[實用新型]一種基于反力矩旋轉機構的倒立擺系統

無效

• 申請號: 201120151631.5
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN202075906U
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 阮曉鋼;朱曉慶;左國玉;侯旭陽;王昱峰;戴麗珍;趙秉輝;李亞磊;高靜欣
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

1.基于反力矩旋轉機構的倒立擺系統，包括基座(1)、導軌(2)、滑塊(3)直流伺服電機(4)、驅動輪(5)、從動輪(6)、皮帶(7)、擺桿支座(8)、連接桿(9)、擺桿(10)、球形關節(11)、飛輪(12)、飛輪驅動電機(13)、飛輪驅動電機角度編碼器(14)、傳感器盒(15)、控制單元(16)、飛輪轉動內圈(17)、阻尼器(18)、飛輪固定外圈(19)，直流伺服電機角度編碼器(20)；其特征在于：

基座(1)上固定有兩條平行的導軌(2)，滑塊(3)穿過兩導軌(2)并可在導軌上運動，直流伺服電機(4)與驅動輪(5)連接，且位于基座(1)一端，從動輪(6)位于基座另一端，皮帶(7)繞過驅動輪(5)和從動輪(6)并穿過滑塊(3)并與可與皮帶同步運動的滑塊(3)固定連接；擺桿支座(8)固定在滑塊(3)上并與連接桿(9)相連，連接桿(9)與擺桿(10)通過球形關節(11)連接，擺桿(10)上端固定有飛輪驅動電機(13)和飛輪驅動電機角度編碼器(14)，飛輪驅動電機(13)與飛輪(12)連接，直流伺服電機(4)亦與直流伺服電機角度編碼器(20)相連，擺桿(10)上位置安放傳感器盒(15)，傳感器盒(15)內安裝有前后方向傾角傳感器、前后方向傾斜角速度傳感器、左右方向傾角傳感器、左右方向傾斜角速度傳感器，檢測擺桿(10)各個方向的擺動位置；控制單元(16)安放在基座(1)的一端，分別與傳感器盒(15)內四個傳感器、飛輪驅動電機角度編碼器(14)、直流伺服電機角度編碼器(20)和直流伺服電機(4)、飛輪驅動電機(13)連接，飛輪旋轉內圈(17)嵌在飛輪固定外圈(19)內側，阻尼器(18)在飛輪旋轉內圈(17)和飛輪固定外圈(19)中間；

所述的控制單元(16)為單片機芯片，DSP芯片或ARM芯片，或為微機。

2.根據權利1要求所述的基于反力矩旋轉機構的倒立擺系統，其特征在于：用于擺桿(10)與連接桿(9)連接的球形關節具有前后方向和側向兩個方向自由度。

3.根據權利1要求所述的基于反力矩旋轉機構的倒立擺系統，其特征在于：所述的阻尼器(18)有兩種結構，一種是在飛輪旋轉內圈(17)和飛輪固定外圈(19)之間填充粘滯度大的粘滯液體，所述的粘滯液體包括如甘油；另一種結構是若干根彈簧對稱地連接飛輪旋轉內圈(17)和飛輪固定外圈(19)，彈簧一端和飛輪旋轉內圈(17)相連，另一端和飛輪固定外圈(19)相連。

4.根據權利1要求所述的基于反力矩旋轉機構的倒立擺系統，其特征在于：所述的球形關節(11)前后和兩側四個方向挖有四個槽，槽的寬度大于擺桿直徑。