CN210822514U - 一种折展式变径球形机器人 - Google Patents

Abstract

一种折展式变径球形机器人，属于球形机器人技术领域。所述折展式变径球形机器人，包括设置在球壳内部的驱动机构和设置在球壳外部的支撑框架结构，驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架、中圈框架和外圈框架，外圈框架与球壳的内表面连接，支撑框架结构包括第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆，位于同一个球壳大圆上的第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆之间通过四连杆组件连接；相邻的两个第三电动支撑杆与位于其之间的第二电动支撑杆通过三连杆组件连接。所述折展式变径球形机器人，其通过整机变径式的折展收缩来降低、抬举机身，能够平稳快速地穿越如灾变的巷道等狭小非结构化的空间。

Description

一种折展式变径球形机器人

技术领域

本实用新型涉及球形机器人技术领域，特别涉及一种折展式变径球形机器人。

背景技术

当前，可移动机器人被广泛用于环境监测、灾难救援、考古探险、家庭娱乐等方面。传统的移动机器人依靠轮子或履带驱动，这种驱动方式在平坦的路面可以灵活的移动，但是遇到凹凸不平的路面或工作空间狭小时，机器人的运动将受到极大的限制。

国内外已经研制出若干种不同结构类型的球形机器人。世界上第一个具有球形外壳的球形机器人是由辛基科技大学的Halme教授在1996年制作的，其运动是靠球壳内安装的一个驱动轮实现，由电机驱动驱动轮在球壳内运动，改变球体的重心进而改变其运动状态。美国特拉华大学的Bhattacharya教授等研制了以两个相互垂直的转子为驱动系统的球形机器人。伊朗的Javadi等学者研制了一台名为“August”的球形机器人，该机器人主要依靠球内安装的四根轮辐上的配重块移动来改变重心的位置，驱动球体运动。球形机器人在近十年来得到众多单位和学者的关注，上海交通大学的金康进等学者提出一种四驱动球形机器人，即在球形机器人内部安装四个对称的驱动电机，每个驱动电机上安装有配重块，驱动电机的转动带动配重块的运动进而改变球形机器人的重心位置，从而实现球形机器人的全方位滚动。

虽然球形机器人运动时与地面为点接触，运动时的摩擦属于滚动摩擦，阻力小，可以灵活地进行全方位移动，其工作空间也从简单结构向多维、复杂、非结构化的方向进行转变，但是，现有的球形机器人的运动还是存在工作空间比较单一、对运动地形的要求较高、在狭小非结构化的环境中运动能力不足等技术问题。为适应井下特殊环境对球形机器人在多种地形结构特别是在复杂狭小的空间中工作的需求，需要进一步探索面向狭小非结构化如井下灾变巷道等空间适用的特种球形机器人。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的球形机器人在狭小复杂的工作空间中运动能力不足等技术问题，本实用新型提供了一种折展式变径球形机器人，其通过整机变径式的折展收缩来降低、抬举机身，能够平稳快速地穿越如灾变的巷道等狭小非结构化的空间。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种折展式变径球形机器人，包括设置在球壳内部的驱动机构和设置在球壳外部的支撑框架结构；

所述驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架、中圈框架和外圈框架，所述内圈框架设置有兜状结构，所述兜状结构的内部设置有电源和控制模块，所述外圈框架与球壳的内表面连接；

所述支撑框架结构包括第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆，所述第一电动支撑杆设置有两个，且分别位于球壳的顶部和底部；所述第二电动支撑杆设置有2n个，且均匀设置在球壳的水平大圆处，n为大于等于2的偶数，2n个第二电动支撑杆之间通过四连杆组件连接；所述第三电动支撑杆设置有2m个，均匀对称设置在第二电动支撑杆的两侧，m为大于等于2的偶数；位于同一个球壳大圆上的第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆之间通过四连杆组件连接；相邻的两个第三电动支撑杆与位于其之间的第二电动支撑杆通过三连杆组件连接。

所述折展式变径球形机器人还包括若干个圆饼状连接件，所述第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆远离球壳的一端均设置有所述连接件，用以与四连杆组件和/或三连杆组件连接。

所述三连杆组件包括铰接在一个所述连接件上的三个第五连杆和铰接在另一个所述连接件上的三个第六连杆，所述第五连杆远离一个连接件的一端与位于第二电动支撑杆或者第三电动支撑杆的所述连接件通过销轴铰接，所述第六连杆远离另一个连接件的一端与对应的第五连杆中部通过销轴铰接。

所述四连杆组件包括依次通过销轴铰接第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，具体布置方式为：第一连杆的一端与第二连杆的一端通过销轴铰接，第一连杆的另一端和第二连杆的一另端分别与对应的位于第一电动支撑杆、第二电动支撑杆或者第三电动支撑杆的所述连接件铰接，第三连杆的一端与第四连杆的一端通过销轴铰接，第三连杆的另一端与第一连杆的中部通过销轴铰接，第四连杆的另一端与第二连杆的中部通过销轴铰接。

所述驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架、中圈框架和外圈框架的具体布置方式为：所述内圈框架、中圈框架和外圈框架均为圆形框架，且内圈框架、中圈框架和外圈框架的中心点均为球壳的球心；所述内圈框架对称设置有两个第一电机，第一电机驱动内圈框架以两个第一电机的输出轴连接线为轴进行转动，所述第一电机的输出轴与中圈框架通过轴承连接；所述外圈框架对称设置有两个第二电机，所述第二电机的输出轴与中圈框架通过轴承连接，第二电机驱动中圈框架以两个第二电机输出轴的连接线为轴转动，两个第二电机输出轴的连接线与两个第一电机输出轴的连接线垂直，所述外圈框架还对称设置有两个第三电机，所述第三电机的输出轴与球壳内表面连接，第三电机驱动外圈框架以两个第三电机输出轴的连接线为轴转动，两个第三电机输出轴的连接线与两个第二电机输出轴的连接线垂直，两个第一电机输出轴的连接线与两个第三电机输出轴的连接线在同一平面内。

所述内圈框架与中圈框架的连接处设置有对应连接的碳刷和导轨，其中，碳刷位于内圈框架上，导轨位于中圈框架的内表面；所述中圈框架与外圈框架的连接处也设置有对应连接的碳刷和导轨，其中，碳刷位于外圈框架上，导轨位于中圈框架的外表面，用以实现动力的输出。

所述球壳的外表面设置有若干个连接扣，用以与第一电动支撑杆、第二电动支撑杆或者第三电动支撑杆连接。

所述球壳由两个半球壳构成，位于两个半球壳连接处的所述连接扣设置在两个半球壳上。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型通过位于球壳外部的支撑框架结构实现机器人的变径式可折展收缩功能，机器人在狭小的空间行走时，可根据实际情况进行膨胀、收缩，即该机器人的整机直径可根据外界环境进行一定范围的调整，在进行救援等工作时能够有效克服并解决救援空间狭小、复杂非结构化等现有球形机器人难以应对的技术问题，弥补了球形机器人在狭小复杂的工作空间中运动能力的不足，能够保证机器人更完美应对各种复杂地形，极大地增加了机器人的适用范围；

2)采用集中电池提供动力，完美规避了一个电机配一组电池的复杂结构，简化了机器人内部结构，并且电源和控制模块不仅发挥本身的功能，而且内圈框架的下半环与兜状结构、电源和控制模块共同起到偏心质量块的作用，极大减轻了机器人的本体重量，使机器人运动更加平稳，控制精度高，极大地降低了机器人生产制造成本，机器人可实现全方位的运动，并且其转弯半径为零，可以满足当前多种应用场合对球形机器人的运动需求；

3)只采用四连杆组件进行连接，在球体滚动时支撑结构不稳定，因此在相邻的两个第三电动支撑杆与位于其之间的第二电动支撑杆之间安装三连杆组件辅助支撑其它方向以及提升支撑框架结构的稳定性，使机器人运动更加平稳，控制的精确性得到极大提升；

4)驱动机构通过内圈框架、中圈框架和外圈框架的连接配合简化了结构，降低了成本。

本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的可折展式球形机器人的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的可折展式球形机器人的主视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆安装在球壳外表面的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的球壳与电动支撑杆连接的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的四连杆组件的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的三连杆组件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的第一电动支撑杆与四连杆组件连接的示意图；

图8是本实用新型实施例提供的第二电动支撑杆分别与四连杆组件和三连杆组件连接的示意图；

图9是本实用新型实施例提供的驱动机构的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的内圈框架的结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的导轨与碳刷连接的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-第一电动支撑杆，2-第二电动支撑杆，3-第三电动支撑杆，4-内圈框架，5-第一电机，6-中圈框架，7-第二电机，8-碳刷，9-导轨，10-外圈框架，11-第三电机，12-球壳，13-连接件，14-第一连杆，15-第二连杆，16-第三连杆，17-第四连杆，18-第五连杆，19-第六连杆，20-连接扣，21-兜状结构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图11所示，本实用新型实施例提供了一种折展式变径球形机器人，其通过整机变径式的折展收缩来降低、抬举机身，能够平稳快速地穿越如灾变的巷道等狭小非结构化的空间。

如图1-3所示，一种折展式变径球形机器人，包括设置在球壳12内部的驱动机构和设置在球壳12外部的支撑框架结构；

所述驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架4、中圈框架6和外圈框架10，所述内圈框架4设置有兜状结构21，所述兜状结构21的内部设置有电源和控制模块，所述外圈框架10与球壳12的内表面连接；

所述支撑框架结构包括第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2和第三电动支撑杆3，所述第一电动支撑杆1设置有两个，且分别位于球壳12的顶部和底部；所述第二电动支撑杆2设置有2n个，且均匀设置在球壳12的水平大圆处，n为大于等于2的偶数，2n个第二电动支撑杆2之间通过四连杆组件连接；所述第三电动支撑杆3设置有2m个，均匀对称设置在第二电动支撑杆2的两侧，m为大于等于2的偶数；位于同一个球壳12大圆上的第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2和第三电动支撑杆3之间通过四连杆组件连接；相邻的两个第三电动支撑杆3与位于其之间的第二电动支撑杆2通过三连杆组件连接。

本实施例中，第一电动支撑杆1设置有两个，其中一个且位于球壳12的顶部，另一个位于球壳12的底部；第二电动支撑杆2设置有8个，且均匀设置在球壳12的水平大圆(球面圆)处，8个第二电动支撑杆2之间通过四连杆组件连接；第三电动支撑杆3设置有8个，均匀对称设置在第二电动支撑杆2的两侧，即第二电动支撑杆2的每侧均匀设置有4个第三电动支撑杆3，并且位于第二电动支撑杆2同一侧的4个第三电动支撑杆3位于球壳12的同一个球面圆上，4个第三电动支撑杆3所在的球面圆与8个第二电动支撑杆2所在的球壳12水平大圆平行，并且位于同一个竖向大圆上的第三电动支撑、第二电动支撑杆2与球心之间的夹角为45度；位于同一个球壳12大圆上的第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2和第三电动支撑杆3之间通过四连杆组件连接，具体的布置方式为：球壳12顶部的第一电动支撑杆1与邻近的4个第三电动支撑杆3均分别通过四连杆组件连接，该4个第三电动支撑杆3中每个第三电动支撑杆3都与位于其正下方的第二电动支撑杆2通过四连杆组件连接，该4个第二电动支撑杆2再分别与其下方的另外4个第三电动支撑杆3通过四连杆组件连接，该另外4个第三电动支撑杆3再与球壳12底部的第一电动支撑杆1通过四连杆组件连接，也就是说，8个第二电动支撑杆2中的4个与位于其正上方和正下方的第三电动支撑杆3通过四连杆组件连接，由于第二电动支撑杆2和第三电动支撑杆3都是均匀设置的，所以，这4个第二电动支撑杆2与另外4个第二电动支撑杆2间隔为设置；相邻的两个第三电动支撑杆3与位于其之间的第二电动支撑杆2通过三连杆组件连接，即另外4个第二电动支撑杆2中每个第二电动支撑杆2与位于其上方的邻近的两个第三电动支撑杆3通过三连杆组件连接，同时，该第二电动支撑杆2还与位于其下方的邻近的两个第三电动支撑杆3通过三连杆组件连接。

本实施例中，控制模块可采用现有技术，其包括处理器子模块、传感器子模块和通讯子模块，处理器子模块分别与通讯子模块、传感器子模块、电源连接组成控制模块。处理器子模块采用数字信号控制器dsPIC，完成对控制命令的处理、传感器信息的融合以及控制算法的实现，即根据发出的控制信号；传感器子模块采用MEMS测量单元和光电编码器，检测机器人的运动姿态、采集电机的运转速度和位置信息；通讯子模块采用STR-32，实现处理器子模块、传感器子模块与电机、电动支撑杆的通讯联系。

如图1-2所示，所述折展式变径球形机器人还包括若干个圆饼状连接件13，所述第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2和第三电动支撑杆3远离球壳12的一端均设置有所述连接件13，用以与四连杆组件和/或三连杆组件连接。

如图6和8所示，所述三连杆组件包括铰接在一个所述连接件13上的三个第五连杆18和铰接在另一个所述连接件13上的三个第六连杆19，所述第五连杆18远离一个连接件13的一端与位于第二电动支撑杆2或者第三电动支撑杆3的所述连接件13通过销轴铰接，所述第六连杆19远离另一个连接件13的一端与对应的第五连杆18中部通过销轴铰接。

本实施例中，第六连杆19远离另一个连接件13的一端与对应的第五连杆18中部通过销轴铰接，具体布置方式为：三个第六连杆19分别与三个第五连杆18对应，每个第六连杆19均与对应的第五连杆18的中部铰接。

如图5和7所示，所述四连杆组件包括依次通过销轴铰接第一连杆14、第二连杆15、第三连杆16和第四连杆17，具体布置方式为：第一连杆14的一端与第二连杆15的一端通过销轴铰接，第一连杆14的另一端与第二连杆15的一另端分别与对应的位于第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2或者第三电动支撑杆3的所述连接件13铰接，第三连杆16的一端与第四连杆17的一端通过销轴铰接，第三连杆16的另一端与第一连杆14的中部通过销轴铰接，第四连杆17的另一端与第二连杆15的中部通过销轴铰接。

本实施例中，只采用四连杆组件进行连接，在球体滚动时支撑结构不稳定，因此在相邻的两个第三电动支撑杆3与位于其之间的第二电动支撑杆2之间安装三连杆组件辅助支撑其它方向以及提升支撑框架结构的稳定性，使机器人运动更加平稳，控制的精确性得到极大提升。

如图9-10所示，所述驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架4、中圈框架6和外圈框架10的具体布置方式为：所述内圈框架4、中圈框架6和外圈框架10均为圆形框架，且内圈框架4、中圈框架6和外圈框架10的中心点均为球壳12的球心；所述内圈框架4对称设置有两个第一电机5，第一电机5驱动内圈框架4以两个第一电机5的输出轴连接线为轴进行转动，所述第一电机5的输出轴与中圈框架6通过轴承连接；所述外圈框架10对称设置有两个第二电机7，所述第二电机7的输出轴与中圈框架6通过轴承连接，第二电机7驱动中圈框架6以两个第二电机7输出轴的连接线为轴转动，两个第二电机7输出轴的连接线与两个第一电机5输出轴的连接线垂直，所述外圈框架10还对称设置有两个第三电机11，所述第三电机11的输出轴与球壳12内表面连接，第三电机11驱动外圈框架10以两个第三电机11输出轴的连接线为轴转动，两个第三电机11输出轴的连接线与两个第二电机7输出轴的连接线垂直，两个第一电机5输出轴的连接线与两个第三电机11输出轴的连接线在同一平面内。

如图11所示，所述内圈框架4与中圈框架6的连接处设置有对应连接的碳刷8和导轨9，其中，碳刷8位于内圈框架4上，导轨9位于中圈框架6的内表面；所述中圈框架6与外圈框架10的连接处也设置有对应连接的碳刷8和导轨9，其中，碳刷8位于外圈框架10上，导轨9位于中圈框架6的外表面，用以实现动力的输出。

本实施例中，内圈框架4的下半环可与兜状结构21一体成型，内圈框架4的下半环与兜状结构21、电源和控制模块共同起到偏心质量块的作用，即相当于偏心质量块，电源可采用电池作为整体系统的动力输出，电源与电机连接为电机提供动力，电池的电能输出到电机使其持续转动产生转矩，内圈框架4的偏心质量块在转动力的作用下抬升到不同位置，电机通过改变转速达到与偏心质量块的力矩平衡，从而实现球形机器人全方位的运动；电源还与内圈框架4的碳刷8连接，使电力经过中圈框架6与内圈框架4碳刷8配合的导轨9、导线、中圈框架6与外圈框架10碳刷8配合导轨9、外圈框架10的碳刷8、球壳12内表面，最后连接到电动支撑杆上为电动支撑杆提供动力。两个第一电机5均通过凸台安装在内圈框架4上，凸台上设置有通孔用于放置碳刷8，碳刷8作为导电装置，将动力输出到中圈框架6。中圈框架6是过渡机构，通过内圈框架4与中圈框架6的转动配合使偏心质量块处于不同的空间位置，中圈框架6对称设置有两个分别与第一电机5对应轴承，中圈框架6内表面轴承孔的外侧设置有与位于内圈框架4电机凸台的碳刷8相对应的导轨9，内圈框架4碳刷8连接到导轨9，碳刷8与内圈框架4转动时，能够时刻不间断地将电力传输到中圈框架6。驱动机构通过内圈框架4、中圈框架6和外圈框架10的连接配合简化了结构，降低了成本，当然，为了实现本实用新型机器人的行走也可采用现有技术中能够实现球形机器人行走的驱动机构，但是结构复杂，比本实用新型的驱动机构成本高。

本实施例中，两个第一电机5通过电机凸台固定在内圈框架4上，第一电机5的输出轴端与安装在中圈框架6轴承孔中的轴承相连，位于内圈框架4的电机凸台两侧的碳刷8连接到中圈框架6的导轨9处，导轨9可采用铜环导轨9用于导电；中圈框架6主要起到过渡作用，中圈框架6除了设置有与内圈框架4碳刷8连接的导轨9和与外圈框架10连接的导轨9，其内外表面设置有轨道用于“铺设”导线，便于电流的传送；第三电机11两侧安装的碳刷8与球壳12内表面相连，将电能传输到球壳12外表面的电动支撑杆。

如图1-4所示，所述球壳12的外表面设置有若干个连接扣20，用以与第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2或者第三电动支撑杆3连接，电动支撑杆底端与设置在球壳12外表面的连接扣20通过螺栓连接，球壳12由两个半球壳12构成，位于两个半球壳12连接处的所述连接扣20分别设置在两个半球壳12上，该连接扣20既实现两个半球壳12的连接，又实现了第一电动支撑杆1的连接，能够简化结构、减轻重量、降低成本。

本实施例中，球壳12表面均匀焊接连接扣20，连接扣20与第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2或者第三电动支撑杆3的底端螺栓连接，连接扣20附近开有通孔，方便电动支撑杆的导线穿过，以便为电动支撑杆提供动力，机器人的球壳12外部结构有一定的伸缩活动空间，可通过电动支撑杆的收缩实现外部支撑框架结构的伸张与收缩，使机器人在运动工作过程中实现变径式折展收缩，从而适应更加复杂地形的变化。第一电动支撑杆1、第二电动支撑杆2和第三电动支撑杆3的顶端均分别与连接件13焊接，电动支撑杆通过连接件13与四连杆组件和/或三连杆组件连接组合构成机器人的外部支撑框架结构。

上述一种折展式变径球形机器人的工作原理：

机器人静止状态时，内圈处于竖直状态，偏心质量块的重心处于最低点。外界阻力较小，第三电机11转动时，球壳12转动，使得球形机器人前后运动；当第二电机7转动时，使得中圈框架6与外圈框架10之间产生夹角，由于偏心质量块的重心在中圈框架6的正下方，中圈框架6处于水平状态，两侧的第二电机7转动就产生一定的反力矩，若此时第三电机11转动，球形机器人的运动轨迹将是一个圆，而且圆的直径与夹角有定量关系，在运动过程中改变中圈框架6和外圈框架10的夹角便可实现任意方向的转动。外界阻力较大时，第三电机11可驱动球壳12转动，由于反力矩作用，第三电机11带动外圈框架10以及安装在外圈框架10内表面的中圈框架6和内圈框架4反方向转动；第一电机5转动，第一电机5能够驱动中圈框架6转动，并且在反力矩作用下，第一电机5可带动内圈框架4反方向转动。外界阻力较小时，偏心质量块重心处于最低点，通过控制模块控制第一电机5、第二电机7和第三电机11共同作用使球形机器人实现灵活全向滚动，比如通过控制模块采用配重驱动模式；外界阻力较大时，通过控制模块控制第一电机5、第二电机7和第三电机11的共同作用，使球形机器人以高响应速度实现灵活全向运动，比如通过控制模块采用倒立摆驱动控制模式。控制电动支撑杆的收缩可带动机器人外部框架结构的连杆组件进行折展变化，从而改变机器人的外部直径，机器人整体变径式的特性可使其更全面应对更加复杂的工作环境。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种折展式变径球形机器人，其特征在于，包括设置在球壳内部的驱动机构和设置在球壳外部的支撑框架结构；

所述驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架、中圈框架和外圈框架，所述内圈框架设置有兜状结构，所述兜状结构的内部设置有电源和控制模块，所述外圈框架与球壳的内表面连接；

所述支撑框架结构包括第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆，所述第一电动支撑杆设置有两个，且分别位于球壳的顶部和底部；所述第二电动支撑杆设置有2n个，且均匀设置在球壳的水平大圆处，n为大于等于2的偶数，2n个第二电动支撑杆之间通过四连杆组件连接；所述第三电动支撑杆设置有2m个，均匀对称设置在第二电动支撑杆的两侧，m为大于等于2的偶数；位于同一个球壳大圆上的第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆之间通过四连杆组件连接；相邻的两个第三电动支撑杆与位于其之间的第二电动支撑杆通过三连杆组件连接。

2.根据权利要求1所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，还包括若干个圆饼状连接件，所述第一电动支撑杆、第二电动支撑杆和第三电动支撑杆远离球壳的一端均设置有所述连接件，用以与四连杆组件和/或三连杆组件连接。

3.根据权利要求2所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，所述折展式变径球形机器人所述三连杆组件包括铰接在一个所述连接件上的三个第五连杆和铰接在另一个所述连接件上的三个第六连杆，所述第五连杆远离一个连接件的一端与位于第二电动支撑杆或者第三电动支撑杆的所述连接件通过销轴铰接，所述第六连杆远离另一个连接件的一端与对应的第五连杆中部通过销轴铰接。

4.根据权利要求2所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，所述四连杆组件包括依次通过销轴铰接第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，具体布置方式为：第一连杆的一端与第二连杆的一端通过销轴铰接，第一连杆的另一端和第二连杆的一另端分别与对应的位于第一电动支撑杆、第二电动支撑杆或者第三电动支撑杆的所述连接件铰接，第三连杆的一端与第四连杆的一端通过销轴铰接，第三连杆的另一端与第一连杆的中部通过销轴铰接，第四连杆的另一端与第二连杆的中部通过销轴铰接。

5.根据权利要求1所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，所述驱动机构包括从内至外依次设置的内圈框架、中圈框架和外圈框架的具体布置方式为：所述内圈框架、中圈框架和外圈框架均为圆形框架，且内圈框架、中圈框架和外圈框架的中心点均为球壳的球心；所述内圈框架对称设置有两个第一电机，第一电机驱动内圈框架以两个第一电机的输出轴连接线为轴进行转动，所述第一电机的输出轴与中圈框架通过轴承连接；所述外圈框架对称设置有两个第二电机，所述第二电机的输出轴与中圈框架通过轴承连接，第二电机驱动中圈框架以两个第二电机输出轴的连接线为轴转动，两个第二电机输出轴的连接线与两个第一电机输出轴的连接线垂直，所述外圈框架还对称设置有两个第三电机，所述第三电机的输出轴与球壳内表面连接，第三电机驱动外圈框架以两个第三电机输出轴的连接线为轴转动，两个第三电机输出轴的连接线与两个第二电机输出轴的连接线垂直，两个第一电机输出轴的连接线与两个第三电机输出轴的连接线在同一平面内。

6.根据权利要求5所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，所述内圈框架与中圈框架的连接处设置有对应连接的碳刷和导轨，其中，碳刷位于内圈框架上，导轨位于中圈框架的内表面；所述中圈框架与外圈框架的连接处也设置有对应连接的碳刷和导轨，其中，碳刷位于外圈框架上，导轨位于中圈框架的外表面，用以实现动力的输出。

7.根据权利要求1所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，所述球壳的外表面设置有若干个连接扣，用以与第一电动支撑杆、第二电动支撑杆或者第三电动支撑杆连接。

8.根据权利要求7所述的折展式变径球形机器人，其特征在于，所述球壳由两个半球壳构成，位于两个半球壳连接处的所述连接扣设置在两个半球壳上。

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