中框和所述内轴采用新型工程复合材料制成。
[0020]所述新型工程复合材料为纤维类聚合物或热塑性及热固性聚合物。
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术提出的一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0023]1.所述机器人球形轮足具有防护性且可全自由度运动，通过相互活动连接的外框、中框、内轴，并将飞行机器人活动安装在内轴上，采用三轴运动原理，即在空间上形成偏航方向、俯仰方向及滚转方向的三轴完全回转运动，相互叠加形成全自由度的运动姿态；
[0024]2.所述机器人球形轮足，因其本身具备全自由度的运动姿态，进而使运动姿态不受飞行机器人的运动姿态影响，反之亦然，从而实现飞行机器人与外部环境障碍间的运动隔离，也就使飞行机器人可无视与周围环境障碍物的接触碰撞，既保障飞行安全，又大幅降低飞行机器人对操作者的技能要求，可有效提升飞行机器人在封闭狭小，障碍物林立环境使用的推广。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0026]图1为本专利技术一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足的工作流程图；
[0027]图2为本专利技术一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足的俯视图；
[0028]图3为本专利技术一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足的正视图；
[0029]图4为本专利技术一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足轴侧图；
[0030]图5为本专利技术一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足的球形外框结构示意图；
[0031]图6为本专利技术一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足的球形外框域面结构示意图。
[0032]1、外框；2、中框；3、内轴；4、运动隔离轴承；5、连接环；6、辐条；7、连接件。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0034]实施例1
[0035]如图2、图3、图4、图5和图6所示，本专利技术提供了一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，用于挂载飞行机器人，包括外框1、中框2和内轴3，其中：
[0036]外框1为球形框架结构，其上具有供飞行机器人起飞和降落的支撑平面；
[0037]中框2为圆环形结构，通过一对运动隔离轴承4活动安装在外框1内，能相对于外框1进行第一个自由度的翻转，形成一组回转运动副；具体的，该第一个自由度的翻转是指飞行机器人俯仰方向的翻转；
[0038]内轴3为直杆结构，通过一对运动隔离轴承4活动安装在中框2内，能相对于中框2进行第二个自由度的翻转，形成一组回转运动副；具体的，该第二个自由度的翻转是指飞行机器人滚转方向的翻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，其特征在于，用于挂载飞行机器人，包括外框、中框和内轴，其中：所述外框为球形框架结构，其上具有供飞行机器人起飞和降落的支撑平面；所述中框为圆环形结构，通过运动隔离轴承活动安装在所述外框内，能相对于所述外框进行第一个自由度的翻转；所述内轴为直杆结构，通过运动隔离轴承活动安装在所述中框内，能相对于所述中框进行第二个自由度的翻转；飞行机器人通过运动隔离轴承活动安装在所述内轴上，能相对于所述内轴进行第三个自由度的转动。2.根据权利要求1所述的具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，其特征在于，所述中框的翻转为俯仰方向的翻转，所述内轴的翻转为滚转方向的翻转，所述飞行机器人的转动为偏航方向的转动。3.根据权利要求1所述的具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，其特征在于，所述外框包括连接环、辐条和连接件，所述连接环数量为六个，分别布置在所述外框的三个极轴上，所述辐条连接在相邻两个所述连接环之间，所述连接件连接在每个域面中的相邻三个所述连接环之间。4.根据权利要求3所述的具有防护性且可全自由度运动的机器人球形轮足，其特征在于，六个所述连接环中的四个为圆板结构，与所述中框活动连接的两个所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，王宏斌，时腾，
申请(专利权)人：西安恒星箭翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：