[实用新型]球壳、行走装置和球形机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种球壳、具有所述球壳的行走装置，及具有所述行走装置的球形机器人。

背景技术

球形机器人是一种由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成的、能自动执行工作的机器。球形机器人在科学探索、工业生产、野外作业、反恐及救援以及社会服务等方面具有广阔的应用前景。

球形机器人在行走过程中会遇到楼梯、坡地、凸起路障等复杂路况。现有技术中的机器人爬坡、越障的能力不强，无法在复杂路况下有效行进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种球壳、具有所述球壳的行走装置，及具有所述行走装置的球形机器人，解决了球形机器人无法有效爬坡、越障和上台阶的技术问题。

一种球壳，应用于球形机器人，所述球壳包括呈中空球形的支撑层，所述支撑层上设有多个均匀分布的凸起部。

其中，所述支撑层的外表面为足球表面，所述足球表面由多个五边形与多个六边形拼合而成，每个所述五边形的顶点处均设有一个所述凸起部，每个所述六边形的顶点及中心处均设有一个所述凸起部。

其中，所述支撑层具有中心轴，所述支撑层的外表面上具有沿所述中心轴等距平行排列的多个圆周，每个所述圆周上设有多个等距分布的所述凸起部。

其中，所述凸起部为空心。

其中，所述支撑层的内表面贴附有摩擦层。

其中，所述支撑层外包覆有缓冲层。

其中，所述缓冲层外包覆有耐磨层。

一种行走装置，应用于球形机器人，所述行走装置包括上述的球壳，还包括收容在所述球壳内部的驱动机构，所述驱动机构与所述球壳内壁相接触。

一种球形机器人，包括头部组件，所述球形机器人还包括上述的行走装置，所述头部组件可沿所述行走装置的表面相对所述行走装置转动。

由此，本实用新型的方案，通过在球壳的支撑层上设置多个均匀分布的凸起部，以向球壳提供均匀的多点支撑。当球壳在地面滚动时，若干凸起部就会与地面相抵持。若遇到路障，凸起部就能够卡持在路障突起或台阶上，给球壳提供一个支点；相邻的其他凸起部同时提供支撑力和摩擦力。在若干凸起部的卡持、支撑及摩擦的共同作用下，球形机器人就能够成功翻越路障或台阶。本实用新型的方案，能够使球形机器人沿各个方向任意平稳滚动。

附图说明

为更清楚地阐述本实用新型的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本实用新型实施例的机器人的整体结构示意图；

图2是图1中的球壳的结构示意图；

图3是图1中的球壳的凸起部的另一种分布结构示意图；

图4是图2中的球壳的剖面结构示意图；

图5是图4中I处的局部放大结构示意图；

图6是图2中的缓冲层的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的球壳越障的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种球形机器人10，包括头部组件11和行走装置12。行走装置12的外形为球形，可沿空间内的任意方向转动。头部组件11可沿行走装置12的球形表面相对行走装置12任意转动。因此，本实施例的球形机器人10实质是球形机器人。

其中，如图1所示，行走装置12包括球壳120。球壳120呈球形，内部收容有驱动球壳120转动的驱动机构(图未示)，所述驱动机构与球壳120内壁相接触，以对球壳120施加作用力，使球壳120发生转动。即本行走装置12是采用内驱动的方式。此种驱动方式，将所述驱动机构内置于球壳120内部，能起到很好地防护作用。

如图2所示，球壳120包括呈中空球形的支撑层121，支撑层121起到支撑头部组件11和球壳120内部的所述驱动机构的作用。

支撑层121可以是不易变形的刚性层，可采用高强度、高弹性模量、质轻的材料制造，如凯夫拉(聚对苯二甲有酰对苯二胺)、PBO纤维(聚对苯撑苯并二噁唑纤维)、玻璃钢或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。刚性的支撑层121结构强度大，具备高承载能力，能够很好的支撑较重的头部组件11及所述驱动机构。