CN102358421A

CN102358421A - 飞行球形机器人

Info

Publication number: CN102358421A
Application number: CN2011102626995A
Authority: CN
Inventors: 孙汉旭; 张延恒; 张明伟; 贾庆轩; 高欣; 叶平; 宋荆洲; 褚明; 陈刚
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: CN102358421B

Abstract

一种飞行球形机器人，它包括一网状球壳，其内设依次连接的长轴电机、一圆环框架、长轴以及长轴转动支撑套，该长轴电机周围设有外配重，所述圆环框架内设依次连接的短轴电机、短轴、螺旋桨侧摆电机、弯轴、连接轴和短轴转动支撑套，所述螺旋桨侧摆电机侧向连接有内配重，另一方向连接带有螺旋桨的螺旋桨电机；所述长轴电机、短轴电机、螺旋桨侧摆电机、螺旋桨电机与设置在所述网状球壳内部的中央控制器相连。本发明飞行球形机器人既能在地面上滚动还能在空中飞行的飞行球形机器人。

Description

飞行球形机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是一种飞行球形机器人。

背景技术

目前出现的球形机器人只能在地面上滚动或在水里游动，还没有能实现飞行的球形机器人，限制了球形机器人的运动范围。另外，一般的飞行器的螺旋桨都在机体的外侧，容易碰到外界的物体，损坏螺旋桨，必须以一定的姿态才能降落，对降落场地要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能在地面上滚动还能在空中飞行的飞行球形机器人。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种飞行球形机器人，它包括有一个网状球壳、一个圆环框架，该圆环框架设置在网状球壳内的中部；

所述网状球壳的内表面连接有一长轴电机以及一长轴转动支承套，该长轴电机与该长轴转动支承套的中心连线通过该网状球壳的球心；该长轴电机周围设有外配重，该长轴电机的定子与所述网状球壳固定，该长轴电机的转子前端与一圆环框架固定连接；

所述圆环框架的圆心位于所述长轴电机与所述长轴转动支承套的中心连线上，该圆环框架外表面设有长轴，该长轴的外端设置在所述长轴转动支承套内，该长轴的轴线与长轴电机的转子轴线重合；该圆环框架内表面连接有一短轴电机和一短轴转动支承套，该短轴电机与该短轴转动支承套的中心连线通过所述圆环框架的圆心；该短轴电机的定子与所述圆环框架固定连接，该短轴电机的转子与短轴一端相连接，该短轴的另一端与螺旋桨侧摆电机轴线上的定子连接；

所述螺旋桨侧摆电机的轴线，与所述短轴电机与所述短轴转动支承套的中心连线重合，所述螺旋桨侧摆电机侧向连接有内配重，所述螺旋桨侧摆电机的输出轴线上设有连接轴，该连接轴外端设置在所述短轴转动支承套内，该连接轴内端连接一个弯轴，该弯轴内端与所述螺旋桨侧摆电机的定子连接；所述螺旋桨侧摆电机的转子与一螺旋桨电机的定子通过U形连接轴固定连接，该螺旋桨电机的转子连接一螺旋桨；

所述长轴电机的转子轴线与所述短轴电机的转子轴线相互垂直；

所述长轴电机、短轴电机、螺旋桨侧摆电机、螺旋桨电机与设置在所述网状球壳内部的中央控制器相连。

所述内配重通过连杆与螺旋桨侧摆电机侧向连接，该连杆的轴线与螺旋桨转轴线重合。

所述圆环框架的圆心与所述网状球壳的球心重合。

所述网状球壳安装有侦测设备，该侦测设备与所述中央控制器相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明飞行球形机器人不仅可以在地面滚动，还可以在空中飞行，提高了球形机器人的灵活性和运动范围。

2、本发明飞行球形机器人通过控制长轴电机、短轴电机和螺旋桨侧摆电机，只需一个螺旋桨即可实现机器人的全方位飞行，结构简单。

3、本发明飞行球形机器人螺旋桨在网状球壳的内部，螺旋桨在网状球壳的保护下，不易被破坏，提高了机器人飞行时的安全。

4、本发明飞行球形机器人可以以任何姿态落地，对降落场地适应性高。降落后可以通过调节配重，调节机器人的姿态。

5、本发明飞行球形机器人在地面行走时，螺旋桨可以为机器人的行走提供前进的动力，提高了机器人的行走动力。

附图说明

图1是本发明飞行球形机器人的结构示意图。

附图标号：1、网状球壳；2、外配重；3、长轴电机；4、内配重；5、圆环框架；6、短轴电机；7、短轴；8、螺旋桨侧摆电机；9、螺旋桨电机；10、长轴；11、螺旋桨；12、连接轴；13、长轴转动支承套；14、短轴转动支承套；15、U形连接轴；16、连杆；17、弯轴。

具体实施方式

如图1所示，本发明飞行球形机器人包括一个网状球壳1、一个圆环框架5，该圆环框架5设置在网状球壳内的中部；网状球壳1内表面连接有一长轴电机3以及一长轴转动支承套13，该长轴电机3与该长轴转动支承套13的中心连线通过该网状球壳1的球心。该长轴电机3周围设有外配重2，该长轴电机3的定子与所述网状球壳1固定，该长轴电机3的转子前端与一圆环框架5固定连接。

所述圆环框架5的圆心位于所述长轴电机3与所述长轴转动支承套13的中心连线上，该圆环框架5外表面设有长轴10，该长轴10的外端设置在长轴转动支承套13内，长轴10的轴线与长轴电机3的转子轴线重合，圆环框架5在长轴电机3的驱动下可以绕网状球壳1的轴线方向旋转。该圆环框架5内表面连接有一短轴电机6和一短轴转动支承套14，该短轴电机6与该短轴转动支承套14的中心连线通过所述圆环框架5的圆心。该短轴电机6的定子与所述圆环框架5固定连接，该短轴电机6的转子与短轴7一端相连接，短轴7在短轴电机6的驱动下可以绕圆环框架5的轴线方向旋转。该短轴7的另一端与螺旋桨侧摆电机8轴线上的定子连接。长轴电机3的转子轴线与短轴电机6的转子轴线相互垂直。通过长轴电机3和短轴电机6的驱动，可以实现内配重4在两个方向的旋转，使球形机器人在地面上可以全方位行走。

所述螺旋桨侧摆电机8的轴线，与所述短轴电机6与所述短轴转动支承套14的中心连线重合，所述螺旋桨侧摆电机8侧向连接有内配重4，内配重4通过连杆16与螺旋桨侧摆电机8侧向连接，连杆16的轴线与螺旋桨11的转轴线重合。所述螺旋桨侧摆电机8的输出轴线上设有连接轴12，该连接轴12外端设置在短轴转动支承套14内，连接轴12内端连接一个弯轴17，该弯轴17内端与螺旋桨侧摆电机8的定子连接。螺旋桨侧摆电机8的转子与一螺旋桨电机9的定子通过U形连接轴15固定连接，该螺旋桨电机9的转子连接一螺旋桨11。螺旋桨11在螺旋桨电机9的驱动下快速旋转，为机器人的飞行提供动力。当机器人飞行时，通过控制螺旋桨侧摆电机8的旋转，调整螺旋桨11旋转轴的方向，从而控制机器人左右的飞行方向。当机器人飞行时，转动长轴电机3或短轴电机6，由于外配重2的存在，使网状球壳1保持静止，圆环框架5或短轴7旋转，从而控制机器人前后左右的飞行方向。当机器人在地面行走时，通过控制螺旋桨侧摆电机8调整螺旋桨11的方向，使其螺旋桨11的旋转轴方向与机器人的前进方向相同，为机器人的行走提供前进的动力。机器人在内配重4和螺旋桨11的驱动下，移动更快更灵活。

实际中，所述长轴电机3、短轴电机6、螺旋桨侧摆电机8、螺旋桨电机9与设置在所述网状球壳1内部的中央控制器（图中未示出）相连。

较佳的，所述圆环框架5的圆心与所述网状球壳1的球心重合。

实际中还可以在所述网状球壳1内安装侦测设备，该侦测设备与所述中央控制器相连。

综上所述，本发明飞行球形机器人不仅可以在地面滚动，还可以在空中飞行，通过控制长轴电机3、短轴电机6和螺旋桨侧摆电机8，控制螺旋桨11旋转轴的方向，从而可以控制机器人的飞行方向。本发明飞行球形机器人在飞行时，转动长轴电机3或短轴电机6，由于外配重2的存在，使网状球壳1保持静止，圆环框架5或短轴7旋转，从而可以控制机器人前后左右的飞行方向。本发明飞行球形机器人可以以任意姿态降落，对降落场地要求低，降落后可以通过调节配重，调节机器人的姿态。本发明飞行球形机器人在地面行走时，调整螺旋桨侧摆电机8的角度，使其螺旋桨11的旋转轴方向与机器人的前进方向相同，可以为机器人的行走提供前进的动力，提高机器人的行走动力。本发明飞行球形机器人的螺旋桨11在网状球壳1的内部，可以保护螺旋桨11。

Claims

1. 一种飞行球形机器人，其特征在于，它包括有一个网状球壳、一个圆环框架，该圆环框架设置在网状球壳内的中部；

2. 根据权利要求1所述的飞行球形机器人，其特征在于：所述内配重通过连杆与螺旋桨侧摆电机侧向连接，该连杆的轴线与螺旋桨转轴线重合。

3. 根据权利要求2所述的飞行球形机器人，其特征在于：所述圆环框架的圆心与所述网状球壳的球心重合。

4. 根据权利要求3所述的飞行球形机器人，其特征在于：所述网状球壳安装有侦测设备，该侦测设备与所述中央控制器相连。