[實用新型]利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人

有效

• 申請號: 201320812506.3
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN203612099U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 錢佳;王瑞娟;王魯單;程勝;張建偉
• 申請（專利權）人: 昆山市工業技術研究院有限責任公司
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，包括相互連接的動作驅動部分和動作執行部分，其特征在于：所述的動作驅動部分包括分別設置于X、Y軸方向的電機與旋轉物體模組，通過電機帶動旋轉物體加速/減速運動，旋轉物體產生X或Y軸徑向反力使整體重心偏移或擺動，并帶動動作執行部分運動；還包括用于監控機器人的體位狀態并反饋給X、Y軸電機的元器件。

2.根據權利要求1所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的X、Y軸呈現一夾角，X軸方向的電機與旋轉物體模組控制機器人的左右搖擺方向，Y軸方向的電機與旋轉物體模組控制機器人的前后搖擺方向，機器人的一次左右搖擺動作加上一次前后搖擺動作構成一次邁步動作。

3.根據權利要求2所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：還包括與X、Y軸分別互呈夾角的Z軸和設置于Z軸方向的電機與旋轉物體模組，Z軸方向的電機與旋轉物體模組控制機器人的重心，Z軸方向的旋轉物體產生Z軸徑向反力使整體重心置中，以補償機器人的左右和前后搖擺動作時產生的重心偏移并實現機器人原地靜止不摔倒；X/Y軸電機接收到機器人體位信息反饋后，通過調整電機加速度提供徑向力反饋，控制機器人左右和前后搖擺的重心偏移，防止其摔倒。

4.根據權利要求2所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的X、Y軸互相垂直，X軸與機器人的前后方向平行，X軸方向的旋轉物體位于垂直于機器人的前后方向的平面內；Y軸與機器人的左右方向平行，Y軸方向的旋轉物體位于垂直于機器人的左右方向的平面內。

5.根據權利要求3所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的X、Y、Z軸互相垂直，X軸與機器人的前后方向平行，X軸方向的旋轉物體位于垂直于機器人的前后方向的平面內；Y軸與機器人的左右方向平行，Y軸方向的旋轉物體位于垂直于機器人的左右方向的平面內；Z軸與機器人的重力方向相同，Z軸方向的旋轉物體位于垂直于機器人重力方向的平面內。

6.根據權利要求5所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的元器件檢測機器人的體位狀態，并將體位狀態反饋給X、Y、Z軸的電機，通過調整三軸電機加速度以實時提供機器人三軸的徑向力補償。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的動作執行部分由左右雙腳構成，旋轉物體產生的X軸徑向反力帶動機器人交替以左右腳為支點作左右搖擺動作，旋轉物體產生的Y軸徑向反力帶動機器人以雙腳為支點作前后搖擺動作。

8.根據權利要求7所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的旋轉物體為飛輪。

9.根據權利要求7所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的元器件為三軸加速度傳感器。

10.根據權利要求1或2或3所述的利用軸徑向反力驅動的自平衡搖擺行走機器人，其特征在于：所述的軸徑向反力與旋轉物體加速旋轉時的旋轉方向相反，與旋轉物體減速旋轉時的旋轉方向相同。