[实用新型]球形走钢丝机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及走钢丝机器人平衡技术，具体为一种球形走钢丝机器人。

背景技术

走钢丝机器人来源于用机器人模拟人类走钢丝的行为，其能够自动地在钢丝绳上方平衡行走，主要应用于娱乐表演或高压线除冰等领域。

平衡是走钢丝机器人需要解决的关键问题，转动摆杆是现有走钢丝机器人是调整侧向平衡的一种重要方式。专利号为CN201510669449.1的发明申请公开了一种《摆臂式独轮走钢丝机器人》，该机器人利用摆臂的左、右移动和摆杆的转动来模拟人类走钢丝的平衡行为。为了达到较好的平衡调节效果，走钢丝机器人的平衡转杆必须能够产生足够大的调整力矩，这可以通过增大摆杆的转动惯量来实现，因此转杆机构的尺寸往往较大，故其工作也需要较大的空间；同时为了避免转杆机构与钢丝绳发生干涉，转杆的摆动范围和摆动速度通常十分有限，因此会限制机构的调节能力。

另外，目前大部分走钢丝机器人未能兼顾防摔保护装置，大大制约了走钢丝机器人的应用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出了一种姿态易于控制且具有防护能力的球形走钢丝机器人。

能够解决上述技术问题的球形走钢丝机器人，其技术方案包括同球心的外球壳、中球壳和内球壳，所不同的是

1、所述外球壳同轴置于水平的环架内，外球壳的左、右半球壳体通过左、右的水平辊轴与环架转动连接，所述转动连接部位设有编码器检测环架相对外球壳转动的参数，左、右半球壳体的交汇处向内凹陷形成与钢丝外径匹配的环形半圆形凹槽。

2、所述外球壳与中球壳之间通过均布的支撑柱连接。

3、所述中球壳的上、下半球壳体上均设有通过轮架安装的三个全向轮而构成上、下三对轮系，上半球壳体上的三个全向轮的轴线向上正交于一点，下半球壳体上的三个全向轮的轴线向下正交于一点，各对轮系中的上、下全向轮对称于球心，各轮架上设有驱动对应全向轮转动的电机和检测对应全向轮转动参数的编码器，所述中球壳上对应于各全向轮开设有全向轮避让口，各全向轮通过对应的全向轮避让口进入中球壳内并抵触在内球壳上。

4、所述半圆形凹槽两侧的左、右半球壳体上对称设有左、右环形吊架，左、右环形吊架底部垂吊有可于吊架上滑动的左、右吊臂，一吊臂上设有横套，所述横套内设有弹性伸缩的横销，所述横销伸出横套时可与另一吊臂连接，横销缩回横套时可使横套与另一吊臂之间形成宽度大于钢丝直径的缺口。

各环形吊架的一种结构采用左、右夹环，左、右夹环的外环处设有间隔的左、右环形滑轨，左、右环形滑轨内分别设有左、右滑轮，左、右滑轮之间通过转轴连接，对应的吊臂安装在左、右滑轮之间的转轴上。

进一步，所述横套上设有控制横销弹性伸缩的横锁电磁铁，可与横销连接的吊臂上设有于竖套内弹性伸缩的插销，所述竖套上设有控制插销弹性伸缩的竖锁电磁铁，所述横销与吊臂的连接方式为横销插入吊臂上的销孔内。常态下，插销弹性伸出并插入横销上的锁口中，插销弹性缩回竖套内则插销离开横销的锁口，横销可弹性缩回横套内。

所述轮架采用柔性结构安装，所述柔性结构包括软垫和压缩弹簧组件，轮架通过软垫安装于中球壳上，所述压缩弹簧组件径向压装在轮架与外球壳之间。

所述内球壳作为惯性转子而具有较大的转动惯量。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型将整个机构封装在球壳里面，采用置于机构内部的惯性球，机构尺寸较小，结构紧凑，对工作环境的适应性更强，由于惯性球在机构内部可以任意周转，调节范围更大，通过控制惯性球的运动，壳产生一个用于调节机构侧向平衡和驱动机构行进的合力矩，从而实现外球姿态和运动的控制。

2、本实用新型具有防护装置，可以对机构形成持续的保护，安全可靠，为其应用提供了广阔的前景。

3、本实用新型可以用于输电线上行走，并可于环架上搭载工作装置。

4、在本实用新型的环架上安装机械手或者除冰设备，可用于高压线维修和除冰等不同用途。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的立体结构示意图。

图2为图1实施方式的俯视图。

图3为图2中的A-A的剖面图。

图4为图1实施方式中去掉外球壳后的内部立体结构示意图。

图5为图1实施方式中环形吊架、吊臂、环形滑轨、滑轮、转轴、横套、横销、竖套、插销的组件图。