[发明专利]机器人头部及球形机器人

说明书

本发明公布了一种机器人头部，磁性连接球形机器人的球体，所述机器人头部包括基座、托盘支架、功能器件及传动齿轮组，所述基座磁性连接所述球体，所述传动齿轮组安装于所述基座上，所述托盘支架位于所述基座上并通过所述传动齿轮组与所述基座转动连接，所述功能器件固定于所述托盘支架上，所述功能器件用于识别工作环境，所述传动齿轮组驱动所述托盘支架及所述功能器件相对所述基座转动。本发明还公布了一种球形机器人。机器人头部转动的负载小，电量消耗小，增强了球形机器人的续航能力，并且降低了头部的转动延迟，转动效率较高，球形机器人智能化较高，用户体验好，满足家庭机器人的使用要求。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人头部及球形机器人。

背景技术

球形机器人是指利用球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体内部，受到球体外壳良好的保护，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体外部的头部，头部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。

现有技术中，在球形机器人的静止状态下，球体内的头部驱动组件控制球形机器人的头部在球体表面相对球体旋转，从而使头部内置的功能器件改变工作状态，例如摄像头通过头部旋转改变拍摄角度等，由于头部内还设有磁性装置、万向滚轮等器件，头部整体重量较大，头部整体转动对头部驱动组件的负载较大，电量消耗大，减小了球形机器人的续航能力，并且头部整体旋转存在较大的转动延迟，转动效率低，球形机器人智能化较低，影响用户体验，无法满足家庭机器人的使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机器人头部及球形机器人，用以解决现有技术中头部整体转动对头部驱动组件的负载较大，电量消耗大，减小了球形机器人的续航能力，并且头部整体旋转存在较大的转动延迟，转动效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机器人头部，一种机器人头部，磁性连接球形机器人的球体，其特征在于，所述机器人头部包括基座、托盘支架、功能器件及传动齿轮组，所述基座磁性连接所述球体，所述传动齿轮组安装于所述基座上，所述托盘支架位于所述基座上并通过所述传动齿轮组与所述基座转动连接，所述功能器件固定于所述托盘支架上，所述功能器件用于识别工作环境，所述传动齿轮组驱动所述托盘支架及所述功能器件相对所述基座转动。

进一步，所述机器人头部还包括与所述基座转动连接的上盖，所述上盖固定连接所述托盘支架，所述上盖与所述基座形成封闭的壳体并容纳所述托盘支架、所述功能器件及所述传动齿轮组。

进一步，所述托盘支架设有定位凹槽，所述上盖对应所述定位凹槽设有定位凸起，并且所述定位凸起与所述定位凹槽过盈配合。

进一步，所述定位凹槽的截面为矩形。

进一步，所述上盖与所述基座通过止口连接，并且在凸止口与凹止口之间设有聚四氟乙烯层，用于减小所述上盖与所述基座之间相对转动的摩擦力。

进一步，所述机器人头部还包括供电器件和导电滑环，所述供电器件固定于所述基座内，所述导电滑环位于所述从动齿轮的中心转动轴上，并电连接所述供电器件与所述功能器件，以防止连接所述供电器件与连接所述功能器件的导线缠绕打结。

进一步，所述上盖为聚氨酯发泡材料，用于减小所述上盖的重量。

进一步，所述基座采用聚氨酯发泡材料和塑料的组合，用于降低所述基座重量的同时增强所述机器人头部内部器件的连接牢固性。

进一步，所述功能器件包括摄像头和激光雷达。