[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0026]实施例1:
[0027]如图1和图2所示，本实施例中所提供的一种单球运动式的代步机器人，包括机器人主体与伺服控制系统，所述的机器人主体主要包括基座平台I以及承载平台2，其中所述的承载平台2位于基座平台I的上方，且通过均布在基座平台I上的缓冲元件3进行支撑，在上述的基座平台I上设有三个夹杆4，该夹杆4位于基座平台I的下方，且共同围成一个球体空腔5，且在每个夹杆4的底端均设有一个球面形状的支撑点6，上述的三个支撑点6在空间水平位置上共同构成一个基准平面7，在上述球体空腔5内设有球体8，该球体8架在上述的三个支撑点6上，且其底部的曲面部分始终低于上述的基准平面7 ;所述伺服控制系统主要包括结合有倒立摆控制系统的控制器部分9以及受该控制器部分9控制的三组伺服电机10，其中所述的控制器部分9固定在上述的承载平台2上，所述的三组伺服电机10均匀排布，且其各电机轴上均联接有一个全向轮11，每个全向轮11的轮毂上的其中一个从动轮12始终与球体8表面相贴合；在上述的承载平台2上还设有能够对机器人主体的平衡姿态以及位移进行实时监测，且与上述的伺服控制系统信号连接的传感器组件13。
[0028]上述位于承载平台2与基座平台I两者之间的缓冲元件3是缓冲气缸14与橡胶缓冲柱15的组合结构。
[0029]上述中所提供的一种单球运动式的代步机器人，其结构中的传感器组件13对机器人主体的平衡姿态以及位移进行实时监测，通过将上述监测到的数据参数进行信号反馈至所述伺服控制系统中结合有倒立摆控制系统的控制器部分9，所述控制器部分9通过PLC运算来实现对三组伺服电机10的控制，保证机器人主体保持自平衡；如机器人主体将倾斜时，倒立摆控制系统能够分析出其具体倾斜方向及角度，并通过驱动对应伺服电机10来调节对应全向轮11的旋转速度，使机器人主体恢复平衡。同时，上述的机器人主体以一颗能够在空间上任意滚动的球体8来替代传统的滚轮来进行移动，有效地避免了传统代步机器人因采用滚轮而存在全方位转动灵活差的技术缺陷。
[0030]实施例2:
[0031]本实施例中所提供的一种单球运动式的代步机器人，其大体结构与实施例1相一致，如图3所示，但是本实施例中在所述的承载平台2上增设有支架16，在该支架16的安装台面上固定有360度全景摄像头组件17以及无线信号接收器18 ;上述的360度全景摄像头组件17以及无线信号接收器18均与上述伺服控制系统的控制器部分9信号连接。
[0032]上述实施方案中当机器人主体进入遥控模式时，其可通过顶上的无线信号接收器18接收信号进行运转，并由360度全景摄像头组件17来识别判断目前方位，进而向目标移动。
[0033]实施例3:
[0034]本实施例中所提供的一种单球运动式的代步机器人，其大体结构与实施例2相一致，如图4和图5所示，但是本实施例中所述的机器人主体还包括橡胶防撞圈19，该橡胶防撞圈19套设在上述的基座平台I外，且通过均匀分布在上述基座平台I与橡胶防撞圈19两者之间的连接筋板20进行固定定位。
[0035]本实施方案中位于机器人主体外圈的橡胶防撞圈19，当出现意外，机器人主体撞上物体时，其橡胶防撞圈19可以缓冲冲击，保护机器人主体。
[0036]实施例4:
[0037]本实施例中所提供的一种单球运动式的代步机器人，其大体结构与实施例3相一致，如图6所示，但是本实施例中所述的夹杆4呈可拆卸式的分段结构，且沿其长度方向折弯出与上述球体8相对应的弧度。上述中所述机器人主体的夹杆4采用分段式且弧形的结构，从而使得所述球体8的安转更换更为方便。
【主权项】
1.一种单球运动式的代步机器人，包括机器人主体与伺服控制系统，其特征是所述的机器人主体主要包括基座平台(I)以及承载平台(2)，其中所述的承载平台(2)位于基座平台(I)的上方，且通过均布在基座平台(I)上的缓冲元件(3)进行支撑，在上述的基座平台(1)上设有至少三个的夹杆(4)，该夹杆(4)位于基座平台(I)的下方，且共同围成一个球体空腔(5)，且在每个夹杆(4)的底端均设有一个球面形状的支撑点(6)，上述的三个支撑点(6)在空间水平位置上共同构成一个基准平面(7)，在上述球体空腔(5)内设有球体(8)，该球体(8)架在上述的三个支撑点(6)上，且其底部的曲面部分始终低于上述的基准平面(7);所述伺服控制系统主要包括结合有倒立摆控制系统的控制器部分(9)以及受该控制器部分(9)控制的三组伺服电机(10)，其中所述的控制器部分(9)固定在上述的承载平台(2)上，所述的三组伺服电机(10)均匀排布，且其各电机轴上均联接有一个全向轮(11)，每个全向轮(11)的轮毂上的其中一个从动轮(12)始终与球体(8)表面相贴合；在上述的承载平台(2)上还设有能够对机器人主体的平衡姿态以及位移进行实时监测，且与上述的伺服控制系统信号连接的传感器组件(13)。
2.根据权利要求1所述的一种单球运动式的代步机器人，其特征是在上述的承载平台(2)上增设有支架(16)，在该支架(16)的安装台面上固定有360度全景摄像头组件(17)以及无线信号接收器(18)和/或发生器；上述的360度全景摄像头组件(17)以及无线信号接收器(18)和/或发生器均与上述伺服控制系统的控制器部分(9)信号连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种单球运动式的代步机器人，其特征是上述的机器人主体还包括橡胶防撞圈(19)，该橡胶防撞圈(19)套设在上述的基座平台(I)外，且通过均匀分布在上述基座平台(I)与橡胶防撞圈(19)两者之间的连接筋板(20)进行固定定位。
4.根据权利要求1或2所述的一种单球运动式的代步机器人，其特征是上述的夹杆(4)呈可拆卸式的分段结构，且沿其长度方向折弯出与上述球体(8)相对应的弧度。
5.根据权利要求3所述的一种单球运动式的代步机器人，其特征是上述的夹杆(4)呈可拆卸式的分段结构，且沿其长度方向折弯出与上述球体(8 )相对应的弧度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种单球运动式的代步机器人，包括机器人主体与结合有倒立摆控制系统的伺服控制系统，其中所述机器人主体上设有至少三个的夹杆，且共同围成一个球体空腔，且在每个夹杆的底端均设有一个球面形状的支撑点，上述的三个支撑点在空间水平位置上共同构成一个基准平面，在上述球体空腔内设有球体，该球体架在上述的三个支撑点上，且其底部的曲面部分始终低于上述的基准平面；所述伺服控制系统中的三组伺服电机均匀排布，且其各电机轴上均联接有一个全向轮，每个全向轮的轮毂上的其中一个从动轮始终与球体表面相贴合。其解决了“提升代步机器人的运动相对灵活”的技术问题，其可以确保代步机器人整体在高速行程中进行平稳变向动作。
【IPC分类】B25J11-00
【公开号】CN204546539
【申请号】CN201520273488
【发明人】宋瑞银, 沈超杰, 陈麒武, 张哲 , 张雷, 王贤成, 杨倍恪
【申请人】浙江大学宁波理工学院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日