一种球形滚动机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种球形滚动机器人，包括中间连接14面体、上半外壳、下半外壳、前后移动连杆、左右移动连杆、上下移动连杆、前后配重块、左右配重块、上下配重块、前后驱动电机、左右驱动电机、上下驱动电机、前后丝杠运动导轨、左右丝杠运动导轨、上下丝杠运动导轨、前端头连杆、后端头连杆、左端头连杆、右端头连杆、上端头连杆、下端头连杆、前平行连杆、后平行连杆、左平行连杆、右平行连杆、上平行连杆、下平行连杆、前外壳连接支撑座、后外壳连接支撑座、左外壳连接支撑座、右外壳连接支撑座、上外壳连接支撑座、下外壳连接支撑座、前后丝杠、左右丝杠、上下丝杠、电池、姿态传感器和运动控制器；本发明专利技术移动框架工作行程正交，位于直角坐标系三个轴线方向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种球形滚动机器人，属于机器人
，具体为机器人结构设计。技术背景现有球形机器人的第1种情况是驱动滑块数量较多，比如August有四个质量滑块，第2种情况是压载物驱动方向可调，即保持重心位于球心下方致使球壳前后运动，而通过转向机构导致左右方向运动。第3种是球形外壳内部小车前进后退实现球壳的运动；第 4种是基于陀螺镇定原理的驱动方式，即利用内部机构运动所导致的克里奥氏力效应所带来的力矩导致球壳运动；第5种是半球轮方式，即内部双质量块采取相同运动方式或不同运动方式导致前进力矩和偏转力矩致使球壳运动；第6种是弹簧中心块附属的驱动轮的前后及偏转运动导致球壳运动；第7种是压载物偏转导致的驱动力矩致使球壳前后及转向运动。核心参考文献作者={R.H. Armour and J. F. V. Vincent}，论文题目={Rolling inNature and Robotics :A Review}，期干丨J名禾尔={Journal of Bionic Engineering}, ^ 份={2006}，卷=⑶，页码={195-208}，期={4}。
技术实现思路
本专利技术提出一种球形滚动机器人，不含转向机构，只通过协调三个移动框架的运动来实现向各个方向的移动。一种球形滚动机器人，包括中间连接14面体、上半外壳、下半外壳、前后移动连杆、左右移动连杆、上下移动连杆、前后配重块、左右配重块、上下配重块、前后驱动电机、左右驱动电机、上下驱动电机、前后丝杠运动导轨、左右丝杠运动导轨、上下丝杠运动导轨、前端头连杆、后端头连杆、左端头连杆、右端头连杆、上端头连杆、下端头连杆、前平行连杆、后平行连杆、左平行连杆、右平行连杆、上平行连杆、下平行连杆、前外壳连接支撑座、后外壳连接支撑座、左外壳连接支撑座、右外壳连接支撑座、上外壳连接支撑座、下外壳连接支撑座、前后丝杠、左右丝杠、上下丝杠、电池、姿态传感器和运动控制器；前后移动连杆，左右移动连杆，上下移动连杆、前后丝杠运动导轨、左右丝杠运动导轨、上下丝杠运动导轨固定在中间连接14面体上，组成一个直角坐标系，前后驱动电机、 左右驱动电机、上下驱动电机分别固定在前后丝杠运动导轨、左右丝杠运动导轨、上下丝杠运动导轨的顶端，前后丝杠、左右丝杠、上下丝杠连接在前后丝杠运动导轨、左右丝杠运动导轨、上下丝杠运动导轨上，前后配重块，左右配重块，上下配重块固定在前后移动连杆，左右移动连杆，上下移动连杆的顶端；坐标系原点位于中心连接14面体中心，前后驱动电机所在位置为ζ轴正向，左右驱动电机所在位置为X轴正向，上下驱动电机所在位置为1轴正向，构成右手系；前后驱动电机、左右驱动电机、上下驱动电机的电机轴分别与z、x、y轴分别平行；前端头连杆、后端头连杆、左端头连杆、右端头连杆、上端头连杆、下端头连杆的中2/5页部分别连接在前后丝杠、前后移动连杆、左右丝杠、左右移动连杆、上下丝杠、上下移动连杆上，其中前端头连杆、左端头连杆、上端头连杆固定连接前后丝杠、左右丝杠、左下丝杠，后端头连杆、右端头连杆、下端头连杆分别滑动连接前后移动连杆，左右移动连杆，上下移动连杆；上端头连杆、下端头连杆的两端通过上平行连杆、下平行连杆连接，上平行连杆位于 χ轴正方向与y轴正方向之间，下平行连杆位于χ轴负方向与y轴负方向之间，前端头连杆、 后端头连杆的两端与前平行连杆、后平行连杆连接，前平行连杆位于χ轴负方向与ζ轴负方向之间，在下平行连杆外侧，后平行连杆位于χ轴正方向与ζ轴正方向之间，左端头连杆、 右端头连杆的两端与左平行连杆、右平行连杆连接，左平行连杆位于ζ轴正方向与y轴正方向之间，右平行连杆位于y轴负方向与ζ轴负方向之间，上端头连杆、下端头连杆、上平行连杆、下平行连杆构成移动框架A，前端头连杆、后端头连杆、前平行连杆、后平行连杆构成移动框架B，左端头连杆、右端头连杆、左平行连杆、右平行连杆构成移动框架C，移动框架A在移动框架B内可以沿y轴移动，移动框架B在移动框架C内可以沿ζ轴转动，移动框架C可以沿χ轴移动；移动框架B、移动框架C、移动框架A的质心分别位于ζ、χ和y轴上；姿态传感器和运动控制器中的姿态传感器测量机器人的姿态，运动控制器控制前后驱动电机、左右驱动电机、上下驱动电机的转动，使机器人按照用户设定工作；电池固定在中间连接14面体上，为机器人提供电源；前后驱动电机、前后配重块、左右驱动电机、左右配重块、上下驱动电机、上下配重块还分别连接前外壳连接支撑座、后外壳连接支撑座、左外壳连接支撑座、右外壳连接支撑座、上外壳连接支撑座、下外壳连接支撑座，前外壳连接支撑座、后外壳连接支撑座、左外壳连接支撑座、右外壳连接支撑座、上外壳连接支撑座、下外壳连接支撑座固定连接上半外壳和下半外壳，上半外壳和下半外壳一起构成球形滚动机器人的外壳。本专利技术的优点在于(1)移动框架工作行程正交，位于直角坐标系的三个坐标轴；(2)改变方向只需要协调运动各质量块的运动即可，无需单独设计转向机构；(3)通过空间机构的设计，保证三个轴的移动框架运动可以沿着三个互相垂直而又相交的轴运动，增大行程，否则移动框架只能运动在X，1’ Z三个轴的每半个轴上。(4)本专利技术使用3个移动质量块，该数量为移动质量块驱动方式原理中最少。附图说明图1是本专利技术的结构示意图中1:中间连接14面体 2-1 上半外壳后移动连杆3-2 左右移动连杆配重块4-3:上下配重块驱动电机6-1 前后丝杠运动头连杆3-3 上下移动连杆5-1前后驱动电机6-2左右丝杠运动2-2 下半外壳4-1前后配重块5-2左右驱动电机6-3上下丝杠运动3-1 前4-2左右5-3上下 7-1 前端6导轨导轨导轨7-2 后端头连杆7-3 左端头连杆7_4 右端头连杆7_5 上端头连杆7-6 下端头连杆8-1 前平行连杆8-2 后平行连杆8_3 左平行连杆8-4 右平行连杆8-5 上平行连杆8_6 下平行连杆9_1 前外壳连接 支撑座9-2 后外壳连接支撑座 9-3 左外壳连接支撑座 9_4 右外壳连接支撑座9-5上外壳连接支撑座9-6 下外壳连接支撑座 10-1 前后丝杠 10-3 左右丝杠 10-3 上下 丝杠11:电池 12 姿态传感器和运动控制器具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进ー步的详细说明。本专利技术是ー种球形滚动机器人，如图1所示，包括中间连接14面体1、上半外壳 2-1、下半外壳2-2、前后移动连杆3-1，左右移动连杆3-2，上下移动连杆3-3、前后配重块 4-1，左右配重块4-2，上下配重块4-3、前后驱动电机5-1、左右驱动电机5-2、上下驱动电 机5-3、前后丝杠运动导轨6-1、左右丝杠运动导轨6-2、上下丝杠运动导轨6-3、前端头连杆 7-1、后端头连杆7-2、左端头连杆7-3、右端头连杆7-4、上端头连杆7_5、下端头连杆7_6、 前平行连杆8-1、后平行连杆8-2、左平行连杆8-3、右平行连杆8-4、上平行连杆8_5、下平 行连杆8-6、前外壳连接支撑座9-1、后外壳连接支撑座9-2、左外壳连接支撑座9-3、右外壳 连接支撑座9-4、上外壳连接支撑座9-5、下外壳连接支撑座9-6、前后丝杠10-1、左右丝杠10-2、上下丝杠10-3、电池11、姿态传感器和运动控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王田苗，苏柏泉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：