智能球形机器人的制作方法

文档序号:31035948发布日期:2022-08-06 03:09阅读:143来源:国知局
智能球形机器人的制作方法

1.本实用新型涉及移动机器人的技术领域,特别是一种智能球形机器人。


背景技术:

2.球形机器人是一种具有球形外观,以滚动为运动方式的新型机器人,这种机器人是将传感器、驱动装置和附加设备放置在球形外壳中,依靠球壳内部的驱动机构来实现滚动式运动。
3.现有的球形机器人方案大都结构复杂,特别是,有些装置的转向运动与前进运动耦合,由于驱动轮设计在壳体内部,轮间距偏小,导致稳定性差,机器容易翻倒,轮轴与电机的输出轴之间连接比较松动,且轮体的侧盖之间的配合不稳定,驱动轮与壳体之间存在缝隙以致于容易被外部的液体入侵或被细长的异物卡住,这些都降低了球形机器人的机动性,体验性较差,也导致现有的球形机器人控制难度较大,此外还缺乏交互性。另外,由于球体重心较高,使得爬坡和越障能力不足,现有技术针在对球形机器人的重心进行调节的过程中,需通过相关的驱动组件来对配重块进行滑动调节,同时也需一定数量和体积的外部限位结构进行机器人的定位调节,从而增大占用空间的体积,在很大程度上限制了球形机器人的多场景应用。


技术实现要素:

4.针对上述技术问题,本实用新型提供了一种适用范围广泛的智能球形机器人,具体的技术方案如下:
5.一种智能球形机器人,该智能球形机器人包括壳体、以及安装在壳体的两侧的驱动轮;其中,驱动轮的几何外形是半球体或半椭球,用于驱动球形机器人运动;两个驱动轮呈对称方式装配在壳体的左右两侧,两个驱动轮的轴心线上安装有两个驱动电机,两个驱动轮分别与对应的驱动电机连接。
6.进一步地,所述两个驱动电机装配在一个支承架中,在该支承架中,所述两个驱动电机的上方和下方各安装一个控制电路板;所述两个驱动电机的下方安装的控制电路板与电池配重装置存在间隙,以隔离所述两个驱动电机与电池配重装置所容纳的电池。
7.进一步地,驱动电机、控制电路板和支承架固定装配为一个驱动组件,该驱动组件可拆卸地安装在所述壳体中。
8.进一步地,支承架装配所述两个驱动电机后的重心与电池配重装置容纳电池后的重心在同一竖直直线上;所述两个驱动电机的输出轴位于同一水平直线上。
9.进一步地,所述驱动轮的外侧盖面设置有环形透光板,所述壳体的两侧在对应位置处装配有环形灯带,使得环形透光板向外显示出环形灯带所发出的灯光;其中,环形透光板所围成的圆形的圆心与环形灯带所围成的圆形的圆心在同一直线上。
10.进一步地,所述驱动轮的外侧盖面由位于所述驱动轮的顶部的球面端盖、环形透光板和位于所述驱动轮的边缘处的锥台球壳连接而成,环形透光板安装在球面端盖与锥台
球壳之间;其中,所述驱动轮的内侧面通过开设加强筋与所述壳体配合安装;其中,环形透光板的外侧面是属于球面。
11.进一步地,在所述壳体的底部,安装有电池配重装置;电池配重装置用于固定装配有电池,以降低智能球形机器人的重心;其中,所述智能球形机器人的重心在直立状态下比壳体的几何中心靠近地面。
12.进一步地,所述电池配重装置是电池容纳部件,用于在壳体的底部的端面容纳固定重量的电池,使得智能球形机器人的重心位于所述两个驱动电机输出轴的下方;其中,所述壳体是环形壳体,电池容纳部件沿着环形壳体的直径方向固定安装在所述壳体的底部。
13.进一步地,在壳体的底部,配重块沿着环形壳体的直径方向固定安装在所述电池容纳部件的侧面,且位于所述驱动电机的下方;电池容纳部件在环形壳体的直径方向的两端开设有固定件,以将配重块固定在所述壳体的底部。
14.本实用新型利用壳体底部安装的用于容纳电池的电池配重装置便能做到机体保持平衡,具体应用到机器人的机身被外力推倒、或被障碍物绊倒、或在爬坡时倾倒的移动场景中能够自主恢复机体为直立稳定状态,而且不需在壳体内额外设置驱动组件对配重块进行滑动调节即可维持机器人的平衡状态。本实用新型将两个驱动轮安装在智能球形机器人的壳体的外部,构成球形机器人,能够有效加大驱动轮间距,增加智能球形机器人行走的稳定性;另外也可以将一个驱动轮装配在壳体的底部中心,能够实现原地转弯,提高智能球形机器人运动机动性和交互性。用于容纳电池的电池配重装置的装配位置处于驱动轮中心轴线以下,可以作为配重的一部分,与配重块一起发挥配重作用,减低智能球形机器人的重心高度,提高智能球形机器人运动的稳定性,同时减少配重块体积和节省成本。本实用新型使用支承架固定驱动电机、控制器等发热比较大元器件,并与下部的电池配重装置内容纳的电池隔开,避免上部元器件产生的热量传递到电池配重装置内,避免电池环境温度过高。
15.作为一种优选的技术方案一,驱动轮与所述壳体之间设置有预设间隙通道,其中,预设间隙通道是弯折延伸的间隙结构。
16.进一步地,所述驱动轮包括锥台壳体和轮面端盖,轮面端盖与锥台壳体的半径最小的一端相连接;所述锥台球壳的半径最大的一端与所述壳体之间存在间隙,该间隙的开口是从外部进入所述预设间隙通道的入口;其中,所述预设间隙通道是自锥台壳体的外侧边缘向其轴线弯折延伸的间隙通道。
17.进一步地,所述预设间隙通道包括第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构;从基座的中心指向轮面端盖的顶点的方向上,第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构依次连通,且第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构都是向轮面端盖的顶点位置延伸;其中,第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构内都存在凸起结构以阻挡异物朝着既定方向入侵。
18.进一步地,所述壳体的侧面开设有台阶式槽位;台阶式槽位是所述壳体的外侧向内侧开设的槽位,用于配合固定控制电路板和驱动电机,并隔开控制电路板与锥台壳体;其中,控制电路板是配置为固定在所述壳体内且与驱动电机存在电性连接。
19.进一步地,第一间隙结构是所述预设间隙通道的入口至所述台阶式槽位的最外侧的台阶端面之间形成的空隙;第二间隙结构是所述轮面端盖的内侧边缘处开设的凹腔与所述台阶式槽位的相对应的台阶面之间形成的空隙;第三间隙结构是所述台阶式槽位的最内
侧的台阶端面与所述轮面端盖之间形成的空隙。
20.进一步地,所述轴承安装孔装配轴承后,所述轴承被设计为封闭结构,其中,从壳体的中心指向轮面端盖的顶点的方向上,所述轴承装配在所述预设间隙通道的顶端,使得所述轴承阻挡所述第三间隙结构通往所述转轴安装孔的通路。
21.因此,针对小型的球形机器人,在驱动轮与基座之间的间隙处配合设置有形状类似蛇形结构的弯折延伸的间隙通道,在不影响机器运动的基础上,通过有限的间隙结构空间的阻断作用,将毛发异物卡到间隙结构空间内,有效避免细长异物进入到轮式机器人的电机轴心位置上,进而避免细长异物卡住轮体或对轮体施加阻力,达到防缠绕的效果,而且即便细长异物卡到间隙结构空间内,也不会阻碍轮体的正常旋转效果。
22.作为一种优选的技术方案二,所述智能球形机器人还包括用于防止外部水流进入所述壳体内部的防水结构;防水结构包括防水槽,防水槽设置于所述壳体两侧且位于所述壳体与所述驱动轮的装配缝隙的下方,用于防止外部水流通过所述壳体与所述驱动轮的装配缝隙进入所述壳体内部。
23.进一步地,防水槽包括防水道和至少一道防水立面,防水槽和壳体侧面形成将水流隔于壳体内部之外的槽状引流道;其中,防水道的一侧以壳体侧面相接,防水道的另一侧与其中一道防水立面相接。
24.进一步地,所述防水槽具有一道以上的防水立面,所述一道以上的防水立面均匀的设置于所述防水道上;所述一道以上的防水立面的高度由内侧至外侧依次减小;其中,内侧是指接近所述壳体的一侧,外侧是指远离所述壳体的一侧;或者,所述一道以上的防水立面包括:第一高度的防水立面和第二高度的防水立面,所述一道以上的防水立面在防水道上按照不同高度交错的方式设置;其中,所述按照不同高度交错的方式设置是指第一高度的防水立面相邻的防水立面为第二高度,第二高度的防水立面相邻的防水立面为第一高度;第一高度与第二高度不相等。
25.进一步地,所述壳体包括上壳体和下壳体,所述上壳体与所述下壳体相连接的装配面上设有防渗透部件,用于防止水流通过上壳体与下壳体之间相连接的装配面渗透进入所述壳体内部。
26.进一步地,所述智能球形机器人还包括:激光装置;所述壳体上设置有激光开孔;所述防水结构还包括:激光防水通道;激光防水通道设置于所述激光装置和所述激光开孔之间,所述激光防水通道接近所述激光装置一端的高度高于所述激光防水通道接近所述激光开孔一端的高度,用于将通过激光开孔进入壳体的水通过倾斜引流的方式引导至壳体外部。
27.进一步地,所述智能球形机器人还包括:设置于壳体上的装配座,用于装配供智能球形机器人携带的外部部件;所述装配座包括装配槽和装配固件,所述装配固件为柱状凸起,用于实现将外部部件安装套设固定于所述装配固件外表面与装配槽之间。
28.进一步地,所述智能球形机器人还包括:装配座顶盖,用于覆盖未装配外部部件的装配座,防止水分积累于装配座中。
29.因此,针对球形机器人的壳体(来自机身中间主体)与驱动轮(移动机构)之间的装配缝隙容易导致机器人机身内部进入液体或水流的问题,在相应的装配缝隙下设置防水槽,使得通过所述壳体与驱动轮之间的装配缝隙进入的液体或水流经过防水槽的阻隔和引
导经由驱动轮的导流斜面流至机器人机身(所述壳体)外部。
30.进一步地,逗宠棒结构可拆卸地安装在所述装配固件上,其中,该逗宠棒结构还被所述装配座顶盖配合装配;所述装配座顶盖的形状与所述装配槽的形状相适配。
31.进一步地,所述逗宠棒结构包括棒体和弹簧;棒体的一端伸出所述壳体的外部并与逗宠玩具连接,棒体的另一端与弹簧连接;弹簧套接在所述装配固件上,其中,弹簧的形状大小与所述装配固件之间相适配。
32.进一步地,所述装配座顶盖的盖面下方开设有中空的柱状槽位;所述装配座顶盖的一端设置缺口,使得所述棒体的部分结构伸出所述装配槽;柱状槽位在所述缺口的下方设有限位口,以将所述棒体的部分结构嵌入所述装配槽中;其中,所述装配座还包括限位部件,限位部件包括第一限位单元和第二限位单元,所述限位部件将装配于装配座的逗宠棒结构的棒体限制于所述第一限位单元和所述第二限位单元之间。
33.本技术方案还通过逗宠棒结构设置的柱状中空装配部件(即所述弹簧)与所述装配座内的柱状凸起进行套设装配,提高逗宠棒结构的易拆卸度且实现逗宠棒结构在装配座上的稳固装配,将这种逗宠棒结构装配组件安装于智能球形机器人的机身上,既保证了可替换性又保证了装配稳固性,易于更换的同时不易于被宠物抓落。
34.作为一种优选的技术方案三,所述智能球形机器人包括滚轮安装结构;所述滚轮安装结构包括基座、轴承和驱动轮;其中,所述轴承包括轴承内圈和轴承外圈;所述轴承内圈与所述基座连接;所述轴承外圈与所述驱动轮连接,使得所述驱动轮相对于所述基座转动。
35.进一步地,所述基座包括电机支架、电机的输出轴和所述壳体;其中,所述电机的输出轴安装于所述电机支架上;所述电机支架安装于所述壳体上;所述轴承内圈套入所述电机的输出轴后,与所述电机支架刚性连接;其中,所述轴承内圈与所述电机的输出轴不接触;所述驱动轮包括第一连接部,所述第一连接部套入所述电机的输出轴后,再与所述轴承外圈连接,使得所述电机的输出轴带动所述驱动轮相对于所述基座作轴向转动。
36.进一步地,所述驱动轮包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与所述电机的输出轴连接,所述第二连接部与所述轴承外圈连接,使得所述电机的输出轴带动所述驱动轮相对于所述基座作轴向转动;其中,所述轴承装配好后,与所述电机的输出轴同轴心。
37.因此,所述的滚轮安装结构通过轴承将驱动轮与机器人主体(所述壳体)间接相连,而不是直接将驱动轮与电机的输出轴进行固定。由于所述轴承与所述电机支架刚性连接,且与驱动轮存在多个接触点,避免了用单个螺钉去固定所述驱动轮容易产生松动的弊端,从而大大减低了驱动轮与电机的输出轴的同心度,消除了圆跳动,使得电机的输出轴转动得更加平稳,机器人的运动误差更小。
38.作为一种优选的技术方案四,所述智能球形机器人包括轮体装配结构,所述轮体装配结构包括半球壳体,其中,所述驱动轮是半球壳体;半球壳体是设置在球形机器人内部的驱动组件的两侧;其中,驱动组件用于带动半球壳体转动;半球壳体是以无螺钉的方式装配而成。
39.进一步地,所述半球壳体包括球面端盖、第一锥台球壳和第二锥台球壳;其中,第一锥台球壳和第二锥台球壳都属于所述锥台球壳;在所述球面端盖的顶点指向所述环形壳
体的轴心的方向上,球面端盖、第一锥台球壳和第二锥台球壳依次扣合安装,实现球面端盖、第一锥台球壳和第二锥台球壳形成无螺钉安装的结构。
40.进一步地,球面端盖与第一锥台球壳的直径相对小的一端扣合连接;第一锥台球壳的直径相对大的一端与第二锥台球壳的直径相对小的一端扣合连接;球面端盖的内侧面设置第一环形固定架,沿着第一环形固定架的内侧面设置有两个或两个以上的第一卡扣,存在至少两个第一卡扣关于第一环形固定架的中轴线对称设置;其中,第一锥台球壳的直径相对小的一端设置有与各个第一卡扣相配合的第一卡槽;第一锥台球壳包括安装锥台和第二环形固定架;安装锥台的直径相对大的一端的内侧面开设有与各个第一卡扣相配合的第一卡槽,存在至少两个第一卡槽关于安装锥台的轴线对称设置,使得第一卡扣在旋进相配合的第一卡槽后卡紧于该第一卡槽内;其中,安装锥台的外侧面还沿着圆周方向均匀地开设有多个加强筋,每个加强筋都连接在第二环形固定架的直径相对小的一端和安装锥台的直径相对大的一端之间;第一锥台球壳的直径相对大的一端向内延伸形成第二环形固定架,则第一锥台球壳的直径相对大的一端是第二环形固定架的直径相对大的一端;第一锥台球壳的直径相对小的一端向内延伸形成安装锥台,则第一锥台球壳的直径相对小的一端是安装锥台的直径相对大的一端;其中,第二环形固定架的直径相对大的一端的外侧面设置有两个或两个以上的第二卡扣,存在至少两个第二卡扣关于第二环形固定架的中轴线对称设置;其中,第二锥台球壳的直径相对小的一端设置有与各个第二卡扣相配合的第二卡槽;第二锥台球壳的直径相对小的一端的内侧面开设有与各个第二卡扣相配合的第二卡槽,存在至少两个第二卡槽关于第二锥台球壳的轴线对称设置,使得第二卡扣卡紧于该第二卡槽内;第二锥台球壳的直径相对大的一端的外侧面开设有两个或两个以上的第三卡扣,存在至少两个第三卡扣关于第二锥台球壳的轴线对称设置。
41.因此,在作为轮体的半球壳体的装配中采用扣合安装的方式,保证了外观的整体性,使得整个外表面无螺钉外露,也减少内部的螺钉的污染程度。本技术方案通过无螺钉、卡扣式连接固定的方式,简化了操作人员挑选各种规格螺钉的时间和烦恼,提高了生产效率,同时帮助用户节省了制造成本。同时,对于球面端盖,其外表面可以更换不同颜色,材质,表面纹路,文字或图案的凹印,丰富了产品的个性化表现形式,加快定制产品的输出。
42.作为一种优选的技术方案五,所述壳体的底部设置有运动底盘,运动底盘包括滚珠;其中,所述滚珠的底部的水平高度高于所述驱动轮的底部的水平高度;在所述球形机器人的运动过程中,所述滚珠与所述滚轮相配合形成三角稳定结构。
43.进一步地,所述运动底盘还包括凹槽,所述凹槽用于装配所述滚珠;其中,所述滚珠通过固定件装配于所述凹槽中,所述固定件具有容纳所述滚珠的容纳腔,所述容纳腔可使得所述滚珠部分暴露在所述固定件外。
44.进一步地,所述滚珠的数量为两个,包括第一滚珠和第二滚珠;所述第一滚珠设置在所述智能球形机器人的壳体的底部的前端,所述第二滚珠设置在所述智能球形机器人的壳体的底部的后端。
45.进一步地,所述第一滚珠在所述智能球形机器人前倾时,与所述壳体两侧设置的驱动轮形成三角稳定结构;或者,所述第二滚珠在所述智能球形机器人后倾时,与所述壳体的两侧设置的驱动轮形成三角稳定结构;其中,两个驱动轮对称地设置在所述壳体的左右两侧。
46.进一步地,所述智能球形机器人的重心在水平面的投影处于所述智能球形机器人的轮轴线在水平面的投影线上时,所述第一滚珠和所述第二滚珠对称设置在所述壳体的轮轴线的两侧;所述智能球形机器人的重心在水平面的投影偏离所述智能球形机器人的轮轴线在水平面的投影线上时,所述第一滚珠和/或所述第二滚珠的装配位置往所述智能球形机器人的重心的偏离方向移动预设距离;其中,所述智能球形机器人的轮轴线是两个驱动轮的轴心的连线。
47.因此,本实用新型所述的智能球形机器人的壳体的底部的前后两端各装配一个滚珠,使得球形机器人在行驶过程中,无论前进还是后退,其中一个滚珠均可与两侧驱动轮形成三角稳固结构,尤其在机器人启动和制动时,受惯性的影响,机器人晃动更为剧烈,增加该结构设计可很大程度上减轻机器人的晃动。即,增强了智能球形机器人的稳定性,从而使得摄像头拍摄的画面更稳定。其中,所述滚珠的底部的水平高度高于所述驱动轮的底部的水平高度,以起到缓冲惯性和平衡的作用。
48.作为一种优选的技术方案六,所述智能球形机器人还包括光信号检测组件,所述壳体上设置有光信号接收结构,光信号检测组件与光信号接收结构配合装配在一起,使得光信号接收结构内侧设置的挡板遮挡相适配角度入射的光信号,且使得光信号检测组件通过光信号接收结构外侧设置的通孔接受入射的光信号。
49.进一步地,光信号接收结构包括用于隔开不同光信号传感器的挡板、以及用于与挡板形成导光通路的侧板;挡板与侧板形成的第一开口与光信号传感器相适配;挡板与侧板形成的第二开口是喇叭形的开口,被设置为朝向所述壳体的外部,以接受光信号传感器的正前方和相适应的一侧所入射的光信号,其中,所述壳体在第二开口的孔位处设置有相应的通孔;其中,光信号检测组件包括至少两个光信号传感器,在装配到对应的第一开口后,每个光信号传感器与对应的第一开口同轴设置;当一个挡板与一个侧板形成一条具有两个开口的导光通路时,导光通路的相对大的开口是喇叭形的开口,导光通路的相对小的开口用于容纳光信号传感器,使得导光通路成为光信号接收结构内部设置的漏斗状的通孔;其中,光信号检测组件还包括用于固定安装光信号传感器的光信号组件装配板,光信号传感器装配到对应的第一开口后,第二开口在光信号组件装配板上的垂直投影与第一开口在光信号组件装配板上的垂直投影不重合。
50.进一步地,所述挡板是t字型的加强筋结构,所述侧板是折线型加强筋结构;其中,光信号接收结构还包括底板,所述挡板和所述侧板都设置在底板的表面;t字型的加强筋结构包括相连接的第一加强筋结构和第二加强筋结构,第一加强筋结构和第二加强筋结构垂直设置;折线型加强筋结构包括相连接的第三加强筋结构和第四加强筋结构;第一加强筋结构和第三加强筋结构平行地设置在底板的表面,第一加强筋结构和第三加强筋结构之间形成所述第一开口;第二加强筋结构和第四加强筋结构形成第二开口;第二加强筋结构的侧壁、第四加强筋结构的侧壁与第二开口形成漏斗状的通孔;其中,第三加强筋结构与第四加强筋结构所成的夹角与所述第二开口的宽度相关联;或者,第二加强筋结构的长度与所述第二开口的宽度相关联;其中,所述第二开口对应覆盖的视角与所述第一开口对应覆盖的视角不重合;若第四加强筋结构相对于第三加强筋结构向所述光信号接收结构的外侧偏离的角度越大,则所述第二开口的宽度越大;若第四加强筋结构相对于第三加强筋结构向所述光信号接收结构的外侧偏离的角度越小,则所述第二开口的宽度越小;其中,所述第二
开口对应覆盖的视角与所述第一开口对应覆盖的视角存在重叠范围。
51.进一步地,所述光信号接收结构包括两个第一开口和两个第二开口,对应存在一个t字型的加强筋结构和两个折线型加强筋结构;两个第一开口对称设置在t字型的加强筋结构的两侧,使得两个第一开口对称设置在第一加强筋结构的两侧;两个第二开口对称设置在t字型的加强筋结构的两侧,使得两个第二开口对称设置在第二加强筋结构的两端;其中,每个折线型加强筋结构与同一个t字型的加强筋结构之间的区域是属于所述光信号接收结构的内侧;每个第一开口对应接入一个光信号传感器。
52.进一步地,在所述光信号接收结构的外侧,所述第二开口的外侧与所述壳体的通孔之间安装有透光防护结构,使得所述光信号接收结构中的每个第二开口都被透光防护结构包围。
53.进一步地,所述光信号接收结构还包括遮光顶盖;遮光顶盖内表面设置有限位块结构,所述第二开口与限位块结构相适配以接受比所述第二开口所容纳的喇叭形视角范围内的光信号,所述第一开口与限位块结构相适配以将光信号传感器的装配位置限制在所述第一开口内;其中,挡板与侧板在所述光信号接收结构中组成的形状与遮光顶盖的形状相适配。
54.因此,本技术方案通过两个或多个光信号传感器,配合对应的光信号接收结构中的挡板限定光信号的入射角度,具体通过光信号接收结构中相应开口的朝向及其接收视角范围的设置,可以实现左右两侧的入射光线分割,避免产生两侧光信号出现交叉重叠现象,提高识别效率使其精准对位,也缩小红外接收装置及其配合的光学组件所占的空间;进一步地,将本技术方案运用在随机定位点返回充电座的回充测试中,可达到充电座的触点不偏位,有效提高了所述智能球形机器人采用红外对管回充的识别效率、回充电座的触点对位的偏位率及充电成功率。
55.作为一种优选的技术方案七,所述智能球形机器人还包括磁吸充电装置,该磁吸充电装置包括安装座、复位构件和磁吸充电构件,所述磁吸充电构件一端可活动地与安装座相连,所述复位构件分别与安装座和磁吸充电构件机械相连;所述安装座用于放置磁吸充电构件;所述磁吸充电构件在磁力的作用下,以与安装座相连处为基点,进行摆动;所述复位构件用于使摆动后且没有受到磁力作用的磁吸充电构件回复到初始位置。
56.进一步地,所述磁吸充电构件包括磁吸充电头和充电头支架,所述充电头支架的前端设有圆管,所述磁吸充电头固定设置在圆管中;所述充电头支架的后端的顶部和底部设有转动柱,所述安装座设有与转动柱相对应的圆孔,所述充电头支架通过转动柱和圆孔可活动地设置在安装座上,使位于所述圆管中的磁吸充电头可相对于转动柱左右摆动。
57.进一步地,所述复位构件为扭簧,所述安装座上设有固定柱,所述扭簧套设在固定柱上,所述充电头支架的两端设有凹槽,所述扭簧的转臂的顶端分别设置在凹槽中。
58.进一步地,所述安装座还包括扭簧压盖,所述扭簧压盖包括套管、顶板和侧板,所述套管竖直设置,所述顶板设置在套管的顶部,所述侧板竖直设置且一侧边与顶板固定相连,所述扭簧压盖通过套管套设在固定柱上,使扭簧被锁定在固定柱中,所述扭簧压盖通过卡扣与安装座固定。
59.进一步地,所述扭簧的转臂之间设有两个限位片,所述限位片对称设置,使所述扭簧的转臂在偏转设定的角度后,偏转的转臂与限位片的最宽的侧面贴合。
60.进一步地,所述磁吸充电头包括单触点磁吸充电头、圆柱形安装管和圆形限位块,圆柱形安装管和圆形限位块同圆心重叠设置,所述单触点磁吸充电头设置在圆柱形安装管中。
61.在本技术方案中,磁吸充电装置具有可以移动的磁吸充电头,所述智能球形机器人的磁吸充电头也会根据充电座的磁吸充电接口的位置,在磁力的作用下,进行调整位置,从而所述智能球形机器人更容易与充电座的磁吸充电接口进行对接;其中,磁吸充电头的充电方式为单点接触充,对于运动控制复杂度和精度要求较低,且磁吸充电头本来就有磁性,极大的提高了所述智能球形机器人充电的成功率和稳定性。
附图说明
62.图1是本实用新型的一种实施例公开的一种智能球形机器人的结构示意图。
63.图2是本实用新型的另一种实施例公开的一种智能球形机器人的结构示意图(自左向右对图1的智能球形机器人进行剖视)。
64.图3是本实用新型的又一种实施例公开的一种智能球形机器人的结构示意图(自前向后对图1的智能球形机器人进行剖视)。
65.图4是本实用新型的一种实施例公开的一种智能球形机器人的平面剖视图。
66.图5是本实用新型的一种实施例公开的智能球形机器人的结构分解示意图。
67.图6为本实用新型的一种实施例所述具有防水结构的智能球形机器人的结构示意图。
68.图7为本实用新型的一种实施例所述驱动轮的结构切面示意图。
69.图8为本实用新型的一种实施例所述激光防水通道的结构切面示意图。
70.图9为本实用新型的一种实施例所述装配座的结构切面示意图。
71.图10是本实用新型的一种实施例所述采用滚轮安装结构的智能球形机器人的剖面结构的示意图。
72.图11是本实用新型的一种实施例公开的半球壳体的结构拆分示意图(自内侧向外侧依次拆分)。
73.图12是本实用新型的一种实施例公开的逗宠棒结构的装配示意图。
74.图13是本实用新型的一种实施例公开的智能球形机器人的底部的滚轮的装配结构示意图。
75.图14是本实用新型的一种实施例公开的智能球形机器人的仰视图的示意图。
76.图15是本实用新型的一种实施例公开的智能球形机器人的侧视图的示意图。
77.图16是本实用新型的一种实施例公开的光信号检测组件与光信号接收结构的装配示意图。
78.图17是本实用新型的一种实施例公开的光信号接收结构的拆解示意图。
79.图18是本实用新型一种实施例公开的磁吸充电装置的分解示意图。
80.图19是本实用新型一种实施例公开的磁吸充电装置的截面示意图。
81.图20是本实用新型一种实施例公开的磁吸充电座的结构示意图。
具体实施方式
82.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详细描述。
83.在本实用新型的描述中,需要说明的是,对于方位词,如有术语“中心”,“横向”、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作,不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
84.此外,如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征,在本实用新型描述中,“至少”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
85.在本实用新型中,除另有明确规定和限定,如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;也可以是机械连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介相连,可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。
86.在实用新型中,除非另有规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征
ꢀ“
之上”、“之下”和“下面”包括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低于第二特征。
87.需要说明的是,在本实用新型中,球形机器人是一种具有球形外观,以滚动为运动方式的新型机器人,这种机器人是将传感器、驱动装置和附加设备放置在球形外壳中,依靠球壳内部的驱动机构来实现滚动式运动。球形机器人是一种典型的非完整性系统,它具有很强的姿态恢复能力和地形适应能力,同时具有机动性强、能耗低、转弯半径小等突出特点,球形机器人由于其外形特点,因而不存在翻倒的问题,并且可以全方位转弯,运动连续型强、可靠性高。
88.本实用新型公开一种智能球形机器人,包括壳体、以及安装在壳体的两侧的驱动轮;其中,驱动轮的几何外形是半球体或半椭球,驱动轮可以视为半球轮,两个对称设置的驱动轮1的半球壳与壳体2的上下盖组成一个球体结构,可选地,半球体并不是完整球体完全均衡的一半,稍微少一点的也算是半球,比如0.8体积占比部分是球体;驱动轮在壳体内容纳的电机的驱动下相对于壳体转动,相当于相对于机体的主体转动,从而驱动智能球形机器人运动。具体地,当该智能球形机器人朝前方、后方、左侧或右侧跌倒或被推倒的情况下都能自行维持平衡状态,以形成一个不倒翁结构;该智能球形机器人包括壳体、驱动轮、以及壳体的底部安装的电池配重装置,该壳体的内部还装配有其余控制组件、传感器组件和机械传动组件。其中,驱动轮用于驱动智能球形机器人发生移动,包括前进、后退、左转或
右转,可选地,存在两个驱动轮可以安装在壳体外部的两侧,如图1所示,两个驱动轮1分别安装在壳体2的左右侧,克服驱动轮设计在壳体内部而引起轮间距偏小的问题,增强智能球形机器人的稳定性;在一些实施方式中,所述两个驱动轮1和所述壳体2组成一个球体。其中,壳体2的上表面和下表面、驱动轮1的外侧面(侧盖面)可以是严格的弧面,也可以是接近半球体,例如半球体的一部分和其他形状平滑续接形成的形状,可以减小摩擦力,便于智能球形机器人回到原来直立状态。
89.在一些实施例中,可以只将一个驱动轮安装在壳体2的底部的中央位置处。结合图2和图3可知,电池配重装置5用于容纳电池9,降低智能球形机器人的重心高度,使得该智能球形机器人在静止或移动时都处于平衡状态,则电池9及其所处的电池配重装置5组成该智能球形机器人的配重单元,让智能球形机器人的重心得到调节,其中,电池9可以是由一个或多个电池按照预定的电性连接方式(并联或串联)组装成的电池组件;当智能球形机器人的外形构成图1至图3所示的球形机器人结构时,不论智能球形机器人的重力与其着地点之间产生的力矩多大,由于这个力矩的作用,电池配重装置内部容纳的电池总是迫使智能球形机器人要恢复原来的状态,且电池配重装置的形状及其在壳体2的底部的端面的具体装配位置不作限制。因此,这种状态的平衡是稳定平衡,所以智能球形机器人无论如何摇摆,总是不倒的,使得相应的智能球形机器人具有很强的姿态恢复能力和地形适应能力,同时具有机动性强、能耗低、转弯半径小等突出特点,球形机器人由于其外形特点,因而不存在翻倒的问题,并且可以全方位转弯,运动连续型强、可靠性高。
90.参阅图1可知,两个驱动轮1呈对称方式装配在壳体2的左右两侧,这里的左右两侧是相对于驱动轮的前进方向而言的,两个驱动轮1的轴心线在同一直线上且与驱动轮的前进方向垂直设置,两个驱动轮1的轴心线是水平设置,两个驱动轮1与壳体2组成的几何形状是球体,增强智能球形机器人的姿态恢复能力;结合图1和图2可知,两个驱动轮1的轴心线上安装有两个驱动电机,两个驱动电机对称设置;每一个驱动电机的输出轴上安装对应的一个驱动轮,两个驱动轮1的内侧面分别安装有相互对应的轮轴装配槽以装配到所述壳体2的两侧,左侧的驱动轮通过左侧安装的轮轴装配槽可转动地安装在左侧的驱动电机的输出轴上,右侧的驱动轮通过右侧安装的轮轴装配槽可转动地安装在右侧的驱动电机的输出轴上,优选地,左侧的驱动轮和右侧的驱动轮可以在轮轴装配槽内可以通过轴承安装在驱动电机的输出轴上;轴承套设在驱动电机的输出轴上方,且与驱动轮的侧盖壳体的端部抵接,实现驱动轮的侧盖壳体与所述壳体2的紧密配合;两个驱动轮1的底部伸出到壳体2的下侧,使得壳体2的底部不与地面接触,能够很好的保护壳体2。两个驱动轮1分别与对应的驱动电机4连接且对称地设置于智能球形机器人的左右两侧,对应于图2的左右两侧,并允许两个驱动轮1的轴心之间存在预设轮间距,当预设轮间距被设置得越大,则智能球形机器人向左倾斜或向右倾斜后能够更快地返回直立状态,也意味着智能球形机器人更加稳定,不容易被推倒;反之,智能球形机器人向左倾斜或向右倾斜后不容易返回直立状态,甚至会偏离平衡状态较远。其中,驱动电机4是配置为由图3的电池9供电,也为图2的驱动电机4的上下方的控制电路板3供电。结合图2和图3可知,电池配重装置5安装在驱动轮1的轴心线的下方,具体地,电池9也是位于驱动电机4的下方,其中,电池配重装置5、电池9以及驱动电机4都是可以被壳体2和驱动轮1的内表面包围。因此,本实施例将两个驱动轮安装在智能球形机器人的壳体的外部,构成球形机器人,能够有效加大驱动轮间距,增加智能球形机器人行走的
稳定性。
91.在本实施方式中,通过控制两个驱动电机4的转速和转向,实现智能球形机器人的移动控制。当两个驱动电机4的转向和转速均相同时,两个驱动轮1同向同速转动,从而使智能球形机器人沿直线移动;当两个驱动电机4转速不同或转向不同时,两个驱动轮1之间差速转动,智能球形机器人可实现转向。
92.作为一种实施方式,所述驱动轮1的外侧盖面设置有环形透光板,对应为图1的驱动轮1的半球体或接近半球体的表面的一个环形区域安装有环形透光板10,所述壳体的两侧在对应位置处装配有环形灯带,对应为图1的壳体2的右侧的环形灯带11,环形透光板10允许透过环形灯带11发出的光亮,使得环形透光板10向外显示出环形灯带11所发出的灯光;其中,环形透光板10的透光材质的颜色决定实际对外显示的光亮的颜色。优选地,环形透光板10的透光材质的颜色决定环形灯带11的光源的选择,使得环形灯带11的光源的颜色与环形透光板10的透光颜色一致。环形灯带11用贴片封装(smd)的高亮度led灯作为光源,存在多个led灯绕着所述壳体2的中轴线均匀分布在所述壳体2的侧面的环形安装槽位中,其中,环形透光板所围成的圆形的圆心与环形灯带所围成的圆形的圆心在同一直线上,对应到图1中,从壳体2向驱动轮1水平延伸的方向上,环形透光板10覆盖到环形灯带11中的每个led灯的外侧(图1的环形灯带11的右侧),环形透光板10与环形灯带11之间留有间隙。环形灯带11与控制器电路板3存在电性连接,led灯条发光颜色多变,可调光,可控制颜色变化,可选择单色和rgb的效果。带来多彩缤纷的视觉效果。
93.需要补充的是,所述驱动轮的外侧盖面由位于所述驱动轮的顶部的球面端盖、环形透光板和位于所述驱动轮的边缘处的锥台球壳连接而成,球面端盖位于所述驱动轮的轴心位置,锥台球壳是所述驱动轮的外侧盖面中最接近壳体2的部位,优选地,球面端盖、环形透光板和锥台球壳自外侧向内侧依次扣合连接。优选地,环形透光板10也可以固定嵌套设置在球面端盖与锥台球壳组成的整体盖面结构之间,环形透光板10具体可以安装在轴承的外圈,其中,轴承的内圈安装在支承架6与壳体2组成的基座上;其中,所述驱动轮1的内侧面通过开设加强筋与所述壳体2配合安装。具体地,所述驱动轮1的内侧面开设的加强筋可以组成相应的转轴安装孔以插接入驱动电机4的输出轴;其中,环形透光板10的外侧面是属于球面。
94.结合图2和图3可知,所述两个驱动电机1装配在一个支承架6中且由支承架6相隔开,在该支承架6中,所述两个驱动电机1的上方和下方各安装一个控制电路板3;优选地,每个控制电路板可以分别与对应的驱动电机4电性连接,或者,两个驱动电机4可以与同一个控制电路板电性连接。在本实施例中,驱动电机1、控制电路板3和支承架6固定装配为一个驱动组件,该驱动组件可拆卸地安装在所述壳体中,从而将发热功率较大的元器件与其装配支架(支承架6)进行固定,作为一个整体装配在壳体2的中部,对应为图3所示的控制电路板3、驱动电机1和支承架6作为整体组件装配到壳体2中,实现驱动组件的模块化,并提高驱动组件装配的便利性;优选地,驱动电机1可以是马达,能够安装在所述壳体内的微型马达等带有转轴的驱动装置;支承架6可以是马达支架,控制电路板3被固定锁止在马达支架的上方和下方,控制电路板3用于控制驱动电机4的动作,进而控制驱动轮1的转动,优选地,壳体2内还可以设置用于导航定位的传感器,并与控制电路板3的信号输入端电连接,比如,在所述支承架6或壳体2的其余支架上安装视觉传感器或红外传感器,用于沿着探测智能球形
机器人前进方向获取其前方的环境信息。马达则位于两个控制电路板3之间,则在驱动电机正常工作时,控制电路板3和马达都成为发热较大的元器件。所述两个驱动电机1的下方安装的控制电路板3与电池配重装置5存在空间间隙,以隔离所述两个驱动电机1与电池配重装置5所容纳的电池9,需要说明的是,支承架6与电池配重装置5之间可以设置有相配合的零部件,以将支承架6和电池配重装置5都固定安装在壳体2,从而支承架6与壳体2组成一个基座。电池配重装置5通过支承架6与驱动电机4隔开,其中,支承架6与电池配重装置5存在间隙。所述两个驱动电机4的下方安装的控制电路板3与电池配重装置5存在空间间隙,以隔离所述两个驱动电机4与电池配重装置5所容纳的电池9;从而避免电池配重装置5上部的元器件产生的热量传递到电池配重装置内,避免电池环境温度过高。保证壳体2内部的电池安全和驱动电机在正常的供电环境下运转。
95.结合图2和图3可知,所述壳体2的下部分或所述壳体2的底部指的是壳体2的靠近地面的部分,驱动轮1存在着地点时,所述壳体2的底部可以没有着地点。在图2所述的壳体2的底部上端面装配有电池配重装置5,电池配重装置5容纳有电池9,用于降低重心以稳定智能球形机器人的运动状态,也保证支承架6中的驱动电机4和控制电路板3水平稳定,其中,电池配重装置5和电池9都不接触地面;所述智能球形机器人的重心在直立状态下比壳体2的几何中心靠近地面;支承架6装配所述两个驱动电机1后的重心与电池配重装置5容纳电池9后的重心在同一竖直直线上,且所述两个驱动电机的输出轴位于同一水平直线上,使得所述智能球形机器人在静止或移动时都处于平衡状态,即所述智能球形机器人的重心往一个方向倾斜时,电池配重装置5及其内部容纳的电池9及时调节所述智能球形机器人的重心往相反方向倾斜,进而使智能球形机器人翻倒时自主恢复直立的姿态。
96.作为一种实施例,参阅图2至图3,所述电池配重装置5是电池容纳部件,用于在壳体2的底部的端面容纳固定重量的电池9,电池容纳部件的形状可以与电池9的实际形状相适应,电池容纳部件可以使用卡扣固定其内部容纳的电池9,或通过抵接固定的方式将电池9固定装配在电池容纳部件内,使得智能球形机器人的重心位于所述两个驱动电机输出轴的下方,则使得智能球形机器人的壳体2的外表面或驱动轮1的外表面在任意位置与地面接触后,电池9带动智能球形机器人自行恢复到直立状态;其中,智能球形机器人的着地点是壳体2的外表面的弧面与地面的接触点。具体地,电池容纳部件可以是安装在壳体2底部的上端面的u字形的框架,可以包围并抵接电池9的侧面和底面,对应到图2中的电池配重装置5,是沿着驱动轮的轴心线方向的电池卡槽的剖视图,则u字形的框架是沿着驱动轮的轴心线方向在水平面的垂直方向分布,其中,所述壳体是环形壳体,这个环形壳体的内外轮廓不是完整的环形,可以是四分之三左右的环形,底部轮廓的形状允许是直的,则驱动轮的轴心线方向在水平面的垂直方向是环形壳体的直径方向,因此,电池容纳部件沿着环形壳体的直径方向固定安装在所述壳体2(环形壳体)的底部,但电池容纳部件须位于所有控制电路板3的下方且无直接或间接的抵接,其中,u字形截面是垂直于驱动轮的轴心线方向在水平面的垂直方向。结合前述实施例可知,在壳体2的底部的端面上方和支承架6下方安装的控制电路板的下方之间装配电池9,但电池9及所在的电池容纳部件不接触控制电路板,既可以避免电池9受发热器件的影响,又可以安装适当数量的电池来保证智能球形机器人的配重平衡,无需复杂的位置调整;电池式配重装置同时具有电源供应能力。
97.优选地,所述电池配重装置5可以设置有一个或多个电池卡槽,包括前述的u字形
的框架;各个电池卡槽所对应的电池规格和尺寸依据实际用电量而设定,当电池的规格不同,其产生的配重效果也不同,加上各个卡槽相较于智能球形机器人的重心的力矩长度不同,则产生的配重效果也不同。关于具体的电池卡槽数量、卡槽位置、卡槽规格设计等可以根据智能球形机器人所处的工作环境来进行针对性的设计,从而达到更佳平衡效果。
98.优选地,如图3可知,在壳体2的底部,所述电池配重装置5的侧面设置有配重块7,具体地,配重块7沿着环形壳体(壳体2)的直径方向固定安装在所述电池容纳部件的侧面,且位于所述驱动电机4的下方,以进一步地降低智能球形机器人的重心;电池容纳部件在环形壳体的直径方向的两端开设有固定件,其中,固定件包括加强筋或活塞件,以将配重块7固定在所述壳体的底部,在一些实施例中,在壳体2的底部,所述电池配重装置5与配重块7之间存在的间隙可以由相应形状的塑料填充件或填充胶填充以增强稳定性。优选地,配重块7的形状不作限定,但需贴合所述电池容纳部件的侧面、或与所述电池容纳部件的侧面相对应的环形壳体(壳体2)的底部位置。在图3中,所述配重块7安装在壳体2的前侧和后侧,且位于所述驱动电机4的下方,位于支承架6下方安装的控制电路板的下方,所述配重块7设置在壳体2的底部的前端面和后端面与所述电池配重装置5之间的装配空间内,连同电池9作为一个整体的配重单元,减低智能球形机器人的重心高度,提高智能球形机器人运动的稳定性,充分利用电池、电池装配空间、以及其与壳体2之间的间隙空间进行配重设计,所运用的配重块7无论时体积还是数量,相对于现有技术都是减少,从而节省成本。
99.作为一种实施例,所述两个驱动轮1的着地点存在预设间距,原因在于两个驱动轮1的轴心之间存在预设轮间距,其中,两个对称设置的驱动电机4的输出轴沿着壳体2主体的轴向延伸;则智能球形机器人在地面行走时,所述两个驱动轮1的着地点之间就产生预设间距,其中,所述两个驱动轮的轴心线都位于所述环形壳体的中轴线上,且两个驱动电机对称设置;每个着地点是处于平衡状态的智能球形机器人的相应驱动轮的胎面与智能球形机器人所行进的地面的接触点,当预设间距越大时,智能球形机器人发生倾斜后,偏离平衡位置,重心总是升高的,它的重力与它的着地点之间就产生了较大的力矩,由于这个力矩的作用,使智能球形机器人更快地恢复回原来的状态,即电池9的一侧产生的力矩变得更大而回复到原来位置,意味着智能球形机器人更加稳定,不容易被推倒;反之,智能球形机器人倾斜后不容易返回直立状态。需要说明的是,所述两个驱动轮1分别安装在所述壳体2的水平方向的轴线上;且智能球形机器人在竖立状态处于平衡时,重心和着地点在竖直方向距离最小,即重心最低,且智能球形机器人的重心在水平面的投影落在所述两个驱动轮1的轴心线在水平面上的投影线上。
100.作为另一种实施例,所述智能球形机器人还安装有万向轮,万向轮固定装配在所述电池配重装置5的底部,如图3所示,存在两个万向轮8呈对称方式地装配在壳体2的底部,具体是两个万向轮8对称地安装在壳体2的底部的下端面的前后两侧,优选地,万向轮8的安装槽位允许与所述电池配重装置5的底部存在间隙;万向轮8的底部的水平高度大于所述驱动轮1的底部的水平高度,万向轮8装配为伸出壳体2的底部,能够接触地面,以调整智能球形机器人的前进方向,其中,环形壳体的直径方向是对应为前后方向;需要说明的是,万向轮8与驱动电机4没有电性连接关系。当两个万向轮8的轴心线都与驱动轮1的轴心线平行时,万向轮8支持与驱动轮1朝同一方向移动。
101.作为一种实施例,所述壳体2的底部中心的槽位处安装一个驱动轮,该驱动轮通过
驱动电机与控制电路板3存在电性连接;具体地,所述电池配重装置5的底部中心开设一个用于安装驱动轮的轮轴槽位,壳体2的左右两侧没有安装驱动轮,且两个万向轮8呈对称方式地装配在壳体2的底部,则智能球形机器人的驱动轮被控制运转时,配置万向轮8保持朝同一转向(顺时针或逆时针方向),可以实现智能球形机器人进行原地自转,提高智能球形机器人运动的机动性和娱乐性,在该智能球形机器人用于挑逗宠物时,依靠原地自转的动作容易增强与宠物的交互效果。
102.作为一种实施例,参阅图4和图5可知,本实用新型在所述智能球形机器人中公开一种驱动轮模组,该驱动轮模组包括基座和至少一个驱动轮,即该驱动轮模组包括壳体和至少一个驱动轮;其中,基座41等效于图1至图3所述的实施例公开的壳体2,则壳体2可以替换为壳体41。驱动轮设置于壳体41的一侧,并与壳体41可转动连接;驱动轮与壳体41的对应一侧设置有预设间隙通道,其中,预设间隙通道是弯折延伸的间隙结构。在一些实施例中,允许只在壳体41的左侧或右侧装配一个驱动轮并与壳体41可转动连接,这不影响驱动轮与壳体的对应一侧设置有预设间隙通道。对于驱动轮与壳体的对应一侧设置的预设间隙通道,具体参阅下面的实施例。
103.作为一种实施例,结合图4和图5可知,该驱动轮模组包括壳体41和两个驱动轮,左侧的驱动轮对应为图5的驱动轮;两个驱动轮对称地设置于壳体41的两侧,并与壳体41可转动连接,具体是被驱动组件驱动相对壳体41转动,驱动轮是视为绕着穿过壳体41的转轴发生旋转,两个驱动轮具有完全对称的结构;每个驱动轮的外壳可以是半球体壳体或半椭球体壳体,则驱动轮的球心到顶点的连线与壳体41的轴线(驱动轮体相对于基座转动的转轴线)重合。每个驱动轮体与所述壳体的对应一侧设置有预设间隙通道,其中,预设间隙通道是弯折延伸的间隙结构以阻止异物进入到驱动轮的轴线处,对应为图4的带箭头的虚线指引的间隙,其中图4的虚线先后穿过的两个细长缠绕线条是外部进入驱动轮模组的预设间隙通道的异物,分别进入预设间隙通道的中间部分和接近驱动轮40的轴线(作为轮体的驱动轮40的中心轴线)的空隙处,可以理解为外部的异物进入预设间隙通道的不同阶段,且所经受过的阻断物和阻挡效果是不同,但整体都没有进入驱动轮40的相关转轴以施加阻力,或卡住转轴,因而,本实施例需要将驱动轮与壳体41之间的间隙配合设置为类似蛇形结构,形成由连续的多个弯折部位构成的空腔结构,通过紧凑的空间加重细长物体入侵到驱动轮的中轴线位置的难度,即使毛发异物卡到预设间隙通道内,但无法继续进入到驱动轮的轴心位置上,保证驱动轮模组在所属的移动设备中正常运转,不影响装配驱动轮模组的机器人的正常运动。
104.作为一种实施例,结合图4和图5可知,所述驱动轮包括锥台壳体402和轮面端盖401,轮面端盖401与锥台壳体402的半径最小的一端相连接,对应为锥台壳体402的左端与轮面端盖401的右端相连接以形成稳定的驱动轮40,也实现了所述驱动轮与壳体41的紧密配合。优选地,轮面端盖401的外侧可以为球面,以使得驱动轮形成半球体轮,增强所述驱动轮模组运动的稳定性。需要说明的是,在一些实施例中,轮面端盖401等效于球面端盖,锥台壳体402等效于锥台球壳。
105.作为一种实施例,所述锥台球壳402的半径最大的一端与壳体41之间存在间隙,该间隙的开口是从智能球形机器人的外部进入图4所示的由虚线指引的预设间隙通道的入口400;其中,所述预设间隙通道是自锥台壳体402的外侧边缘向其轴线弯折延伸的间隙通道,
这里的弯折延伸是图4的虚线的箭头指向,呈梯度式延伸至驱动轮40的中轴线,形成多个用于阻挡异物在局部间隙区域通行的凸起结构,对应为图4的预设间隙通道的凹腔和直角凸起。
106.作为一种实施例,所述预设间隙通道包括第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构;从壳体41的中心指向轮面端盖401的顶点的方向上,第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构依次相连通,且第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构都是渐进式地向轮面端盖401的中央位置延伸,则这三个间隙结构凭借连续紧凑的蛇形通道逐步阻断异物的入侵,其中,第一间隙结构、第二间隙结构和第三间隙结构内都存在凸起结构以阻挡异物朝着既定方向入侵,从而设置出三层的阻断机制,尽可能地从三个不同阶段或三个不同类型的间隙区域来阻断异物的通行,必要时将异物卡在相应的空隙结构内。
107.作为一种实施例,参阅图4和图5可知,所述轮面端盖401的顶点位置处沿着轴线方向(对应为图4的驱动电机412的输出轴的轴线方向)开设有转轴安装孔4013,用于套接在驱动电机412的输出轴上,其中,转轴安装孔4013的孔径可以大于驱动电机412的输出轴的半径,转轴安装孔4013设置在所述轮面端盖401的内侧面的中央位置处并与所述轮面端盖401一体成型,还设计相关的加强筋来固定在所述轮面端盖401上。所述轮面端盖401还开设有轴承安装孔4012,用于将轴承4014安装在驱动电机412的周侧但不与驱动电机412的相关轮轴部件直接连接(包括依靠齿轮啮合连接),轴承安装孔4012在所述轮面端盖401的内侧面开模为环形安装孔,轴承安装孔4012设置在转轴安装孔4013的外侧,如图5所示,轴承安装孔4012围绕着转轴安装孔4013的外侧分布,在同一个轮面端盖401中,一个转轴安装孔4013对应配合两个轴承安装孔4012,并且由相应的骨架加强连接在同一个轮面端盖401中,轴承安装孔4012为由外侧向内侧开设的台阶孔;所述轴承4014设于所述轴承安装孔4012内,并且一端与台阶孔底部抵接,即一个驱动电机412对应配合两个轴承4014;优选地,轴承4014的一端与轴承安装孔4012底部抵接,轴承4014的另一端不凸出于轮面端盖401;优选地,驱动电机412的一端与转轴安装孔4013底部抵接以带动轮面端盖401转动,驱动电机412的输出轴可以局部收容于转轴安装孔4013,可以预留部分间隙。其中,驱动电机412是配置为固定在所述壳体41中。前述的周侧是指轴承安装孔4012的侧面与转轴安装孔4013的侧面的距离不超出预定距离阈值范围,使得轴承4014安装在驱动电机412的周侧。进而,轴承4014可以选择套住驱动电机412的输出轴的末端,从而完成轮面端盖401、锥台球壳402与壳体41的安装,使轮面端盖401的顶点与锥台球壳402的轴心的连线与壳体41的轴线重合。
108.在一些实施例中,驱动电机412的输出轴与转轴安装孔4013同轴转动,进而带动轮面端盖401跟随驱动电机412的输出轴同轴转动;驱动电机412的输出轴转动作用下,轴承安装孔4012从动地跟随驱动电机412的输出轴转动,并带动轴承4014同步转动,其中相关转轴与安装孔是过盈接触,进而驱动电机412带动驱动轮40相对于壳体41转动,则装配有所述驱动轮模组的机器人的行走方式为滚动式,可突破各种地形的限制,实现多种环境的越障功能。
109.在一些实施例中,驱动电机412可以通过齿轮组件与轴承4014啮合连接,齿轮组件安装在驱动电机412和轴承4014之间,具体是装配在轴承安装孔4012和转轴安装孔4013之间的孔位中,或者齿轮组件选择安装在轴承安装孔4012中,与轴承4014啮合连接,轴承安装孔4012作为一种环形安装孔,属于向内凹的腔体,能够与壳体41之间形成间隙结构,其容纳
面积大于转轴安装孔4013的容纳面积。
110.作为一种实施例,参阅图4和图5可知,壳体41的侧面开设有台阶式槽位411;台阶式槽位411是所述壳体41的外侧向内侧开设的槽位,在所述壳体41的外侧向内侧的方向上呈现台阶式造型特征,以实现逐个台阶面阻断细长异物在所述预设间隙通道内的深入流通;台阶式槽位411还用于配合固定控制电路板413和驱动电机412,并由台阶式槽位411在图5中的盖面隔开控制电路板413与锥台壳体402,控制电路板413可以通过承载架固定装配在驱动电机412的上方,其中,控制电路板413是配置为固定在所述壳体41内且与驱动电机412存在电性连接,控制电路板413用于控制驱动电机412的运转。其中,控制电路板413是装配在壳体41内部的容纳腔中,控制电路板413由台阶式槽位411提供支撑和与驱动轮40相隔开,结合前述实施例可知,轮面端盖401、驱动电机的上端面412、台阶式槽位411、以及轴承4014的端面(或轴承安装孔4012,考虑道没有安装轴承的情况)组成图4所示的蛇形间隙通道,即前述实施例公开的预设间隙通道,主要是轮面端盖401的侧面圆周形成的凹槽与台阶式槽位411的台阶面围成的具有阻断细小异物通行的效果的间隙通道结构。
111.作为一种优选的实施例,结合图4和图5可知,在所述预设间隙通道中,从预设间隙通道的入口100开始,第一间隙结构是构造为所述预设间隙通道的入口400至所述台阶式槽位411的最外侧的台阶端面之间形成的空隙,在竖直方向上,对应为图4的台阶式槽位411的最上端台阶面与入口400之间的间隙空间,形成第一级阻断结构,当毛发沿着虚线向下移动进入第一间隙结构时,利用所述锥台球壳402的半径最大的一端(对应为图4的锥台球壳402最右端的)与壳体41之间存在的间隙,来防止毛发卷入所述驱动轮40的内部,从而在源头入口处阻断细长异物进入所述驱动轮40的内部。
112.优选地,所述预设间隙通道的入口的宽度是1.2mm,使得毛发等细长的异物难以卷入驱动轮40与壳体41之间形成的间隙通道。需要说明的是,本实施例所提及的台阶端面可以是平面或曲面,是密封型,外表面不设置有开口。
113.结合图4和图5可知,第二间隙结构是所述轮面端盖401的内侧边缘处开设的凹腔4011与所述台阶式槽位411的相对应的台阶面之间形成的空隙,在图4中对应为凹腔4011的右侧及其对应的台阶式槽位411的台阶面之间形成的间隙结构,包括竖直台阶面或水平台阶面与同一水平高度的凹腔4011之间构成的间隙通道,具体的台阶面涉及到从自锥台壳体402的外侧边缘向其轴线弯折延伸的方向上,可视为图4中的带箭头的虚线延伸的方向上,第一级台阶面至第三级台阶面(都包括水平面和竖直面),在一些实施例中,台阶面的具体级数可以根据所述台阶式槽位411所开设的相对应的台阶面而调整。对应到图4中的台阶式槽位411,则通过设置3级台阶面来对进入第二间隙结构的细长异物进行3次阻断,可以形成间隙宽度逐级缩小的阻断方式,再加上凹腔4011内设的较大容纳体积的空间可缠绕部分细长异物(起到容纳效果),从而,第二间隙结构可以有效地避免毛发卷入到驱动电机412的输出轴的位置处。
114.优选地,台阶式槽位411可以为控制电路板413的保护片和支撑架,台阶式槽位411与控制电路板413之间形成的间隙与所述预设间隙通道不连通,或在驱动电机412的上端面存在部分连通空间但都处于底部不容易被外部的细长物体入侵到。从而避免驱动轮40相对于台阶式槽位411转动的过程中,从预设间隙通道的入口400引入的细长物体缠绕在相应的电器元件中,保护控制电路板413的电气稳定性,维持驱动电机412的输出轴正常运转。
115.第三间隙结构是所述台阶式槽位411的最内侧的台阶端面与所述轮面端盖401之间形成的空隙,具体可以是图4中的带箭头的虚线延伸的方向上,若轴承安装孔4012没有装配轴承4014,则表示为第三级台阶面(图4最底部的台阶端面)与轴承安装孔4012之间形成间隙结构,发挥最后一次阻断作用和少部分异物容纳作用,减少发生细长异物缠绕驱动电机412的输出轴的概率;若轴承安装孔4012装配有封闭结构的轴承4014,则表示为第三级台阶面(图4最底部的台阶端面)与轴承4014的相对侧面之间形成间隙结构,发挥最后一次较为彻底的阻断作用,进一步地防止毛发等细长异物进入驱动电机412及其相套接的齿轮组件的转轴。
116.结合图4和图5可知,所述轴承安装孔4012装配轴承4014且所述轴承4014是属于封闭结构的前提下,从壳体41的中心指向轮面端盖401的顶点的方向上,所述轴承4014装配在所述预设间隙通道的顶端,使得所述轴承4014阻挡所述第三间隙结构通往所述转轴安装孔4013的通路。其中,所述轴承4014可以采用防水材料来形成密封装置,进一步地防止细长异物通过间隙进入电机相关的转轴中以卡住驱动轮40。在本实施例中,所述预设间隙通道的顶端是沿着图4中的带箭头的虚线延伸的方向,位于壳体41与驱动轮40之间的间隙的最底部,相当于间隙通道的终点位置处,则轴承4014起支撑作用,可以是将所述轮面端盖401支撑在驱动电机412的输出轴的外侧面,也可以是通过所述轴承安装孔4012与所述轮面端盖401抵接,能够将轴承4014稳定地套在驱动电机412的输出轴的周侧,防止驱动轮40在转动过程中沿驱动电机412的输出轴轴向晃动,而且,轴承4014在跟随驱动电机412的输出轴和驱动轮40转动的过程中,降低驱动轮40在地面运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度。
117.需要补充的是,所述轮面端盖401的外侧面与锥台壳体402的内侧面通过卡扣结构或旋扣(旋转卡扣)连接;如图5所示,所述轮面端盖401的外侧面的圆周上开设有父扣4015,所述锥台壳体402的半径最小的一端的内侧面的圆周上开设有母扣4021,这样用户可以将父扣4015(凸起)扣合到母扣4021(凹槽)中,使得父扣4015和母扣4021卡紧,则所述轮面端盖40和所述锥台壳体402形成一个紧密扣合的整体。
118.引用图纸说明时,是对出现的新特征进行说明:为了避免重复引用图纸导致描述不够简沽,在表述清楚的情况下已描述的特征,图纸不再一一引用。
119.作为一种较优的实施例,本实用新型的第一实施例中提供一种具有防水结构的机器人,具体地,该机器人包括所述壳体、设置于所述壳体两侧的驱动轮以及用于防止外部水流进入所述壳体内部的防水结构。
120.需要说明的是,在一些实施例中,所述壳体属于智能球形机器人的机身的一部分,或包围智能球形机器人的机身的外壳;驱动轮是属于智能球形机器人的移动机构。
121.需要说明的是,所述防水结构是指防止外部水流进入壳体内部的结构,即防止外部水流进入机器人机身内部的结构,并不仅仅局限于防止外部水流通过壳体与驱动轮的装配缝隙进入所述壳体。所述防水结构在一些实施例中可以是但不限于防水槽、密封防水部件、引流部件、防渗透部件等具备防水功能的结构部件。
122.具体地,所述防水结构包括防水槽。所述防水槽设置于所述壳体的两侧且位于壳体与所述驱动轮的装配缝隙的下方,用于防止外部水流通过壳体与驱动轮的装配缝隙进入壳体内部。需要说明的是,此处所述装配缝隙的下方是一种相对的定义,在本实施例中,将接近驱动轮的外表面的空间视为所述装配缝隙的上方,将接近驱动轮的内表面的空间视为
所述装配缝隙的下方。
123.优选地,在本实施例中将驱动轮的装配位置限定为所述壳体的两侧,而在本结构实际应用过程中,所述驱动轮可以是但不限于设置于所述壳体的两侧、底侧、四周或周围等位置,相应于驱动轮的设置位置,在驱动轮与壳体的装配缝隙处设置对应的防水槽,使得驱动轮与壳体的装配缝隙处容易进水的缺陷得到改进,提升所述智能球形机器人整机防水效果。
124.基于上述第一实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第二实施例中所述防水槽包括防水道621和至少一道的防水立面622,如图6所示,所述防水槽与所述壳体侧面611形成将水流引导并隔于壳体内部之外的槽状引流道,所述防水立面622和所述壳体侧面611形成将引导水流在防水道621内流动的两道隔板,使得水流在防水道621内流动;其中,所述防水道621的一侧与所述壳体侧面611相接,所述防水道621的另一侧与其中一道防水立面622的相接。
125.基于上述实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第三实施例中提供一种具有防水结构的智能球形机器人,如图6所示,该球形机器人包括壳体61、设置于壳体两侧的驱动轮63和设置于壳体61与所述驱动轮63的装配缝隙下的防水槽。具体地,所述防水槽包括防水道621和一道防水立面622,所述防水道621的一侧与所述壳体侧面11相接,所述防水道21的另一侧与所述防水立面22的底部相连接,所述防水立面22与所述机器人机身壳体侧面611形成两道将水引导在防水道621内流动的隔板。在本实施例中所述机器人的整机结构被设置为球形,其中的壳体61为柱状结构,设置于壳体两侧的驱动轮63为碗状结构,壳体61和设置于壳体两侧的驱动轮63构成机器人的整机球形结构。所述防水槽为匹配壳体61与驱动轮63的装配缝隙的圆形结构,使得透过壳体61与驱动轮63的装配缝隙进入的水分能够被防水槽阻隔与壳体外。且所述防水槽为与壳体侧面611相接的弧形结构,使得透过壳体61与驱动轮63的装配缝隙进入的水分能够基于地球的地心引力的作用从防水槽内由上至下滑落。需要说明的是,壳体61是机器人的机身,等效于图1至图3所述的实施例公开的壳体2,也等效于图5所述的实施例公开的壳体41。
126.基于上述实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第四实施例中所述防水槽具有一道以上的防水立面,所述一道以上的防水立面均匀的分布于所述防水槽上,且存在其中一道防水立面与所述防水槽远离壳体侧面的一侧相连接。
127.优选地,所述一道以上的防水立面之间的高度可以完全相同或不完全相同或完全不相同。在一些实施例中,所述一道以上的防水立面的高度全部相同,相邻的两道防水立面之间可以相同或不同,优选地,在一些实施例中,所述高度相同的防水立面不均匀的分布于所述防水道上,使得所述防水道被分隔呈若干道宽度不同的槽状引流道,其中位于所述防水道最内侧的防水立面与所述壳体的侧面作为一条槽状引流道的两侧隔板,相邻的两道防水立面作为一条槽状引流道的两侧隔板。
128.优选地,在一些实施例中,所述一道以上的防水立面的高度不完全相同,如:所述一道以上的防水立面具有两种、三种或三种以上的高度,其中存在至少两道防水立面为同一高度,所述一道以上的防水立面在防水道上的设置方式可以是但不限于不同高度交错设置,或者是按照高度由高至矮或者由矮至高依次设置。
129.在一些实施例中,所述一道以上的防水立面具有两种高度,分别为第一高度的防
水立面和第二高度的防水立面,其中,第一高度大于第二高度,将一道以上的防水立面在防水道上按照不同高度交错的方式设置。其中,所述将一道以上的防水立面在防水道上按照不同高度交错的方式设置可以是但不限于将位于所述防水道最内侧的防水立面设置为第一高度的防水立面,或者是将位于所述防水道最内侧的防水立面设置为第二高度的防水立面。需要说明的是,在该实施例中所述将一道以上的防水立面在防水道上按照不同高度交错的方式设置使得与第一高度的防水立面相邻的防水立面的高度都为第二高度,与第二高度的防水立面相邻的防水立面高度都为第一高度。
130.在一些实施例中,所述一道以上的防水立面的高度完全不相同,优选地,将所述一道以上的防水立面的高度按照在防水道上设置的位置由内侧至外侧依次减小,使得最贴近机壳体的防水立面的高度最高,实现.将沿壳体流入的水分隔阻。
131.在上述所述的实施例中,所述一道以上的防水立面具有多种设计方案,能够根据所述壳体与驱动轮的装配缝隙的情况设计最适用的防水立面安装方案,通过高度和位置的装配变换,使得防水槽的防水效果更优,从而实现对机器人整机结构的防水性能的提升。
132.基于上述实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第五实施例中所述具备防水结构的智能球形机器人的壳体可拆分为上壳体和下壳体,所述防水槽也随机身的上壳体和机身的下壳体被拆分为上防水槽和下防水槽两个部分,上防水槽和下防水槽之间相连接的装配面上设置有防渗透部件,用于防止防水槽中的水流通过上防水槽和下防水槽之间相连接的装配面渗透进入所述壳体内部。具体地,所述上防水槽与下防水槽之间相连接的装配面是指所述上防水槽与所述下防水槽两者之间相接触的面。优选地,本实施例中所述防渗透部件可以是但不限于防水橡胶圈或吸水绵等具备将水分阻隔与所述壳体外的部件。
133.基于上述第五实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第六实施例中所述上壳体与所述下壳体之间相连接的装配面上设置有防渗透部件,用于防止壳体外表面附着的水流通过上壳体和下壳体之间相连接的装配面渗透进入壳体内部。具体地,所述上壳体与下壳体之间相连接的装配面是指所述上壳体与所述下壳体两者之间相接触的面。优选地,本实施例中所述防渗透部件可以是但不限于防水橡胶圈或吸水绵等具备将水分阻隔与所述壳体外的部件。
134.基于上述实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第七实施例中将与防水槽相邻的驱动轮63的内表面设置为倾斜的导流斜面71;如图7所示,对于图7的驱动轮63的下方的所述导流斜面71中,所述导流斜面71接近壳体61与驱动轮63的装配缝隙的一端的高度低于所述导流斜面71远离壳体61与驱动轮63的装配缝隙的一端的高度。本实施例通过将导流斜面71的两端高度设置为一端高一端低,从而使得从防水道中流下的水流能够经由驱动轮的导流斜面更快速的通过壳体与驱动轮的装配缝隙流至壳体外。
135.基于上述实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,本实用新型的第八实施例中所述机器人还包括:激光装置,同时,所述壳体表面开设有激光开孔,用于实现将激光装置发出的激光经由激光开孔传输至壳体外;所述防水结构还包括激光防水通道82;如图8所示,所述激光防水通道82设置于所述激光装置81和所述激光开孔之间,所述激光防水通道82靠近所述激光装置81一端的高度高于所述激光防水通道82靠近所述激光开孔一端的高度,以实现将通过所述壳体表面激光开孔进入所述壳体内的水分能够因地心引力的作用在
激光防水通道82中通过倾斜引流的方式,引导至所述壳体外,进一步提升了机器人整机防水的性能。
136.优选地,在所述壳体表面开设的用于连接设立于机器人机身内部的装置的孔洞与所述连接的装置之间可以设立与上述激光防水通道相同的防水通道,使得即使壳体不得不开设与内部装置连接的孔洞,也不会使得外部的水分通过孔洞进入所述壳体内部。
137.基于上述实施例,作为本实用新型一种较优的实施例,所述壳体61上设置有装配座,所述装配座为全封闭防水结构,所述装配座可用于装配供机器人携带的外部部件。具体地,所述外部部件根据机器人的种类可以是但不限于逗宠棒或旗帜等部件。如图9所示,在本实用新型的一种实施例中,所述装配座设置于所述壳体的表面,所述装配座包括装配槽91和装配固件92,所述装配固件92为柱状凸起,通过将外部部件安装套设于所述装配固件92外表面与装配槽91之间,实现外部部件被装配携带于所述壳体。
138.优选地,所述装配座还包括装配顶盖93,所述装配顶盖93适配于所述装配槽91,用于安装于所述装配槽91上,以封闭所述装配槽91,使得所述装配座密封,减少所述壳体61表面的水分积累于装配槽内。所述装配顶盖的一端与所述装配槽的一侧通过软硅胶带连接。具体地,所述装配槽内部的一侧设置有一根软硅胶带,所述软硅胶带的一端与所述装配槽内部相连,所述软硅胶带的另一端与所述装配顶盖的一端连接。本实施例通过设置软硅胶带实现将所述装配顶盖与所述装配槽软连接,防止所述装配顶盖未装配于所述装配槽上时丢失,通过软硅胶带的连接,即使所述装配顶盖未装配于装配槽上,也通过软硅胶带连接携带,解决了装配顶盖较小容易丢失的缺点。需要说明的是,虽然在本实施例中将连接所述装配顶盖与所述装配槽的连接带限定为软硅胶带,但是在实际应用中,所述连接带还可以是绳子、金属链等具备连接装配顶盖与装配槽功能的配件,实现装配顶盖不易丢失的目的。
139.优选地,所述装配座还包括装配限位部件94,所述装配限位部件94设置于所述装配槽91的内侧,用于限制装配于装配座的物品的朝向或者是进一步提高物品的装配稳固性。
140.在上述实施例的基础上,所述装配座可用于装配供宠物娱乐的逗宠棒结构,如图12所示,逗宠棒结构可拆卸地安装在所述装配固件上,其中,该逗宠棒结构还被所述装配座顶盖1202配合装配。在所述装配槽91上,所述装配固件92可拆卸地套接有逗宠棒结构,该逗宠棒结构的部分棒体还被所述装配座顶盖1202盖合,并配合装配到所述装配槽91上,但该逗宠棒结构的棒体部分是外露出所述壳体61,且位于所述装配槽91的斜上方或正上方。所述逗宠棒结构包括棒体和弹簧1201;棒体的一端伸出所述壳体61的外部并用于安装所述逗宠玩具,棒体的另一端与弹簧1201固定连接;所述逗宠玩具可以是但不限于羽毛、铃铛、玩偶、弹力球、或者它们中一种以上的结合等对宠物具有吸引力的玩具;所述棒体可以是但不限于具有一定摆动弹性的棒状物体;优选地,弹簧1201作为所述逗宠棒结构在所述装配固件92中的柱状中空装配部件,使得所述棒体套设于所述装配固件92外时,所述棒体仍具有一定的弹性,其中,弹簧1201可以形成一种柱状结构以套设在柱状凸起中。优选地,所述逗宠玩具与所述棒体的连接方式可以是固定连接,也可以是可拆卸地连接,具体的连接方式可以根据用户对逗宠玩具与棒体的连接要求进行调节,若用户要求逗宠玩具与棒体紧密连接,使得逗宠玩具不易脱落则可以将所述逗宠玩具与所述棒体固定连接,若用户要求逗宠玩具可替换,则可以将所述逗宠玩具与所述棒体可拆卸地连接。本实施例通过设置装配槽
12实现将逗宠棒结构装配于所述装配槽12与作为圆柱状凸起部件的所述装配固件92之间,基于所述装配槽12对所述逗宠棒结构进行进一步的固定装配,提高逗宠棒结构装配的稳固性。可以设置有相应的装配座顶盖来将所述装配座内的部件进行遮盖,提升所述装配座的美观及可观性,同时,通过所述装配座顶盖还用于防止外部液体进入所述装配槽12内,通过实现装配座的密封从而提高装配座的防水功能。
141.前述实施例中的棒体分为第一棒体1203和第二棒体1204,第一棒体1203和第二棒体1204为一体成型,其中,所述第一棒体与所述第二棒体之间的夹角角度为预设角度,所述预设角度可以是锐角、直角、钝角或平角,可以根据实际逗宠棒结构所需装配位置进行设定。所述预设角度与所述逗宠棒结构在对应装配对象的装配位置有关,如:所述逗宠棒结构装配于球形机器人上,则所述第一棒体与所述第二棒体之间的夹角角度需使得所述棒体的摆动不受所述球形机器人壳体弧度所影响。具体地,结合图12可知,第二棒体1204是所述棒体的下端与弹簧1201的连接部分,可以是沿着弹簧1201的轴向设置的直杆;弹簧1201套接在所述装配固件92上,其中,所述第二棒体1204是由弹簧1201的顶端延伸而成;棒体进入所述装配槽91内的一端被指定为棒体的下端。第一棒体1203、第二棒体1204和弹簧1201设置为一体成型的结构,使得所述棒体与所述弹簧的之间的连接更稳固,解决了可能出现棒体从弹簧上脱落的问题。
142.优选地,弹簧1201可以活动地安装在所述装配固件92上或所述装配槽91内,但会被其上方的所述装配座顶盖1202盖合住。其中,弹簧1201的形状大小与所述装配固件92之间相适配,以便于弹簧1201被所述装配座顶盖盖合后能够接触到所述装配槽91的底部,并将棒体的下端与弹簧1201的连接部分固定安装在所述装配槽91的内侧。需要说明的是,所述装配座顶盖1202的形状与所述装配槽91的形状相适配是指所述装配座顶盖能够适配地遮盖所述装配槽,如所述装配槽为边长4厘米的正方形,则将所述装配顶盖设置为最小内径大于或等于4厘米的形状,所述装配座顶盖的形状可以不是正方形,但是所述装配座顶盖需要能够适配地将所述装配槽完全遮盖。
143.如图12所示,所述装配座顶盖1202的一端设有缺口,相当于一种开孔,用于使得安装于所述装配座的逗宠棒结构的棒体能够通过缺口外露于所述装配座。具体地,所述缺口的形状和大小与所述棒体直径适配,具体是所述缺口的形状和大小与第二棒体的直径相适配,则所述装配座顶盖1202既能够让所述棒体外露于装配座,又能够将所述棒体保持装配于装配槽91上,使得装配在所述装配座上的所述棒体的柱状中空装配部件(所述的弹簧)以及装配槽中的圆柱凸起部件不会外露于机器人壳体表面,保证装配座的美观且防尘。
144.基于上述实施例,所述装配座被配置为还包括限位部件,所述限位部件用于限制装配于装配座的所述棒体的位置。具体地,所述棒体的位置具体是指逗宠棒结构的安装位置和逗宠棒结构的安装方向等。优选地,所述限位部件包括第一限位单元和第二限位单元,所述限位部件将装配于装配座的棒体限制于所述第一限位单元和所述第二限位单元之间。所述第一限位单元和所述第二限位单元可以是但不限于立方体结构、柱体结构等具备能够将棒体限制于限位部件之间的结构。所述第一限位单元与所述第二限位单元之间被配置的最短距离与所述棒体的直径大小正相关,当所述棒体直径越大,则相应的所述第一限位单元与所述第二限位单元之间被配置的最短距离变长,相反地,当所述棒体直径越小,则所述第一限位单元与所述第二限位单元之间被配置的最短距离变短。
145.基于上述实施例,所述限位部件将装配于装配座的逗宠棒的第二棒体1204部分限制于所述第一限位单元和所述第二限位单元之间。需要说明的是,在本实用新型实施例中所述第二棒体1204存在部分外露于所述限位部件,使得所述第一棒体1203完全外露于所述装配座,防止装配座顶盖1202安装于装配槽91上时可能出现第一棒体1203与装配座顶盖1202之间形成杠杆,导致装配座顶盖1202被第一棒体1203翘起的情况。
146.作为一种实施例,所述装配座顶盖1202是一种防呆结构,防呆结构1202的盖面存在凸起,形成所述装配座顶盖1202装配于所述装配槽91上的防呆设计。该凸起的形状在防呆结构1202盖合弹簧1201后与所述壳体61的弧度相适配,其中,该凸起可以用于标识所述逗宠棒结构安装到所述装配槽91的装配位置,进而保证安装后的所述智能球形机器人的顶面弧度的适配性,在一些实施例中,所述装配座顶盖1202被设置为贴合所述球形的逗宠机器人的机身壳体表面弧度的倾斜平面。防呆结构1202的凸起与所述缺口可以是设置在所述装配座顶盖1202的两端,或者防呆结构1202的凸起是与所述装配座顶盖外表面上与所述缺口的夹角呈九十度的位置等;在一些实施例中,当所述装配座顶盖上设计有外凸块作为防呆设计时,所述装配槽91上相应设计有与外凸块适配的外凸块槽。防呆结构1202的盖面下方是中空的柱状槽位以便于嵌入所述装配槽91中,其中,中空的柱状槽位在所述缺口的下方设有限位口,以使得所述第二棒体1204限位于所述装配槽91中。结合图12可知,限位口是竖直分布沿着柱状槽位的轴向设置,其形状呈现矩形;且柱状槽位除了限位口之外的槽位结构是,关于垂直该限位口的宽度方向的中轴线对称设置,在一些实施例中,所述第二棒体1204全部被限制于所述第一限位单元和所述第二限位单元之间,进一步增强所述逗宠棒结构于所述装配座上的安装稳固性。具体地,当所述装配槽91中限位部件包括第一限位单元和第二限位单元时,所述限位口的两侧开口分别在所述第一限位单元的外侧和所述第二限位单元的外侧,需要说明的是,所述第一限位单元的外侧和所述第二限位单元的外侧是指所述第一限位单元或所述第二限位单元不用于限定所述逗宠棒结构的一侧。本实施例通过在装配座顶盖1202的内表面下方设置限位口,进一步对装配座顶盖在装配槽91上的安装位置进行限定。因此,需要对逗宠毛球进行清洗时,通过拔出防呆结构1202,带动杆1203及其相连接的弹簧1201拔出所述装配槽91,使所述逗宠棒结构失去固定,即可对所述逗宠棒结构进行拆卸,对逗宠毛球进行清洗,方便了对逗宠毛球进行清洗,避免逗宠毛球上残留细菌和唾液影响人们身体健康的问题。
147.在一些实施例中,在所述智能球形机器人被宠物玩耍产生晃动时,机体带动所述壳体的下壳体(相当于所述壳体的底部)晃动,基于图1至图3所述的实施例,所述壳体的底部设有配重块和电池配重装置,且所述壳体的底部形状为半球形,驱动轮的形状是半球体或半椭球体,所述壳体内部的用于装配驱动电机及控制电路板的基座无法倾倒,只会向四周晃动,随即恢复成站立姿态,避免了宠物将所述智能球形机器人翻倒不能继续玩耍的情况,提高了机器人的平衡性能。
148.作为一种实施例,所述智能球形机器人包括一种滚轮安装结构,所述滚轮安装结构包括基座、轴承和驱动轮;其中,所述轴承包括轴承内圈和轴承外圈;所述轴承内圈与所述基座刚性连接;所述轴承外圈与所述驱动轮连接,使得所述驱动轮相对于所述基座轴向转动。滚轮安装结构通过轴承将驱动轮与所述智能球形机器人的主体相连,由于所述轴承与所述智能球形机器人的主体刚性连接,且与驱动轮存在多个接触点,避免了用单个螺丝
去固定驱动轮容易产生松动的弊端,从而大大减低了驱动轮与电机的输出轴的同心度,消除了圆跳动,使得电机的输出轴转动得更加平稳,机器人的运动误差更小。其中,电机的输出轴1007等效于图1至图3所述的实施例中的驱动电机的输出轴。所述滚轮安装结构如图10所示,包括:基座、轴承和驱动轮1004。其中,所述轴承包括轴承内圈1001和轴承外圈1005;所述轴承内圈1001与所述基座刚性连接;所述轴承外圈1005与所述驱动轮1004连接,使得所述驱动轮1004相对于所述基座轴向转动,即所述驱动轮1004绕着所述基座的水平中轴线转动。其中,所述基座包括电机支架1002、电机的输出轴1007和壳体1003。其中,所述电机的输出轴1007安装于所述电机支架1002上;所述电机支架1002安装于所述壳体1003上,所述电机支架1002与所述壳体1003为刚性结构。需要说明的是,所述刚性结构或刚性连接指的是两个零件固定连接,形成不易松动的稳定结构。所述壳体1003等效于图1至图3所述的实施例公开的壳体2,也等效于图5所述的实施例公开的壳体41,也等效于图6所述的实施例公开的壳体61。
149.作为其中一种较优的实施方式,所述轴承内圈1001安装于所述电机支架1002和所述壳体1003组成的刚性结构上。参照图10,所述电机支架1002固定于所述壳体1003上,所述轴承内圈1001固定于所述电机支架1002上,使得所述轴承稳固地安装在所述基座上,与所述基座无相对运动,且所述轴承与所述电机的输出轴1007同轴心。上文所述的驱动轮1004相对于所述基座轴向转动正是建立在所述轴承与所述电机的输出轴1007同轴心的基础上,所述轴向转动指的是驱动轮1004绕着所述电机的输出轴1007进行转动,以提供使机器人运动的摩擦力;其中,电机的输出轴1007等效于图1至图3所述的实施例中的驱动电机的输出轴;转动的圆心是驱动轮1004的轴心,即驱动轮1004的圆心;转动的半径是驱动轮1004的轮径。另一方面,所述驱动轮1004包括第一连接部1008和第二连接部1009,所述电机的输出轴1007嵌入于所述第一连接部1008中,所述轴承外圈1001嵌入于所述第二连接部1009中。优选地,第一连接部1008是所述驱动轮1004的内侧表面设置的转轴安装孔,第二连接部1009是所述驱动轮1004的内侧表面设置的轴承安装孔。由于轴承内圈1001与所述基座刚性连接,当所述电机的输出轴1007转动时,可使得所述驱动轮1004相对于所述基座作轴向转动。并且,轴承外圈1005与第二连接部1009存在多个接触点,结构更加稳固,可使得机器人的运动更加平稳。
150.其中,所述电机的输出轴1007嵌入于所述第一连接部1008中,这是现有技术中常见的连接方式,所述电机的输出轴1007作为动力源,旋转时带动所述驱动轮1004转动,从而让机器人作出前进、后退或转弯等动作。然而,该连接方式为单点固定,比如采用一个螺丝进行固定,一旦螺丝产生松动,驱动轮1004与电机的输出轴1007的同心度就会大大增加,从而造成机器人运动不平稳,行走误差增大,不利于机器人定位和导航。需要说明的是,所述同心度指的是两个假想圆心的偏移量。在本实施例中,具体指的是(自左向右方向观察)驱动轮1004的圆心与电机的输出轴1007的圆心(或基座的圆心)的偏移量。因此,本实用新型通过轴承将驱动轮1004与基座相连来避免用单个螺丝去固定驱动轮容易产生松动的弊端,从而减低驱动轮与电机的输出轴的同心度,消除圆跳动,使得电机的输出轴转动得更加平稳,最终降低机器人的运动误差。
151.在另一实施例中,仍然通过所述轴承连接驱动轮1004与基座,但所述轴承具有不同的安装方式。在本实施例中,所述轴承内圈1001套入所述电机的输出轴1007中(显然,与
上述实施例相比,本实施例采用的轴承具有较小的直径),然后与所述电机支架1002刚性连接(图中未示出)。需要注意的是,所述轴承内圈1001与所述电机的输出轴1007不接触,否则轴承无法发挥其在本实用新型中的作用。接着,所述电机的输出轴1007仍嵌入于所述第一连接部1008中,但同时轴承外圈1005也嵌入于所述第一连接部1008中。同理,当电机的输出轴1007转动时,带动所述驱动轮1004相对于所述基座作轴向转动。
152.本实施例中的轴承同样起到了增加驱动轮1004与基座之间的接触点的作用,可以消除圆跳动,使电机的输出轴转动得更加平稳。但是,由于其安装在电机的输出轴1007上,尽管其体积较小,却仍需要第一连接部1008提供较大的安装空间。而第一连接部1008处于驱动轮1004弧面的中心处,如此一来,驱动轮1004(或整个机器人)的体积就不得不增大。图10的驱动轮1004等效于图1的驱动轮1,也等效于图5的驱动轮40,也等效于图6的驱动轮63,属于对移动结构的一种实施方式。
153.综上,采用直径较大的轴承可以节省电机的输出轴1007末端的空间,使得驱动轮1004更加贴合机器人主体,从而缩小机器人的体积。但是,如果机器人上需要安装较多的传感器,那么可以采用将较小直径的轴承套入所述电机的输出轴1007中的安装方式,以获取更多的空间。可以根据实际情况选择不同的轴承安装方式,除了机器人的体积,不影响本实用新型最终的效果。
154.作为一种实施例,所述智能球形机器人包括所述的滚轮安装结构,所述智能球形机器人包括机器人主体1010、基座、轴承和驱动轮1004。其中,所述基座安装于所述机器人主体1010上,所述基座包括电机支架1002、电机的输出轴1007和壳体1003。具体的,所述壳体1003是设置在机器人主体1010和驱动轮1004中间的一块呈环形的板子,壳体1003上还设置有灯板1006。壳体1003与机器人主体1010刚性连接,电机支架1002与壳体1003也为刚性连接,共同形成一个稳定的结构。所述轴承包括轴承内圈1001和轴承外圈1005,所述轴承内圈1001与所述基座刚性连接,所述轴承外圈1005与所述驱动轮1004连接,使得所述驱动轮相对于所述机器人主体轴向转动。需要说明的是,轴承外圈1005可相对于轴承内圈1001转动,内外圈之间设置有滚珠,此为轴承的基本结构,不在此赘述。
155.作为其中一种实施例,所述智能球形机器人包括左右对称设置的两个驱动轮1004,且两个驱动轮1004以相同的安装方式安装在机器人主体1010上。所述机器人主体1010包括控制系统,所述控制系统用于控制所述电机的输出轴1007转动,以带动所述驱动轮1004相对于所述机器人主体1010轴向转动。通过控制左右两个驱动轮的速度,可以使得机器人做出前进、后退或转弯等动作。由于驱动轮1004通过轴承与机器人主体1010连接,具有多个接触点,且轴承与机器人主体形成刚性结构,使得驱动轮1004在运动过程中更加平稳流畅,降低了机器人的运动误差,有利于机器人后续定位与导航等操作。
156.作为一种实施例,所述智能球形机器人包括轮体装配结构,所述轮体装配结构包括半球壳体,其中,所述驱动轮是半球壳体;半球壳体是设置在球形机器人内部的驱动组件的两侧;其中,驱动组件用于带动半球壳体转动;半球壳体是以无螺钉的方式装配而成。结合图11可知,所述半球壳体包括球面端盖113和锥台球壳;需要说明的是,球面端盖113等效于图4和图5所述的实施例中的轮面端盖401,锥台球壳等效于图4和图5所述的实施例中的锥台壳体402。
157.锥台球壳的顶端设置转轴安装通孔1101;转轴安装通孔1101用于连接驱动组件,
具体地,转轴安装通孔1101在锥台球壳的内侧的一端用于接入驱动电机的输出轴,转轴安装通孔1101在锥台球壳的外侧的一端用于安装入螺钉;其中,转轴安装通孔1101的内侧设置有螺钉孔或螺纹孔以便螺钉穿过。可选地,驱动电机的输出轴通过轴套插接入转轴安装通孔1101的左端(在锥台球壳的内侧的一端),则通过螺钉依次转轴安装通孔1101的两侧和轴套的穿孔连接在螺纹孔的方式,将锥台球壳与驱动电机的输出轴固定安装在一起,实现所述半球壳体安装在所述环形壳体上,并由驱动电机带动所述半球壳体相对于所述环形壳体转动,所述半球壳体与驱动电机的紧密配合,避免所述半球壳体在转动过程中沿驱动电机的轴向晃动;其中,锥台球壳的顶端位于锥台球壳的中轴线上;优选地,所述轴套的内侧面设置有螺纹孔;驱动组件包括驱动电机。综上,用于穿过转轴安装通孔1101的螺钉将锥台球壳与轴套(驱动电机的输出轴301)固定安装在一起,被球面端盖113和轴套包围,使该螺钉没有外露。因此;螺钉被球面端盖、锥台球壳以及所述环形壳体覆盖使其没有外露。
158.作为一种实施例,结合图11可知,所述锥台球壳的较小的一端向内延伸形成安装锥台;所述转轴安装通孔设置在安装锥台的顶点位置处;所述锥台球壳的较大的一端向内延伸形成环形支架;在环形支架的内边缘上,沿着圆周方向均匀地开设有多个加强筋,比如绕着环形支架的中心均匀分布的6个加强筋。每个加强筋都连接在环形支架的内边缘和安装锥台的外边缘之间,以将所述转轴安装通孔固定设置在所述锥台球壳的顶端,则安装到所述转轴安装通孔的驱动电机的轴线穿过所述锥台球壳的顶端,所述半球壳体的顶点到其球心的连线与驱动电机的轴线重合。锥台球壳内侧环绕转轴安装通孔形成安装锥台,用于增加安装锥台的中心位置的厚度,从而提高半球壳体的强度,也避免球面端盖受力变形甚至损坏。
159.作为另一种实施例,为了方便所述半球壳体的组装,所述半球壳体所包括的球面端盖、第一锥台球壳和第二锥台球壳之间设置有相嵌套的定位结构。结合图11可知,所述半球壳体包括球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳;其中,第一锥台球壳和第二锥台球壳都属于锥台球壳。在所述球面端盖113的顶点指向所述壳体的轴心的方向上,球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳依次扣合安装,球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳扣紧在一起后其轴心都位于所述壳体的轴线上,实现球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳形成无螺钉的装配结构,也形成可拆卸的安装结构,并可以接受插入和拆出驱动电机的输出轴。安装所述驱动轮时,只需用双手或液压机将球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳压合即可,安装方便。而且,本实用新型通过无螺钉、卡扣式连接固定的方式,简化了操作人员挑选各种规格螺钉的时间和烦恼,提高了生产效率,同时帮助用户节省了制造成本。
160.具体地,结合图11所示,球面端盖113与第一锥台球壳的直径相对小的一端扣合连接;第一锥台球壳的直径相对大的一端与第二锥台球壳的直径相对小的一端扣合连接,从而扣合连接实现球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳的嵌套连接固定,且球面端盖113、第一锥台球壳和第二锥台球壳都是可拆卸更换。
161.作为一种实施例,球面端盖113的内侧面设置第一环形固定架,第一环形固定架是属于环形板状结构,球面端盖113是属于球壳;沿着第一环形固定架的内侧面设置有两个或两个以上的第一卡扣1131,存在至少两个第一卡扣1131关于第一环形固定架的中轴线对称设置,如图11所示,球面端盖113的内侧面设置的第一环形固定架中,第一环形固定架的内
侧面设置两个第一卡扣1131,这两个第一卡扣1131是周向分布的向内侧凸起的规则的块状结构,这两个第一卡扣1131关于球面端盖113的轴线对称设置;其中,第一锥台球壳的直径相对小的一端设置有与各个第一卡扣1131相配合的第一卡槽1102,以实现第一卡扣1131沿着相应的轴线与第一卡槽1102嵌套卡接在一起。
162.作为一种实施例,结合图11可知,第一锥台球壳包括安装锥台和第二环形固定架;其中,安装锥台是属于锥台结构,第二环形固定架是环形的锥台结构,也属于环形板状结构。优选地,第一锥台球壳所包括的安装锥台是前述实施例公开的所述锥台球壳的的安装锥台。安装锥台的直径相对大的一端的内侧面开设有与各个第一卡扣1131相配合的第一卡槽1102,存在至少两个第一卡槽1102关于安装锥台的轴线对称设置,使得第一卡扣1131在旋进相配合的第一卡槽1102后卡紧于该第一卡槽1102内,其中,第一卡槽1102在安装锥台的外侧面是开设为水平放置的l型槽位,则在接受第一卡扣1131滑入后,再顺时针或逆时针旋转球面端盖113一个角度即可将球面端盖113卡紧于第一锥台球壳,则第一卡扣1131等效于一个旋转卡扣,从而在不使用螺钉和开设螺丝孔的前提下达到第一锥台球壳40和球面端盖43稳固地、精准地结合。另外,安装锥台的外侧面还沿着圆周方向均匀地开设有多个加强筋,每个加强筋都连接在第二环形固定架的直径相对小的一端和安装锥台的直径相对大的一端之间,比如绕着第一锥台球壳的中心均匀分布的6个加强筋,以增强支撑结构的抵接强度。
163.具体地,第一锥台球壳的直径相对大的一端向内延伸形成第二环形固定架,则第一锥台球壳的直径相对大的一端是第二环形固定架的直径相对大的一端,可以理解为处于第二环形固定架的外边缘的平面;第一锥台球壳的直径相对小的一端向内延伸形成安装锥台,则第一锥台球壳的直径相对小的一端是安装锥台的直径相对大的一端。需要说明的是,第一锥台球壳形成的安装锥台属于其内侧环绕所述转轴安装通孔1101形成的锥台凸起,增加第一锥台球壳的顶端位置的厚度,从而提高球面端盖113的强度。其中,第二环形固定架的直径相对大的一端的外侧面设置有两个或两个以上的第二卡扣1103,存在至少两个第二卡扣1103关于第二环形固定架的中轴线对称设置,第二卡扣1103是周向分布的朝向第一锥台球壳外侧的凸起结构。其中,第二锥台球壳的直径相对小的一端设置有与各个第二卡扣1103相配合的第二卡槽1111,以实现第二卡扣1103沿着相应的轴线与第二卡槽1111嵌套卡接在一起。从而在不使用螺钉和开设螺丝孔的前提下达到第一锥台球壳和第二锥台球壳稳固地、精准地结合。
164.在上述实施例的基础上,第二锥台球壳的直径相对小的一端的内侧面开设有与各个第二卡扣1103相配合的第二卡槽1111,存在至少两个第二卡槽1111关于第二锥台球壳的轴线对称设置,使得第二卡扣1103卡紧于该第二卡槽1111内,增强第二锥台球壳和第一锥台球壳扣接的稳定性。优选地,第二锥台球壳的直径相对大的一端向内延伸形成第三环形固定架,第三环形固定架可以属于环形板状结构;则第二锥台球壳的直径(或理解为孔径)相对大的一端是第三环形固定架的直径(或理解为孔径)相对大的一端,可以理解为处于第三环形固定架的外边缘的侧面;第二锥台球壳的直径(或理解为孔径)相对小的一端是第三环形固定架的边缘的内侧面。需要说明的是,所述安装锥台、第二环形固定架和第三环形固定架都相对于轴线方向呈倒斜角状设置,第二环形固定架和第三环形固定架都是朝着所述半球壳体的球心到其顶点的方向,呈倾斜延伸,连接形成近似连续的弧面,从而将第二锥台
球壳、第一锥台球壳和球面端盖113围成一个半球体或接近半球体形态。综上,第二锥台球壳、第一锥台球壳和球面端盖扣合连接时,能够起装配定位、防呆作用,同时防止第一锥台球壳和第二锥台球壳组装后相对球面端盖113发生转动。同时,本实用新型外观可见范围内,都看不到任何螺丝等连接件,结构设计合理,具有较高的美观,在使用过程中方便清洗落到上面的灰尘。
165.需要说明的是,环形固定架的外边缘的直径大于其内边缘的直径,可以理解为环形固定架的外边缘处于环形固定架的外侧面,环形固定架的内边缘处于环形固定架的内侧面。优选地,第一卡扣1131和第二卡扣1103可以为前端厚度减薄并在与相应卡槽的连接处呈倒斜角状,在扣合时起到导向作用。
166.另外,第二锥台球壳的直径相对大的一端的外侧面开设有两个或两个以上的第三卡扣1112,存在至少两个第三卡扣1112关于第二锥台球壳的轴线对称设置。第三卡扣1112是周向分布的朝向第二锥台球壳外侧的凸起结构。所述轮体装配结构还包括胶圈112,胶圈112的内侧开设有与各个第三卡扣1112相配合的第三卡槽,使得胶圈112沿着第二锥台球壳的直径相对大的一端的外周卡接于第二锥台球壳,其中,存在至少两个第三卡槽关于胶圈112的轴线对称设置,使得第三卡扣1112卡紧于该第三卡槽内,增强第二锥台球壳和胶圈112扣接的稳定性。从而在不使用螺钉和开设螺丝孔的前提下达到胶圈和第二锥台球壳稳固地、精准地结合。在一些实施例中,胶圈和第二锥台球壳可以通过二次注塑或者胶合在一起,则胶圈、第二锥台球壳、第一锥台球壳和球面端盖113可以连接成一个完整的半球体形态。
167.作为一种实施例,在第一锥台球壳的内侧面,所述安装锥台的顶端设置转轴安装通孔1101,其中,转轴安装通孔1101贯通第一锥台球壳的内侧面和外侧面,且位于第一锥台球壳的侧面(内外侧面)的中央位置;转轴安装通孔1101在所述安装锥台的内侧用于插入驱动电机的输出轴,尤其是通过轴套去与驱动电机的输出轴安装在一起,以实现由驱动电机带动所述半球壳体转动,具体是相对所述环形壳体转动。
168.在上述实施例的基础上,在所述安装锥台中,转轴安装通孔1101的周侧设置有轴承安装孔,用于卡接轴承,轴承安装孔与转轴安装通孔1101存在加强筋相连接,且相距不超出预设距离,以形成小型化的安装锥台。轴承安装孔与转轴安装通孔1101可以是一体成型;轴承安装孔环绕着转轴安装通孔1101设置在所述安装锥台的内侧面,是一种环形台阶,具体是一种阶梯形板状结构;其中,轴承被配置为通过齿轮与驱动电机的输出轴啮合连接,并实现轴承与轴承安装孔或所述安装锥台相抵接。需要说明的是,前述实施例中公开的球面端盖113作为易于拆换的定制件,可以更换不同颜色,材质,表面纹路,文字或图案的凹印。实现球面端盖113甚至所述半球壳体的可定制化,丰富了产品的个性化表现形式,加快定制产品的输出。
169.作为一种实施例,公开所述智能球形机器人的运动底盘,装配在图13至图15的实施例所述的壳体的底部,所述运动底盘包括滚珠及其装配槽位,在所述运动底盘的前后两端各新增了一个滚珠,使得智能球形机器人在行驶过程中,无论前进还是后退,其中一个滚珠均可与所述壳体两侧安装的驱动轮形成三角形稳定结构,尤其在机器人启动和制动时,受惯性的影响,机器人晃动更为剧烈,增加该结构设计可很大程度上减轻机器人的晃动。增强了所述壳体的稳定性,从而使得摄像头拍摄的画面更稳定。
170.参照图13至图15,所述运动底盘具体包括滚珠1301。其中,所述滚珠1301设置在所述智能球形机器人的壳体的底部1304处;相对于同一水平行进平面,所述滚珠1301的底部的水平高度高于所述滚轮1303的底部的水平高度;在所述智能球形机器人的运动过程中,所述滚珠1301与所述驱动轮1303相配合形成三角稳定结构。需要说明的是,图13至图15中所述的驱动轮1303等效于图10的驱动轮1004,也等效于图1的驱动轮1,也等效于图5的驱动轮40,同时也等效于图6的驱动轮63。
171.需要说明的是,相比于水平高度持平的技术方案,所述滚珠1301的底部的水平高度高于所述驱动轮1303的底部的水平高度具有更优的技术效果,尤其是在智能球形机器人启动和制动时,智能球形机器人与地面的支撑点是三点,可以更好地起到缓冲惯性和平衡的作用。
172.作为一种较优的实施方式,参阅图13至图15可知,所述智能球形机器人是左右对称的结构时,所述智能球形机器人的水平方向上的对称轴是指定为穿过所述智能球形机器人的壳体的前后侧的中轴线。所述滚珠1301设置在所述智能球形机器人沿水平方向的对称轴在所述运动底盘所处的水平面的投影线,即所述滚珠1301的中心在水平面的投影位于所述智能球形机器人沿水平方向的对称轴在水平面的投影线上,相应的投影线为对应到图14的虚线1306中,所述滚珠1301沿着虚线1306装配在壳体的底部1304。首先需要说明的是,所述智能球形机器人是具有方向的,以其摄像头1307的朝向为正方向(本实用新型实施例以附图13中的智能球形机器人为例,该智能球形机器人装配有摄像头1307,具体地,摄像头1307设置在所述壳体的上壳中,其中,所述的壳体可以沿着中轴线划分为上壳和下壳。当智能球形机器人包括多个摄像头时,则另有规定)。所述智能球形机器人往正方向行走为前进,往正方向相反的方向行走为后退。另外,规定包括摄像头1307的镜头朝向的一端称为机器人的前端或正面,相对的一端称为后端或背面。所述智能球形机器人为左右对称结构,其对称轴即所述智能球形机器人的中轴线。参照图14,所述滚珠1301的中心在水平面的投影处于所述虚线1306上,这样滚珠1301的中心与两侧驱动轮1303的轴心的距离相等,形成的结构更加稳定。
173.作为其中一种实施方式,所述运动底盘还包括凹槽,则所述智能球形机器人的壳体的底部1304处设置有凹槽1305,所述凹槽1305用于装配所述滚珠1301,所述凹槽1305的中心在水平面的投影处于所述虚线1306上。其中,所述滚珠1301通过固定件1302装配于所述凹槽1305中,所述固定件1302具有容纳所述滚珠1301的容纳腔,所述容纳腔可使得所述滚珠1301部分暴露在所述固定件1302外。优选地,所述固定件1302采用过盈装配的方式装配于所述凹槽1305中,简单快捷,成本较低。所述凹槽1305的开口竖直向下,所述固定件1302的容纳腔的开口竖直向下,使得所述滚珠1301在竖直方向上装配于所述凹槽1305中并露出壳体的底部1304。
174.作为其中一种实施方式,所述滚珠1301的数量为两个,包括第一滚珠和第二滚珠。参照图13,所述第一滚珠设置在所述智能球形机器人的壳体的底部1304的前端,所述第二滚珠设置在所述壳体的底部1304的后端;其中,两个滚珠的中心均处于所述虚线1306上。参照图15,所述智能球形机器人的两侧各设置有一个滚轮,且所述滚轮与水平面存在一个接触点,当所述智能球形机器人前倾时,所述第一滚珠随之与水平面产生一个接触点,从而与两侧驱动轮形成三角稳定结构。同理,在所述智能球形机器人后倾时,所述第二滚珠与两侧
驱动轮形成三角稳定结构。所述三角稳定结构大大增强了智能球形机器人的运动底盘的稳定性,从而减轻智能球形机器人在运动过程中的晃动,尤其是当机器人启动和制动时因惯性作用导致的剧烈晃动,使得摄像头拍摄的画面更稳定。
175.作为其中一种实施方式,参照图15的智能球形机器人侧视图,所述智能球形机器人的重心在水平面的投影处于所述智能球形机器人的轮轴线在水平面的投影线上时,所述第一滚珠和所述第二滚珠对称设置在所述智能球形机器人的轮轴线两侧。需要说明的是,所述轮轴线指的是,两个驱动轮的轴心连线,即左右对称设置的驱动轮中的任一个驱动轮的轴心线,或者图1至图3所述的实施例中的壳体在水平方向的中轴线。从所述智能球形机器人的侧面观察,在水平方向上经过两个驱动轮的轴心(驱动轮的被驱动电机的输出轴穿插的位置)的一条线,所述驱动轮1303的左半部分及其右半部份也关于该轮轴线对称。在另一实施例中,如果所述智能球形机器人的重心在水平面的投影偏离所述智能球形机器人的轮轴线在水平面的投影线,比如偏向机器人前端时,如果所述第一滚珠和所述第二滚珠仍然对称设置,可能无法起到很好的稳定机器人的作用。此时,所述第一滚珠的装配位置往机器人前端移动一段距离,以适应重心偏离的智能球形机器人的姿态,增强其在运动过程中的稳定性。同时,所述第二滚珠也可往机器人前端移动,或者装配在原来的位置,可根据实际情况进行选择。
176.作为一种实施例,所述智能球形机器人还包括光信号检测组件,该光信号检测组件可以用于接收充电座发射出的红外引导信号,以辅助引导所述智能球形机器人进行回充操作,包括从当前位置点返回充电座、以及调整机器人的充电电极与充电座的充电触点相接触,其中,光信号检测组件包括光信号传感器及其电性连接的检测电路板。所述壳体上设置有光信号接收结构,可以在所述壳体的前端的中部安装光信号接收结构,通过螺丝或者磁吸固定的方式装配在壳体的一个固定座体上,光信号接收结构通过前侧的挡板对一些以不合理角度入射到所述壳体相应位置开设的通孔的光线进行适应的遮挡,且光信号接收结构还对光信号检测组件发出的红外反馈信号和壳体内部不合理角度方向反射回的光信号进行遮挡,避免这些不合理的光信号被光信号检测组件接收,防止对所述智能球形机器人产生误导作用。光信号检测组件与光信号接收结构配合装配在一起,可以组成一种红外回充装置,其中,光信号接收结构内侧设置的挡板遮挡相适配角度(与挡板的遮挡角度范围相适应,但光信号检测组件不需要的接收角度)入射的光信号,同时,光信号检测组件还可以通过光信号接收结构外侧设置的通孔接受入射的光信号,限定了光信号的入射角度,使光信号检测组件可以判断光信号的来源。因此,通过装配光信号检测组件和光信号接收结构,减少部分角度入射的红外光交叉重叠而引起角度识别误差,进而可实现检测到所述智能球形机器人与所探测的目标装置之间比较精确的角度,有效取代了所述智能球形机器人的外部特定位置设置的限位结构,使所述智能球形机器人的运动更加精确高效灵活。
177.参阅图16至图17可知,光信号接收结构包括用于隔开不同光信号传感器的挡板、以及用于与挡板形成导光通路的侧板,其中,用于隔开不同光信号传感器的挡板对应为图17中由挡板p1和挡板p2组成的t字型挡板;用于与挡板形成导光通路的侧板对应为图17中由挡板p5和挡板p4组成的折线型挡板。具体地,挡板与侧板形成的第一开口与光信号传感器相适配,在图17中,沿着图17的带箭头的虚线(所述光信号接收结构的对称轴),第一开口是挡板p1的后端和挡板p5的后端形成的开口,其中,箭头指向是指定为前端,箭头指向的反
方向是指定为后端,该第一开口能够容纳光信号传感器,使其与相邻设置的光信号传感器隔开但光信号传感器的接收探头是沿着图17的虚线向前设置。
178.光信号传感器还可以是光敏传感器、光电传感器、红外传感器等等,光信号接收单元只要是能接收到光信号的接收传感器即可。
179.参阅图17可知,挡板与侧板形成的第二开口p3是喇叭形的开口,属于漏斗状的通孔中的开口,被设置为朝向所述壳体的外部,以接受光信号传感器的正前方和相适应的一侧所入射的光信号,在图17中,沿着图17的虚线(图17所述光信号接收结构的对称轴,也可以指定为垂直于光信号组件装配板1603的直线),第二开口p3是挡板p2的左侧和挡板p4的前端形成的开口,其中,图17的左侧是属于与虚线垂直的方向,所述壳体在第二开口p3的装配孔位处设置有相应的通孔以接收外部射向所述智能球形机器人的光信号,优选地,第二开口p3及所述通孔的朝向是设置为平行与所述智能球形机器人的移动方向,或设置为朝向所述智能球形机器人当前移动方向的斜上方或斜下方以适应目标探测物体所处的姿态特征。
180.参阅图16至图17可知,光信号检测组件包括至少两个光信号传感器1601,在装配到对应的第一开口后,每个光信号传感器1601与对应的第一开口同轴设置。光信号检测组件可以安装在一个平面上,具体是所有光信号传感器1601设置在同一平面上,且相邻两个光信号传感器1601之间保持预设间隔,使得每个光信号传感器都留有部分冗余空间地嵌入第一开口中,且被相应的挡板隔离开,分割挡板两侧的光信号传感器发出的光信号或外部入射的光信号。具体地,当一个挡板与一个侧板形成一条具有两个开口的导光通路时,导光通路的相对大的开口是喇叭形的开口,即所述第二开口p3;导光通路的相对小的开口用于容纳光信号传感器,即所述第一开口,则该导光通路成为光信号接收结构内部设置的漏斗状的通孔;其中,光信号检测组件还包括用于固定安装光信号传感器1601的光信号组件装配板1603,光信号传感器1601装配到对应的第一开口后,第二开口p3在光信号组件装配板1603上的垂直投影(沿着图17的虚线的箭头的反方向在光信号组件装配板的表面的投影)覆盖第一开口在光信号组件装配板上的垂直投影的左侧部分,由于挡板p2的遮挡,所以第二开口p3在光信号组件装配板1603上的垂直投影没有覆盖第一开口在光信号组件装配板上的垂直投影的右侧部分,使得第二开口在光信号组件装配板上的垂直投影与第一开口在光信号组件装配板上的垂直投影不重合,光信号传感器1601则容易接收到第一开口的左侧入射的光信号。
181.在一些实施例中,第二开口在光信号组件装配板上的垂直投影长度大于第一开口在光信号组件装配板上的垂直投影长度,增大光信号传感器1601在第一开口的左侧的接收视角。
182.结合图17可知,所述挡板是t字型的加强筋结构,所述侧板是折线型加强筋结构;其中,光信号接收结构还包括底板,所述挡板和所述侧板都设置在底板的表面;由于所述挡板是t字型的加强筋结构,所以,如图17所示,t字型的加强筋结构包括相连接的第一加强筋结构p1和第二加强筋结构p2,第一加强筋结构配p1和第二加强筋结构p2垂直设置,可以是一体成型设置;折线型加强筋结构包括相连接的第三加强筋结构p5和第四加强筋结构p4;第一加强筋结构p1和第三加强筋结构p5平行地设置在底板的表面,第一加强筋结构p1和第三加强筋结构p5之间形成所述第一开口;第二加强筋结构p2和第四加强筋结构p4形成第二
开口,第二加强筋结构的侧壁、第四加强筋结构的侧壁与第二开口形成漏斗状的通孔;其中,第三加强筋结构p5与第四加强筋结构p4所成的夹角与所述第二开口p3的宽度相关联以形成一定夹角的喇叭口,确保光信号传感器接收到从正前方和外侧发射的光信号;第二加强筋结构p2横向设置在所述第一开口的前方,形成遮光结构,能够遮挡第二开口p3正前方的部分光通路;所述第二开口p3对应覆盖的视角与所述第一开口对应覆盖的视角不重合,从而对遮挡住部分角度(比如所述光信号接收结构的内侧的相邻位置的光信号传感器发射过来的)的光信号,但是,当光信号传感器1601正对所述壳体外部的红外发射源时,有效的接收视角范围内,光信号组件装配板1603上装配入第一开口的全部光信号传感器都检测到光信号。优选地,所述第一加强筋结构p1的侧壁具有反光层,用于反射进入到所述第二开口p3中的光信号。所述第一加强筋结构p1的侧壁具有反光效果,可以使外侧光信号更好被该侧的导光通路接收。
183.结合图17可知,第三加强筋结构p5与第四加强筋结构p4所成的夹角与所述第二开口p3的宽度相关联的具体实施方式包括:若第四加强筋结构p4相对于第三加强筋结构p5向所述光信号接收结构的外侧偏离的角度越大,即向左偏离图17的虚线越远,则所述第二开口p3的宽度越大以扩大接收视角;若第四加强筋结构p4相对于第三加强筋结构p5向所述光信号接收结构的外侧偏离的角度越小,则所述第二开口p3的宽度越小;其中,所述第二开口p3对应覆盖的视角与所述第一开口对应覆盖的视角存在重叠范围,第二加强筋结构p2的长度保持不变。另一方面,第三加强筋结构p5与第四加强筋结构p4所成的夹角保持不变时,第二加强筋结构p2的长度与所述第二开口p3的宽度成负相关关系。通过上述光信号检测组件和光信号接收结构的组合,可实现当本光信号接收结构视场内存在红外发射源时,至少有一个红外传感器能检测到光信号,但只有当本光信号接收结构平面正对光信号发射源时,才会出现全部光信号传感器都检测到光信号。进而排除多种光学环境因素下的光源交叉重叠因素的干扰,实现所述智能球形机器人的检测角度纠正,避免所述智能球形机器人对角度的调整出现误差。
184.作为一种实施例,参阅图17可知,所述光信号接收结构包括两个第一开口和两个第二开口,对应存在一个t字型的加强筋结构(第一加强筋结构配p1和第二加强筋结构p2组成的)和两个折线型加强筋结构;两个第一开口对称设置在t字型的加强筋结构的两侧(图17的虚线的两侧),使得两个第一开口对称设置在第一加强筋结构的两侧;两个第二开口对称设置在t字型的加强筋结构的两侧,使得两个第二开口对称设置在第二加强筋结构的两端;需要说明的是,每个折线型加强筋结构与同一个t字型的加强筋结构之间的区域是属于所述光信号接收结构的内侧;每个第一开口对应接入一个光信号传感器,可以是红外传感器。本实施例所述的光信号接收结构采用对称的开口结构来提高红外检测的全面性,和提高红外信号遮挡的有效性和可控性。具体地,t字型的加强筋结构在图17所述的光信号接收结构中分隔出两个导光通路,分别对应两个第二开口,第二加强筋结构p2遮挡两个导光通道正前方的部分光通路,漏斗状的外侧开口,即所述第二开口可以使两个导光通路分别接收两侧的红外信号,当一侧导光通路接收该侧的外侧红外信号时,第二加强筋结构p2会起到遮挡的作用,使另一侧的导光通路不会接收到相应角度的红外信号,便于光信号检测组件确定红外信号的入射角度。只有红外信号来自所述光信号接收结构的正前方,光信号检测组件的两个红外传感器才会都接收到红外信号。
185.优选地,在所述光信号接收结构的外侧,所述第二开口的外侧与所述壳体的通孔之间安装有透光防护结构,使得所述光信号接收结构中的每个第二开口都被透光防护结构包围,其中,透光防护结构可以采用透光镜片设置而成并嵌入所述通孔内,然后通过螺丝钉与所述光信号接收结构固定连接,其中,透光镜片覆盖到所述第二开口。
186.参阅图16至图17可知,所述光信号接收结构还包括遮光顶盖;遮光顶盖内表面设置有限位块结构,所述第二开口与限位块结构相适配以接受比所述第二开口p3所容纳的喇叭形视角范围内的光信号,所述第一开口与限位块结构相适配以将光信号传感器1601的装配位置限制在所述第一开口内,避免光信号传感器1601在所述第一开口内出现晃动;其中,挡板与侧板在所述光信号接收结构中组成的形状与遮光顶盖的形状相适配,至少保证遮光顶盖完整地盖合所述的t字型的加强筋结构和所述折线型的加强筋结构,同时预留出所述第二开口p3,并允许第一开口处稳定地装配的光信号传感器。
187.需要说明的是,所述光信号接收结构可以设置为上下盖结构,也可以设置为一体式结构,或者其他组装结构。图17只是为了更好展示遮光组件的内部结构而截出来的分解图,并不是限定遮光组件为上下盖结构。
188.作为其中一种实施例,所述遮光顶盖中设有竖直的支撑板,所述支撑板用于贴合光信号组件装配板1603,使光信号检测组件固定在所述遮光顶盖上。支撑板可以增加光信号组件装配板1603的受力面积,减少光信号组件装配板1603受到的压力,而且支撑板可以通过粘胶、螺钉或卡扣等与光信号组件装配板1603机械相连。
189.作为其中一种实施例,所述遮光顶盖的两侧设有螺孔。光信号检测组件设置在两侧螺孔之间,使红外接收装置与外部器件安装时,起到加固光信号检测组件的作用。所述遮光顶盖与所述光信号接收结构的其余部分可以设置为上下盖结构,也可以设置为一体式结构。
190.作为其中一种实施例,所述遮光顶盖的正前方为弧面。所述遮光顶盖的正前方为弧面时,第二加强筋结构p2也为弧形,可以更好帮助相应导光通路遮挡来自另一侧的光信号。
191.在一些实施例中,所述光信号接收结构中的遮光顶盖完成相应的盖合后,通过螺丝与透光防护结构固定安装,可以是与透光防护结构中除了镜片之外的安装底座装配在一起,其中,所述光信号接收结构中的折线型的加强筋结构的外侧开设有螺丝孔,以实现透光防护结构中的安装底座与所述光信号接收结构固定安装。
192.所述智能球形机器人使用所述光信号检测组件和所述光信号接收结构组成的红外接收装置,与充电座进行对接时,如果有红外传感器1603接收到红外信号时,则说明充电座在所述智能球形机器人的附近,所述智能球形机器人即可根据红外传感器1603的信号接收情况来确定充电座的方位。若所述红外接收装置的左侧的红外传感器接收到红外信号,而右侧的红外传感器没有接收到红外信号,则这时充电座位于所述智能球形机器人的左侧,所述智能球形机器人向左转动,直到两个红外传感器都接收到红外信号,则说明此时充电座位于所述智能球形机器人的正后方,所述智能球形机器人直线后退就可以与充电座对接;或者,充电座位于所述智能球形机器人的正前方,所述智能球形机器人直线前进就可以与充电座对接。
193.作为其中一种实施例,当光信号接收结构装配三个红外传感器时,这三个红外传
感器可以水平排列设置,中间的红外传感器的导光通道的开口可以为正常开口也可以为通过所述第二加强筋结构p2半遮挡的开口。在进行信号检测时,可以根据每个红外传感器的接收信号情况来判断信号源的位置,可以得到更加准确的角度。
194.作为其中一种实施例,当光信号接收结构装配四个红外传感器时,这四个红外传感器可以一字型排列设置,使光信号接收结构可以接收到范围更广的外侧红外信号,而且可以根据每个红外传感器的接收信号情况来判断信号源的位置,可以得到更加准确的角度信息。四个红外传感器也可以设置为十字型结构,在两个红外传感器的装配结构的基础上,在上下两个方向增加结构相同的导光通路,t字型的加强筋结构变为伞状挡光结构,使光信号接收结构辅助所述光信号检测组件判断信号源的上下发射角度。
195.因此,前述实施例可以通过两个或多个光信号传感器,配合对应的光信号接收结构中的挡板限定红外信号的入射角度,具体通过光信号接收结构中相应开口的朝向及其接收视角范围的设置,可以实现左右两侧的入射光线分割,避免产生两侧红外信号出现交叉重叠现象,提高识别效率使其精准对位,也缩小红外接收装置及其配合的光学组件所占的空间;进一步地,将本技术方案运用在随机定位点返回充电座的回充测试中,可达到充电座的触点不偏位,有效提高了所述智能球形机器人采用红外对管回充的识别效率、回充电座的触点对位的偏位率及充电成功率。
196.作为一种实施例,所述智能球形机器人还包括磁吸充电装置,参照附图18至图20可知,所述磁吸充电装置包括安装座1801、复位构件和磁吸充电构件,所述磁吸充电构件一端可活动地与安装座1801相连,所述复位构件分别与安装座1801和磁吸充电构件机械相连;所述安装座1801用于放置磁吸充电构件;所述磁吸充电构件在磁力的作用下,以与安装座1801相连处为基点,进行摆动;所述复位构件用于使摆动后且没有受到磁力作用的磁吸充电构件回复到初始位置。所述安装座1801中有放置腔,复位构件设置放置腔中,磁吸充电构件设置在放置腔的出口处。本技术的所述智能球形机器人的磁吸充电装置具有可以移动的磁吸充电头1802,即便是在所述智能球形机器人回座姿态不理想的情况下,或充电座的充电接口不安装相应的回复机构的情况下,所述智能球形机器人的磁吸充电头1802也会根据充电座的磁吸充电接口的位置,在磁力的作用下,进行调整位置,从而完成充电对接,防止所述智能球形机器人因回座姿态不理想,无法充电。
197.作为其中一种实施例,所述磁吸充电构件包括磁吸充电头1802和充电头支架1803,所述充电头支架1803的前端设有圆管1804,所述磁吸充电头1802固定设置在圆管1804中。磁吸充电头1802固定在圆管1804中时,磁吸充电头1802的充电触点位于充电头支架1803的最前端。便于磁吸充电装置为所述智能球形机器人进行充电。
198.作为其中一种实施例,所述充电头支架1803的后端的顶部和底部设有转动柱1805,所述安装座1801设有与转动柱1805相对应的圆孔1806,所述充电头支架1803通过转动柱1805和圆孔1806可活动地设置在安装座1801上,使位于所述圆管1804中的磁吸充电头1802可相对于转动柱1805左右摆动。当圆孔1806套设在转动柱1805上时,转动柱1805就可以作为摇摆结构的基点,就可以实现使充电头支架1803摆动的结构了,磁吸充电头1802也就具有左右摆动的功能了。也可以根据实际需求,调整充电头支架1803的转动柱1805位置和安装座1801的圆孔1806位置,是充电头支架1803实现不同角度的摆动。
199.作为其中一种实施例,结合图19可知,所述复位构件为扭簧1807,所述安装座1801
上设有固定柱1811,所述扭簧1807套设在固定柱1811上,所述充电头支架1803的两端设有凹槽1809,所述扭簧1807的转臂1808的顶端分别设置在凹槽1809中。当磁吸充电头1802在磁力的作用下向一侧移动时,磁吸充电头1802就会带动充电头支架1803向同一侧移动,这时充电头支架1803就会对扭簧1807的转臂1808实施压力,使扭簧1807的转臂1808也向同一侧偏转。当磁吸充电头1802受到的磁力消失时,扭簧1807的转臂1808在弹性的作用下,会恢复到原来的位置,这时会带动充电头支架1803和磁吸充电头1802回到原来的位置。所述复位构件还可以是伸缩弹簧或具有弹性的橡皮绳,将两个伸缩弹簧或橡皮绳替代扭簧1807的转臂1808,伸缩弹簧或橡皮绳的两端分别与充电头支架1803和安装座1801相连,在磁力作用下,充电头支架1803在向一侧进行移动时,相反一侧的伸缩弹簧或橡皮绳就会被拉伸,在磁力作用消失后,在被拉伸后的伸缩弹簧或橡皮绳的弹性势能的作用下,被拉伸后的伸缩弹簧或橡皮绳就会带动充电头支架1803恢复到原来的位置。通过扭簧1807的弹性势能的作用下,自动将摆动后的磁吸充电头1802恢复到原来的位置,结构简单,实用性较大,磁吸充电头1802恢复到原来的位置,便于所述智能球形机器人上的磁吸充电装置与充电座的磁吸充电接口再次对接。充电座的磁吸充电接口更容易与所述智能球形机器人上的磁吸充电装置中的可移动的磁吸充电头1802进行对接,从而降低充电座为所述智能球形机器人进行供电的难度,节省充电座的充电对接机构的生产成本。
200.作为其中一种实施例,所述安装座1801还包括扭簧压盖1810,所述扭簧压盖1810包括套管1817、顶板1818和侧板1819,所述套管1817竖直设置,所述顶板1818设置在套管1817的顶部,所述侧板1819竖直设置,所述侧板1819的一侧边与顶板1818固定相连,所述侧板1819的下端部设有卡扣1820,所述套管1817、顶板1818和侧板1819为一体化结构。所述扭簧压盖1810通过套管1817套设在固定柱1811上,使扭簧1807被锁定在固定柱1811中,所述扭簧压盖1810上设有卡扣1820,安装座1801上设有与卡扣1820相配合的结构,所述扭簧压盖1810从上往下将套管1817套设在固定柱1811上,然后在顶板1818与安装座1801的顶部贴合后,卡扣1820与安装座1801上与卡扣1820相配合的结构结合,从而使扭簧压盖1810与安装座1801固定。通过卡扣1820将扭簧压盖1810与安装座1801进行固定,可以快速对扭簧压盖1810进行拆卸,更方便更换安装座1801中的扭簧1807。
201.作为其中一种实施例,所述扭簧1807的转臂1808之间设有两个限位片1812,所述限位片1812对称设置,所述扭簧1807的转臂1808在进行偏转时,偏转设定的角度后,偏转的转臂1808就会与限位片1812的最宽的侧面贴合,即对扭簧1807的转臂1808进行限位,也对扭簧1807的转臂1808进行保护,防止扭簧1807的转臂1808的受力面积较小,对扭簧1807的转臂1808进行损坏。
202.作为其中一种实施例,所述磁吸充电头1802为单触点磁吸充电头1802。该单触点磁吸充电头1802为圆形,其中设有环形磁石,环形磁石包裹中间的充电端子。磁吸充电头1802包括圆柱形安装管和圆形限位块,圆形限位块的直径比圆柱形安装管的直径大,两者同圆心重叠设置,圆柱形安装管用于放置单触点磁吸充电头1802,设置在充电头支架1803的圆管1804中,圆形限位块用于防止圆柱形安装管从充电头支架1803的圆管1804中掉出。磁吸充电头1802的充电方式为单点接触充,对于运动控制复杂度和精度要求较低,且磁吸充电头1802本来就有磁性,极大的提高了充电的成功率和稳定性。
203.作为其中一种实施例,所述安装座1801的两端设有固定臂1813,所述固定臂1813
上设有螺孔。所述固定臂1813与安装座1801一体式设置,便于将安装座1801固定在外部器件上。
204.基于图18至图19所述的实施例,还公开一种磁吸充电座1816,所述磁吸充电座1816包括上述的磁吸充电装置。磁吸充电座1816还包括电源适配器模块,该电源适配器模块分别与家用电源和磁吸充电装置相连,用于将家用电源转换为相应电压的电源,通过磁吸充电装置为所述智能球形机器人供电。电源适配器模块与磁吸充电装置的连接方式可以为,电源适配器模块的输出电源电线在充电头支架1803与安装座1801之间的空隙进入到充电头支架1803中,与磁吸充电头1802进行连接。或者在充电头支架1803的侧面设置开口,电源适配器模块的输出电源电线从该开口进入到充电头支架1803中与磁吸充电头1802进行连接。
205.作为其中一种实施例,所述磁吸充电座1816的表面设有导槽1814,所述充电头支架1803的圆管1804设置在导槽1814中,使所述磁吸充电头1802位于所述充电座的外部。磁吸充电头1802在磁力的作用下,会在导槽1814中进行摆动。
206.作为其中一种实施例,所述充电头支架1803上设有弧形限位块1815,所述弧形限位块1815设置在充电头支架1803的圆管1804的后方且弧面朝外。弧形限位块1815主要是用于放置磁吸充电构件从充电座中掉出。还有就是,磁吸充电构件在进行摆动时,弧形限位块1815的弧面会与充电座的外壳的内壁贴合,使磁吸充电构件更容易进行摆动。
207.在一些实施例中,当机器人上设有与所述磁吸充电座1816的磁吸充电头1802相匹配的磁吸充电接口。机器人在进行回座时,当机器人的磁吸充电接口与磁吸充电座1816的磁吸充电头1802的距离在设定距离时,磁吸充电座1816的磁吸充电头1802在磁力的作用下,在导槽1814中,向相应的一侧进行摆动,与机器人的磁吸充电接口对准,使机器人回座过程中,只需要沿直线行动,不需要调整角度,在机器人贴近磁吸充电座1816后,机器人的磁吸充电接口和磁吸充电座1816的磁吸充电头在磁力的作用下进行吸附、贴合,这时磁吸充电座1816开始为机器人进行供电。机器人的磁吸充电接口更容易与磁吸充电座1816的可移动的磁吸充电头1802进行对接,从而降低磁吸充电座1816为机器人进行供电的难度。所述机器人为移动机器人,可以是宠物机器人、清扫机器人和巡逻机器人等等。
208.在说明书的描述中,参考术语“合一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述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,包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中,在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。
209.通过上述的结构和原理的描述,所属技术领域的技术人员应当理解,本实用新型不局限于上述的具体实施方式,在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围,应由各权利要求限定之。
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