[发明专利]球形机器人

说明书

本发明提供了一种球形机器人，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可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壳行走，通过改变所述驱动臂相对于所述连接部的摆动位置，以改变所述球壳行走速度；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，所述头部驱动组件驱动所述头部组件在所述球壳的外表面运动。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种球形机器人。

背景技术

球形机器人是指利用球形本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形本体内部，受到球形本体外壳良好的保护，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形本体外部的头部组件，头部组件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

球形机器人由于受限于滚动的行走方式，往往运动稳定性不高，而且越障爬坡能力不强，这使得球形机器人在人们的生活领域(如具有大于30度的斜坡或楼梯等障碍)或某些凹凸不平的场地的应用受到极大的限制。

因此，如何提高球形机器人的越障爬坡能力，以增加球形机器人的应用场景和运动稳定性，为业界人士重点研究课题。

发明内容

针对以上的问题，本发明的目的是提供一种球形机器人，能提高球形机器人的越障爬坡能力，以增加球形机器人的应用场景和运动稳定性。

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种球形机器人，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。

一种实施方式中，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。

一种实施方式中，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。