一種球形機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及智能設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種球形機器人，包括球體，球體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動腔室，驅(qū)動腔室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置；驅(qū)動裝置包括殼體，殼體的邊緣處固定連接有對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動支撐軸，轉(zhuǎn)動支撐軸與球體轉(zhuǎn)動連接，殼體上固定連接有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子固定連接有太陽輪，殼體固定連接有呈環(huán)形的內(nèi)齒輪，太陽輪與內(nèi)齒輪之間設(shè)有多個均勻分布的行星輪，行星輪分別與太陽輪和內(nèi)齒輪相嚙合；球體內(nèi)設(shè)有調(diào)向電機，調(diào)向電機的轉(zhuǎn)子連接有主動輪，轉(zhuǎn)動支撐軸上穿接有從動輪。本實用新型提供的該球形機器人的驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，采用機械傳動的方式，易于控制，穩(wěn)定性好，且動力強，可全向移動，可原地改變運動方向，適用性強。
【專利說明】一種球形機器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種球形機器人。

【背景技術(shù)】
[0002]球形機器人是指一類驅(qū)動系統(tǒng)位于球殼(或球體)內(nèi)部，通過內(nèi)驅(qū)動方式實現(xiàn)球體運動的機器人，其中，驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方式多種多樣，主要包括以下幾種:
[0003](I)利用改變機器內(nèi)部重心實現(xiàn)球體運動:通過內(nèi)部電機驅(qū)動質(zhì)量塊，調(diào)整球體重心，實現(xiàn)球體的滾動，其缺點為內(nèi)部控制復(fù)雜，且驅(qū)動力弱，幾乎不能越障；
[0004](2)內(nèi)置車驅(qū)動:在內(nèi)部防止一個電動車，利用車的行駛壓迫球體內(nèi)部，通過控制車的運動來實現(xiàn)對球的間接控制，其缺點為顛簸或墜落后易失控；
[0005](3)陀螺控制驅(qū)動:依靠內(nèi)部陀螺保持姿態(tài)的原理，通過電機驅(qū)動陀螺轉(zhuǎn)軸，利用其恢復(fù)垂直的恢復(fù)力提供動力，其缺點為不能原地轉(zhuǎn)彎，動力差，陀螺必須始終高速轉(zhuǎn)動，能耗大；
[0006](4)偏心質(zhì)量塊驅(qū)動:通過調(diào)整和改變機器人重心位置，產(chǎn)生偏心力矩使機器人轉(zhuǎn)動，其缺點為機器人工作效率不高，橫滾動有死角，不具有全向滾動能力；
[0007](5)風(fēng)驅(qū)動:借助控制自身外形借助風(fēng)力驅(qū)動，其缺點為環(huán)境要求高，控制復(fù)雜。
[0008]總之，目前常用的驅(qū)動方式中，均存在不同的缺點，主要體現(xiàn)在控制、動力、能耗等方面。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種球形機器人，以解決上述的問題。
[0010]在本實用新型的實施例中提供了一種球形機器人，包括球體，所述球體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動腔室，所述驅(qū)動腔室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置；
[0011]所述驅(qū)動裝置包括殼體，所述殼體的邊緣處固定連接有對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動支撐軸，所述轉(zhuǎn)動支撐軸與所述球體轉(zhuǎn)動連接，所述殼體上固定連接有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子固定連接有太陽輪，所述殼體固定連接有呈環(huán)形的內(nèi)齒輪，所述太陽輪設(shè)于所述內(nèi)齒輪的中心處，所述太陽輪與所述內(nèi)齒輪之間設(shè)有多個均勻分布的行星輪，所述行星輪分別與所述太陽輪和所述內(nèi)齒輪相嚙合，所述行星齒輪套接于所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸與所述殼體固定連接；
[0012]所述球體內(nèi)設(shè)有調(diào)向電機，所述調(diào)向電機的轉(zhuǎn)子連接有主動輪，所述轉(zhuǎn)動支撐軸上穿接有從動輪，所述主動輪與所述從動輪相互嚙合，所述球體內(nèi)設(shè)有用于存放所述調(diào)向電機、所述主動輪和所述從動輪的腔室。
[0013]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電機穿接與所述殼體的中心處，所述驅(qū)動電機的外殼與所述殼體固定連接。
[0014]進(jìn)一步的，所述殼體呈長方體形，所述驅(qū)動腔室呈圓筒狀，所述殼體的外徑小于所述驅(qū)動腔室的內(nèi)徑。
[0015]進(jìn)一步的，所述內(nèi)齒輪的外徑不大于所述殼體的外徑。
[0016]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動腔室設(shè)于所述球體的中心處。
[0017]優(yōu)選的，所述太陽輪與所述內(nèi)齒輪之間設(shè)有三個均勻分布的行星輪。
[0018]進(jìn)一步的，所述球體上包裹有防滑層。
[0019]本實用新型實施例提供的一種球形機器人，球體的前后運動，驅(qū)動電機固定在殼體上,驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，太陽輪驅(qū)動行星輪轉(zhuǎn)動，從而帶動內(nèi)齒輪反向轉(zhuǎn)動，其中，內(nèi)齒輪固定在殼體上，這樣轉(zhuǎn)子提供的動力最終作用在了驅(qū)動電機的外殼上，根據(jù)運動的相對性，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子不動，驅(qū)動電機的外殼繞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，最終驅(qū)動力通過殼體傳遞給球體，借助球體表面與地面的摩擦力實現(xiàn)球體的前進(jìn)和后退；
[0020]球體的轉(zhuǎn)向運動,調(diào)向電機帶動主動輪轉(zhuǎn)動，主動輪驅(qū)動從動輪，從動輪帶動轉(zhuǎn)動支撐軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動支撐軸將殼體調(diào)向，先進(jìn)行調(diào)向，再開啟驅(qū)動電機，則能實現(xiàn)球體向指定方向前進(jìn)或后退；
[0021]本球形機器人的驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，采用機械傳動的方式，易于控制，穩(wěn)定性好，且動力強，可全向移動，可原地改變運動方向，適用性強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1示出了本實用新型實施例所述的球形機器人的球體的剖視圖；
[0023]圖2示出了本實用新型實施例所述的球形機器人的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3示出了本實用新型實施例所述的球形機器人的驅(qū)動裝置的剖視圖。
[0025]圖中:
[0026]1、球體；2、驅(qū)動腔室；3、殼體；4、轉(zhuǎn)動支撐軸；5、驅(qū)動電機；6、轉(zhuǎn)子；7、太陽輪；8、內(nèi)齒輪；9、行星輪；10、轉(zhuǎn)軸；11、調(diào)向電機；12、主動輪；13、從動輪；14、空槽。

【具體實施方式】
[0027]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0028]如圖1-3所示，一種球形機器人，包括球體1，球體I內(nèi)設(shè)有驅(qū)動腔室2，驅(qū)動腔室2內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置；
[0029]驅(qū)動裝置包括殼體3，殼體3的邊緣處固定連接有對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動支撐軸4，轉(zhuǎn)動支撐軸4與球體I轉(zhuǎn)動連接，殼體3上固定連接有驅(qū)動電機5，驅(qū)動電機5的轉(zhuǎn)子6固定連接有太陽輪7，殼體3固定連接有呈環(huán)形的內(nèi)齒輪8，太陽輪7設(shè)于內(nèi)齒輪8的中心處，太陽輪7與內(nèi)齒輪8之間設(shè)有多個均勻分布的行星輪9，行星輪9分別與太陽輪7和內(nèi)齒輪8相嚙合，行星齒輪套接于轉(zhuǎn)軸10上，轉(zhuǎn)軸10與殼體3固定連接；
[0030]球體I內(nèi)設(shè)有調(diào)向電機11，調(diào)向電機11的轉(zhuǎn)子6連接有主動輪12，轉(zhuǎn)動支撐軸4上穿接有從動輪13，主動輪12與從動輪13相互嚙合，球體I內(nèi)設(shè)有用于存放調(diào)向電機11、主動輪12和從動輪13的腔室。
[0031]驅(qū)動電機5穿接與殼體3的中心處，驅(qū)動電機5的外殼與殼體3固定連接。驅(qū)動電機5設(shè)置在殼體3的中心處，使其產(chǎn)生的驅(qū)動力對與球體I的驅(qū)動更加均勻，即前進(jìn)或后退的驅(qū)動力相同。
[0032]殼體3呈長方體形，驅(qū)動腔室2呈圓筒狀，殼體3的外徑小于驅(qū)動腔室2的內(nèi)徑。殼體3在驅(qū)動腔室2內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，使球體I實現(xiàn)全向轉(zhuǎn)動。
[0033]內(nèi)齒輪8的外徑不大于殼體3的外徑。優(yōu)選的內(nèi)齒輪8的整體的尺寸與殼體3的尺寸相同，在調(diào)向過程中，內(nèi)齒輪8不影響殼體3的旋轉(zhuǎn)。
[0034]驅(qū)動腔室2設(shè)于球體I的中心處。在驅(qū)動裝置控制球體I前進(jìn)過程中，保證其能勻速前進(jìn)。優(yōu)選的，太陽輪7與內(nèi)齒輪8之間設(shè)有三個均勻分布的行星輪9。行星齒輪均勻分布，使得驅(qū)動力分布的更加均勻。
[0035]球體I上包裹有防滑層。優(yōu)選的，在防滑層上設(shè)置用于增大摩擦的凹凸紋路，防滑層具有較強的摩擦力，對于環(huán)境的適應(yīng)能力強。
[0036]球形機器人的球體I內(nèi)設(shè)有用于存放控制電路及電源的空槽14，將控制裝置及電源置于空槽14內(nèi)，且與電機連接，其中，控制電機采用遠(yuǎn)程遙控的控制方式，通過控制電機的正、反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速等性能，從而實現(xiàn)對球形機器人的控制，其中，球體I內(nèi)可以設(shè)置兩個調(diào)向電機11，用于分別控制兩個轉(zhuǎn)動支撐軸4的旋轉(zhuǎn)，可以提供更強的動力，使轉(zhuǎn)向控制更加迅速。
[0037]上述實施例提供的一種球形機器人，球體I的前后運動，驅(qū)動電機5固定在殼體3上，驅(qū)動電機5的轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動,帶動太陽輪7轉(zhuǎn)動,太陽輪7驅(qū)動行星輪9轉(zhuǎn)動,從而帶動內(nèi)齒輪8反向轉(zhuǎn)動，其中，內(nèi)齒輪8固定在殼體3上，這樣轉(zhuǎn)子6提供的動力最終作用在了驅(qū)動電機5的外殼上,根據(jù)運動的相對性,相當(dāng)于轉(zhuǎn)子6不動,驅(qū)動電機5的外殼繞轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動，最終驅(qū)動力通過殼體3傳遞給球體1，借助球體I表面與地面的摩擦力實現(xiàn)球體I的前進(jìn)和后退；
[0038]球體I的轉(zhuǎn)向運動，調(diào)向電機11帶動主動輪12轉(zhuǎn)動，主動輪12驅(qū)動從動輪13，從動輪13帶動轉(zhuǎn)動支撐軸4轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動支撐軸4將殼體3調(diào)向,先進(jìn)行調(diào)向，再開啟驅(qū)動電機5，則能實現(xiàn)球體I向指定方向前進(jìn)或后退；
[0039]本球形機器人的驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，采用機械傳動的方式，易于控制，穩(wěn)定性好，且動力強，可全向移動，可原地改變運動方向，適用性強。
[0040]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種球形機器人，其特征在于，包括球體，所述球體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動腔室，所述驅(qū)動腔室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置； 所述驅(qū)動裝置包括殼體，所述殼體的邊緣處固定連接有對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動支撐軸，所述轉(zhuǎn)動支撐軸與所述球體轉(zhuǎn)動連接，所述殼體上固定連接有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子固定連接有太陽輪，所述殼體固定連接有呈環(huán)形的內(nèi)齒輪，所述太陽輪設(shè)于所述內(nèi)齒輪的中心處，所述太陽輪與所述內(nèi)齒輪之間設(shè)有多個均勻分布的行星輪，所述行星輪分別與所述太陽輪和所述內(nèi)齒輪相嚙合，所述行星齒輪套接于轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸與所述殼體固定連接; 所述球體內(nèi)設(shè)有調(diào)向電機，所述調(diào)向電機的轉(zhuǎn)子連接有主動輪，所述轉(zhuǎn)動支撐軸上穿接有從動輪，所述主動輪與所述從動輪相互嚙合，所述球體內(nèi)設(shè)有用于存放所述調(diào)向電機、所述主動輪和所述從動輪的腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形機器人，其特征在于，所述驅(qū)動電機穿接與所述殼體的中心處，所述驅(qū)動電機的外殼與所述殼體固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形機器人，其特征在于，所述殼體呈長方體形，所述驅(qū)動腔室呈圓筒狀，所述殼體的外徑小于所述驅(qū)動腔室的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形機器人，其特征在于，所述內(nèi)齒輪的外徑不大于所述殼體的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形機器人，其特征在于，所述驅(qū)動腔室設(shè)于所述球體的中心處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形機器人，其特征在于，所述太陽輪與所述內(nèi)齒輪之間設(shè)有三個均勻分布的行星輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形機器人，其特征在于，所述球體上包裹有防滑層。
【文檔編號】B62D57/02GK203937752SQ201420384892
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】錢鋮 申請人:錢鋮