[发明专利]一种自带动力的单层万向球

说明书

本发明一种带有动力的单层万向球，主要包括：球体、轨道、压重车、轨道电动机、压重车电动机、遥控发射电路、遥控接收电路、电池等元件，通过遥控接收电路启动轨道电动机，控制万向球走向，通过遥控接收电路启动压重车电动机，沿轨道内齿轮爬行，带动万向球向前行走，装置了这些元件的万向球，用途巨大，前景广泛，特别适用于自动化车辆装置与机器人行走机构的改变。

技术领域

本发明涉及机电一体化技术，特别涉及一种带有动力的万向球技术。

背景技术

当前机器人行走机构一般有跨步式与轮式二种，轮式行走机构通常由带有动力的轮子与万向轮配对，改变方向时，带有动力的轮子率先调整，万向轮配合执行，这样的行走机构在既需要移动又需要平衡负载时，结构上需要配置二只动力轮，二只配合执行的万向轮。本发明的万向球，球体内安装了动力系统，可以自己驱动按程序行走，也可以通过遥控按控制人要求路线行走，特别在既需要移动又需要平衡负载时，可以减少一只轮子，稳定又灵活，对自动化设计与机器人设计带来了更多的选择。

发明内容

本发明主要由球体、轨道、压重车、轨道电动机、压重车电动机、遥控发射电路、遥控接收电路、电池组成。其中：球体内安装轨道，压重车安装在轨道上，轨道电动机固定在球体顶或底的位置，压重车电动机固定在压重车内，遥控接收电路分别连接轨道电动机、压重车电动机，电池供应整个电路能源。

所述本发明工作原理是：按遥控发射按纽，无线接收模块接收到信号，经放大、变频、滤波后启动连接电池的轨道电动机，轨道电动机中的带动齿轮啮合轨道控制齿轮转动，从动转轮配合旋转，校准轨道要走的路径后轨道电动机停止工作；继续按发射按纽，连接压重车的无线接收模块被启动，电池电源接通集电沿，通过电拖连接压重车电动机，压重车电动机带动压重车动力齿轮转动，啮合轨道齿轮向前（向上）爬行，由于万向球接触地面只有一个点，压重车与万向球地面这个点差别一个角度时，压重块下面悬空，因此驱动万向球向前滚动，寻找下一个接触地面的点，当万向球前行的路径上碰到障碍物停止时，压重车继续沿着轨道向前（向上），高位的压重车加大了重力，促使万向球超越障碍，但当障碍的高度超过万向球体积的三分之二高度时，压重车高度越过了最佳重力压迫角度后，继续前行的压重车反而减轻了对万向球的压迫力量，这时万向球就不再前行。

所述万向球球体外形为二个半球型，材质钢性金属，厚5毫米，外层球体四边留有导磁孔，顶或底部装置一个充电插头，圆沿口有螺纹。

所述轨道外形环型，轨道中间有内齿轮，二边加工槽口，槽口下沿有集电沿，轨道中间顶或底部位安装电池，电池上面固定轨道电动机，电动机连接带动齿轮，带动齿轮啮合轨道控制齿轮，轨道中间另一端底或顶安装从动轮，带动齿轮、轨道电动机与从动转轮分别与万向球球体固定。

所述压重块外型方形，钢性金属材质，中大型压重块重量5公斤以上。

所述压重车的压重块装置在车架上，压重车电动机装置在车架下，压重车电动机带动压重车动力齿轮，车架两边是槽牙，槽牙后面装置电拖。

所述导磁孔直径20毫米，分布在球体四边，当有载荷时，三分之二球体被负载屏蔽，均匀分布四边的导磁孔，总有一到二个未被遮蔽，接收遥控器发射的信号。

所述集电沿“T”型，一端固定于槽口，一端嵌入截面葫芦状的裸铜导线。

所述电拖外形凹槽型，碳质材料，凹槽口套入导线。

所述压重车电动机选择市场上供应的直流无刷电机，机身长度35毫米，额定转速3000转，电压12伏。

所述轨道电动机选择市场上通用的BC080S外转子无刷电机，机身直径25毫米，额定转速1200转，电压12伏。

所述遥控器选用市场上通用的四路无线遥控自动化开关，这种遥控产品价格实惠，性能稳定，传输距离远，符合本发明对遥控工具的要求。