[實用新型]一種自平衡移動機器人

有效

• 申請號: 201920268818.X
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN209795696U
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 管貽生;陳大業;曾昭恒;張濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B62K11/00
• 分類號: B62K11/00;B62M6/45
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 林麗明

本實用新型涉及移動機器人技術領域，更具體地，涉及一種自平衡移動機器人，包括前體和后體，所述的前體和后體轉動連接，所述的前體和后體上各設置有至少一個萬向輪，還包括驅動模塊，所述的驅動模塊分別連接前體和后體，控制前體和后體相對往復擺動；用于調整機器人平衡的平衡模塊，所述的平衡模塊設置在前體或后體；用于采集運動信息的傳感模塊，所述的傳感模塊設置在前體或后體；控制器，所述的控制器與平衡模塊、驅動模塊和傳感模塊電連接；電源，所述的電源與控制器、驅動模塊、平衡模塊和傳感模塊電連接。運動靈活敏捷，具有動態自平衡以及自主移動的能力。

技術領域

本實用新型涉及移動機器人技術領域，更具體地，涉及一種自平衡移動機器人。

背景技術

當前，雖然市面上出現了各種各樣的兩輪移動機器人，但是已有的兩輪移動機器人的基本特征都是兩個輪子呈左右排布，且兩個輪子的軸線共線。目前，輪式同軸移動機器人具有結構簡單、成本低、能量利用率高等特點，是機器人研究的重要方向之一。但是輪式同軸移動機器人工作過程中難以適應遇到道路狹窄、空間有限、路況復雜等情況。

實用新型內容

本實用新型為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種自平衡移動機器人，運動靈活敏捷，具有動態自平衡以及自主移動的能力。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種自平衡移動機器人，包括前體和后體，所述的前體和后體轉動連接，所述的前體和后體上各設置有至少一個萬向輪，

還包括驅動模塊，所述的驅動模塊分別連接前體和后體，控制前體和后體相對往復擺動；

用于調整機器平衡的平衡模塊，所述的平衡模塊設置在前體或后體；

用于采集運動信息的傳感模塊，所述的傳感模塊設置在前體或后體；

控制器，所述的控制器與平衡模塊、驅動模塊和傳感模塊電連接；

電源，所述的電源與控制器、驅動模塊、平衡模塊和傳感模塊電連接。

在本裝置中，通過驅動模塊對前體和后體進行驅動，使前體和后體相對規律地往復擺動，通過擺動使機器人能夠自主地蛇形前進運動，在運動過程中，傳感模塊用于對機器人的運動信息進行采集，控制器在收集處理完畢傳感模塊的傳感數據之后，對平衡模塊發出控制指令以調整機器的運動平衡，使機器人具有動態自平衡和自主移動的能力。

進一步的，所述的驅動模塊包括扭轉電機和軸座，所述的扭轉電機和軸座分別分開固定設置在前體和后體上，所述的扭轉電機的輸出軸與軸座連接。扭轉電機的輸出軸轉動帶動與軸座連接的前體或后體進行一定角度范圍內的轉動，從而實現前體和后體之間的相對往復擺動，以驅動機器人前進。

進一步的，所述的平衡模塊包括飛輪和飛輪電機，所述的飛輪電機與控制器電連接，所述的飛輪電機與飛輪連接。其中，飛輪的旋轉軸線與前體和后體之間的旋轉軸線平行，飛輪安裝在飛輪電機的輸出軸上，飛輪電機啟動帶動飛輪轉動，本機器人利用角動量守恒的原理，通過調控飛輪電機的轉速和啟動方向，進而控制飛輪的旋轉加速度大小以及旋轉方向，從而對機器人平衡進行調整。

進一步的，所述的傳感模塊包括測速編碼器、轉角編碼器、姿態傳感器和視覺傳感器，至少一個視覺傳感器設置于前體或后體上，所述的姿態傳感器分別設置于前體和后體上，所述的測速編碼器和轉角編碼器設于萬向輪上。測速編碼器用于測量萬向輪的轉速，轉角編碼器用于測量萬向輪的轉角，并且通過姿態傳感器實時測量前體和后體的運動姿態。另外，作為避障以及導航的需要，設置的視覺傳感器可以采集機器人周圍環境的信息，上述傳感器所采集的信息全部傳輸至控制器中，并通過控制器對數據進行整合處理，協調驅動模塊和平衡模塊，使得機器人具有動態自平衡以及自主移動的能力。

進一步的，所述的萬向輪包括輪架和滾輪，所述的滾輪轉動設置在輪架上，所述的輪架與前體或后體轉動連接。