[发明专利]球形机器人

权利要求书

1.一种球形机器人，其特征在于，包括头部组件和可相对于所述头部组件转动的球形本体；所述球形本体包括球壳、设于所述球壳中心区域的连接部、连接于所述球壳与所述连接部之间的行走驱动机构；所述行走驱动机构包括绕所述连接部摆动的驱动臂，所述驱动臂一端设有与所述球壳接触的驱动轮，通过所述驱动轮与所述球壳之间的摩擦力驱动所述球形机器人行走，通过改变所述驱动臂相对于所述连接部的摆动位置，以改变所述球形机器人的行走速度；所述连接部之远离所述行走驱动机构的一侧设有头部驱动组件，所述头部驱动组件包括导轨组件、驱动单元和盾，所述驱动单元连接所述导轨组件及所述盾，所述盾上设置有第一磁体，所述头部组件上相应设置有第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体相吸引使得所述头部组件贴附于所述球壳外表面，所述驱动单元驱动所述盾在所述导轨组件上移动，以使得所述头部组件在所述球壳的外表面运动。

2.根据权利要求1所述的一种球形机器人，其特征在于，所述球壳外设有多个凸点，所述多个凸点相间隔地分布于所述球壳外壁，所述多个凸点之间形成凹陷，所述凹陷为所述球形机器人越障时提供支撑点及防止所述球壳打滑。

3.根据权利要求1所述的一种球形机器人，其特征在于，所述球形本体具有上半球腔和下半球腔，所述下半球腔内容置固定支架，所述固定支架与所述球壳之间通过支撑轮连接，以便于所述固定支架与所述球壳之间相对转动；

所述固定支架包括支撑轴，所述支撑轴沿所述球壳的中心轴延伸，所述连接部设于所述支撑轴一端且位于所述上半球腔与所述下半球腔的交界处；所述驱动臂为一对，关于所述支撑轴对称分布，所述驱动轮与所述下半球腔内壁接触；所述头部驱动组件连接于所述连接部与所述上半球腔内壁之间，通过在所述上半球腔内摆动使得所述头部组件在所述球壳外壁滑动。

4.根据权利要求3所述的一种球形机器人，其特征在于，所述行走驱动机构还包括固连于所述连接部且沿所述支撑轴方向延伸的伸缩驱动部和连接于所述驱动轮的第一电机，所述第一电机用于驱动所述驱动轮旋转，以带动所述球形机器人行走；所述驱动臂与所述伸缩驱动部之间设有第一连杆，所述伸缩驱动部推动所述第一连杆相对于所述连接部做往复运动，带动所述驱动臂绕所述连接部摆动，以调整所述驱动轮与所述球壳内壁的接触位置进而调节所述球形机器人的行走速度。

5.根据权利要求4所述的一种球形机器人，其特征在于，所述伸缩驱动部包括第一导轨、将所述第一导轨固定于所述连接部的导轨固定件、套设于所述第一导轨上的第一连接件及设于所述第一导轨远离所述连接部的一端的第二电机，所述第二电机用以驱动所述第一连接件沿所述第一导轨滑动；

所述第一连杆包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别转动连接于所述第一连接件和所述驱动臂；所述第一连接件沿所述第一导轨滑动，带动所述第一连杆相对于所述连接部做往复运动，且带动所述驱动臂绕所述连接部摆动。

6.根据权利要求5所述的一种球形机器人，其特征在于，所述驱动轮与所述驱动臂之间设有弹性连接件，所述弹性连接件沿着所述驱动臂方向伸缩，在所述球形机器人运动过程中起到缓冲保护作用及为所述驱动轮与所述球壳之间提供接触压力的作用。

7.根据权利要求3所述的一种球形机器人，其特征在于，所述固定支架还包括连接于所述连接部相对两侧的一对环形支架，所述环形支架包括相对设置的第三端和第四端，所述球形本体还包括关于所述支撑轴对称分布的一对控制力矩陀螺系统；所述驱动臂夹设于所述一对控制力矩陀螺系统之间；所述控制力矩陀螺系统通过偏摆轴转动连接于所述第三端、所述第四端之间；所述球形机器人受到干扰力矩时，通过控制所述驱动臂摆动，以控制所述球形机器人的行走速度，再控制所述控制力矩陀螺系统偏摆来提高所述球形机器人的稳定性及增加进动力矩。