[实用新型]一种具有双摆锤的球形机器人

权利要求书

1.一种具有双摆锤的球形机器人，其特征在于：包括球形外壳(3)、球形内壳(6)、上摆锤(1)、下摆锤(9)、电机、两个轴承和两个固定轴，球形外壳(3)装在球形内壳(6)外形成球面滑动，球形内壳(6)中安装有相互垂直的第一固定轴(5)和第二固定轴(8)，第一固定轴(5)主要由分别位于第二固定轴(8)两侧的两段轴构成，两段轴同轴，第一固定轴(5)和第二固定轴(8)的轴线交点位于球形内壳(6)球心；

第一固定轴(5)的一端连接下摆锤电机(2)的输出轴，第一固定轴(5)的另一端通过下摆锤轴承(4)连接到球形内壳(6)壁孔中，下摆锤(9)固定连接到第一固定轴(5)中部；

第二固定轴(8)的一端连接上摆锤电机(7)的输出轴，第二固定轴(8)的另一端通过上摆锤轴承(10)连接到球形内壳(6)壁孔中，上摆锤(1)固定连接到第二固定轴(8)中部。

2.根据权利要求1所述的一种具有双摆锤的球形机器人，其特征在于：所述的上、下摆锤电机控制上、下摆锤在互相垂直的两个面内摆动，对球形外壳(3)与地面接触点可以产生两个方向互相垂直的力矩，在合成力矩的作用下所述球形机器人实现向任意方向滚动。

3.根据权利要求1所述的一种具有双摆锤的球形机器人，其特征在于：下摆锤(9)非重心端连接到靠近球心的第一固定轴(5)两段轴的轴端处，上摆锤(1)非重心端连接到靠近球心的第二固定轴(8)轴中部处。

4.根据权利要求1所述的一种具有双摆锤的球形机器人，其特征在于：

所述上摆锤(1)和下摆锤(9)的合成力矩是由以下的公式(3)计算得到：

公式(3)中，M₁、M₂分别为上、下摆锤对球形与地面接触点的力矩；

上述上摆锤(1)力矩M₁是由以下的公式(1)计算得到：

M₁＝G₁L₁sinθ(1)

公式(1)中，G₁、L₁分别为上摆锤的重力和其重心到固定点的距离，θ为上摆锤偏离竖直方向的角度；

上述下摆锤(9)力矩M₂是由以下的公式(2)计算得到：

M₂＝G₂L₂sinφ(2)

公式(2)中，G₂、L₂分别为下摆锤的重力和其重心到固定点的距离，Φ为下摆锤偏离竖直方向的角度。