一种双轮自平衡机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双轮自平衡机器人，通过在机械结构上的改进，解决了现有技术中机器人只能在平缓地面运行，行驶有局限性的技术问题。所述双轮自平衡机器人包括车体，所述车体两侧安装有车轮，所述车体包括平行四边形架体，可倾斜变形，所述车体上安装有载物台，所述载物台与平行四边形架体铰接，所述平行四边形架体中安装有第一电机，所述第一电机驱动所述平行四边形架体根据路面情况做倾斜变形，所述载物台始终保持水平。本实用新型专利技术提供的双轮自平衡机器人，可以适应复杂路况，并且载物台始终保持水平，承载的物体不易脱落。

A two wheel self balancing robot

The utility model discloses a double wheel self balancing robot. By improving the mechanical structure, the robot can solve the technical problem that the robot can only run on flat ground and travel limited in the existing technology. The two wheel self balancing robot includes a car body, which is equipped with a wheel on both sides of the car body. The body comprises a parallel quadrilateral frame, which can be tilted and deformed. The vehicle body is equipped with a carrier platform, and the carrier table is articulated with a parallelogram frame, and the first motor is installed in the parallelogram frame and the first motor. The parallelogram frame is driven to tilt and deform according to the pavement condition, and the platform is always kept horizontal. The two wheeled self balancing robot provided by the utility model can adapt to complex road conditions, and the loading platform keeps horizontal, and the objects carrying are not easy to fall off.

【技术实现步骤摘要】
一种双轮自平衡机器人
本技术涉及一种机器人，具体涉及一种双轮自平衡机器人。
技术介绍
双轮机器人结构特点是两轮共轴、独立驱动、车身重心位于车轮轴上方，它通过车轮运动保持车体平衡。该机器人转弯半径为0，可以在狭窄空间运行，无刹车系统，控制方便。现有技术中双轮机器人主要是对控制算法进行改进，目前的双轮器人存在以下缺陷：机器人需要人为辅助保持初始动态平衡，操作较复杂；机器人通过斜坡时，机器人承载的物体和地面有倾斜角，容易脱落；机器人只能在平缓地面运行，行驶有局限性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种双轮自平衡机器人，车体由平行四边形架体构成，在电机驱动下根据路面情况可倾斜变形，车体上安装有载物台，载物台能够始终保持水平，使得双轮自平衡机器人可以适应复杂路况，并且承载的物体不易脱落。为了达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供一种双轮自平衡机器人，所述机器人包括车体，所述车体两侧安装有车轮，所述车体包括平行四边形架体，用于所述车体的倾斜变形；所述车体上安装有载物台，所述载物台与平行四边形架体铰接，所述平行四边形架体中安装有第一电机，所述第一电机驱动所述平行四边形架体根据路面情况做倾斜变形，使得所述载物台始终保持水平。通过上述技术手段，可以使得双轮自平衡机器人适应不同的路况，从而提高了双轮自平衡机器人的适应能力，并且机器人承载的物体不容易脱落，从而提高了双轮自平衡机器人的运输能力。优选地，所述载物台上设置有角度传感器或陀螺仪，检测所述载物台相对于水平面的角度，当所述机器人所在路面不平时，根据所述角度传感器或陀螺仪的检测角度值，所述第一电机驱动所述平行四边形架体做倾斜变形，使所述载物台保持水平。通过上述技术手段，可以使得双轮自平衡机器人具有智能调节功能，平行四边形架体可以自动做适度倾斜变形来适应不同路面情况。优选地，所述平行四边形架体包括平行设置的上面板和中面板、以及位于两侧的左侧板和右侧板；所述上面板、中面板分别和左侧板、右侧板铰接，所述左侧板下端安装有一个左车轮，所述右侧板下端安装有一个右车轮。通过上述技术手段，为双轮自平衡机器人构建了一个可左右灵活倾斜变形的车体。优选地，所述平行四边形架体中设置有飞轮，所述飞轮位于两个所述车轮中心连线的中心铅锤面上，所述飞轮旋转利用陀螺效应使得所述车体保持站立状态。通过上述技术手段，可以使得双轮自平衡机器人自动站立起来，并且在不需要外力辅助作用下保持站立，省去了自平衡机器人开始运行时需要人为扶正机器人的操作，省去人为辅助操作。优选地，所述中面板下部设置有平行的飞轮支撑板，所述飞轮支撑板两侧分别和所述侧板铰接，所述飞轮支撑板中设置有飞轮座，所述飞轮座设置在所述飞轮支撑板的中间位置，所述飞轮安装在所述飞轮座中，所述飞轮座下方或上方安装有第二电机，用于驱动所述飞轮旋转。通过上述技术手段，为双轮自平衡机器人提供了一个能够跟随车体倾斜变形而倾斜旋转的飞轮，从而提高了双轮自平衡机器人的行驶稳定性。优选地，所述飞轮设置有中心轴，所述第二电机的转轴连接所述飞轮的中心轴，所述飞轮座中设置有上、下轴承来支撑固定所述飞轮的中心轴。通过上述技术手段，可以使得飞轮旋转过程中受到的摩擦力最小。优选地，所述载物台呈T形，包括水平的支撑平台和垂直所述支撑平台的支腿，所述支腿中部和所述上面板铰接，所述支腿下端和所述中面板铰接。通过上述技术手段，为双轮自平衡机器人提供了一个能够适应车体变形的载物台，在车体左右倾斜变形过程中，载物台的支腿始终可以保持竖直，载物台的支撑平台始终可以保持水平，从而提高了双轮自平衡机器人的运输能力。优选地，所述第一电机安装在所述中面板上，所述第一电机的转轴连接所述中面板和所述支腿的铰接转轴，所述铰接转轴和所述支腿固定连接，所述载物台的支腿始终保持竖直状态。通过上述技术手段，可以使得所述中面板和载物台本质上是联动的，第一电机的定子和转子分别和中面板和载物台固定连接，因为力的作用是相互的，所以驱动力会同时施加到中面板和载物台上，二者发生相对倾斜。优选地，所述上面板中部设置有透孔，所述载物台的支腿穿过所述透孔，所述载物台的支腿和所述上面板在所述透孔处铰接。通过上述技术手段，可以使得载物台和车体的连接结构更牢固。优选地，所述上面板、中面板和所述侧板铰接的位置，所述飞轮支撑板和所述侧板铰接的位置均设置有合页或铰接转轴，所述合页或铰接转轴使得所述上面板、中面板、飞轮支撑板分别与所述侧板之间可相对转动。设置合页，可以提高转动部件之间的连接强度，设置铰接转轴，则可以简化转动部件之间的连接结构。优选地，所述左车轮设置有第三电机，所述右车轮设置有第四电机，所述第三电机、第四电机均安装在所述侧板内侧。通过上述技术手段，能够合理利用车体空间，尽量减小双轮自平衡机器人的车体体积，第三电机、第四电机起到保持双轮自平衡机器人动态平衡的作用。优选地，所述车体中安装有蓄电池，所述蓄电池为所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机供电，所述蓄电池可以采用锂电池。通过上述技术手段，为双轮自平衡机器人的行驶提供了基本的动力源。采用上述结构设置的双轮自平衡机器人具有以下优点：本技术的机器人车体采用平行四边形机构，当机器人在斜坡或者地面不平的路况下运行时，驱动电机使平行四边形机构转动，此时载物台始终保持水平，承载的物体不易脱落。本技术的机器人车体上设计了飞轮机构，利用飞轮的陀螺效应，机器人可以自动站立起来，并且在不需要外力辅助作用下保持站立，省去了自平衡机器人开始运行时需要人为扶正机器人的操作，省去人为辅助操作；然后机器人通过两轮驱动实现动态平衡运动。本技术的机器人结构前后对称、设计合理，重心在机器人驱动轮轴线铅锤面上，降低重心偏移对机器人运动影响。附图说明图1是本技术双轮自平衡机器人的立体图。图2是本技术双轮自平衡机器人的主视图。图3是本技术双轮自平衡机器人的剖视图。图4是本技术双轮自平衡机器人的分解图。图5是本技术双轮自平衡机器人的行走示意图。图中：1.载物台；1-1.支撑平台；1-2.支腿；2.上面板；3.右侧板；4.右车轮；5.第四电机；6.飞轮支撑板；7.第二电机；8.飞轮；9.第一电机；10.中面板；11.第三电机；12.左车轮；13.左侧板。具体实施方式本技术的设计构思是：现有技术中双轮自平衡机器人通常需要人为辅助保持初始动态平衡，操作较复杂；通过斜坡时，机器人承载的物体和地面有倾斜角，容易脱落；只能在平缓地面运行，行驶有局限性。为此，本技术提供了一种双轮自平衡机器人，主要在机械结构上做出改进，设计了平行四边形车体，在电机驱动下根据路面情况可倾斜变形，车体上安装有载物台，载物台能够始终保持水平，使得双轮自平衡机器人可以适应复杂路况，并且承载的物体不易脱落。车体中安装有高速旋转的飞轮，利用飞轮的陀螺效应，机器人可以自动站立起来，并且在不需要外力辅助作用下保持站立，省去人为辅助保持初始动态平衡操作。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1如图1、图2、图3所示为本技术实施例1，在该实施例中，本技术提供一种双轮自平衡机器人，包括车体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双轮自平衡机器人，所述机器人包括车体，所述车体两侧安装有车轮，其特征在于，所述车体包括平行四边形架体，用于所述车体的倾斜变形；所述车体上安装有载物台，所述载物台与平行四边形架体铰接，所述平行四边形架体中安装有第一电机，所述第一电机驱动所述平行四边形架体根据路面情况做倾斜变形，使得所述载物台始终保持水平。

【技术特征摘要】
1.一种双轮自平衡机器人，所述机器人包括车体，所述车体两侧安装有车轮，其特征在于，所述车体包括平行四边形架体，用于所述车体的倾斜变形；所述车体上安装有载物台，所述载物台与平行四边形架体铰接，所述平行四边形架体中安装有第一电机，所述第一电机驱动所述平行四边形架体根据路面情况做倾斜变形，使得所述载物台始终保持水平。2.如权利要求1所述的双轮自平衡机器人，其特征在于，所述载物台上设置有角度传感器或陀螺仪，检测所述载物台相对于水平面的角度，当所述机器人所在路面不平时，根据所述角度传感器或陀螺仪的检测角度值，所述第一电机驱动所述平行四边形架体做倾斜变形，使所述载物台保持水平。3.如权利要求1所述的双轮自平衡机器人，其特征在于，所述平行四边形架体包括平行设置的上面板和中面板、以及位于两侧的左侧板和右侧板；所述上面板、中面板分别和左侧板、右侧板铰接，所述左侧板下端安装有一个左车轮，所述右侧板下端安装有一个右车轮。4.如权利要求3所述的双轮自平衡机器人，其特征在于，所述平行四边形架体中设置有飞轮，所述飞轮位于两个所述车轮中心连线的中心铅锤面上，所述飞轮旋转利用陀螺效应使得所述车体保持站立状态。5.如权利要求4所述的双轮自平衡机器人，其特征在于，所述中面板下部设置有平行的飞轮支撑板，所述飞轮支撑板两侧分别和...

【专利技术属性】
技术研发人员：董学会，
申请(专利权)人：歌尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37