CN110077481A - 一种防磁场干扰的重力机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人技术领域。一种防磁场干扰的重力机器人，包括外球壳、重力块、下滚轮组件、连接杆、滚动轴承、齿条、安装架、离心轮组件、齿轮、转弯电机和中控系统；齿条的两端固定设置在连接杆上，所述的齿条轴线位于外球壳组成的球体直径上；连接杆安装在重力块上，连接杆的端部通过滚动轴承与外球壳相转动连接；下滚轮组件安装在重力块的下端，与外球壳的内壁相接触；安装架与齿条相移动配合，转弯电机驱动安装架移动；离心轮组件竖直安装在安装架上，所述的离心轮组件包括离心电机和安装在离心电机输出轴上的离心块。该防磁场干扰的重力机器人行走灵活、轨迹丰富、抗干扰能力强。

Description

一种防磁场干扰的重力机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种防磁场干扰的重力机器人及其工作方法。
背景技术
重力机器人是一种运动方式为滚动的智能机器人。它既具有像轮式移动机器人的快速行走能力，又能像腿式机器人一样，在不平整的复杂地形中运动，并且运动连续性强，具有良好的方向可控性，是一种十分理想的运动载体，机器人在行走过程中会遇到坡地、凸起路障等复杂路况，现有技术的不足是：1.转弯半径大，反应较慢；2.机构复杂且庞大，控制繁琐；3.电磁驱动，行走轨迹易受周围磁场变化发生干扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种行走灵活、轨迹丰富、抗干扰能力强的防磁场干扰的重力机器人及其工作方法。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种防磁场干扰的重力机器人，该机器人包括外球壳、重力块、下滚轮组件、连接杆、滚动轴承、齿条、安装架、离心轮组件、齿轮、转弯电机和中控系统；所述的外球壳在球体直径两端分别设置有轴承座，所述的齿条的两个端部分别设置有轴承，齿条通过轴承架设在轴承座上；所述的连接杆为L型，两根L型连接杆的上端部分别固定设置在齿条的两侧；所述的重力块为直径小于外球壳的球缺形状，球缺与外球壳同心，顶面与两根L型连接杆的下端部相固定连接；在重力块的竖直方向设置有安装口，所述的下滚轮组件安装设置在安装口内，所述的下滚轮组件包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的滚轮，滚轮与外球壳的内壁相接触；所述的安装架与齿条相移动配合，转弯电机安装在安装架上，齿轮安装在转弯电机的输出轴上，齿轮与齿条相啮合；离心轮组件竖直安装在安装架上，所述的离心轮组件包括离心电机和安装在离心电机输出轴上的离心块。
作为优选，所述的安装架形状为倒置的F形，包括竖部、端横部和中间横部，中间横部与竖部之间设置有滑槽，所述的齿条设置在滑槽上，并在中间横部的外侧设置有轴承支撑板，所述的轴承支撑板上设置有第二轴承座，所述的齿轮的一个轴端设置在第二轴承座，另一轴端与设置在中间横部的转弯电机的电机轴相连接；所述的离心电机设置在端横部的上方，离心电机的电机轴闯过端横部与设置端横部下方的离心块相连接。
作为优选，所述的离心块为圆柱体，圆柱体的轴线处于竖直方向，位于竖直的球径处。
作为优选，所述的外球壳包括上下两个半球壳，轴承座由位于上下两个半球壳上的两个半圆环部件构成。
作为优选，所述的外球壳的外壁设置有软质材料。
作为优选，所述的重力块的形状为球顶形，重力块上端设置有连接座，该连接座与连接杆相连接。
作为优选，所述的中控系统位于外球壳内部，固定连接在外球壳上。
一种防磁场干扰的重力机器人工作方法，包括前进后退、左右转弯和原地自转三种姿态，分别通过以下方式得以完成：
（一）前进后退：下滚轮组件的电机带动滚轮转动，而滚轮与外球壳相接触，使得重力块绕齿条转动，此时重心向上向前移动，而外球壳与地面的接触点不动，故外球壳向重力块偏转的方向滚动；
（二）左右转弯：转弯电机带动齿轮转动，使安装架左右移动，由于安装架具有一定重量，故重心左右移动，外球壳与地面的接触点不动，故外球壳左右转动，左右转弯与前进后退两个运动结合，可实现不同范围的转弯半径；
（三）原地自转：安装架位于齿条的中间，重力块位于最低端，离心轮组件的电机带动离心块转动，使得外球壳开始原地转动起来。
采用了上述技术方案的一种防磁场干扰的重力机器人及其工作方法，通过调节安装架左右距离，以获得不同程度的转向幅度，并且设置离心轮组件，可以实现原地转动，不受场地限制，前进后退、左右转弯和原地自转三个运动可以合成，形成丰富的轨迹；结构小巧简单，易于实施，适合作业环境的工况；利用重力驱动，避免电磁式的磁场干扰。
附图说明
图1为本发明实施例的爆炸结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种防磁场干扰的重力机器人包括外球壳1、重力块2、下滚轮组件3、连接杆4、滚动轴承5、齿条6、安装架7、离心轮组件8、齿轮9、转弯电机10和中控系统；所述的外球壳1在球体直径两端分别设置有轴承座，所述的齿条6的两个端部分别设置有轴承，齿条6通过轴承架设在轴承座上；所述的连接杆4为L型，两根L型连接杆4的上端部分别固定设置在齿条6的两侧；所述的重力块2为直径小于外球壳1的球缺形状,好处是使得重力块2能够整周绕转，质心低，行进平稳，球缺与外球壳1同心，顶面与两根L型连接杆4的下端部相固定连接；在重力块2的竖直方向设置有安装口，所述的下滚轮组件3安装设置在安装口内，所述的下滚轮组件3包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的滚轮31，滚轮31与外球壳1的内壁相接触,防止打滑；所述的安装架7与齿条6相移动配合，转弯电机10安装在安装架7上，齿轮9安装在转弯电机10的输出轴上，齿轮9与齿条6相啮合；离心轮组件8竖直安装在安装架7上，所述的离心轮组件8包括离心电机和安装在离心电机输出轴上的离心块81；所述的安装架7形状为倒置的F形，包括竖部、端横部和中间横部，中间横部与竖部之间设置有滑槽，所述的齿条6设置在滑槽上，并在中间横部的外侧设置有轴承支撑板，所述的轴承支撑板上设置有第二轴承座，所述的齿轮9的一个轴端设置在第二轴承座，另一轴端与设置在中间横部的转弯电机10的电机轴相连接；所述的离心电机设置在端横部的上方，离心电机的电机轴闯过端横部与设置端横部下方的离心块81相连接。
所述的一种防磁场干扰的重力机器人在行走时，包括前进后退、左右转弯和原地自转三种姿态，分别通过以下方式得以完成：
（一）前进后退：下滚轮组件3的电机带动滚轮31转动，而滚轮31与外球壳1相接触，使得重力块2绕齿条6转动，此时重心向上向前移动，而外球壳1与地面的接触点不动，故外球壳1向重力块2偏转的方向滚动；
（二）左右转弯：转弯电机10带动齿轮9转动，使安装架7左右移动，由于安装架7具有一定重量，故重心左右移动，外球壳1与地面的接触点不动，故外球壳1左右转动，左右转弯与前进后退两个运动结合，可实现不同范围的转弯半径；
（三）原地自转：安装架7位于齿条6的中间，重力块2位于最低端，离心轮组件8的电机带动离心块转动，使得外球壳1开始原地转动起来，不受场地局限，更加灵活自如。
所述的一种防磁场干扰的重力机器人解决了机器人转向不灵活的问题，通过调节安装架7左右距离，以获得不同程度的转向幅度，并且设置离心轮组件8，可以实现原地转动，不受场地限制；结构小巧简单，易于实施，适合作业环境的工况；利用重力驱动，避免电磁式的磁场干扰。

Claims (8)

1.一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，该机器人包括外球壳（1）、重力块（2）、下滚轮组件（3）、连接杆（4）、滚动轴承（5）、齿条（6）、安装架（7）、离心轮组件（8）、齿轮（9）、转弯电机（10）和中控系统；所述的外球壳（1）在球体直径两端分别设置有轴承座，所述的齿条（6）的两个端部分别设置有轴承，齿条（6）通过轴承架设在轴承座上；所述的连接杆（4）为L型，两根L型连接杆（4）的上端部分别固定设置在齿条（6）的两侧；所述的重力块（2）为直径小于外球壳（1）的球缺形状，球缺与外球壳（1）同心，顶面与两根L型连接杆（4）的下端部相固定连接；在重力块（2）的竖直方向设置有安装口，所述的下滚轮组件（3）安装设置在安装口内，所述的下滚轮组件（3）包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的滚轮（31），滚轮（31）与外球壳（1）的内壁相接触；所述的安装架（7）与齿条（6）相移动配合，转弯电机（10）安装在安装架（7）上，齿轮（9）安装在转弯电机（10）的输出轴上，齿轮（9）与齿条（6）相啮合；离心轮组件（8）竖直安装在安装架（7）上，所述的离心轮组件（8）包括离心电机和安装在离心电机输出轴上的离心块（81）。
2.根据权利要求1所述的一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，所述的安装架（7）形状为倒置的F形，包括竖部、端横部和中间横部，中间横部与竖部之间设置有滑槽，所述的齿条（6）设置在滑槽上，并在中间横部的外侧设置有轴承支撑板，所述的轴承支撑板上设置有第二轴承座，所述的齿轮（9）的一个轴端设置在第二轴承座，另一轴端与设置在中间横部的转弯电机（10）的电机轴相连接；所述的离心电机设置在端横部的上方，离心电机的电机轴闯过端横部与设置端横部下方的离心块（81）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，所述的离心块（81）为圆柱体，圆柱体的轴线处于竖直方向，位于竖直的球径处。
4.根据权利要求1所述的一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，所述的外球壳（1）包括上下两个半球壳，轴承座由位于上下两个半球壳上的两个半圆环部件构成。
5.根据权利要求1所述的一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，所述的外球壳（1）的外壁设置有软质材料。
6.根据权利要求1所述的一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，所述的重力块（2）的形状为球顶形，重力块（2）上端设置有连接座，该连接座与连接杆（4）相连接。
7.根据权利要求1所述的一种防磁场干扰的重力机器人，其特征在于，所述的中控系统位于外球壳（1）内部，固定连接在外球壳（1）上。
8.一种防磁场干扰的重力机器人工作方法，其特征在于，包括前进后退、左右转弯和原地自转三种姿态，分别通过以下方式得以完成：
前进后退：下滚轮组件（3）的电机带动滚轮（31）转动，而滚轮（31）与外球壳（1）相接触，使得重力块（2）绕齿条（6）转动，此时重心向上向前移动，而外球壳（1）与地面的接触点不动，故外球壳（1）向重力块（2）偏转的方向滚动；
左右转弯：转弯电机（10）带动齿轮（9）转动，使安装架（7）左右移动，由于安装架（7）具有一定重量，故重心左右移动，外球壳（1）与地面的接触点不动，故外球壳（1）左右转动，左右转弯与前进后退两个运动结合，可实现不同范围的转弯半径；
原地自转：安装架（7）位于齿条（6）的中间，重力块（2）位于最低端，离心轮组件（8）的电机带动离心块转动，使得外球壳（1）开始原地转动起来。
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