[发明专利]半球差动可伸缩式球形机器人

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机器人，具体地说是球形机器人。

背景技术

随着现代机器人技术的飞速发展，各种各样的机器人投入到了实际使用当中。其中，球形机器人具有良好的动态和静态平衡性，不会因为碰撞和跌落产生失稳状态，以及高机动性、灵活性等特点。目前，国内外也已经研究出很多结构不同的球形机器人，但是现有的球形机器人都是半球不可伸缩式的，因此，在某些特殊环境和场合里极大地限制住了球形机器人的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于娱乐、运输、探测、消防、灾难救援以及太空探索等领域的半球差动可伸缩式球形机器人。

本发明的目的是这样实现的：

本发明半球差动可伸缩式球形机器人，其特征是：包括第一外壳半球机构、第二外壳半球机构，第一外壳半球机构包括外壳半球壳体、伸缩机构部分、驱动部分；驱动部分包括车体架，车体架上安装驱动电机和蜗轮蜗杆减速箱，驱动电机和蜗轮蜗杆减速箱的输入轴相连；伸缩机构包括十字形伸缩管连架、十字形伸缩电机架、外壳连接架，十字形伸缩管连架的四个支出的边上分别安装第一-第四外伸缩管，十字形伸缩电机架的四个支出的边上分别安装第一-第四内伸缩管，第一-第四内伸缩管分别安装在第一-第四外伸缩管里、并可分别沿第一-第四外伸缩管往复移动，十字形伸缩电机架的中心位置安装伸缩电机，伸缩电机连接伸缩丝杠，伸缩丝杠穿过十字形伸缩管连架的中心并与其螺纹传动配合，蜗轮蜗杆减速箱的输出轴与十字形伸缩电机架固连，第一-第四外伸缩管均与外壳连接架固连，外壳连接架与外壳半球壳体的内表面固连；第二外壳半球机构与第一外壳半球机构结构相同，第一外壳半球机构的车体架与第二外壳半球机构的车体架固连在一起，当第一外壳半球机构和第二外壳半球机构的伸缩机构处于收缩状态时，第一外壳半球机构的外壳半球壳体和第二外壳半球机构的外壳半球壳体相连形成球体。

本发明还可以包括：

1、第一外壳半球机构的外壳半球壳体的断面和第二外壳半球机构的外壳半球壳体的断面上均安装密封圈，当第一外壳半球机构的外壳半球壳体和第二外壳半球机构的外壳半球壳体相连形成球体时，密封圈将球体密封；第一外壳半球机构的外壳半球壳体上和第二外壳半球机构的外壳半球壳体上沿圆周方向分别安装有外部小轮。

2、第一外壳半球机构的驱动电机与第二外壳半球机构的驱动电机的位置相差180度。

本发明的优势在于：本发明是一种基于丝杠传动原理的可伸缩式球形机器人。通过球体内伸缩机构的收缩与张开可以实现机器人外部半球的合紧与分离，从而提高了球形机器人的越障能力及扩展应用能力等。机器人内收缩机构可以实现完全收缩，机器人的两个半球处于合紧状态，从而将机器人内部与外界隔绝，使机器人处于封闭状态，具有隔水隔热隔绝外部空气的功能。机器人的伸缩机构采用双十字形四伸缩杆结构设计，增大了机器人在行进时所能承受的最大载荷，并且提高了机器人滚动前进时的内部结构的稳定性与可靠性。该伸缩球形机器人用途广泛，通过搭载不同的传感器等，能够实现相应的执行现场任务的技术应用需求。该球形机器人通过外壳半球的分离，除了可以提高越障通行能力外，在半球打开后还可以将球体内所携带的物品完全释放出来，这在作为运输机器人方面有极大的实用价值，因此，做为火灾、地震等灾难救援机器人，可将所携带的救援物品及时方便地送达到被困人员处。本发明还可作为娱乐机器人、家庭服务机器人，可在其使用完毕后自行收缩回球形。当机器人内收缩机构处于完全收缩状态时，机器人的两个半球处于合紧状态，可以将内部与外界完全隔绝，具有隔水隔热等功能，因此本发明还可以作为星球探测机器人，当机器人进入安全环境后，机器人半球才完全打开，机器人球体内携带的各种探测传感器可以对所在星球环境进行充分探测。因此，本发明中的半球差动可伸缩式球形机器人有良好的研究和应用发展前景。

附图说明

图1为本发明处于合紧状态时传动关系全剖示意图；

图2为本发明处于完全张开状态时传动关系全剖示意图；

图3为本发明外部小轮安装布置示意图；

图4a为机器人伸缩机构部分I全剖示意三视图a；图4b为机器人伸缩机构部分I全剖示意三视图b；图4c为机器人伸缩机构部分I全剖示意三视图c；