[實用新型]獨輪機器人系統

無效

• 申請號: 200920109093.6
• 申請日: 2009-07-08
• 公開（公告）號: CN201565951U
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 阮曉鋼;王啟源;胡敬敏;于乃功;王昱峰;李欣源;任紅格
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;G05D1/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.獨輪機器人系統，包括機械本體和控制系統；機械本體包括鋁合金框架構成的剛性機器人軀干，模塊化設計的二維云臺構成的機器人頭頸部，可拆卸的機械臂(6)，接于機械臂(6)端部的多指機械手(7)，由垂直安裝的下運動平衡組件和上平衡組件構成的總體平衡控制結構，其中，下運動平衡組件為獨輪(14)及獨輪電機(12)，上平衡組件為慣性飛輪(17)及飛輪電機(18)；控制系統由狀態感知傳感器、運動控制器(10)和兩個伺服驅動控制器以及電源系統構成，其中，狀態感知傳感器包括姿態傳感器和速度傳感器，運動控制器(10)接收狀態感知傳感器的信號，在控制程序下將接收信號進行處理，從而發出控制指令，兩個伺服驅動控制器接收控制指令，分別通過獨輪電機(12)和飛輪電機(18)控制獨輪(14)和慣性飛輪(17)轉動，對機器人的姿態平衡作出調整；其特征在于：所述慣性飛輪(17)是水平放置的，可左右轉動；在獨輪(14)四周套有一個可上下調節的調試支架(13)，在調試支架(13)下面，前后左右各設置有一個可拆卸的腳輪(15)。

2.如權利要求1所述的獨輪機器人系統，其特征在于：所述慣性飛輪(17)為雙對可拆卸結構，由兩個飛輪并列組成，每個飛輪由兩個半圓結合而成。

3.如權利要求1或2所述的獨輪機器人系統，其特征在于：所述姿態傳感器為傾角儀(19)和陀螺儀(20)；所述速度傳感器為安裝在獨輪電機(12)和飛輪電機(18)中的編碼器；所述運動控制器(10)為MTS2812數字信號處理器板卡；所述伺服驅動控制器為伺服驅動器ACJ-55-18；所述電源系統為電源板卡(5)和充電電池模塊(9)。

4.如權利要求3所述的獨輪機器人系統，其特征在于：所述編碼器中帶有可進行溫度補償的溫度傳感器。

5.如權利要求3所述的獨輪機器人系統，其特征在于：所述感知傳感器還有安裝在機器人頭部的由雙攝像頭構成的視覺傳感器(1)、MIC構成的聽覺傳感器和位于雙攝像頭之間的紅外線傳感器(2)，以及安裝在機器人腰部一周的聲納傳感器(11)、遙控接收器；所述控制系統還有由單片機(MCU)構成的接收聲納傳感器(11)、遙控接收器信號的輔助控制器和由嵌入式計算機(EPC)系統構成的接收視覺傳感器(1)、紅外線傳感器(2)、聽覺傳感器信號的主控制器(3)，該主控制器(3)可以接收運動控制器(10)和輔助控制器的信息，進一步為運動控制器(10)提供控制指令，并能通過音箱(16)發聲。

6.如權利要求5所述的獨輪機器人系統，其特征在于：調試支架(13)上只設置左右腳輪(15)，并使獨輪(14)和左右腳輪(15)在同一水平線。

7.如權利要求5所述的獨輪機器人系統，其特征在于：調試支架(13)上只設置前后腳輪(15)，并使獨輪(14)和前后腳輪(15)在同一水平線。

8.如權利要求3所述的獨輪機器人系統，其特征在于：只保留機械本體中的機器人軀干、總體平衡控制結構，控制系統的硬件支持中的傾角儀(19)、陀螺儀(20)、編碼器，MTS2812數字信號處理器板卡、兩個伺服驅動器ACJ-55-18、電源板卡(5)和充電電池模塊(9)，作為機器人的最小結構。