球形机器人-筋斗云

“球形机器人-筋斗云”属于普通球形移动机器人的扩展,在球形机器人移动的功能基础上,以球形机器人为移动载体,增加机械臂子系统,使球形机器人具有操作能力,丰富了球形机器人的功能。为了保证机械臂系统在执行操作任务的时候的稳定性,配套设计了带臂球形机器人支撑稳定系统。由于球形机器人不同与其他的移动机器人平台,为保留其球形外部形状及运动功能,需要将所有的附加子系统设计在球壳内部。为了使设计过程具有条理性,故根据需求将带臂球形机器人分为运动驱动部分、机械臂部分和支撑稳定机构部分三个子系统。从而从这三个方面出发,分别考虑子系统的结构设计可行方案,然后将这三部分整合调整优化,得出最后的设计方案。

带臂球形机器人是一类将驱动机构和控制系统包含在一个球形壳体内，利用球形外壳作为行走装置的移动机器人系统。球形机器人在星球或野外探测方面有以下优点：1) 运动灵活，转弯半径为 0；2) 行走机构为全向球形外壳，不存在翻倒问题；3) 控制、驱动系统封闭于球壳内部，在雨天或荆棘环境中，不会发生短路或导线刮擦等问题，环境适应性强；4)球壳与地面接触产生的摩擦力为驱动力，无被动摩擦轮，可用 2 个驱动电机实现 3 自由度运动，运动效率高。工作装置收起时全机高1460 mm，适合室内室外作业。

通过对设计原理、设计方法的叙述，阐释了球形机器人全部设计过程。充分利用了计算机辅助设计、制造和分析等手段。设计过程清晰完整、生产制造有理可循、具备一定的实用性。本设计工作性能优异，不仅适用于室内作业而且也可以用于室外作业，大大提高了工作效率。