一種球形機器人的製作方法
2023-06-18 19:32:06 1
一種球形機器人的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及智能設備領域，具體而言，涉及一種球形機器人，包括球體，球體內設有驅動腔室，驅動腔室內設有驅動裝置；驅動裝置包括殼體，殼體的邊緣處固定連接有對稱設置的轉動支撐軸，轉動支撐軸與球體轉動連接，殼體上固定連接有驅動電機，驅動電機的轉子固定連接有太陽輪，殼體固定連接有呈環形的內齒輪，太陽輪與內齒輪之間設有多個均勻分布的行星輪，行星輪分別與太陽輪和內齒輪相嚙合；球體內設有調向電機，調向電機的轉子連接有主動輪，轉動支撐軸上穿接有從動輪。本實用新型提供的該球形機器人的驅動裝置結構簡單，操控方便，採用機械傳動的方式，易於控制，穩定性好，且動力強，可全向移動，可原地改變運動方向，適用性強。
【專利說明】一種球形機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能設備領域，具體而言，涉及一種球形機器人。
【背景技術】
[0002]球形機器人是指一類驅動系統位於球殼(或球體)內部，通過內驅動方式實現球體運動的機器人，其中，驅動系統的驅動方式多種多樣，主要包括以下幾種:
[0003](I)利用改變機器內部重心實現球體運動:通過內部電機驅動質量塊，調整球體重心，實現球體的滾動，其缺點為內部控制複雜，且驅動力弱，幾乎不能越障；
[0004](2)內置車驅動:在內部防止一個電動車，利用車的行駛壓迫球體內部，通過控制車的運動來實現對球的間接控制，其缺點為顛簸或墜落後易失控；
[0005](3)陀螺控制驅動:依靠內部陀螺保持姿態的原理，通過電機驅動陀螺轉軸，利用其恢復垂直的恢復力提供動力，其缺點為不能原地轉彎，動力差，陀螺必須始終高速轉動，能耗大；
[0006](4)偏心質量塊驅動:通過調整和改變機器人重心位置，產生偏心力矩使機器人轉動，其缺點為機器人工作效率不高，橫滾動有死角，不具有全向滾動能力；
[0007](5)風驅動:藉助控制自身外形藉助風力驅動，其缺點為環境要求高，控制複雜。
[0008]總之，目前常用的驅動方式中，均存在不同的缺點，主要體現在控制、動力、能耗等方面。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的在於提供一種球形機器人，以解決上述的問題。
[0010]在本實用新型的實施例中提供了一種球形機器人，包括球體，所述球體內設有驅動腔室，所述驅動腔室內設有驅動裝置；
[0011]所述驅動裝置包括殼體，所述殼體的邊緣處固定連接有對稱設置的轉動支撐軸，所述轉動支撐軸與所述球體轉動連接，所述殼體上固定連接有驅動電機，所述驅動電機的轉子固定連接有太陽輪，所述殼體固定連接有呈環形的內齒輪，所述太陽輪設於所述內齒輪的中心處，所述太陽輪與所述內齒輪之間設有多個均勻分布的行星輪，所述行星輪分別與所述太陽輪和所述內齒輪相嚙合，所述行星齒輪套接於所述轉軸上，所述轉軸與所述殼體固定連接；
[0012]所述球體內設有調向電機，所述調向電機的轉子連接有主動輪，所述轉動支撐軸上穿接有從動輪，所述主動輪與所述從動輪相互嚙合，所述球體內設有用於存放所述調向電機、所述主動輪和所述從動輪的腔室。
[0013]進一步的，所述驅動電機穿接與所述殼體的中心處，所述驅動電機的外殼與所述殼體固定連接。
[0014]進一步的，所述殼體呈長方體形，所述驅動腔室呈圓筒狀，所述殼體的外徑小於所述驅動腔室的內徑。
[0015]進一步的，所述內齒輪的外徑不大於所述殼體的外徑。
[0016]進一步的，所述驅動腔室設於所述球體的中心處。
[0017]優選的，所述太陽輪與所述內齒輪之間設有三個均勻分布的行星輪。
[0018]進一步的，所述球體上包裹有防滑層。
[0019]本實用新型實施例提供的一種球形機器人，球體的前後運動，驅動電機固定在殼體上,驅動電機的轉子轉動，帶動太陽輪轉動，太陽輪驅動行星輪轉動，從而帶動內齒輪反向轉動，其中，內齒輪固定在殼體上，這樣轉子提供的動力最終作用在了驅動電機的外殼上，根據運動的相對性，相當於轉子不動，驅動電機的外殼繞轉子轉動，最終驅動力通過殼體傳遞給球體，藉助球體表面與地面的摩擦力實現球體的前進和後退；
[0020]球體的轉向運動,調向電機帶動主動輪轉動，主動輪驅動從動輪，從動輪帶動轉動支撐軸轉動，轉動支撐軸將殼體調向，先進行調向，再開啟驅動電機，則能實現球體向指定方向前進或後退；
[0021]本球形機器人的驅動裝置結構簡單，操控方便，採用機械傳動的方式，易於控制，穩定性好，且動力強，可全向移動，可原地改變運動方向，適用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1示出了本實用新型實施例所述的球形機器人的球體的剖視圖；
[0023]圖2示出了本實用新型實施例所述的球形機器人的驅動裝置的結構示意圖；
[0024]圖3示出了本實用新型實施例所述的球形機器人的驅動裝置的剖視圖。
[0025]圖中:
[0026]1、球體；2、驅動腔室；3、殼體；4、轉動支撐軸；5、驅動電機；6、轉子；7、太陽輪；8、內齒輪；9、行星輪；10、轉軸；11、調向電機；12、主動輪；13、從動輪；14、空槽。
【具體實施方式】
[0027]下面通過具體的實施例子並結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0028]如圖1-3所示，一種球形機器人，包括球體1，球體I內設有驅動腔室2，驅動腔室2內設有驅動裝置；
[0029]驅動裝置包括殼體3，殼體3的邊緣處固定連接有對稱設置的轉動支撐軸4，轉動支撐軸4與球體I轉動連接，殼體3上固定連接有驅動電機5，驅動電機5的轉子6固定連接有太陽輪7，殼體3固定連接有呈環形的內齒輪8，太陽輪7設於內齒輪8的中心處，太陽輪7與內齒輪8之間設有多個均勻分布的行星輪9，行星輪9分別與太陽輪7和內齒輪8相嚙合，行星齒輪套接於轉軸10上，轉軸10與殼體3固定連接；
[0030]球體I內設有調向電機11，調向電機11的轉子6連接有主動輪12，轉動支撐軸4上穿接有從動輪13，主動輪12與從動輪13相互嚙合，球體I內設有用於存放調向電機11、主動輪12和從動輪13的腔室。
[0031]驅動電機5穿接與殼體3的中心處，驅動電機5的外殼與殼體3固定連接。驅動電機5設置在殼體3的中心處，使其產生的驅動力對與球體I的驅動更加均勻，即前進或後退的驅動力相同。
[0032]殼體3呈長方體形，驅動腔室2呈圓筒狀，殼體3的外徑小於驅動腔室2的內徑。殼體3在驅動腔室2內能夠實現360°旋轉，使球體I實現全向轉動。
[0033]內齒輪8的外徑不大於殼體3的外徑。優選的內齒輪8的整體的尺寸與殼體3的尺寸相同，在調向過程中，內齒輪8不影響殼體3的旋轉。
[0034]驅動腔室2設於球體I的中心處。在驅動裝置控制球體I前進過程中，保證其能勻速前進。優選的，太陽輪7與內齒輪8之間設有三個均勻分布的行星輪9。行星齒輪均勻分布，使得驅動力分布的更加均勻。
[0035]球體I上包裹有防滑層。優選的，在防滑層上設置用於增大摩擦的凹凸紋路，防滑層具有較強的摩擦力，對於環境的適應能力強。
[0036]球形機器人的球體I內設有用於存放控制電路及電源的空槽14，將控制裝置及電源置於空槽14內，且與電機連接，其中，控制電機採用遠程遙控的控制方式，通過控制電機的正、反轉及轉速等性能，從而實現對球形機器人的控制，其中，球體I內可以設置兩個調向電機11，用於分別控制兩個轉動支撐軸4的旋轉，可以提供更強的動力，使轉向控制更加迅速。
[0037]上述實施例提供的一種球形機器人，球體I的前後運動，驅動電機5固定在殼體3上，驅動電機5的轉子6轉動,帶動太陽輪7轉動,太陽輪7驅動行星輪9轉動,從而帶動內齒輪8反向轉動，其中，內齒輪8固定在殼體3上，這樣轉子6提供的動力最終作用在了驅動電機5的外殼上,根據運動的相對性,相當於轉子6不動,驅動電機5的外殼繞轉子6轉動，最終驅動力通過殼體3傳遞給球體1，藉助球體I表面與地面的摩擦力實現球體I的前進和後退；
[0038]球體I的轉向運動，調向電機11帶動主動輪12轉動，主動輪12驅動從動輪13，從動輪13帶動轉動支撐軸4轉動,轉動支撐軸4將殼體3調向,先進行調向，再開啟驅動電機5，則能實現球體I向指定方向前進或後退；
[0039]本球形機器人的驅動裝置結構簡單，操控方便，採用機械傳動的方式，易於控制，穩定性好，且動力強，可全向移動，可原地改變運動方向，適用性強。
[0040]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種球形機器人，其特徵在於，包括球體，所述球體內設有驅動腔室，所述驅動腔室內設有驅動裝置； 所述驅動裝置包括殼體，所述殼體的邊緣處固定連接有對稱設置的轉動支撐軸，所述轉動支撐軸與所述球體轉動連接，所述殼體上固定連接有驅動電機，所述驅動電機的轉子固定連接有太陽輪，所述殼體固定連接有呈環形的內齒輪，所述太陽輪設於所述內齒輪的中心處，所述太陽輪與所述內齒輪之間設有多個均勻分布的行星輪，所述行星輪分別與所述太陽輪和所述內齒輪相嚙合，所述行星齒輪套接於轉軸上，所述轉軸與所述殼體固定連接; 所述球體內設有調向電機，所述調向電機的轉子連接有主動輪，所述轉動支撐軸上穿接有從動輪，所述主動輪與所述從動輪相互嚙合，所述球體內設有用於存放所述調向電機、所述主動輪和所述從動輪的腔室。
2.根據權利要求1所述的球形機器人，其特徵在於，所述驅動電機穿接與所述殼體的中心處，所述驅動電機的外殼與所述殼體固定連接。
3.根據權利要求1所述的球形機器人，其特徵在於，所述殼體呈長方體形，所述驅動腔室呈圓筒狀，所述殼體的外徑小於所述驅動腔室的內徑。
4.根據權利要求3所述的球形機器人，其特徵在於，所述內齒輪的外徑不大於所述殼體的外徑。
5.根據權利要求1所述的球形機器人，其特徵在於，所述驅動腔室設於所述球體的中心處。
6.根據權利要求1所述的球形機器人，其特徵在於，所述太陽輪與所述內齒輪之間設有三個均勻分布的行星輪。
7.根據權利要求1所述的球形機器人，其特徵在於，所述球體上包裹有防滑層。
【文檔編號】B62D57/02GK203937752SQ201420384892
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】錢鋮 申請人:錢鋮