本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

當(dāng)前流行桌面機(jī)器人基本采用云臺(tái)設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)頭部俯仰及水平旋轉(zhuǎn)，通常結(jié)構(gòu)緊湊但工作區(qū)間有限，應(yīng)用場景固定。這類只依靠云臺(tái)調(diào)節(jié)姿態(tài)的產(chǎn)品，無法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人整體的平面移動(dòng)。

對于多自由度機(jī)器人系統(tǒng)，通常每個(gè)自由度都需要配置一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。如果桌面機(jī)器人需要調(diào)節(jié)姿態(tài)并平面移動(dòng)，則需要設(shè)計(jì)移動(dòng)底盤再疊加云臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。然而，采用在移動(dòng)底盤上裝云臺(tái)這種設(shè)計(jì)常常存在部分驅(qū)動(dòng)器使用率不高，例如裝有底盤的可移動(dòng)桌面機(jī)器人通常被放在桌子上不移動(dòng)。因此，如何利用少量驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多自由度系統(tǒng)對機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是尚待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人，其可以利用少量驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)多自由度運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，降低成本。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件、至少三個(gè)支腳、及驅(qū)動(dòng)裝置，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件沿一中心軸排布，所述至少三個(gè)支腳環(huán)繞所述驅(qū)動(dòng)件排布，各所述支腳上遠(yuǎn)離所述中心軸的一端設(shè)置有全向輪，各所述支腳均同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件，且兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件連接至所述支腳長度方向上相異位置處；所述驅(qū)動(dòng)裝置連接于所述驅(qū)動(dòng)件，用以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件沿所述中心軸相互靠近或遠(yuǎn)離。

其中，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件分別為固定件及活動(dòng)件，所述固定件相對所述底座固定設(shè)置，所述活動(dòng)件連接于所述驅(qū)動(dòng)裝置，并在所述驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下沿所述中心軸移動(dòng)。

其中，所述活動(dòng)件與所述支腳之間設(shè)置有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述滑動(dòng)結(jié)構(gòu)用于使所述活動(dòng)件與所述支腳能夠同時(shí)相對滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)結(jié)構(gòu)包括滑槽及滑動(dòng)銷軸，所述滑槽設(shè)置于所述活動(dòng)件或所述支腳，相應(yīng)所述滑動(dòng)銷軸設(shè)置于所述支腳或所述活動(dòng)件，所述滑動(dòng)銷軸滑動(dòng)穿設(shè)所述滑槽，以使所述滑動(dòng)銷軸能夠靠近及遠(yuǎn)離所述中心軸移動(dòng)；或者，

所述活動(dòng)件上設(shè)置有搖桿，所述搖桿的兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述支腳與活動(dòng)件。

其中，所述活動(dòng)件連接至所述支腳長度方向的中間位置，所述固定件連接至所述支腳上靠近所述中心軸的一端；或者，

所述固定件連接至所述支腳長度方向的中間位置，所述活動(dòng)件連接至所述支腳上靠近所述中心軸的一端。

其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括絲桿及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述絲桿沿所述中心軸設(shè)置，所述絲桿繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述固定件，所述活動(dòng)件上設(shè)置有與所述絲桿相配合的螺紋孔，所述絲桿螺紋連接于所述螺紋孔，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接于所述絲桿，以帶動(dòng)所述絲桿繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述活動(dòng)件沿所述絲桿移動(dòng)；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸，所述氣缸固定于所述固定件，所述氣缸的活塞與所述活動(dòng)件固定連接，所述氣缸的活塞沿所述中心軸伸縮移動(dòng)；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪及齒條，所述齒條沿中心軸設(shè)置，所述齒條與活動(dòng)件固定連接，所述齒輪與齒條相嚙合，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定于所述固定件，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接于齒輪，以帶動(dòng)齒條直線移動(dòng)。

其中，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件均沿所述中心軸移動(dòng)設(shè)置，以同時(shí)相互靠近移動(dòng)或遠(yuǎn)離移動(dòng)；

所述驅(qū)動(dòng)裝置為兩個(gè)，分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)。

其中，在所述驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)的情況下，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括正反絲桿及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件分別螺紋連接至所述正反絲桿的兩端，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接于所述正反絲桿，用以驅(qū)動(dòng)所述正反絲桿繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。

另一方面，本發(fā)明提供了一種變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人，包括底座及前述的變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述底座內(nèi)。

其中，所述底座為殼體狀；所述底座的底部為開口狀，所述底座的頂部設(shè)置有頂板，所述頂板上與全向輪相對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔。

其中，所述變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)板與所述底座固定連接；或者，

所述底座的一部分形成一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)板。

其中，所述變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人還包括主體，所述主體放置于所述底座上，所述主體具有一朝向所述底座的球形面。

本發(fā)明實(shí)施例提供的變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人，底座內(nèi)含有至少三個(gè)帶全向輪的支腿，通過兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件的相對移動(dòng)實(shí)現(xiàn)支腳的擺動(dòng)，驅(qū)動(dòng)件較小位移即可實(shí)現(xiàn)全向輪的較大幅度移動(dòng)，使得整體結(jié)構(gòu)緊湊；利用全向輪可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，且全向輪的位置變化可以實(shí)現(xiàn)對不同部件的運(yùn)動(dòng)控制，采用較少驅(qū)動(dòng)器即可，降低成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例提供的變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人中主體與底座分離時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人的變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐于主體時(shí)軸向剖視圖；

圖4是圖1中變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人的變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐于底座時(shí)軸向剖視圖；

圖5是圖3中變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖；

圖6是圖5中變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)另一角度的示意圖；

圖7是圖6中變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸向剖面圖；

圖8是圖4中變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖；

圖9是圖8中變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸向剖面圖；

圖10是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

參見圖1-4，為本發(fā)明中優(yōu)選實(shí)施例提供的一種變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人，包括主體100、底座200及變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300，主體100放置于底座200上，變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300設(shè)置于底座200內(nèi)，變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300能夠支撐在底座200的下方，帶動(dòng)底座200及主體100進(jìn)行移動(dòng)，變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300通過變位調(diào)節(jié)，可以抵接并支撐在主體100的下方，僅帶動(dòng)主體100動(dòng)作。

主體100可以作為用戶交互界面或裝載功能器件，例如可以設(shè)置有攝像頭、微型投影儀、交互器件(顯示屏、喇叭等)、傳感器(攝像頭、mic陣列、慣性傳感器件等)、處理器、電源等。主體獨(dú)立可工作，不含有機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且可以直接從底座200上取下。本實(shí)施例中，主體100裝載有攝像頭，當(dāng)然在其他實(shí)施例中，如圖10所示，主體還可以裝載有人機(jī)交互界面的觸控顯示屏等。使用者可以根據(jù)需要替換成具有不同功能的主體100。主體100也可以為使用者自行購買的裝飾品等物件。主體100可以為整體球形，以方便實(shí)現(xiàn)角度變化，主體100可以僅具有一朝向底座的球形面，例如僅主體100的底部為球形面，實(shí)現(xiàn)與變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300的配合。利用球形面與全向輪的配合，可以實(shí)現(xiàn)主體200的動(dòng)作變化。

如圖2-4所示，底座200為殼體狀，以形成收容變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300的空間。底座200的底部為開口狀，以便將變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300從底部裝入到底座200內(nèi)。底座200的頂部設(shè)置有頂板201，頂板201上與全向輪相對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔202，以方便變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300經(jīng)過變位后能夠通過通孔202突出于底座200的上表面，以便能夠支撐在主體100的下方。

如圖5-圖9所示，變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件(分別為固定件3及活動(dòng)件4)、至少三個(gè)支腳1、及驅(qū)動(dòng)裝置2。各支腳1均與同時(shí)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)配合，驅(qū)動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件相對靠近或遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)，可以使得支腳1擺動(dòng)，從而使得支腳1可以支撐在底座200的下方，并可以變位使得支腳1支撐在主體100的下方。

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件沿一中心軸排布?？梢岳斫獾?，中心軸為自底座200頂部至底部的軸向，當(dāng)?shù)鬃?00擺放在水平面上時(shí)，中心軸即為豎直軸。

至少三個(gè)支腳1環(huán)繞驅(qū)動(dòng)件排布，以使得各支腳1均可以與驅(qū)動(dòng)件相連。各支腳1上遠(yuǎn)離中心軸的一端設(shè)置有全向輪11，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件連接至支腳1長度方向上相異位置處，驅(qū)動(dòng)裝置2連接于驅(qū)動(dòng)件，用以帶動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件沿中心軸相互靠近或遠(yuǎn)離，以使支腳1擺動(dòng)，進(jìn)而使支腳1上的全向輪11上下移動(dòng)，當(dāng)支腳1擺動(dòng)使全向輪11移動(dòng)至較低位置處時(shí)，全向輪11突出于底座200的底面并支撐在底座200的下方，帶動(dòng)底座200及主體100進(jìn)行移動(dòng)，支腳1擺動(dòng)使全向輪11移動(dòng)至高位置處時(shí)，全向輪11可以突出于底座200的頂面，以抵接并支撐在主體100的下方，使主體100向上離開底座200的頂面，全向輪11可以僅帶動(dòng)主體100動(dòng)作。

本實(shí)施例中，支腳1為三個(gè)，利用三個(gè)支腳1即可實(shí)現(xiàn)對底座200及主體100的平穩(wěn)支撐。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以設(shè)置更多支腳1。

支腳1端部設(shè)置全向輪11，利用三個(gè)全向輪11可以實(shí)現(xiàn)多角度驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)底座200的多方位平移，以及主體100的多角度轉(zhuǎn)動(dòng)。底座200的頂板201上與三個(gè)全向輪11對應(yīng)設(shè)置有三個(gè)通孔202，以便使得全向輪11能夠突出于底座200的頂面而將主體100支撐起。支腳1的內(nèi)部設(shè)置有全向驅(qū)動(dòng)器12，全向驅(qū)動(dòng)器12連接于全向輪11，用于為全向輪11提供驅(qū)動(dòng)力。

本實(shí)施例中，參見圖7至圖9，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件一個(gè)固定設(shè)置，一個(gè)活動(dòng)設(shè)置，故分別命名為固定件3及活動(dòng)件4，固定件3相對底座200固定設(shè)置，活動(dòng)件4連接于驅(qū)動(dòng)裝置2，并在驅(qū)動(dòng)裝置2的帶動(dòng)下沿中心軸移動(dòng)。固定件3可以直接與底座200固定連接，也可以通過其他結(jié)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)與底座200的固定連接，或者與底座200內(nèi)其他固定不動(dòng)的部件相固定連接，使得底座200與固定件3的位置保持固定即可。固定件3與支腳1轉(zhuǎn)動(dòng)連接。支腳1上靠近中心軸的一端設(shè)置有銷軸13，銷軸13與固定件3轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

活動(dòng)件4在驅(qū)動(dòng)裝置2的帶動(dòng)下移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)件4與固定件3二者之間的位置變化。活動(dòng)件4連接至支腳1長度方向的中間位置。此處，可以理解的是，支腳1長度方向的中間位置是指支腳1上位于其兩端之間的某一位置，并非一定是正中間，該中間位置越靠近中心軸，支腳1的擺動(dòng)幅度越大。另外，在其他實(shí)施方式中，也可以是，活動(dòng)件4連接至支腳1上靠近中心軸的一端，固定件3連接至支腳1長度方向的中間位置，只要活動(dòng)件4與固定件3二者相對靠近或遠(yuǎn)離移動(dòng)能夠使得支腳1上的全向輪11上下擺動(dòng)即可。

活動(dòng)件4相對于固定件3靠近底座200的頂部，以使得三個(gè)支腳1設(shè)置有全向輪11的端部處于聚攏狀態(tài)，從而能夠更好地與主體100相配合抵接。在其他實(shí)施方式中，也可以是，活動(dòng)件4相對固定件3靠近底座200的底部。

活動(dòng)件4與支腳1之間設(shè)置有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)5，滑動(dòng)結(jié)構(gòu)5用于使活動(dòng)件4與支腳能夠同時(shí)相對滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)，以方便構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。滑動(dòng)結(jié)構(gòu)5包括滑槽51及滑動(dòng)銷軸52，滑槽51設(shè)置于活動(dòng)件4，相應(yīng)滑動(dòng)銷軸52設(shè)置于支腳1，滑動(dòng)銷軸52滑動(dòng)穿設(shè)滑槽51，以使滑動(dòng)銷軸52能夠靠近及遠(yuǎn)離中心軸移動(dòng)，利用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)5，使得支腳1在擺動(dòng)過程中，支腳1即可以相對活動(dòng)件4轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以在中心軸徑向上產(chǎn)生位移，以形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，方便實(shí)現(xiàn)支腳1的擺動(dòng)。滑動(dòng)結(jié)構(gòu)5包括的滑槽51為兩個(gè)，滑動(dòng)銷軸52的兩端分別位于兩個(gè)滑槽51中，支腳1位于兩個(gè)滑槽51之間，利用兩個(gè)滑槽51與滑動(dòng)銷軸52的配合，可以保證支腳1在擺動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，且可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。此處，在其他實(shí)施方式中，也可以是，滑槽51設(shè)置于支腳1，相應(yīng)滑動(dòng)銷軸52設(shè)置于活動(dòng)件4。另外，本實(shí)施例中利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使得支腳擺動(dòng)，作為另一種實(shí)施方式，活動(dòng)件4上可以設(shè)置搖桿，搖桿的兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接至支腳與活動(dòng)件，從而構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，也可以使得支腳擺動(dòng)。

活動(dòng)件4整體可以呈圓盤狀?；瑒?dòng)結(jié)構(gòu)還包括條形件53，滑槽51設(shè)置在所述條形件53上。利用條形件53，可以方便設(shè)置滑槽51。條形件53的數(shù)目與滑槽51數(shù)目相同，二者一一對應(yīng)。各條形件53對應(yīng)設(shè)置有一滑槽51，即本實(shí)施例中一個(gè)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)5對應(yīng)有兩個(gè)條形件53，條形件53沿活動(dòng)件4的徑向固定設(shè)置在活動(dòng)件上，活動(dòng)件4上對應(yīng)設(shè)置有六個(gè)條形件53。當(dāng)滑槽設(shè)置在支腳上時(shí)，對應(yīng)條形件設(shè)置在支腳上。

進(jìn)一步，支腳1上設(shè)置有凸起14，凸起14位于支腳1長度方向上的中間位置，且處于支腳1的上側(cè)位置處，滑動(dòng)銷軸52的中部安裝于凸起14，利于凸起14可以方便滑動(dòng)銷軸52的裝配。

驅(qū)動(dòng)裝置2包括絲桿21及驅(qū)動(dòng)電機(jī)22，絲桿21沿中心軸設(shè)置，絲桿21繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)連接于固定件3，活動(dòng)件4上設(shè)置有與絲桿21相配合的螺紋孔，絲桿21螺紋連接于螺紋孔，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22傳動(dòng)連接于絲桿21，以帶動(dòng)絲桿21繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)活動(dòng)件4沿絲桿21移動(dòng)。

為了保證絲桿21轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，絲桿21與固定件3之間設(shè)置有軸承23。進(jìn)一步，由于固定件3位于活動(dòng)件4下方，絲桿21的底部可以與固定件3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲桿21的頂端可以與底座200的頂板201轉(zhuǎn)動(dòng)連接，使得絲桿21的兩端均有支撐，可以有效保證絲桿21轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

活動(dòng)件4上設(shè)置有螺母41，螺紋孔形成在螺母41中。利用螺母41可以方便在活動(dòng)件4上形成螺紋孔，從而利于加工制備。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，也可以直接在活動(dòng)件4上開設(shè)螺紋孔。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)22可以與固定件3固定連接，也可以與底座200固定連接，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)22相對底座200固定設(shè)置即可。驅(qū)動(dòng)電機(jī)22與絲桿21之間通過齒輪組傳動(dòng)連接。此處的傳動(dòng)連接是指，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22能夠?qū)⒆陨淼霓D(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給絲桿21，以使得絲桿21轉(zhuǎn)動(dòng)。更具體的，齒輪組包括相互嚙合的主動(dòng)輪25及從動(dòng)輪24，主動(dòng)輪25固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)22的輸出軸，從動(dòng)輪24同軸固定連接于絲桿21，從動(dòng)輪24的齒數(shù)小于主動(dòng)輪25的齒數(shù)，以便降低轉(zhuǎn)速并提高轉(zhuǎn)矩，使得絲桿21的轉(zhuǎn)動(dòng)更加穩(wěn)定。進(jìn)一步，絲桿21的底端延伸至所述固定件3的下方，從動(dòng)輪24固定于絲桿21的底端，從動(dòng)輪24位于固定件3的下方，從而方便從動(dòng)輪24與絲桿21之間的裝配連接。

此處，在其他實(shí)施方式中，齒輪組也可以采用其他數(shù)目的齒輪配合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22與絲桿21之間也可以通過其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接，例如，可以采用鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22的輸出軸也可以直接與絲桿21固定連接，以直接驅(qū)動(dòng)絲桿21轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明提供的變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人，配置有3+1個(gè)驅(qū)動(dòng)器，即三個(gè)全向驅(qū)動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)3+3自由度，這些自由度包含：平面的移動(dòng)及回轉(zhuǎn)自由度x,y,thet；以及主體的俯仰、搖擺、回轉(zhuǎn)三個(gè)姿態(tài)自由度。系統(tǒng)配置3+1個(gè)驅(qū)動(dòng)器中三個(gè)全向驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成；第四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)變位。

本發(fā)明的底座200內(nèi)含有三個(gè)帶全向輪11的支腿1，通過兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件即固定件3與活動(dòng)件4的相對移動(dòng)實(shí)現(xiàn)支腳1的擺動(dòng)即傾角調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)件較小位移即可實(shí)現(xiàn)全向輪11的較大幅度移動(dòng)，使得整體結(jié)構(gòu)緊湊。當(dāng)全向輪11移動(dòng)至所述底座200的底部時(shí)，主體100的球形面抵接于底座200，全向輪11突出于底座200的下表面，使得底座200被全向輪11支起。由于采用全向輪11進(jìn)行底座200平移控制，三個(gè)全向輪11可以合成任意方向的平面運(yùn)動(dòng)矢量及自旋運(yùn)動(dòng)矢量；也就是說通過調(diào)節(jié)三個(gè)全向輪11的運(yùn)動(dòng)，變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人能夠按照合成的運(yùn)動(dòng)矢量移動(dòng)(產(chǎn)生x,y,thet)。當(dāng)變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300推動(dòng)全向輪11上置時(shí)，底座200著地靜止，全向輪11移動(dòng)至底座200的頂部，主體100的球形面抵接于全向輪11，主體11被全向輪驅(qū)動(dòng)陣列托住，進(jìn)而三個(gè)全向輪的運(yùn)動(dòng)矢量會(huì)直接導(dǎo)致主體繞其自身球心旋轉(zhuǎn)，完成主體的俯仰、搖擺、回轉(zhuǎn)三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)。通過變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，當(dāng)三個(gè)支腿處于最下姿態(tài)時(shí)，變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人變成移動(dòng)平臺(tái)，處于移動(dòng)控制模式；當(dāng)三個(gè)支腿處于最上姿態(tài)角時(shí)，變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)入主體姿態(tài)調(diào)節(jié)模式。

系統(tǒng)應(yīng)用層面，底座200內(nèi)可以設(shè)置控制模塊，控制模塊電連接至變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制模塊根據(jù)需要通過變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)三個(gè)全向輪支腿姿態(tài)，進(jìn)而確定變姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人的有效作業(yè)模式(移動(dòng)或調(diào)姿)。底座200內(nèi)還可以設(shè)置無線通訊模塊，無線通訊模塊電連接于控制模塊，實(shí)現(xiàn)控制模塊與外部設(shè)置的無線連接，同時(shí)，可以使得底座與主體通過無線通訊關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)控制。底座200內(nèi)置電池，電池與控制模塊、變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接，為控制模塊、變位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供電能，其可通過無線充電或者有線充電。

在上述實(shí)施例中，利用活動(dòng)件4與絲桿21之間形成的螺紋副，并以驅(qū)動(dòng)電機(jī)22提供驅(qū)動(dòng)力形成驅(qū)動(dòng)裝置2，當(dāng)絲桿21繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即可使得活動(dòng)件4直線移動(dòng)。此處，在其他實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)裝置還可以為氣缸，氣缸固定于固定件，氣缸的活塞與活動(dòng)件固定連接，氣缸的活塞沿中心軸伸縮移動(dòng)，利用活塞的伸縮移動(dòng)，即可帶動(dòng)活動(dòng)件相對固定件移動(dòng)。作為再一種實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)裝置還可以包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪及齒條，齒條沿中心軸設(shè)置，齒條與活動(dòng)件固定連接，齒輪與齒條相嚙合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定于所述固定件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接于齒輪，以帶動(dòng)齒條直線移動(dòng)，從而帶動(dòng)活動(dòng)件相對固定件移動(dòng)。

在上述實(shí)施方式中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件一個(gè)固定設(shè)置形成固定件，一個(gè)活動(dòng)設(shè)置形成活動(dòng)件，作為另外的實(shí)施方式，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件可以均活動(dòng)設(shè)置，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件均沿中心軸移動(dòng)設(shè)置，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件可以同時(shí)相互靠近移動(dòng)或相互遠(yuǎn)離移動(dòng)，從而帶動(dòng)支腳1擺動(dòng)，具體的，驅(qū)動(dòng)裝置可以為兩個(gè)，分別帶動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置可以采用前述任一實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)裝置；或者，驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)時(shí)，可以將前述實(shí)施例中的絲桿替換為正反絲桿，即驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)與正反絲桿，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件分別螺紋連接至正反絲桿的兩端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接于正反子桿，以驅(qū)動(dòng)正反絲桿21繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用正反絲桿上的正反螺紋，即可同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件之間的相互靠近或遠(yuǎn)離動(dòng)作，進(jìn)而使得支腳擺動(dòng)。此時(shí)，可以在底座內(nèi)固定一支撐架，正反絲桿繞自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)連接于支撐架，或者正反絲桿直接轉(zhuǎn)動(dòng)連接于底座。

在上述實(shí)施方式中，固定件作為其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)板，其可以為單獨(dú)一個(gè)部件，與底座進(jìn)行固定連接，或者通過驅(qū)動(dòng)裝置與底座固定連接，作為另外的實(shí)施方式，也可以是固定件為底座的一部分，即利用底座的一部分形成一個(gè)驅(qū)動(dòng)板，例如，利用底座的頂板形成一個(gè)驅(qū)動(dòng)板，支腳直接與頂板轉(zhuǎn)動(dòng)配合。

以上的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。