比，本发明能够在更大的工作角度范围内，提供稳定（平衡）被控部件所需的有 效力矩。本发明不容易达到失效状态（失效状态如图8所示），更加具有实用性。
[0039] 3、与现有的双陀螺稳定装置相比，本发明通过利用改进的傅里叶级数确定每组陀 螺仪中各个单陀螺仪的进动角速度的比例关系以及各个单陀螺仪的自转角速度的比例关 系，使得本发明的合成有效进动力矩在工作角度范围内更加平滑，降低了对进动电机的要 求，使得实际控制更加容易；
[0040] 4、本发明的两组陀螺仪是镜像对称设置的，且所有的单陀螺仪的结构是相同的， 所以说本发明采用了模块化的设计思想，使得实际生产、应用以及维护更加方便。
[0041] 5、本发明可以用于独轮机器人的侧平衡控制（用于独轮机器人系统的姿态稳 定），实现独轮机器人的平衡，另外，本装置还可应用于小型飞行器以及卫星的姿态调整，具 有广阔的应用场景。
【附图说明】
[0042] 图1是本发明所述基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置的立体结构（坐标系设置 为：单陀螺仪的自转轴方向为z轴，单陀螺仪进动方向的旋转轴为y轴，x轴与y轴和z轴 垂直，符合右手定则），图2是图1的俯视图（隐藏了上连接件B和上支撑板2)，图3是一 组陀螺仪的立体结构图，图4是单个陀螺仪的立体结构示意图，图5是每组陀螺仪包含多个 陀螺仪的分布示意图，图6是一个单个陀螺仪进动效应原理示意图（进动一定角度0)，图 7是双陀螺仪进动效应原理示意图（也即两组陀螺仪进动效应原理示意图），图8是双陀螺 稳定装置失效状态示意图，图9是双陀螺仪稳定装置有效进动力矩与进动角度之间的关系 曲线图；图10是本发明装置所产生的有效进动力矩与进动角度之间的关系曲线对比图（每 组陀螺仪中包含4个单陀螺仪时的情况），图11中：最上边图是方波函数，中间图是傅里叶 级数展开（4个函数叠加），最下边图是傅里叶级数展开（40个函数叠加）；图12是本装置 应用于独轮机器人系统的示意图。
【具体实施方式】
[0043]
【具体实施方式】一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述的基于傅里叶 级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：所述陀螺稳定装置包括下连接件A、上连接件B和 结构相同的两组陀螺仪C;两组陀螺仪C对称布置且二者通过下连接件A、上连接件B连接 在一起；
[0044] 每组陀螺仪C包括下支撑板1、上支撑板2、进动电机3和安装于下支撑板1和上 支撑板2之间的多个单陀螺仪D;每个单陀螺仪D沿垂直于下支撑板1、上支撑板2的单陀 螺仪旋转轴转动，每个单陀螺仪D的转子18沿垂直于单陀螺仪旋转轴的转子旋转轴转动； 进动电机3通过电机座4安装在下支撑板1上；多个单陀螺仪D的转子旋转轴均平行设置；
[0045] 在多个单陀螺仪D中，以其中的一个单陀螺仪D的单陀螺仪旋转轴为中轴，进动电 机3通过第一传动机构带动所述其中的一个单陀螺仪D沿单陀螺仪旋转轴转动；其余的单 陀螺仪D以所述中轴为基准周向均布设置，并均与所述其中的一个单陀螺仪D通过第二传 动机构连接，在所述其中的一个单陀螺仪D的带动下，其余的单陀螺仪D均以各自的单陀螺 仪旋转轴进行转动；
[0046] 两组陀螺仪C中的两个进动电机3,其转动速度时刻保持大小相等，方向相反。如 此设置，才可以使得产生的俯仰干扰力矩相互抵消。
[0047] 两个下支撑板1通过下连接件A连接，两个上支撑板2通过上连接件B连接。
[0048] 每个陀螺仪的自转由各自单独的电机驱动，一组陀螺仪中，位于中间位置的陀螺 仪的进动由一个进动电机驱动，周围分布的陀螺仪的进动由几组传动比固定的同步带轮传 动。电机输出轴通过联轴器与转子轴相连。转子可以绕自身对称轴作高速旋转。同时，单 个陀螺仪可以绕竖直方向转动，即进动。
【具体实施方式】 [0049] 二：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式中，每个单陀螺仪D 包括支撑架12、下支撑轴13、上支撑轴14、通过螺钉16固装在支撑架12上的自转电机15、 联轴器17、转子18、转子轴承19和两个支撑轴轴承20 ;转子18通过转子轴承19安装在支 撑架12上，自转电机15和转子18位于支撑架12内，自转电机15的输出轴通过联轴器17 与转子18的转轴相连，从而使转子18高速旋转。位于支撑架12下方且与其连接的下支撑 轴13通过一个支撑轴轴承20安装在下支撑板1上，位于支撑架12上方且与其连接的上支 撑轴14通过另一个支撑轴轴承20安装在上支撑板2上；下支撑轴13和上支撑轴14同轴 设置作为单陀螺仪旋转轴。其它组成及连接关系与一相同。
[0050] 本实施方式所述电机15通过螺钉16固定在支撑架12上，电机15输出轴通过联 轴器17与转子18的转轴相连，转子18在电机15的带动下高速旋转；转子18的转轴两端 安装有一对轴承19,转子18通过轴承19固定在支撑架12上，转子18的重量全部由其两端 的一对轴承19承担，如此设置，可以保证电机15只受旋转的扭矩，而不承受来自转子18的 重力作用，从而提高电机15的寿命。本实施方式所述支撑架12通过下支撑轴13和上支撑 轴14两端的轴承20固定在下支撑板1和上支撑板2上，从而可以使整个单陀螺仪D绕竖 直方向（图中y轴）旋转，即产生进动。
【具体实施方式】 [0051] 三：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式中，所述第一传动机 构为一对锥齿轮5 ;所述第二传动机构包括N对同步带轮以及N条同步带，N的取值与周向 均布设置的单陀螺仪D的数量相同，每对同步带轮的主动带轮均安装在处于中轴位置的单 陀螺仪D的单陀螺仪旋转轴上，每对同步带轮的从动带轮一一对应安装在周向均布设置的 单陀螺仪D的单陀螺仪旋转轴上，每对同步带轮通过一条同步带实现转动连接。其它组成 及连接关系与一或二相同。
【具体实施方式】 [0052] 四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式中，每组陀螺仪C中 含有四个单陀螺仪D，四个单陀螺仪D的分布为：一个单陀螺仪D处于圆心处，其余三个单 陀螺仪D沿圆周均匀分布。所述第二传动机构包括三对同步带轮6, 7,8以及三条同步带9， 10,11〇
[0053] 特别说明，每组陀螺仪C的单陀螺仪D不仅限于4个，一组中包含的陀螺仪D的数 量越多，效果越好。多个陀螺仪D时，也可采取此策略；如此设置，可以使结构紧凑，减少所 占空间。
[0054] 其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
【具体实施方式】 [0055] 五：结合图5说明本实施方式，本实施方式中，每组陀螺仪C中含有 七个单陀螺仪D，七个单陀螺仪D的分布为：一个单陀螺仪D处于圆心处，其余六个单陀螺 仪D沿圆周均匀分布。其它组成及连接关系与一、二或三相同。
【具体实施方式】 [0056] 六：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式中，所述上连接件B 为长方形板，上连接件B通过螺钉连接两个上支撑板2 ;所述下连接件A为方形框架，其上 边框通过螺钉连接两个下支撑板1，其下边框具有若干螺纹孔，用于与被控部件（被稳定部 件）连接。被控部件例如独轮机器人、小型飞行器、卫星、双轮自平衡车。
[0057] 其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四或五相同。
【具体实施方式】 [0058] 七：结合图1说明本实施方式，本实施方式中，所述下支撑板1具有 一长方形凹槽，电机座4可在该槽内左右游动，从而可以调节锥齿轮5的间隙，如此设置，有 利于减小锥齿轮5的传动间隙，提高传动精度。
[0059] 其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、