[发明专利]球形移动机器人

说明书

本发明公开了一种球形移动机器人，包括：环形支架；两个半球壳体，分设于环形支架两端并可被驱动相对环形支架转动；成像组件，设于环形支架并位于两半球壳体之间，用于在机器人行走过程中沿机器人行进方向获取机器人前方的图像。通过将两个半球壳体设置成可转动安装在环形支架两端，成像组件安装于环形支架并从两个半球壳体之间露出。两个半球壳体可被驱动转动，从而实现球形行走，该行走运动以滚动为主，可灵活地转向，迅速调整运行状态，具有良好的动态和静态平衡性，运动方向可控性好。成像组件安装于两个半球壳体之间，可以在机器人行走过程中获取机器人前方的图像，拍摄视野良好，可实现大范围的图像监测。

技术领域

本发明属于机器人领域，特别是一种球形移动机器人。

背景技术

现有的移动机器人，大致分为以下几种类型：轮式机器人，仿生机器人(具有双足、四足、八足等多种型号)，及其他特殊类型。轮式机器人多为小车结构，其他特殊类型有履带、拜纳姆轮、仿生爬行等。

其中，轮式机器人较为常见，多为小车结构，地形限制明显，适用于平坦地面。双足仿生机器人平衡调整难度大，多足仿生机器人步态调整困难。以上的移动机器人由于各种不足，在探索特殊环境，如沙丘、雪地、冰缝等时，存在越障和行进困难的问题。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术的缺点，提供一种可适应多种地形行走，适用范围广的球形移动机器人。

其技术方案如下：

一种球形移动机器人，包括：环形支架；两个半球壳体，分设于环形支架两端并可被驱动相对环形支架转动；成像组件，设于环形支架并位于两半球壳体之间，用于在机器人行走过程中沿机器人行进方向获取机器人前方的图像。

在其中一个实施例中，所述环形支架上固定有安装轴，所述安装轴位于半球壳体顶点与球心连线的直线上，所述半球壳体的顶部开设有轴承安装孔，其内固定有轴承，所述轴承套在所述安装轴的末端。

在其中一个实施例中，所述半球壳体包括锥台球壳和球面端盖，所述球面端盖与锥台球壳较小的一端相接，球面端盖开设有所述轴承安装孔。

在其中一个实施例中，所述球形移动机器人还包括驱动装置，所述驱动装置包括电机和齿轮，所述电机固定于所述环形支架，所述齿轮套接在电机的输出轴上；所述锥台球壳设有环形内齿，所述齿轮与环形内齿啮合。

在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括环形齿圈，所述锥台球壳较小的一端向内延伸形成一安装台，所述环形齿圈固定于所述安装台上，环形齿圈的内齿构成所述环形内齿。

在其中一个实施例中，所述安装台上均匀地分布有多个第一定位块，所述球面端盖面向锥台球壳的一侧设有多个与第一定位块一一对应的第二定位块，所述环形齿圈外周开设有多个定位槽，所述第一定位块和第二定位块沿环形齿圈轴线方向卡置于所述定位槽内

在其中一个实施例中，所述安装台开设有螺钉孔，所述环形齿圈开设有贯通两端的避让孔，所述球面端盖内侧开设有螺纹孔，以借助螺钉穿过螺钉孔、避让孔连接于螺纹孔将锥台球壳与环形齿圈和球面端盖固定，其中，所述螺纹孔为盲孔。

在其中一个实施例中，所述球形移动机器人还包括控制模块、通信模块和电源模块，所述控制模块、通信模块和电源模块均固定于环形支架，所述电机、成像组件和通信模块均电连接于所述控制模块，所述电源模块为控制模块、电机、成像组件和通信模块供电。

在其中一个实施例中，所述成像组件包括摄像头，所述环形支架在两半球壳体之间的位置开设有摄像头安装孔，所述摄像头嵌设在所述摄像头安装孔内。

在其中一个实施例中，所述球形移动机器人还包括与控制模块电连接的陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于获取球形移动机器人的姿态信息以供控制模块调整摄像头的位置。