[发明专利]一种自充气球形机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别是一种自充气球形机器人。

背景技术

球形机器人是一类将运动执行、传感器、控制器安装在球壳内的系统的总称。与传统的履带式、轮式或足式移动机器人相比，具有较好的野外环境适应能力，具有不易倾覆失效的特性。自从1996芬兰赫尔辛基科技大学制作第一个球形机器人开始，国内外的专家学者提出了各种结构形式的球形机器人。总体来看，球形机器人壳体的设计，根据功能的不同，分为硬质材料壳体球形机器人和软壳体球形机器人。相对于硬壳球形机器人，软壳球形机器人具有良好的延展性，便于携带，更适用于野外恶劣的环境。软壳球形机器人使用气囊作为壳体，使用前需对其充气。

中国发明专利CN 102219032 A公布了一种软壳体球形机器人，该机器人包括气囊球形壳、充排气装置、运动装置。充排气装置、运动装置通过压盖装在球形壳内，充排气装置由充气泵、单向阀和排气阀组成，单向阀和排气阀固定在气泵的两侧，单向阀串联在气泵的出气口后端，排气阀与气泵的进气口相通，气泵的进气口通过第一压盖与球形壳外部相通，能够在机器人移动前对球形机器人进行充气，移动结束后对球形机器人进行排气，从而实现自主收放功能。

现有技术中利用气泵实现气囊自主充气的缺点为：充气泵的结构比较复杂，增加了球形机器人的重量；只能在运动前、静止状态下对球形机器人充气；充气时间不够快，不能在水中进行充气；在有沟壑、土坎等人员无法越过的障碍物的复杂地形环境下，不易利用抛投的方式将机器人抛过障碍物进行作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自充气球形机器人。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种自充气球形机器人，包括气体发生器、中空长轴、右传动轴、左传动轴、左直行驱动电机、右直行驱动电机、转向电机、搭载平台、摆臂、气囊球形壳、左压盘、右压盘；

所述中空长轴位于气囊球形壳内部，中空长轴两端对称设置左直行驱动电机和右直行驱动电机，其中左直行驱动电机的输出轴与左传动轴的一端相连，左传动轴的另一端通过左压盘与气囊球形壳的内壁相连，右直行驱动电机的输出轴与右传动轴一端相连，右传动轴的另一端通过右压盘与气囊球形壳的内壁相连，气囊球形壳充满气体后，中空长轴的轴线与气囊球形壳的直径重合；

中空长轴上设置用于给气囊球形壳充气的气体发生器，中空长轴的中心位置设置转向电机，转向电机的输出轴与摆臂的一端相连，用于控制摆臂摆动，摆臂的另一端设置搭载平台。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的自充气球形机器人能够在地面、水中实现软壳球形机器人的快速自行充气，减小了充气机构的体积和球形机器人的质量；2)未充气前，摆臂和搭载平台旋转至紧贴中空长轴的位置，气囊球壳紧紧包裹在外侧，便于携带和快速展开作业；驱动电机和转向电机分开控制，提高了球形机器人的越障能力，实现球形机器人运动；搭载平台可根据任务需要搭载不同的装置；3)本发明采用气体发生器作为充气机构，实现软壳球形机器人自带气源，在水中、地面都可以快速充气，减轻机器人的重量，便于携带，能够利用抛投的方式，越过人员无法通行的障碍物进行作业。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明的自充气球形机器人三维结构示意图。

图中编号所代表的含义为：1、气体发生器；2-1、中空长轴；2-2、右驱动轴；2-3、左驱动轴；3、进气孔；4、左直行驱动电机；5、右直行驱动电机；6、转向电机；7、搭载平台；8、摆臂；9、气囊球形壳；10-1、左压盘；10-2、右压盘。

具体实施方式

结合附图，本发明的一种自充气球形机器人，包括气体发生器1、中空长轴2-1、右传动轴2-2、左传动轴2-3、左直行驱动电机4、右直行驱动电机5、转向电机6、搭载平台7、摆臂8、气囊球形壳9、左压盘10-1、右压盘10-2；

所述中空长轴2-1位于气囊球形壳9内部，中空长轴2-1两端对称设置左直行驱动电机4和右直行驱动电机5，其中左直行驱动电机4的输出轴与左传动轴2-3的一端相连，左传动轴2-3的另一端通过左压盘10-1与气囊球形壳9的内壁相连，右直行驱动电机5的输出轴与右传动轴2-2一端相连，右传动轴2-2的另一端通过右压盘10-2与气囊球形壳9的内壁相连，气囊球形壳9充满气体后，中空长轴2-1的轴线与气囊球形壳9的直径重合；