具备对外操作功能的球形机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种具备对外操作功能的球形机器人。


背景技术：

2.球形机器人的球形外壳能够使其在任务执行过程中不发生倾覆的同时快速稳定运动，球形密闭空间能够保护内部机构不受各种复杂地形与路况的干扰破坏，球体运动过程中与地面为点接触，具有较小的运动阻力。相关技术中的机器人不能在移动的同时对外操作作业，工作效率不高。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种具备对外操作功能的球形机器人，该具备对外操作功能的球形机器人具有能够在移动的同时对外进行操作的优点。
4.本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人包括壳体，所述壳体包括球冠和转壳，所述转壳包括第一壳和第二壳，所述转壳具有第一形态和第二形态，在所述第一形态，所述第一壳和所述第二壳分离以适于机器人飞行，在所述第二形态，所述第一壳和所述第二壳闭合以适于机器人滚动，所述球冠包括第一冠和第二冠，所述转壳位于所述第一冠和所述第二冠之间，且所述第一冠与所述第一壳可接合和分离，所述第二冠与所述第二壳可接合和分离；机架，所述机架设于所述转壳的内腔且所述转壳相对于所述机架可绕第一方向转动，所述第一壳和所述第二壳中的至少一个相对于所述机架可沿第一方向移动以使所述转壳在所述第一形态和所述第二形态之间切换，所述球冠设于所述机架；机械臂，所述机械臂设于所述机架并位于所述转壳和所述球冠之间，所述机械臂具有操作形态和收缩形态，在所述操作形态，所述球冠与所述转壳分离以使所述机械臂可伸出所述壳体的外侧，在所述收缩形态，所述球冠与所述转壳闭合以使所述机械臂可收纳于所述壳体内，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂设于所述第一冠和所述第一壳之间，所述第二机械臂设于所述第二冠和所述第二壳之间。
5.本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人具有能够在移动的同时对外进行操作的优点。
6.在一些实施例中，所述机械臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂的一端与所述外延段可转动地相连且与所述外延段之间具有第一设定间隔，所述第一臂的另一端与所述第二臂的一端可转动地相连，在所述收缩形态，至少部分所述第二臂收纳至所述第一设定间隔内，且所述第二臂沿所述第一臂的长度方向延伸以减小所述具备对外操作功能的球形机器人的轮廓尺寸。
7.在一些实施例中，所述机械臂包括第一关节驱动、第二关节驱动、第三关节驱动和转架，所述第一关节驱动连接在所述转架和所述外延段之间以驱动所述转架转动，所述第二关节驱动连接在所述转架和所述第一臂之间以驱动所述第一臂转动，所述第三关节驱动
设于所述第一臂和所述第二臂之间以驱动所述第二臂转动。
8.在一些实施例中，所述第一臂沿所述第二关节驱动的径向对称布置，且所述第一臂的长度可调以调整所述第二关节驱动和所述第三关节驱动的间距；
9.所述第一关节驱动的转轴沿所述机架的长度方向延伸，所述第二关节驱动的转轴沿所述第一关节驱动的径向延伸，所述第三关节驱动的转轴沿所述第二关节驱动的径向延伸。
10.在一些实施例中，所述机械臂包括夹爪，所述夹爪与所述第二臂的另一端可转动地相连，且所述夹爪相对于所述第二臂转动的转轴沿所述第三关节驱动的轴向延伸。
11.在一些实施例中，所述第二臂包括第一板和第二板，所述第一板与所述第三关节驱动相连，所述第二板位于所述第一板靠近所述第一臂的一侧，且所述第二板与所述第一板之间具有第二设定间隔，在所述收缩形态，所述夹爪位于所述第二设定间隔内以避让所述第一关节驱动。
12.在一些实施例中，所述具备对外操作功能的球形机器人包括开合组件，所述开合组件包括驱动器、导向杆和导向套，所述驱动器的一端与所述转架相连，所述驱动器的另一端与所述球冠相连，所述驱动器的长度可调以适于调节所述球冠和所述转壳的间距，所述导向杆和所述导向套的其中一者与所述基座相连、另一者所述球冠相连，所述导向杆导向配合在所述导向套内。
13.在一些实施例中，所述具备对外操作功能的球形机器人包括驱动电机，所述驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机连接在所述第一壳和所述机架之间，所述第一驱动电机适于驱动所述第一壳绕着所述机架转动，所述第二驱动电机连接在所述第二壳和所述机架之间，所述第二驱动电机适于驱动所述第二壳绕着所述机架转动。
14.在一些实施例中，包括重摆组件，所述重摆组件设于所述机架，所述重摆组件可沿竖直方向相对于所述机架平移以适于调整机器人的重心。
15.在一些实施例中，所述机架包括主框架、丝杆组件、伸缩电机、第一推架和第二推架，所述主框架沿着所述机架的长度方向延伸，所述第一推架与所述第一驱动电机相连并沿着所述机架的长度方向导向装配于所述主框架，所述第二推架与所述第二驱动电机相连并沿着所述机架的长度方向导向装配于所述主框架，所述伸缩电机与所述丝杆组件相连以驱动所述丝杆组件转动，所述丝杆组件沿着所述机架的长度方向延伸并与所述第一推架和所述第二推架相连，以驱动所述第一推架和所述第二推架相对于所述主框架移动。
附图说明
16.图1是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的结构示意图。
17.图2是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的俯视示意图。
18.图3是图2中a处的局部放大图。
19.图4是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的机械臂在收缩形态的示意图。
20.图5是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的机械臂在展开形态的示意图。
21.图6是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的机架的示意图。
22.图7是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的重摆组件的示意图。
23.图8是本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的重摆组件的剖视图。
24.附图标记：
25.壳体1；转壳11；第一壳111；第二壳112；球冠12；第一冠121；第二冠122；
26.机架2；丝杆组件21；双向丝杆211；第一螺母部212；第二螺母部213；伸缩电机22；第一推架23；第一推杆231；第二推杆232；第一推板233；第二推架24；第三推杆241；第四推杆242；第二推板243；主框架25；连轴26；
27.机械臂3；第一机械臂301；第二机械臂302；第一关节驱动31；转架32；第二关节驱动33；第一臂34；固定段341；自由段342；滑杆343；第一滑杆3431；第二滑杆3432；滑架344；第一滑架3441；第二滑架3442；第三关节驱动35；第二臂36；第一板361；第二板362；夹爪37；
28.重摆组件4；调整组件41；调整电机411；调整丝杆412；第一导杆413；第二导杆414；配重42；避让槽421；端板43；
29.驱动电机5；第一驱动电机501；第二驱动电机502；第一部51；第二部52；
30.开合组件6；开合驱动61；开合导杆62；第一开合导杆621；第二开合导杆622；导向套63；第一导向套631；第二导向套632。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.下面结合图至图描述本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人。
33.本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人包括壳体1、机架2和机械臂3。
34.壳体1包括球冠12和转壳11，转壳11包括第一壳111和第二壳112，转壳11具有第一形态和第二形态，在第一形态，第一壳111和第二壳112分离以适于机器人飞行，在第二形态，第一壳111和第二壳112闭合以适于机器人滚动，球冠12包括第一冠121和第二冠122，转壳11位于第一冠121和第二冠122之间，且第一冠121与第一壳111可接合和分离，第二冠122与第二壳112可接合和分离。
35.具体地，壳体1是球形，第一壳111和第二壳112之间形成内腔，机架2、机械臂3和旋翼组件位于内腔中，第一壳111和第二壳112沿左右方向对称布置，第一壳111的左端和第二壳112的右端能够拼合从而使第一壳111和第二壳112拼合，第一壳111的转轴和第二壳112的转轴重合且沿左右方向延伸。
36.如图2所示，在第二形态，第一壳111和第二壳112拼合，转壳11为球体的一部分，从而便于本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人在地面滚动运动。如图1所示，在第一形态，第一壳111和第二壳112分离使壳体1的内腔与外界连通，从而第一壳111和第二壳112分别与地面接触，增加了本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人与地面接触点的间距，从而提高了本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人滚动的稳定性。
37.球冠12位于转壳11的左右两侧，球冠12与转壳11可拼合形成壳体1，壳体1为球形，从而便于本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的在地面滚动行进。
38.机架2设于转壳11的内腔且转壳11相对于机架2可绕第一方向转动，第一壳111和
第二壳112中的至少一个相对于机架2可沿第一方向移动以使转壳11在第一形态和第二形态之间切换，球冠12设于机架2。
39.具体地，机架2沿着左右方向延伸，第一方向即为机架2延伸方向的周向，机架2的左端与第二壳112可转动地连接，机架2的右端与第一壳111可转动地连接，机架2与第一壳111连接点和机架2与第二壳112连接点的间距可调，从而调整第一壳111和第二壳112之间的间距，使转壳11在第一形态和第二形态之间切换。
40.机械臂3设于机架2并位于转壳11和球冠12之间，机械臂3具有操作形态和收缩形态，在操作形态，球冠12与转壳11分离以使机械臂3可伸出壳体1的外侧，在收缩形态，球冠12与转壳11闭合以使机械臂3可收纳于壳体1内，机械臂3包括第一机械臂301和第二机械臂302，第一机械臂301设于第一冠121和第一壳111之间，第二机械臂302设于第二冠122和第二壳112之间。
41.具体地，当机械臂3在收缩形态时，球冠12能够与转壳11拼合并将机械臂3收纳至球冠12和转壳11之间合围形成的侧腔内，当机械臂3在操作形态，球冠12与转壳11之间具有设定间距，机械臂3穿过设定间距使部分机械臂3位于壳体1的外周侧进行操作作业。
42.由此，一方面球冠12能够在收缩形态保护机械臂3，避免机械臂3在本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人移动时与外界接触而受损，另一方面球冠12与转壳11拼合而成的壳体1为球形，球冠12的外周侧可以与地面接触供球壳能够偏转较大的角度，从而提高了本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的机动性。
43.第一机械臂301位于转壳11的右侧和第一冠121的左侧，且第一机械臂301与机架2的右端相连，第二机械臂302位于壳体1的左侧和第二冠122的右侧，且第二机械臂302与机架2的左端相连。
44.由此，一方面通过第一机械臂301和第二机械臂302可以实现双手夹持操作，另一方面第一机械臂301和第二机械臂302沿左右方向对称布置可以使本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人沿左右方向质量分布均匀，从而提高本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人在运动中的稳定性
45.本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人的机械臂3直接与机架2相连，壳体1相对于机架2转动以驱动球形机器人移动，当球形机器人滚动时，机架2相对于地面平移不进行滚动，由此，当球形机器人滚动时，机械臂3不跟随壳体1转动，从而机械臂3可以在球形机器人滚动移动的同时对外进行操作作业，从而球形机器人对外操作动作和滚动动作可以同步进行，提高了球形机器人的工作效率，即本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人具有能够在滚动移动的同时对外进行操作的优点。
46.在一些实施例中，机械臂3包括第一臂34和第二臂36，第一臂34的一端与外延段可转动地相连且与外延段之间具有第一设定间隔，第一臂34的另一端与第二臂36的一端可转动地相连，在收缩形态，至少部分第二臂36收纳至第一设定间隔内，且第二臂36沿第一臂34的长度方向延伸以减小具备对外操作功能的球形机器人的轮廓尺寸。
47.具体地，第一臂34沿着机架2的径向延伸，且第一臂34的一端与外延段可转动地相连，第一臂34以机架2的延伸方向为轴线转动，第一臂34的另一端与第二臂36的一端可转动地相连，第二臂36相对第一臂34转动，从而使第二臂36的另一端可相对于第一臂34转动，从而使机械臂3的自由端可以延伸至设定位置。
48.在收缩形态，第一臂34沿竖直上下方向延伸，第二臂36沿竖直上下方向延伸，第一臂34的一端与外延段相连，第一臂34的另一端竖直向下延伸，第二臂36位于第一臂34和外延段之间，且第二臂36在左右方向上的投影仪与第一臂34在左右方向上的投影重合。
49.由此，在收缩形态，一方面第二臂36收纳进第一臂34和外延段之间的第一设定间隔内，从而减小了机械臂3在收缩形态下沿左右方向的轮廓尺寸，另一方面第一臂34和第二臂36在左右方向上的投影大致重合，从而减小了机械臂3在收缩形态下的沿竖直方向的轮廓尺寸，使机械臂3在收缩形态下的质量分布更为集中，从而提高了本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人在运动中的稳定性。
50.在一些实施例中，机械臂3包括第一关节驱动31、第二关节驱动33、第三关节驱动35和转架32，第一关节驱动31连接在转架32和外延段之间以驱动转架32转动，第二关节驱动33连接在转架32和第一臂34之间以驱动第一臂34转动，第三关节驱动35设于第一臂34和第二臂36之间以驱动第二臂36转动。
51.具体地，机械臂3包括顺次连接的第一关节驱动31、转架32、第二关节驱动33、第一臂34、第三关节驱动35和第二臂36，第一关节驱动31的一端与连轴26相连，第一关节驱动31的转轴沿伸缩机构的长度方向延伸，第一关节驱动31的另一端与转架32相连以驱动转架32转动，第二关节驱动33连接在转架32和第一臂34之间并适于驱动第一臂34摆动，第三关节驱动35连接在第一臂34和第二臂36之间并适于驱动第二臂36摆动，第一臂34的长度可调以调整第二关节驱动33和第三关节驱动35的间距，机械手设于第二臂36的自由端。
52.第一关节驱动31的定子与外延段通过紧固件相连，第一关节驱动31的转子与转架32相连，第一关节驱动31的定子和第一关节驱动31的转子转动配合并相对第一关节驱动31的转轴转动，从而驱动转架32绕第一关节驱动31的转轴转动，第一关节驱动31的转轴沿机架2的长度方向延伸。
53.由此，第三关节驱动35的转轴沿第二关节驱动33的径向延伸，第二关节驱动33转动时，第三关节驱动35的转轴随之调整，从而调整第二臂36摆动的方向，第二臂36的一端与第三关节驱动35相连。由此，提高了第二臂36的自由端的自由度，便于第二臂36的自由端对外进行操作。
54.在一些实施例中，第一臂34沿第二关节驱动33的径向对称布置，且第一臂34的长度可调以调整第二关节驱动33和第三关节驱动35的间距；
55.具体地，转架32与第二关节驱动33相连，第二关节驱动33的转轴沿第一关节驱动31的径向延伸，从而驱动第一臂34绕第二关节驱动33的转轴转动，第一臂34包括固定段341和自由部，第一臂34的自由部与第一臂34的固定段341滑动配合连接，第一臂34的固定段341的一端与第二关节驱动33相连，第一臂34的固定段341的另一端与第一臂34的自由部的一端滑动配合，第一臂34的自由部的另一端与第三关节驱动35相连，第一臂34的固定段341和第一臂34的自由部的位置可调使第一臂34的长度可调，第二关节驱动33和第三关节驱动35的间距随着第一臂34的长度变化而变化，从而调整机械臂3的长度。
56.由此，第一臂34的长度可调，在操作形态下通过调整第一臂34的长度可以调整第二臂36的自由端与外延段的最大间距，从而使本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人具有较大的对外操作作业范围。
57.在一些实施例中，第一臂34包括固定段341、自由段342、滑杆343和滑架344，自由
段342导向配合于固定段341，滑架344与自由段342相连，滑杆343与固定段341相连，且滑杆343导向配合于滑架344。
58.具体地，滑杆343包括第一滑杆3431和第二滑杆3432，第一滑架3441包括第一滑架3441和第二滑架3442，固定段341的一端与第二关节驱动33的转子部相连，自由段342的一端与第三关节驱动35的定子部相连，自由段342的另一端导向装配于固定段341的另一端，第一滑杆3431和第二滑杆3432与第二关节驱动33的转子部相连，第一滑架3441和第二滑架3442与第三关节驱动35的定子部相连，第一滑杆3431导向配合于第一滑架3441，第二滑杆3432导向配合于第二滑架3442，第一滑杆3431和第二滑杆3432沿第一臂34的宽度方向对称布置，第一滑架3441和第二滑架3442沿第一臂34的宽度方向对称布置。
59.由此，一方面自由段342和固定段341导向配合且自由段342沿着第一臂34的长度方向相对于固定段341可滑动，从而调整第一臂34的长度尺寸，增加了机械臂3的摆动范围，另一方面滑杆343和滑架344配合在提高自由段342相对于固定段341滑动的导向性的同时提高了第一臂34的径向承载能力。另外，第一滑杆3431和第二滑杆3432沿第一臂34的宽度方向对称布置，第一滑架3441和第二滑架3442沿第一臂34的宽度方向对称布置使第一臂34的质量沿着第一臂34的宽度方向对称布置。
60.第一关节驱动31的转轴沿机架2的长度方向延伸，第二关节驱动33的转轴沿第一关节驱动31的径向延伸，第三关节驱动35的转轴沿第二关节驱动33的径向延伸。
61.具体地，第一关节驱动31的转轴沿左右方向延伸，第二关节驱动33的定子部与第一关节驱动31的转子部相连，且第二关节驱动33定子部相对于第二关节驱动33的转子部转动的转轴沿第一关节驱动31的径向延伸，第一臂34与第二关节驱动33的转子部相连，从而驱动第一臂34在沿着第一关节驱动31的周向作圆周转动的同时，第一臂34还可以沿着第二关节驱动33的轴线自转。
62.第三关节驱动35的轴线沿第一臂34的径向延伸，即第三关节驱动35的定子部与第一臂34相连，第三关节驱动35的转子部与第二臂36相连，第三关节驱动35的转子部相对于第三关节驱动35的定子部转动的转轴沿第一臂34的径向延伸，从而第三关节驱动35驱动第二臂36相对于第一臂34的自由端转动，从而增加了机械臂3自由端的摆动范围，即增大了机械臂3的作业范围。
63.在一些实施例中，机械臂3包括夹爪37，夹爪37与第二臂36的另一端可转动地相连，且夹爪37相对于第二臂36转动的转轴沿第三关节驱动35的轴向延伸。
64.具体地，夹爪37设于第二臂36的自由端，夹爪37相对于第二臂36自由端转动，夹爪37相对于第二臂36转动的转轴的延伸方向与第三关节驱动35的转轴的延伸方向相同。
65.由此，夹爪37相对于第二臂36可转动，且夹爪37可以执行对外操作作业，从而当第二臂36的自由端相对于外延段摆动时，夹爪37随着第二臂36的摆动延伸至设定的位置以对外作业。
66.在一些实施例中，第二臂36包括第一板361和第二板362，第一板361与第三关节驱动35相连，第二板362位于第一板361靠近第一臂34的一侧，且第二板362与第一板361之间具有第二设定间隔，在收缩形态，夹爪37位于第二设定间隔内以避让第一关节驱动31。
67.具体地，第一板361和第二板362间隔布置，且第二板362位于第一板361靠近第一臂34的一侧，使第二臂36的厚度尺寸与第三关节驱动35的轴向尺寸重合，由此，部分第二臂
36位于第三关节驱动35的外周侧，从而减小了第三关节驱动35和第二臂36组合体的厚度，便于第二臂36收纳入第一设定间隔内。
68.在一些实施例中，第二臂36沿第三关节驱动35的径向对称布置，在收缩形态，第一板361和第二板362垂直于机架2轴线布置。
69.具体地，第二板362位于第一板361朝向第三关节驱动35的一侧，第二板362与第一板361沿第三关节驱动35的轴向平行间隔布置，第二板362与第一板361之间具有第二设定间隔，在机械臂3从操作形态切换至收缩形态时，夹爪37相对于第二臂36转动至第二设定间隔内，从而使夹爪37收纳至第一板361和第二板362之间，且在收缩形态，夹爪37沿前后方向对称布置。
70.由此，在收缩形态下夹爪37收纳至第二设定间隔内，一方面减小了第二臂36和夹爪37组合体的长度，便于第二臂36和夹爪37的组合体收纳至第一设定间隔内，另一方面夹爪37与第二臂36的质量分布更集中，提高具备对外操作功能的球形机器人在运动中的稳定性。
71.在一些实施例中，具备对外操作功能的球形机器人包括开合组件6，开合组件6包括开合驱动61、开合导杆62和导向套63，开合驱动61的一端与转架32相连，开合驱动61的另一端与球冠12相连，开合驱动61的长度可调以适于调节球冠12和转壳11的间距，开合导杆62和导向套63的其中一者与基座相连、另一者球冠12相连，开合导杆62导向配合在导向套63内。
72.具体地，开合组件6包括第一开合组件和第二开合组件，第一开合组件连接在第一冠121和第一壳111之间，第二开合组件连接在第二冠122和第二壳112之间。
73.开合导杆62包括第一开合导杆621和第二开合导杆622，导向套63包括第一导向套631和第二导向套632，第一开合导杆621和第二开合导杆622沿前后方向对称布置，且第一开合导杆621和第二开合导杆622的延伸方向相同，第一开合导杆621配合于第一导向套631内，第二开合导杆622配合在第二导向套632内。
74.由此，开合驱动61的固定部和开合驱动61的驱动部相对滑移使开合驱动61的长度可调，第一球冠12和机械臂3间的距离随着开合驱动61长度的变化而改变，从而开合驱动61改变球冠12和转壳11之间的距离以启闭球冠12，开合导杆62和导向套63配合提高了球冠12相对于机械臂3滑移时的导向性，第一开合导杆621和第二开合导杆622沿前后方向对称布置使球冠12的受力均匀，避免前后方向受力不均。
75.在一些实施例中，具备对外操作功能的球形机器人包括驱动电机5，驱动电机5包括第一驱动电机501和第二驱动电机502，第一驱动电机501连接在第一壳111和机架2之间，第一驱动电机501适于驱动第一壳111绕着机架2转动，第二驱动电机502连接在第二壳112和机架2之间，第二驱动电机502适于驱动第二壳112绕着机架2转动。
76.具体地，第一驱动电机501和第二驱动电机502的转轴沿左右方向延伸，第一驱动电机501的一端与第一壳111相连，第一驱动电机501的另一端与机架2相连，第二驱动电机502的一端与第二壳112相连，第二驱动电机502的另一端与机架2相连。
77.由此，第一驱动电机501能够驱动第一壳111相对于机架2转动，第二驱动电机502能够驱动第二壳112相对于机架2转动，从而在第二形态，第一壳111和第二壳112相对于机架2转动以驱动本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人滚动运动。
78.在一些实施例中，驱动电机5包括第一部51和第二部52，第一部51转动配合于第二部52，第二部52与机架2相连，第一部51与转壳11相连，第一部51可相对于第二部52转动以驱动转壳11相对于机架2转动，机架2包括连轴26，第一部51转动装配在连轴26的外周侧，连轴26的一端延伸至转壳11的外侧并与机械臂3相连。
79.具体地，如图3所示，第一部51为驱动电机5的转子部，第二部52为驱动电机5的定子部，定子部的一端与机架2相连，转子部的右半部转动配合于定子部中，且转子部的转轴沿左右方向延伸，转子部的右端设有轴承座，轴承座与第一壳111的左端相连。
80.转子部中设有通孔，连轴26配合于通孔中，连轴26的一端与机架2的左端相连，连轴26的右端延伸至轴承座的左端面，且连轴26与轴承座之间设有轴承以支撑轴承座。
81.由此，当驱动电机5驱动转壳11转动时，连轴26和机械臂3不随转壳11转动，从而当本发明实施例的具备对外操作功能的球形机器人在移动时不影响机械臂3工作，机械臂3通过连轴26与机架2相连，提高了机架2和机械臂3连接处的径向承载能力。
82.在一些实施例中，具备对外操作功能的机器人包括重摆组件4，重摆组件4设于机架2，重摆组件4可沿竖直方向相对于机架2平移以适于调整机器人的重心。
83.如图1所示，本发明实施例的具备对外操作功能的机器人在滚动行进时，重摆组件4能够将本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的重心保持在机架2的下侧，从而使本发明实施例的具备对外操作功能的机器人在滚动行进时机架2的姿态保持稳定。
84.在一些实施例中，重摆组件4包括调整组件41和配重42，调整组件41的一端与机架2相连，配重42设于调整组件41的另一端，调整组件41适于驱动配重42平移以调整配重42和机架2的间距。
85.具体地，调整组件41沿着竖直方向布置，调整组件41的上端与机架2相连，配重42位于调整组件41的下端，调整组件41驱动配重42沿着调整组件41的延伸方向移动，以调整配重42与机架2的间距，从而调整本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的重心位置。
86.由此，本发明实施例的具备对外操作功能的机器人在球形滚动行进时，调整组件41调整配重42在上下方向的位置，从而调整机器人重心的摆动幅度，从而调整重摆组件4控制机器人滚动的灵敏度。
87.在一些实施例中，调整组件41包括调整电机411、调整丝杆412、第一导杆413和第二导杆414，调整电机411固定连接于机架2，且调整电机411与调整丝杆412相连以驱动调整丝杆412转动，第一导杆413和第二导杆414与调整丝杆412平行间隔布置，且调整丝杆412位于第一导杆413和第二导杆414之间，配重42与第一导杆413和第二导杆414滑动配合，调整丝杆412与配重42螺纹配合连接以驱动配重42沿双向丝杆211移动。
88.具体地，如图7和图8所示，调整电机411与机架2相连，调整丝杆412沿着竖直方向延伸，第一导杆413和第二导杆414与调整丝杆412平行间隔布置，调整电机411与调整丝杆412相连以驱动调整丝杆412沿着调整丝杆412的周向转动。
89.调整丝杆412在转动时，配重42沿着调整丝杆412的轴向移动，以调整配重42与机架2的间距，从而使本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的质量分布更靠近机架2，当重摆组件4调整配重42在左右方向的位置时，配重42对机器人施加的扭转力矩更小，从而提高了本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的稳定性。
90.在一些实施例中，调整电机411包括转子部和定子部，调整电机411的定子部与机
架2相连，调整电机411的转子部套设于丝杠的外周侧并与丝杠相连，调整电机411的转子部转动配合于调整电机411的定子部以驱动丝杠转动，丝杠与配重42螺纹配合连接以驱动配重42沿双向丝杆211移动。
91.具体地，调整电机411的转轴沿上下方向延伸，调整电机411的定子部的上端与机架2的下端相连，调整电机411的转子部转动装配于调整电机411的定子部内，丝杠装配于调整电机411的转子部内并与调整电机411的转子部相连。
92.配重42设有螺纹孔和导向孔，螺纹孔沿着上下方向延伸并贯穿配重42，导向孔的延伸方向与螺纹孔的延伸方向相同并贯穿配重42，导向孔有两个，丝杠螺纹装配于螺纹孔中。
93.由此，调整电机411的转子部相对于调整电机411的定子部转动时，驱动丝杠沿调整电机411的周向旋转，从而使配重42沿着丝杠的轴向平移以改变配重42与摆动架的间距。
94.丝杠的上端伸出调整电机411的转子部并形成延展段，延展段通过轴承转动装配于机架2。由此，当丝杠承受相对于机架2转动的扭转力矩时，延展段与连接部之间的轴承承受丝杠的径向力矩，从而减少调整电机411受到的径向力矩。
95.在一些实施例中，重摆装置包括端板43，丝杠的一端转动配合于连接部，丝杠的另一端转动配合于端板43，第一导杆413和第二导杆414连接在端板43和连接部之间。
96.由此，端板43将第一导杆413和第二导杆414的下端与丝杠的下端相连，一方面提高了第一导杆413、第二导杆414、丝杠和配重42的组合体的结构强度，另一方面提高了在配重42沿第一导杆413和第二导杆414的轴向平移时，第一导杆413和第二导杆414对配重42的导向精度。
97.在一些实施例中，配重42设有避让槽421，避让槽421沿丝杠的长度方向延伸，避让槽421适于避让端板43。
98.具体地，避让槽421位于配重42的下侧且沿左右方向延伸，避让槽421的宽度尺寸大于端板43的宽度尺寸，配重42的螺纹孔的下端与避让槽421连通，配重42的导向孔的下端与避让槽421连通。
99.由此，至少部分丝杠和至少部分第一导杆413和第二导杆414位于避让槽421内，当配重42向下平移时，端板43可移动至避让槽421内，从而增加配重42在沿丝杠轴向的行程。
100.在一些实施例中，配重42具有内腔，内腔适于收纳配重42物。具体地，配重42为中空结构。由此，配重42内可以布置本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的电池等密度较大的部件，一方面配重42的质量较大可以调整本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的重心位置，另一方面将电池等部件安装于内腔中可以减小本发明实施例的具备对外操作功能的机器人的体积。
101.在一些实施例中，机架2包括主框架25、丝杆组件21、伸缩电机22、第一推架23和第二推架24，主框架25沿着机架2的长度方向延伸，第一推架23与第一驱动电机501相连并沿着机架2的长度方向导向装配于主框架25，第二推架24与第二驱动电机502相连并沿着机架2的长度方向导向装配于主框架25，伸缩电机22与丝杆组件21相连以驱动丝杆组件21转动，丝杆组件21沿着机架2的长度方向延伸并与第一推架23和第二推架24相连，以驱动第一推架23和第二推架24相对于主框架25移动。。
102.具体地，如图6所示，伸缩电机22的外周侧与机架2固定相连，伸缩电机22的旋转部
与丝杆组件21相连以驱动第一推架23和第二推架24沿着左右方向相向移动或相离移动，在改变第一驱动电机501和第二驱动电机502的间距的同时，使第一壳111和第二壳112在左右方向上对称，从而调整第一壳111和第二壳112之间的间距。
103.丝杆组件21包括双向丝杆211、第一螺母部212和第二螺母部213，第一螺母部212和第二螺母部213与双向丝杆211螺纹装配，双向丝杆211和第一螺母部212配合部分的旋向与双向丝杆211和第二螺母部213配合部分的旋向相反，第一螺母部212与第一推架23相连以驱动第一推架23，第二螺母部213与第二推架24相连以驱动第二推架24。
104.由此，当伸缩电机22驱动双向丝杆211转动时，第一螺母部212和第二螺母部213沿着双向丝杆211的轴向移动，带动第一推架23和第二推架24沿左右方向移动，从而驱动第一驱动电机501和第二驱动电机502相对于机架2左右移动，使第一壳111和第二壳112相对于机架2左右移动以启闭壳体1。
105.第一推架23包括第一推杆231、第二推杆232和第一推板233，第一推板233与第一螺母部212相连，第一推杆231和第二推杆232平行间隔布置，第一推杆231和第二推杆232沿着机架2的长度方向延伸并与机架2导向装配，第一推杆231和第二推杆232伸出机架2的一端与第一驱动电机501相连，第一推杆231和第二推杆232伸入机架2的一端与第一推板233相连。
106.第二推架24包括第三推杆241、第四推杆242和第二推板243，第二推板243与第二螺母部213相连，第三推杆241和第四推杆242平行间隔布置，第三推杆241和第四推杆242沿着机架2的长度方向延伸并与机架2导向装配，第三推杆241和第四推杆242伸出机架2的一端与第二驱动电机502相连，第三推杆241和第四推杆242伸入机架2的一端与第二推板243相连。
107.由此，当伸缩电机22驱动双向丝杆211转动时，第一螺母部212和第二螺母部213沿着双向丝杆211的轴向移动，带动第一推板233和第二推板243沿左右方向移动，第一推杆231和第二推杆232连接在第一推板233和第一驱动电机501之间，第三推杆241和第四推杆242连接在第二推板243和第二驱动电机502之间，从而驱动第一驱动电机501和第二驱动电机502相对于机架2左右移动，使第一壳111和第二壳112相对于机架2左右移动以启闭壳体1。
108.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
109.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
110.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
111.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
112.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
113.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。