一種球形走行平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種球形機(jī)器人，更具體的說(shuō)，是涉及一種球形走行平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]球形機(jī)器人是一種以滾動(dòng)方式行走的移動(dòng)機(jī)器人，其驅(qū)動(dòng)原理主要是通過(guò)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)打破球體的靜態(tài)平衡，運(yùn)動(dòng)靈活，可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向和全方位行走。
[0003]現(xiàn)有球形機(jī)器人大多采用偏心質(zhì)量塊驅(qū)動(dòng)方式，機(jī)器偏心力矩及慣性力矩驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和行走。但現(xiàn)在的球形機(jī)器人大多采用雙擺重心偏移驅(qū)動(dòng)，無(wú)法保證雙偏心質(zhì)量塊在同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)下同步擺動(dòng)，造成機(jī)器人驅(qū)動(dòng)力矩波動(dòng)較大，無(wú)法提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力，使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性低、震動(dòng)大。而電機(jī)側(cè)向布置驅(qū)動(dòng)擺方式，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)成90°分布，機(jī)器人靜態(tài)平衡控制復(fù)雜，受碰撞之后姿態(tài)調(diào)整困難。采用偏心質(zhì)量塊驅(qū)動(dòng)方式的球形機(jī)器人，驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行偏心質(zhì)量塊傳動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)性極大地影響質(zhì)量塊擺動(dòng)，如何保證傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)緊湊，球殼內(nèi)的空間利用及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝位置具有很大的影響。
[0004]為了減輕球形機(jī)器人重量，現(xiàn)有機(jī)器人內(nèi)部多采用內(nèi)框結(jié)構(gòu)，但該結(jié)構(gòu)為主要受力件之一，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)框變形量大，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重偏離預(yù)定軌跡，運(yùn)動(dòng)無(wú)法控制。對(duì)于驅(qū)動(dòng)擺，一旦擺角過(guò)大，由于慣性作用，偏心質(zhì)量塊重力，產(chǎn)生的力矩將大于驅(qū)動(dòng)電機(jī)所能提供的力矩，導(dǎo)致機(jī)器人運(yùn)動(dòng)失控。然而，目前球形機(jī)器人對(duì)驅(qū)動(dòng)擺擺角安全控制方面存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種球形走行平臺(tái)，該球形走行平臺(tái)采用差力矩原理，通過(guò)改變球內(nèi)重心位置，達(dá)到走行目的，球殼內(nèi)空間利用率高，穩(wěn)定可靠，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種球形走行平臺(tái)，包括球殼、沿球殼直徑方向設(shè)置于球殼內(nèi)的連接軸，所述球殼由兩個(gè)半球殼體對(duì)接而成，所述連接軸分別相對(duì)稱的設(shè)置于所述半球殼體上，所述連接軸的一端分別伸出于球殼，連接軸的另一端相互連接有回轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)中部開設(shè)有裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的凹槽；所述連接軸上活動(dòng)套接有減速電機(jī)，所述減速電機(jī)之間相互連接有偏心平臺(tái)，減速電機(jī)上還設(shè)置有齒輪軸，所述連接軸上還設(shè)置有與半球殼體相連接的齒輪，所述齒輪上嚙合有與齒輪軸相連接的減速電機(jī)齒輪。
[0008]所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)下部還開設(shè)有殼。
[0009]所述殼內(nèi)安裝有電池和控制電路板。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中心軸與球殼的垂直中心重合。
[0011]所述伸出于球殼的連接軸上設(shè)置有緊固件。
[0012]所述球殼外表面還設(shè)置有太陽(yáng)能電池板。
[0013]所述兩個(gè)半球殼體對(duì)接端外表面均設(shè)置有減震帶。
[0014]所述偏心平臺(tái)底部設(shè)置有受電線圈。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是:
[0016]1.該走行平臺(tái)為球型，利用差力矩原理，球殼內(nèi)通過(guò)連接軸連接有回轉(zhuǎn)平臺(tái)，回轉(zhuǎn)平臺(tái)的中部安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，連接軸上還套接有減速電機(jī)，減速電機(jī)之間安裝有偏心平臺(tái)，因此可通過(guò)改變球內(nèi)重心位置，達(dá)到走行目的，可前后行走，可原地轉(zhuǎn)向，走行時(shí)一點(diǎn)觸地，具有較廣闊的實(shí)用性與趣味性，此外可內(nèi)置動(dòng)力源，轉(zhuǎn)彎半徑為零；球殼由兩個(gè)半球殼體對(duì)接而成，密封良好，水陸均可行走。
[0017]2.本發(fā)明回轉(zhuǎn)平臺(tái)下部還開設(shè)有殼，可根據(jù)需要，用來(lái)放置為了達(dá)到各種功能所需的儀器、設(shè)備等，如聲控單元、無(wú)線裝置、遙控單元、GPS等。
[0018]3.本發(fā)明球形走行器可根據(jù)工作需要而制定不同尺寸大小的實(shí)物，應(yīng)用范圍寬。
[0019]4.本發(fā)明球殼外表面安裝有太陽(yáng)能電池板，可節(jié)約能源，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，球殼內(nèi)部電源沒(méi)電后還可繼續(xù)運(yùn)行，穩(wěn)定可靠。
[0020]5.本發(fā)明球殼內(nèi)的偏心平臺(tái)底部還設(shè)置有受電線圈，通過(guò)特殊的電磁感應(yīng)裝置達(dá)到充電目的，多種充電方式，保證穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明充電狀態(tài)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記:1-右半球殼2-左半球殼3-連接軸4-緊固件5-回轉(zhuǎn)平臺(tái)6_驅(qū)動(dòng)電機(jī)7-減速電機(jī)8-偏心平臺(tái)9-受電線圈10-齒輪11-減速電機(jī)齒輪12-減震帶13-太陽(yáng)能電池板14-電磁感應(yīng)充電器
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0025]如圖1和圖2所示，一種球形走行平臺(tái)，包括球殼，球殼由右半球殼I和左半球殼2相互對(duì)接而成，圖1中只將本發(fā)明球形走行平臺(tái)的右半球殼剖開以便顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，右半球殼I和左半球殼2的直徑方向上相對(duì)稱的設(shè)置有兩個(gè)連接軸3，連接軸3的一端分別伸出右半球殼I和左半球殼2，伸出于球殼的連接軸3上設(shè)置有緊固件4，可通過(guò)緊固件4將右半球殼I和左半球殼2分開進(jìn)行內(nèi)部維護(hù)，此外根據(jù)實(shí)際情況需要緊固件4也可用作天線設(shè)備，連接軸3的另一端相互連接有回轉(zhuǎn)平臺(tái)5，本實(shí)施例中回轉(zhuǎn)平臺(tái)5的下部還開設(shè)有殼，殼內(nèi)用于安裝電池、控制電路板及其他用于擴(kuò)展功能的儀器和設(shè)備。
[0026]回轉(zhuǎn)平臺(tái)5的中部開設(shè)有矩形凹槽，凹槽內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的定子在凹槽內(nèi)固定，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的轉(zhuǎn)子中心軸與球殼的垂直中心重合，連接軸3上活動(dòng)套接有減速電機(jī)7，減速電機(jī)7之間相互連接有偏心平臺(tái)8，偏心平臺(tái)8的底部設(shè)置有受電線圈9，要充電時(shí)可將本發(fā)明走行平臺(tái)放置在電磁感應(yīng)充電器14上，球殼內(nèi)設(shè)置通向蓄電池的電路，電磁感應(yīng)充電器14設(shè)有形狀與本發(fā)明球體相吻合的凹面，電磁感應(yīng)充電器14的充電線圈與偏心平臺(tái)8內(nèi)的受電線圈9產(chǎn)生電磁感應(yīng)，自動(dòng)充電。減速電機(jī)7上還設(shè)置有齒輪軸，連接軸3上還分別設(shè)置有與右半球殼I和左半球殼2相連接的齒輪10，齒輪10上嚙合有與齒輪軸相連接的減速電機(jī)齒輪11。
[0027]本實(shí)施例中右半球殼I和左半球殼2對(duì)接端的外表面均設(shè)置有減震帶12，球殼的外表面還設(shè)置有太陽(yáng)能電池板13。
[0028]本發(fā)明的具體工作原理，減速電機(jī)7啟動(dòng)時(shí)，減速電機(jī)齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)減速電機(jī)7上的力矩會(huì)從兩個(gè)方向做功，一是會(huì)通過(guò)齒輪10驅(qū)動(dòng)連接軸3旋轉(zhuǎn)，一是帶動(dòng)偏心平臺(tái)8做反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心平臺(tái)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其重心偏離，產(chǎn)生了一個(gè)反向力矩，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度愈大，反向力矩愈大，當(dāng)其力矩大于球體的走行力矩時(shí)，球體開始運(yùn)動(dòng)。偏心平臺(tái)8是與球體內(nèi)徑相吻合的弧形金屬體，兩組數(shù)值相同的減速電機(jī)7固定在偏心平臺(tái)8兩側(cè)，共同帶動(dòng)偏心平臺(tái)8旋轉(zhuǎn)，偏心平臺(tái)8重心越低、質(zhì)量越大，其產(chǎn)生的偏心矩越大，球體前進(jìn)的動(dòng)力也就越大。
[0029]本球型走行平臺(tái)為球形，一點(diǎn)觸地，故回轉(zhuǎn)時(shí)球體應(yīng)能夠以球的觸地點(diǎn)的垂直線為旋轉(zhuǎn)中心做轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)平臺(tái)5的中部安裝的驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的轉(zhuǎn)子為兩層，正常運(yùn)行時(shí)，上下轉(zhuǎn)子反方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)平臺(tái)5保持平穩(wěn)，重心垂直對(duì)地，相當(dāng)于穩(wěn)定器，保證所裝載的儀器設(shè)備穩(wěn)定；轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)子同方向運(yùn)轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)對(duì)定子產(chǎn)生一個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的力矩，回轉(zhuǎn)平臺(tái)5會(huì)受到一個(gè)反方向的力矩，其力通過(guò)連接軸3傳到球殼上，使球體旋轉(zhuǎn)；當(dāng)球體行走遇到上坡或強(qiáng)阻力時(shí)，偏心平臺(tái)8為克服阻力，偏心矩會(huì)加大，當(dāng)達(dá)到一定角度時(shí)，回轉(zhuǎn)平臺(tái)5為使整體穩(wěn)定，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)6高速運(yùn)轉(zhuǎn)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使回轉(zhuǎn)平臺(tái)5穩(wěn)定的力矩，該力矩通過(guò)偏心平臺(tái)8傳至減速電機(jī)齒輪11，大大加強(qiáng)了電機(jī)對(duì)球體運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球形走行平臺(tái)，包括球殼、沿球殼直徑方向設(shè)置于球殼內(nèi)的連接軸，其特征在于，所述球殼由兩個(gè)半球殼體對(duì)接而成，所述連接軸分別相對(duì)稱的設(shè)置于所述半球殼體上，所述連接軸的一端分別伸出于球殼，連接軸的另一端相互連接有回轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)中部開設(shè)有裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的凹槽；所述連接軸上活動(dòng)套接有減速電機(jī)，所述減速電機(jī)之間相互連接有偏心平臺(tái)，減速電機(jī)上還設(shè)置有齒輪軸，所述連接軸上還設(shè)置有與半球殼體相連接的齒輪，所述齒輪上嚙合有與齒輪軸相連接的減速電機(jī)齒輪。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)下部還開設(shè)有殼。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述殼內(nèi)安裝有電池和控制電路板。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中心軸與球殼的垂直中心重合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述伸出于球殼的連接軸上設(shè)置有緊固件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述球殼外表面還設(shè)置有太陽(yáng)能電池板。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述兩個(gè)半球殼體對(duì)接端外表面均設(shè)置有減震帶。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形走行平臺(tái)，其特征在于，所述偏心平臺(tái)底部設(shè)置有受電線圈。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球形走行平臺(tái)，包括球殼、沿球殼直徑方向設(shè)置于球殼內(nèi)的連接軸，所述球殼由兩個(gè)半球殼體對(duì)接而成，所述連接軸分別相對(duì)稱的設(shè)置于所述半球殼體上，所述連接軸的一端分別伸出于球殼，連接軸的另一端相互連接有回轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)中部開設(shè)有裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的凹槽；所述連接軸上活動(dòng)套接有減速電機(jī)，所述減速電機(jī)之間相互連接有偏心平臺(tái)，減速電機(jī)上還設(shè)置有齒輪軸，所述連接軸上還設(shè)置有與半球殼體相連接的齒輪，所述齒輪上嚙合有與齒輪軸相連接的減速電機(jī)齒輪。本發(fā)明球形走行平臺(tái)采用差力矩原理，通過(guò)改變球內(nèi)重心位置，達(dá)到走行目的，球殼內(nèi)空間利用率高，穩(wěn)定可靠，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
【IPC分類】B62D57/02
【公開號(hào)】CN104960588
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510452459
【發(fā)明人】王學(xué)貴
【申請(qǐng)人】王學(xué)貴
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月27日