[發明專利]雙輪機器人

有效

• 申請號: 201810139433.3
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108515508B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 賀智威;李亞明;楊猛;張玉明;汪才輝;劉利
• 申請（專利權）人: 坎德拉（深圳）科技創新有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J11/00;B62K11/00
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 郭文姬

本發明涉及一種雙輪機器人，包括主體和與主體連接的車輪，所述主體內裝設有陀螺組件和用于驅動車輪的驅動電機，該陀螺組件包括至少一對陀螺、控制陀螺主動偏轉的偏擺電機以及控制一對陀螺偏擺速度相同但偏擺方向相反的反向同步機構；該主體上裝設車輪軸，所述主體能繞該車輪軸轉動；所述驅動電機驅動時，帶動車輪繞車輪軸旋轉，或者帶動所述主體繞車輪軸轉動；利用所述主體繞車輪軸轉動所產生的重力矩使得陀螺自然偏擺而產生的陀螺力矩，和或利用偏擺電機驅動陀螺使得陀螺主動偏擺而產生的陀螺力矩，控制所述雙輪機器人的運動或者在運動過程中保持平衡。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別是涉及一種雙輪機器人結構。

背景技術

目前，雙輪機器人的需求越來越大，但是該類產品仍然存在以下問題：產品姿態控制不穩定容易跌倒；緊急制動的距離過長，達不到國家規定的安全制動距離；越障高度不足；上下樓梯對平穩控制算法及部件加工精度要求都非常高等等。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提出一種通過利用陀螺的自然偏擺或者通過偏擺電機控制陀螺主動偏擺而產生的陀螺力矩控制器運動和在各種運動過程中保持平衡的雙輪機器人。

本發明解決所述技術問題所采用的技術方案為：

設計一種雙輪機器人，包括主體和與主體連接的車輪，其特征在于：所述主體內裝設有陀螺組件和用于驅動車輪的驅動電機，該陀螺組件包括至少一對陀螺、控制陀螺主動偏轉的偏擺電機以及控制一對陀螺偏擺速度相同但偏擺方向相反的反向同步機構；該主體上裝設車輪軸，所述主體能繞該車輪軸轉動；所述驅動電機驅動時，帶動車輪繞車輪軸旋轉，或者帶動所述主體繞車輪軸轉動；利用所述主體繞車輪軸轉動所產生的重力矩使得陀螺自然偏擺而產生的陀螺力矩，和或利用偏擺電機驅動陀螺使得陀螺主動偏擺而產生的陀螺力矩，控制所述雙輪機器人的運動或者在運動過程中保持平衡。

進一步地：

所述車輪軸設置在主體兩側。

所述主體包括主體框架，該主體框架包括位于兩端的車輪軸承安裝板、位于兩端的底板固定架、底板和框架側板，所述底板兩側分別與豎向設置的底板固定架固定，底板固定架與車輪軸承安裝板固定，框架側板連接兩端的車輪軸承安裝板，所述車輪軸設置在車輪軸承安裝板上；所述驅動電機安裝于所述底板上。

所述框架側板有兩塊，豎向平行設置，兩塊平行設置的框架側板與兩塊車輪軸承安裝板固定連接成一方形框架。

所述反向同步機構固定在所述框架側板上并位于所述方形框架的上方。

一對所述陀螺豎向平行設置，上面的陀螺軸與反向同步機構聯接，下面的陀螺軸設置在底板上的陀螺軸孔內。

所述傳動機構是同步帶傳動機構。

所述同步帶傳動機構包括小同步帶輪、大同步帶輪和同步帶，同步帶套設于小同步帶輪和大同步帶輪之上，驅動電機的輸出的動力依次經過小同步帶輪、同步帶和大同步帶輪傳送至車輪軸。

所述主體上方設有頭部，該頭部內設有能驅動其在水平面內旋轉的第一電機，所述主體內設有用于驅動頭部前俯和后仰的第二電機，第二電機的減速輸出端借助縱向連接桿與頭部連接，帶動頭部相對機器人主體前俯和后仰。

所述主體包括主體框架，該主體框架包括車輪軸承安裝板、框架側板、底板固定架和底板，所述底板兩側分別與豎向設置的底板固定架固定，兩塊平行設置的框架側板與兩塊車輪軸承安裝板固定連接成一方形框架，所述第二電機設置在該方形框架上。

本發明雙輪機器人通過控制所述主體前傾或者后仰所產生的重力矩使得陀螺自然偏擺而產生的陀螺力矩，和或控制偏擺電機驅動陀螺使得陀螺主動偏擺而產生的陀螺力矩，使得所述雙輪機器人在姿態控制、緊急制動、加速、越障以及上下樓梯等各種運動過程中保持平衡。

附圖說明