[发明专利]头部驱动组件及球形机器人

说明书

本发明公布了一种头部驱动组件，位于球形机器人的球体内，用于控制所述球形机器人的头部，所述头部驱动组件包括旋转基座、摇杆机构及盾，所述旋转基座安装于所述球体内的主支架上，所述旋转基座上固定有第一转轴，所述摇杆机构一端连接所述第一转轴，另一端连接所述盾，所述旋转基座带动所述摇杆机构及所述盾以所述主支架为旋转中心旋转，并且所述摇杆机构及所述盾以所述第一转轴为支点相对所述主支架摆动，所述盾抵接所述球体的内表面并磁性连接所述头部，所述盾与所述摇杆机构转动连接，所述头部与所述盾相对静止从而使所述头部通过所述盾在所述球体表面自旋转。本发明还公布了一种球形机器人。头部位置可变，满足家庭机器人的使用要求。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种头部驱动组件及球形机器人。

背景技术

球形机器人是指利用球体的滚动实现运动的机器人，可以实现全方位运动，与地面是单点接触，摩擦阻力小，能量利用效率高，并且具有不倒翁特性，可以避免常规的机器人容易出现的倾倒失稳现象。机器人的重要部件均包容在球体内部，受到球体外壳良好的保护，不容易因破坏而失效。采取合适的密封措施，可以使球形机器人的外壳具备防水能力，进而在较为恶劣的天气条件下使用，具有全天候的适应能力。进一步的，球形机器人一般还包括设于球体外部的头部，头部搭载功能器件实现摄像头等功能器件以实现智能化的人机交流功能，同时提高了球形机器人给用户的亲和感，使其可以作为家庭机器人使用。

现有技术中，球形机器人的头部直接固定在球体外部，在球形机器人的静止状态下，头部没有自由度，即头部无法在球体表面相对球体运动，人机交流功能的用户体验较低，头部位置无法根据内置的功能器件的工作要求变化，球形机器人智能化较低，无法满足家庭机器人的使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种头部驱动组件及球形机器人，用以解决现有技术中在球形机器人的静止状态下，头部无法在球体表面相对球体运动，人机交流功能的用户体验较低，头部位置无法根据内置的功能器件的工作要求变化，球形机器人智能化较低，无法满足家庭机器人的使用要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种头部驱动组件，位于球形机器人的球体内，用于控制所述球形机器人的头部，所述头部驱动组件包括旋转基座、摇杆机构及盾，所述旋转基座安装于所述球体内的主支架上，所述旋转基座上固定有第一转轴，所述摇杆机构一端连接所述第一转轴，另一端连接所述盾，所述旋转基座带动所述摇杆机构及所述盾以所述主支架为旋转中心旋转，并且所述摇杆机构及所述盾以所述第一转轴为支点相对所述主支架摆动，所述盾抵接所述球体的内表面并磁性连接所述头部，所述盾与所述摇杆机构转动连接，所述头部与所述盾相对静止从而使所述头部通过所述盾在所述球体表面自旋转。

进一步，所述盾包括盾盘、盾转动齿轮及盾驱动齿轮，所述盾盘包括相对设置的第一侧与第二侧，所述第一侧设有磁性装置用于磁性连接所述头部，所述第二侧固定安装所述盾转动齿轮，所述盾驱动齿轮固定安装于所述摇杆机构上并与所述盾转动齿轮啮合，用于驱动所述盾盘转动。

进一步，所述旋转基座包括第一支架、第一主动齿轮及第一从动齿轮，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相互啮合，所述第一主动齿轮旋转控制所述第一从动齿轮旋转，所述第一支座固定于所述第一从动齿轮背离所述主支架一侧，并固定所述第一转轴。

进一步，所述第一支座包括固定座、位于所述固定座一侧的一对固定架，所述第一支座通过所述固定座固定于所述第一从动齿轮上，所述摇杆机构的所述第一转轴固定于一对所述固定架之间，从而使所述摇杆机构转动连接所述第一支座，所述导向支架通过所述固定架固定于所述第一支座上。

进一步，所述头部驱动组件还包括导向支架，所述导向支架固定连接所述第一支座，所述导向支架设有弧形导轨，并且所述弧形导轨的曲率圆心位于所述球体的球心，所述摇杆机构上设有与所述弧形导轨配合的导向轮，所述导向支架用于限制盾与所述球体内表面的间距。