[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0026]實施例1:
[0027]如圖1和圖2所示，本實施例中所提供的一種單球運動式的代步機器人，包括機器人主體與伺服控制系統(tǒng)，所述的機器人主體主要包括基座平臺I以及承載平臺2，其中所述的承載平臺2位于基座平臺I的上方，且通過均布在基座平臺I上的緩沖元件3進行支撐，在上述的基座平臺I上設有三個夾桿4，該夾桿4位于基座平臺I的下方，且共同圍成一個球體空腔5，且在每個夾桿4的底端均設有一個球面形狀的支撐點6，上述的三個支撐點6在空間水平位置上共同構(gòu)成一個基準平面7，在上述球體空腔5內(nèi)設有球體8，該球體8架在上述的三個支撐點6上，且其底部的曲面部分始終低于上述的基準平面7 ;所述伺服控制系統(tǒng)主要包括結(jié)合有倒立擺控制系統(tǒng)的控制器部分9以及受該控制器部分9控制的三組伺服電機10，其中所述的控制器部分9固定在上述的承載平臺2上，所述的三組伺服電機10均勻排布，且其各電機軸上均聯(lián)接有一個全向輪11，每個全向輪11的輪轂上的其中一個從動輪12始終與球體8表面相貼合；在上述的承載平臺2上還設有能夠?qū)C器人主體的平衡姿態(tài)以及位移進行實時監(jiān)測，且與上述的伺服控制系統(tǒng)信號連接的傳感器組件13。
[0028]上述位于承載平臺2與基座平臺I兩者之間的緩沖元件3是緩沖氣缸14與橡膠緩沖柱15的組合結(jié)構(gòu)。
[0029]上述中所提供的一種單球運動式的代步機器人，其結(jié)構(gòu)中的傳感器組件13對機器人主體的平衡姿態(tài)以及位移進行實時監(jiān)測，通過將上述監(jiān)測到的數(shù)據(jù)參數(shù)進行信號反饋至所述伺服控制系統(tǒng)中結(jié)合有倒立擺控制系統(tǒng)的控制器部分9，所述控制器部分9通過PLC運算來實現(xiàn)對三組伺服電機10的控制，保證機器人主體保持自平衡；如機器人主體將傾斜時，倒立擺控制系統(tǒng)能夠分析出其具體傾斜方向及角度，并通過驅(qū)動對應伺服電機10來調(diào)節(jié)對應全向輪11的旋轉(zhuǎn)速度，使機器人主體恢復平衡。同時，上述的機器人主體以一顆能夠在空間上任意滾動的球體8來替代傳統(tǒng)的滾輪來進行移動，有效地避免了傳統(tǒng)代步機器人因采用滾輪而存在全方位轉(zhuǎn)動靈活差的技術(shù)缺陷。
[0030]實施例2:
[0031]本實施例中所提供的一種單球運動式的代步機器人，其大體結(jié)構(gòu)與實施例1相一致，如圖3所示，但是本實施例中在所述的承載平臺2上增設有支架16，在該支架16的安裝臺面上固定有360度全景攝像頭組件17以及無線信號接收器18 ;上述的360度全景攝像頭組件17以及無線信號接收器18均與上述伺服控制系統(tǒng)的控制器部分9信號連接。
[0032]上述實施方案中當機器人主體進入遙控模式時，其可通過頂上的無線信號接收器18接收信號進行運轉(zhuǎn)，并由360度全景攝像頭組件17來識別判斷目前方位，進而向目標移動。
[0033]實施例3:
[0034]本實施例中所提供的一種單球運動式的代步機器人，其大體結(jié)構(gòu)與實施例2相一致，如圖4和圖5所示，但是本實施例中所述的機器人主體還包括橡膠防撞圈19，該橡膠防撞圈19套設在上述的基座平臺I外，且通過均勻分布在上述基座平臺I與橡膠防撞圈19兩者之間的連接筋板20進行固定定位。
[0035]本實施方案中位于機器人主體外圈的橡膠防撞圈19，當出現(xiàn)意外，機器人主體撞上物體時，其橡膠防撞圈19可以緩沖沖擊，保護機器人主體。
[0036]實施例4:
[0037]本實施例中所提供的一種單球運動式的代步機器人，其大體結(jié)構(gòu)與實施例3相一致，如圖6所示，但是本實施例中所述的夾桿4呈可拆卸式的分段結(jié)構(gòu)，且沿其長度方向折彎出與上述球體8相對應的弧度。上述中所述機器人主體的夾桿4采用分段式且弧形的結(jié)構(gòu)，從而使得所述球體8的安轉(zhuǎn)更換更為方便。
【主權(quán)項】
1.一種單球運動式的代步機器人，包括機器人主體與伺服控制系統(tǒng)，其特征是所述的機器人主體主要包括基座平臺(I)以及承載平臺(2)，其中所述的承載平臺(2)位于基座平臺(I)的上方，且通過均布在基座平臺(I)上的緩沖元件(3)進行支撐，在上述的基座平臺(1)上設有至少三個的夾桿(4)，該夾桿(4)位于基座平臺(I)的下方，且共同圍成一個球體空腔(5)，且在每個夾桿(4)的底端均設有一個球面形狀的支撐點(6)，上述的三個支撐點(6)在空間水平位置上共同構(gòu)成一個基準平面(7)，在上述球體空腔(5)內(nèi)設有球體(8)，該球體(8)架在上述的三個支撐點(6)上，且其底部的曲面部分始終低于上述的基準平面(7);所述伺服控制系統(tǒng)主要包括結(jié)合有倒立擺控制系統(tǒng)的控制器部分(9)以及受該控制器部分(9)控制的三組伺服電機(10)，其中所述的控制器部分(9)固定在上述的承載平臺(2)上，所述的三組伺服電機(10)均勻排布，且其各電機軸上均聯(lián)接有一個全向輪(11)，每個全向輪(11)的輪轂上的其中一個從動輪(12)始終與球體(8)表面相貼合；在上述的承載平臺(2)上還設有能夠?qū)C器人主體的平衡姿態(tài)以及位移進行實時監(jiān)測，且與上述的伺服控制系統(tǒng)信號連接的傳感器組件(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單球運動式的代步機器人，其特征是在上述的承載平臺(2)上增設有支架(16)，在該支架(16)的安裝臺面上固定有360度全景攝像頭組件(17)以及無線信號接收器(18)和/或發(fā)生器；上述的360度全景攝像頭組件(17)以及無線信號接收器(18)和/或發(fā)生器均與上述伺服控制系統(tǒng)的控制器部分(9)信號連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單球運動式的代步機器人，其特征是上述的機器人主體還包括橡膠防撞圈(19)，該橡膠防撞圈(19)套設在上述的基座平臺(I)外，且通過均勻分布在上述基座平臺(I)與橡膠防撞圈(19)兩者之間的連接筋板(20)進行固定定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單球運動式的代步機器人，其特征是上述的夾桿(4)呈可拆卸式的分段結(jié)構(gòu)，且沿其長度方向折彎出與上述球體(8)相對應的弧度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單球運動式的代步機器人，其特征是上述的夾桿(4)呈可拆卸式的分段結(jié)構(gòu)，且沿其長度方向折彎出與上述球體(8 )相對應的弧度。
【專利摘要】本實用新型公開了一種單球運動式的代步機器人，包括機器人主體與結(jié)合有倒立擺控制系統(tǒng)的伺服控制系統(tǒng)，其中所述機器人主體上設有至少三個的夾桿，且共同圍成一個球體空腔，且在每個夾桿的底端均設有一個球面形狀的支撐點，上述的三個支撐點在空間水平位置上共同構(gòu)成一個基準平面，在上述球體空腔內(nèi)設有球體，該球體架在上述的三個支撐點上，且其底部的曲面部分始終低于上述的基準平面；所述伺服控制系統(tǒng)中的三組伺服電機均勻排布，且其各電機軸上均聯(lián)接有一個全向輪，每個全向輪的輪轂上的其中一個從動輪始終與球體表面相貼合。其解決了“提升代步機器人的運動相對靈活”的技術(shù)問題，其可以確保代步機器人整體在高速行程中進行平穩(wěn)變向動作。
【IPC分類】B25J11-00
【公開號】CN204546539
【申請?zhí)枴緾N201520273488
【發(fā)明人】宋瑞銀, 沈超杰, 陳麒武, 張哲 , 張雷, 王賢成, 楊倍恪
【申請人】浙江大學寧波理工學院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月30日