[发明专利]一种多自由度球形机器人

权利要求书

1.一种多自由度球形机器人，其特征在于，包括控制系统和驱动系统；

所述控制系统用于控制机器人平稳运动；所述驱动系统用于控制机器人运动；所述控制系统和驱动系统都位于托板内。

所述驱动系统包括动力装置和传动装置；所述动力装置用于为球形机器人提供动力；所述传动装置用于带动球形机器人运动。

2.根据权利要求1所述的多自由度球形机器人，其特征在于，所述动力装置包括舵机法兰盘(7)、重块下托(8)、重摆固定架(9)、重摆固定零件(10)、托板下盖(11)、环形固定架(14)、舵机(17)、电机(19)、球壳(21)、重摆(23)和托板上盖(25)；

所述环形固定架(14)固定设置于球壳(21)的内壁上；所述托板下盖(11)和托板上盖(25)通过螺丝固定连接；所述托板下盖(11)的侧面开设有开孔；所述电机(19)固定设置于托板下盖(11)上；所述舵机(17)通过螺丝固定设置于托板下盖(11)的侧壁；所述重摆固定零件(10)通过舵机法兰盘(7)与舵机(17)固定连接；所述重摆(23)固定设置于重摆固定架(9)上，并通过重块下托(8)，固定于托板下盖(11)的下方。

3.根据权利要求2所述的多自由度球形机器人，其特征在于，所述传动装置包括第一固定架(1)、轴承固定片(2)、第一正齿轮组(3)、第二正齿轮组(4)、联轴器(5)、电机固定架(6)、第二固定架(12)、第三正齿轮组(13)、转轴(15)、第一轴承(16)、滚轮(18)、第二轴承(20)、斜齿轮组(22)、连接轴(24)和内齿轮(26)；

所述第一固定架(1)中的第一轴承(16)通过开孔和托板下盖(11)固定连接；所述转轴(15)依次通过第一轴承(16)和第二轴承(20)固定设置于第一固定架(1)和第二固定架(12)内；所述转轴(15)和托板下盖(11)的开孔圆心同心；所述滚轮(18)固定设置于环形固定架(14)的两侧；所述斜齿轮组(22)分别固定设置于转轴(15)和连接轴(24)上；所述第一正齿轮组(3)固定设置于第一固定架(1)上，并与转轴(15)相互啮合；所述内齿轮(26)和第三正齿轮组(13)配合转动，用于带动球壳(21)运动；所述联轴器(5)的一端和电机(19)，其另一端和连接轴(24)固定连接；所述内齿轮(26)固定设置于环形固定架(14)内。

4.根据权利要求1所述的多自由度球形机器人，其特征在于，所述控制系统包括单片机开发板、数据采集板、运动控制板、陀螺仪、气压计、可拓展传感器接口、传感器模块、GPS定位模块、滚动动力模块和减速电机驱动模块；

所述单片机开发板包括数据处理模块、运动控制模块和无线通讯模块；所述传感器模块包括图像传感器、温湿度传感器、核辐射探测器和IMU传感器；所述滚动动力模块包括第一减速电机、第二减速电机和舵机；

所述陀螺仪、GPS定位模块、气压计和IMU传感器均与数据采集板通信连接；所述图像传感器、温湿度传感器和核辐射探测器均通过可拓展传感器接口与数据采集板通信连接；所述数据处理模块分别与数据采集板、运动控制模块和无线通讯模块通信连接；所述减速电机驱动模块通过运动控制板和运动控制模块通信连接；所述第一减速电机、第二减速电机和舵机均与减速电机驱动模块通信连接。