一种自动控制的动态平衡双轮机器人及控制方法与流程

文档序号:12468610阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,包括前平衡板、后摇摆板、前惰轮、后惰轮、丝杆、丝杆固定座、丝杆电机、减速电机、连接块、传感器组、电池组和控制器;所述前惰轮与前平衡板连接,可绕前平衡板转动,所述后惰轮与后摇摆板连接,可绕后摇摆板转动;所述丝杆通过丝杆固定座安装在前平衡板上,与机器人的前进方向垂直,所述丝杆电机安装在丝杆上,可沿丝杆往复移动,并通过改变前平衡板的重心来实现转弯操作;所述减速电机和电池组安装在前平衡板上,连接块安装在后摇摆板上,所述减速电机的输出轴与连接块固定,使前平衡板与后摇摆板建立连接,并在减速电机的驱动下摇摆前进;所述控制器安装在前平衡板上,分别与丝杆电机、减速电机、传感器组和电池组连接;

所述传感器组包括用于监测机器人姿势的第一陀螺仪和第二陀螺仪、用于测量惰轮转向角度的第一转角传感器和第二转角传感器、以及用于测量惰轮速度的第一转速传感器和第二转速传感器;所述第一陀螺仪和第二陀螺仪分别安装在前平衡板和后摇摆板上;所述第一转角传感器和第二转角传感器分别安装在前平衡板与前惰轮的连接处和后摇摆板与后惰轮的连接处;所述第一转速传感器和第二转速传感器分别安装在前惰轮和后惰轮的转轴上;所述控制器分别与第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一转角传感器、第二转角传感器、第一转速传感器和第二转速传感器连接,接收传感器的反馈数据。

2.根据权利要求1所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述传感器组还包括用于定位和导航的环境探测传感器,所述环境探测传感器安装在前平衡板上,与控制器连接。

3.根据权利要求2所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述环境探测传感器为深度相机。

4.根据权利要求1所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述丝杆、丝杆电机、减速电机、连接块和电池组均安装在双轮机器人的下方。

5.根据权利要求1所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述减速电机和连接块的安装位置可互换。

6.根据权利要求1所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述前惰轮的转向轴线与前平衡板平面倾斜,所述后惰轮的转向轴线与后摇摆板平面倾斜。

7.根据权利要求1至6所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述减速电机设为伺服电机。

8.一种自动控制的动态平衡双轮机器人的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤S1:双轮机器人上电启动,丝杆电机和减速电机复位,使前平衡板和后摇摆板处于水平状态;

步骤S2:检测所有传感器是否正常,若出现故障则停止工作;

步骤S3:减速电机和丝杆电机启动,根据控制器的指令工作,使双轮机器人保持平衡并执行前进、加速和转弯动作。

9.根据权利要求8所述的自动控制的动态平衡双轮机器人,其特征在于,所述步骤S3还包括如下步骤:

步骤S31:若当前速度低于设定值,控制器则驱动伺服电机加快摇摆频率和摆动幅度,使双轮机器人加速前进;

步骤S32:若需要转弯,控制器则驱动丝杆电机移动到转向的一侧,使前平衡板向转弯一侧倾斜,伺服电机驱动后摇摆板向另一侧倾斜并锁定伺服电机直到完成转弯动作。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1