CN204322064U

CN204322064U - 一种球形机器人

Info

Publication number: CN204322064U
Application number: CN201420649778.0U
Authority: CN
Inventors: 戴继东; 何昌盛; 杨兴锋
Original assignee: Shenzhen Swalle Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Swalle Technology Co Ltd
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2024-11-03

Abstract

本实用新型提供了一种球形机器人，包括球壳和球芯结构组件，球芯结构组件设置在球壳内部，球芯结构组件包括主板、两个驱动电机、电池、加重块、车轮、车轮轴、底盖、支撑轮和支撑件，两个驱动电机的控制端均与主板连接，两个驱动电机的输出轴分别与一个车轮轴连接，底盖上设置加重块，加重块上方设置驱动电机，主板与电池连接。支撑件设置在球芯结构组件的上方，支撑件上设置支撑轮轴，支撑轮轴两端连接支撑轮。本实用新型通过底盖上的加重块使球芯结构组件总是处于车轮在下的工作状态，采用支撑轮与球壳的上部接触滚动，使内部的球芯结构处于相对静止稳定的状态，从而保证机器人的内部无需固定装置来保证内部结构的稳定，同时具备抗震效果。

Description

一种球形机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人领域，尤其是一种球形机器人。

背景技术

球形机器人是一种具有球形外壳、以滚动方式行走的机器人。球形机器人是机器人运动方式的突破，其最大的特点是运动方式特殊，球形的外壳将使机器人能在失稳后获得最大的稳定性，与用轮子滚动行走的轮式机器人相比，不存在“翻倒”的问题，其球形结构可以自由地向任何方向旋转实现全方位滚动行走；与步行或爬行机器人相比，具有运动速度快、承载能力强的特点，而且具有驱动少、控制简单的特点。

据检索，中国发明专利CN101386173A公开了一种环境探测球形机器人，通过球壳内部设置运动机构来驱动机器人，该运动机构需要固定在球壳内部，这在机器人发生摔落时，其减震效果差，内部结构容易受到震动，可能造成故障。此外，目前，球形机器人的结构复杂，造价成本高，且无法实现无线充电。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种球形机器人，能够实现不同方向的运动，其内部结构无需固定连接，抗震效果好。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种球形机器人，包括球壳和球芯结构组件，球芯结构组件设置在球壳内部，球芯结构组件包括主板、两个驱动电机、电池、加重块、车轮、底盖，两个驱动电机的控制端均与主板连接，两个驱动电机的输出轴分别与一个车轮连接，底盖上设置加重块，加重块上方设置驱动电机，主板与电池连接。通过底盖上的加重块使球芯结构组件总是处于车轮在下的工作状态。

具体地，驱动电机的输出轴通过齿轮与车轮轴的齿轮咬合传动，实现驱动电机带动车轮转动。

进一步地，还包括支撑轮、支撑件，支撑件设置在上述球芯结构组件的上方，支撑件上设置支撑轮轴，支撑轮轴两端连接支撑轮。在球形机器人运动时，通过支撑轮与球壳的上部接触滚动，使内部的球芯结构处于相对静止稳定的状态，同时保证了抗震的效果。

优选地，还包括弹簧压柱，弹簧压柱与支撑轮轴连接，用于保证支撑轮轴与球壳的充分接触。

进一步地，还包括电池压片，电池压片设置在电池上方，用于固定电池位置，保证电池与其他元件连接的紧密性。

进一步地，支撑件、底盖的材质为塑胶，保证了球芯结构与球壳接触部分的柔软性，提高球形机器人的抗震效果。

进一步地，还包括接收线圈，接收线圈连接主板，接收线圈位于底盖上。接收线圈用于接收外部充电器，实现无线充电。

进一步地，还包括底座充电器，底座充电器包括线圈、充电PCB板，线圈连接充电PCB板。充电PCB板通过线圈将电能转化成电磁感应，进而对球形机器人内部的接收线圈进行充电。

进一步地，还包括外部控制系统，外部控制系统通过无线通讯与主板连接，用于控制球形机器人的运动。

本实用新型的球形机器人的有益效果为：

1)利用重心偏离原理，通过底盖上的加重块使球芯结构组件总是处于车轮在下的工作状态；

2)采用设置在球芯结构上部的支撑轮，使球芯结构与球壳的上部滚动接触，内部的球芯结构处于相对静止稳定的状态，从而保证机器人的内部无需固定装置来保证内部结构的稳定，同时具备抗震效果；

3)设置接收线圈用于接收外部充电器，实现无线充电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是球芯结构的示意图；

图3是底座充电器的示意图。

图中，1、底座充电器，2、球芯结构，3、球壳上盖，4、球壳下盖，1.1、底座上盖，1.2、底座下盖，1.3、线圈固定件，1.4、开关键，1.5、橡胶垫片，1.6、充电PCB板，2.1、电池盒，2.2、底盖，2.3、接收线圈底盖，2.4、电机盖，2.5、车轮，2.6、支撑件，2.7、支撑轮，2.8、电池压片，2.9、电池，2.10、驱动电机，2.11、加重块，2.12，车轮轴，2.13弹簧压柱，2.14、支撑轮轴，2.15、PCB主板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的球形机器人，包括球壳和球芯结构组件。结合图3所示，球芯结构组件包括PCB主板2.15、两个驱动电机2.10、电池2.9、加重块2.11、车轮2.5、车轮轴2.12、底盖2.2、支撑轮2.7、支撑件2.6。电池2.9放置在电池盒2.1内，驱动电机2.10设置在电机盖2.4内部，每个驱动电机2.10的控制端均与PCB主板2.15连接，每个驱动电机2.10的输出轴通过齿轮与一个车轮轴2.12咬合连接，每个车轮轴2.12连接一个车轮2.5，底盖2.2上依次设置接收线圈底盖2.3、加重块2.11，接收线圈底盖2.3上设置接收线圈，接收线圈连接PCB主板2.15，加重块2.11上方设置电机盖2.4、电池盒2.1，电池盒2.1上部设置电池压片2.8，保证电池与其他元件连接的紧密性，电池压片2.8上方设置PCB主板2.15，PCB主板2.15与电池2.9连接，PCB主板2.15上方设置支撑件2.6，支撑件2.6上设置支撑轮轴2.14，支撑轮轴2.14两端连接支撑轮2.7。支撑轮轴2.14上方设置弹簧压柱2.13，弹簧压柱2.13用于保证支撑轮轴2.14与球壳的充分接触。如图1，球壳包括球壳上盖3和球壳下盖4，球壳上盖3和球壳下盖4配合在一起形成完整的球形。支撑件2.6、底盖2.2的材质为塑胶，保证了球芯结构与球壳接触部分的柔软性，提高球形机器人的抗震效果。PCB主板2.15上设置无线通讯模块，优选地，使用蓝牙模块，通过蓝牙模块与外部控制系统连接，通过外部控制系统控制球形机器人的运动。

如图2，本实用新型提供的球形机器人还可以配置一个底座充电器1，底座充电器1包括底座上盖1.1、底座下盖1.2、线圈固定件1.3、开关键1.4、橡胶垫片1.5、充电PCB板1.6。底座下盖1.2下方设置橡胶垫片1.5。底座下盖1.2上方依次设置充电PCB板1.6、线圈固定件1.3，线圈固定件1.3上设置线圈(图未示)，线圈连接充电PCB板1.6。底座上盖1.2与底座下盖1.2连接，并将线圈、线圈固定件1.3和充电PCB板1.6包含在底座充电器1内部。底座上盖1.1上开设开关键1.4，开关键1.4连接充电PCB板1.6。

当机器人进行充电时，将机器人放置在底座充电器上。打开底座充电器的开关键，充电PCB板通过线圈将电能转化成电磁感应，球形机器人内部的接收线圈接收到电磁感应后，将电磁能输送到主板，主板上具备电源模块，主板将电磁能转化成电能，再通输送给电池进行充电。

本实用新型的工作原理如下：

使用者操控外部控制系统，外部控制系统发出无线信号，球形机器人主板上的无线通讯模块接收到该信号，通过主板将该信号转化成相应的指示，并将该指示输出到驱动电机，控制驱动电机的运作来实现球形机器人的运动。驱动电机收到信号后带动车轮转动，由于两个驱动电机的轴输出方向相反，当驱动电机输出轴的转动方向相反，且速度相同时，球形机器人前进，驱动电机输出轴的转动方向相同，速度相同时，球形机器人原地打转，驱动电机输出轴的转动方向相同且速度不同时，球形机器人则转弯。

由于球芯结构组件设置了加重块，使整个球芯结构组件总是处于车轮在下的工作状态。当机器人运动时，支撑轮与球壳的上部接触并滚动，车轮与球壳的下部接触并滚动，使机器人的内部球芯结构相对与球壳处于静止稳定的状态，保证机器人运动的稳定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种球形机器人，包括球壳和球芯结构组件，所述球芯结构组件设置在球壳内部，所述球芯结构组件包括主板、两个驱动电机、电池、加重块、车轮、底盖，其特征在于：所述两个驱动电机的控制端均与主板连接，两个驱动电机的输出轴分别与一个车轮连接，所述底盖上设置加重块，所述两个驱动电机设置加重块上方，所述主板与电池连接。

2.根据权利要求1所述的球形机器人，其特征在于：所述球芯结构组件还包括支撑轮、支撑件，所述支撑件设置在球芯结构组件的上方，所述支撑件上设置支撑轮轴，所述支撑轮轴两端连接支撑轮。

3.根据权利要求1所述的球形机器人，其特征在于：还包括接收线圈，所述接收线圈连接主板，所述接收线圈位于底盖上。

4.根据权利要求1所述的球形机器人，其特征在于：包括电池压片，所述电池压片设置在电池上方。

5.根据权利要求2所述的球形机器人，其特征在于：还包括弹簧压柱，所述弹簧压柱与支撑轮轴连接。

6.根据权利要求2所述的球形机器人，其特征在于：所述支撑件、底盖的材质为塑胶。

7.根据权利要求3所述的球形机器人，其特征在于：还包括底座充电器，所述底座充电器包括线圈和充电PCB板，所述线圈连接充电PCB板。

8.根据权利要求1-7任一所述的球形机器人，其特征在于：还包括外部控制系统，所述外部控制系统通过无线通讯与球芯结构组件的主板连接。