CN110979498A - 一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置 - Google Patents

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刘君
杨涛
文贤馗
申彧
徐梅梅
许逵
陈沛龙
李锦�
朱建军
张朝鹏
何嘉弘
高丙团
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Abstract

本发明公开了一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置，它包括壳体，所述壳体内侧壁上设有对称的两条竖直布置的环形轨道，轨道上有车轮，车轮与直流电机轴固定连接，直流电机下方固定连接有电池和配重块，在直流电机上方通过支撑杆固定连接有支架，电池与直流电机电连接。本系统采用GPS定位和无线传输技术，可以全方位的控制机器人的运动轨迹。本发明结构简单，控制方便，可实现球形机器人的准确灵活控制，同时硬件结构实现上简单，再在球形机器人上装上无线检测设备，即可对应用环境进行实时的监测。

Description

一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置
技术领域
本发明涉及一种球形机器人，尤其涉及一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置，属于机器人技术领域。
背景技术
机器人在人们的日常生活及工业生产等领域发挥着无可替代的作用，并且随着科学技术的发展，各种新型的机器人也逐渐诞生。球形机器人研究开始至今只近二十年左右，并且一经诞生就一直成为学界的研究热点，至今不衰。这是由于球形机器人所具备的优秀性能和展现出的巨大前景。
球形机器人理论模型复杂，具有非完整约束、欠驱动、强耦合和非链式等特点，导致其控制实现困难。由于其结构特性尤其是驱动方式对其运动控制特性具有很大的影响。因此，研究设计性能更加优秀的驱动和控制方式一直是球形机器人研究的一个重要创新方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置，本系统采用GPS定位和无线传输技术，可以全方位的控制机器人的运动轨迹。本发明结构简单，控制方便，可实现球形机器人的准确灵活控制，同时硬件结构实现上简单，再在球形机器人上装上无线检测设备，即可对应用环境进行实时的监测，有效的解决了上述存在的问题。
本发明的技术方案为：一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置，它包括壳体，所述壳体内侧壁上设有对称的两条竖直布置的环形轨道，轨道上有车轮，车轮与直流电机轴固定连接，直流电机下方固定连接有电池和配重块，在直流电机上方通过支撑杆固定连接有支架，电池与直流电机电连接。
所述支架上设置有用于检测的数据采集处理模块、数据传输模块和用于控制直流电机的控制模块，数据传输模块通过导线分别与数据采集处理模块和控制模块电连接并与外部的控制终端无线传输连接。
所述电池和直流电机均为成对的对称布置结构。
所述支撑杆位于壳体的球心位置上方。
所述支架上还设有GPS定位模块，GPS定位模块与数据传输模块电连接。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，采用本发明的技术方案，本系统采用GPS定位和无线传输技术，可以全方位的控制机器人的运动轨迹。本发明结构简单，控制方便，可实现球形机器人的准确灵活控制，同时硬件结构实现上简单，再在球形机器人上装上无线检测设备，即可对应用环境进行实时的监测，本发明系统成本低、结构合理、安装方便，本发明方法不易受到外界因素干扰，具有很强的环境适应能力，取得了很好的使用效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的控制原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。
实施例1：如附图1和2所示，一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置，它包括壳体7，所述壳体7内侧壁上设有对称的两条竖直布置的环形轨道9，轨道9上有车轮5，车轮5与直流电机4轴固定连接，直流电机4下方固定连接有电池10和配重块8，在直流电机4上方通过支撑杆6固定连接有支架3，电池10与直流电机4电连接。
进一步的，支架3上设置有用于检测的数据采集处理模块（传感器模块）、数据传输模块（WIFI通信模块）和用于控制直流电机4的控制模块（电机驱动模块），数据传输模块通过导线分别与数据采集处理模块和控制模块电连接并与外部的控制终端无线传输连接。
进一步的，电池10和直流电机4均为成对的对称布置结构。
进一步的，支撑杆6位于壳体7的球心位置上方。
进一步的，支架3上还设有GPS定位模块，GPS定位模块与数据传输模块电连接。
通过控制两台直流电机4的旋转驱动车轮5旋转，形成质心偏移从而带动壳体7前进或者后退，若两台直流电机4旋转速度一致，则球形机器人7前进或后退，若两台直流电机4的旋转速度不一致，则会使得球形机器人7转向，达到满足不同需要的目的。
本系统采用GPS定位和无线传输技术，可以全方位的控制机器人的运动轨迹。本发明结构简单，控制方便，可实现球形机器人的准确灵活控制，同时硬件结构实现上简单，再在球形机器人上装上无线检测设备（传感器模块），即可对应用环境进行实时的监测，本发明系统成本低、结构合理、安装方便，本发明方法不易受到外界因素干扰，具有很强的环境适应能力，取得了很好的使用效果。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种质心偏移小车驱动的球形机器人装置，它包括壳体（7），其特征在于：所述壳体（7）内侧壁上设有对称的两条竖直布置的环形轨道（9），轨道（9）上有车轮（5），车轮（5）与直流电机（4）轴固定连接，直流电机（4）下方固定连接有电池（10）和配重块（8），在直流电机（4）上方通过支撑杆（6）固定连接有支架（3），电池（10）与直流电机（4）电连接。
2.根据权利要求1所述的质心偏移小车驱动的球形机器人装置，其特征在于：所述支架（3）上设置有用于检测的数据采集处理模块、数据传输模块和用于控制直流电机（4）的控制模块，数据传输模块通过导线分别与数据采集处理模块和控制模块电连接并与外部的控制终端无线传输连接。
3.根据权利要求1所述的质心偏移小车驱动的球形机器人装置，其特征在于：所述电池（10）和直流电机（4）均为成对的对称布置结构。
4.根据权利要求1所述的质心偏移小车驱动的球形机器人装置，其特征在于：所述支撑杆（6）位于壳体（7）的球心位置上方。
5.根据权利要求1所述的质心偏移小车驱动的球形机器人装置，其特征在于：所述支架（3）上还设有GPS定位模块，GPS定位模块与数据传输模块电连接。
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