一种基于陀螺驱动器的平衡装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于陀螺驱动器的平衡装置及其控制方法，用于机器人平衡控制。包括一个便于携带/穿戴的“背包”，所述“背包”位于机器人重心位置，用以装置陀螺驱动器。每个陀螺驱动器包括万向支架、飞轮、传感器、电机以及其他连接结构，所述万向支架上通过固定结构连接电机Ⅰ，电机Ⅰ与角度传感器固定连接，所述万向支架铰接连接飞轮，所述万向支架纵向固定块中间固定速度传感器，并通过连接杆与飞轮轴心处相接，速度传感器固定连接电机Ⅱ。当机器人失去平衡时，偏离基准轴，产生倾斜角，角度传感器检测该倾斜角，将该信号传递至驱动器来驱动飞轮旋转，飞轮旋转后产生反作用力矩，从而使机器人恢复平衡。

A balancing device based on gyro driver and its control method

The invention discloses a balancing device based on a gyro driver and a control method thereof, which are used for balancing control of a robot. Includes a portable/wearable \knapsack\ positioned at the center of gravity of the robot for mounting a gyro drive. Each gyro driver includes a universal bracket, a flywheel, a sensor, a motor and other connecting structures. The universal bracket is connected with a motor I through a fixed structure, and the motor I is fixed with an angle sensor. The universal bracket is articulated to connect a flywheel, and the longitudinal fixing block of the universal bracket is fixed with a speed sensor in the middle. The connecting rod is connected with the axis of the flywheel, and the speed sensor is fixedly connected with the motor II. When the robot loses its balance, it deviates from the reference axis and produces a tilt angle. The angle sensor detects the tilt angle and transmits the signal to the driver to drive the flywheel to rotate. The reaction torque is produced after the flywheel rotates, so that the robot restores its balance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于陀螺驱动器的平衡装置及其控制方法
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种机器人的平衡控制装置及其控制方法。
技术介绍
随着现代科技的发展，机器人技术日益成熟，各种双足机器人甚至仿人机器人的出现极大地激励了科学家的研究热情。然而，机器人的平衡控制一直是机器人研究领域的一大难题。大多数机器人目前主要通过算法控制来保持平衡，但是这类机器人在复杂的外部环境下，仍然难以避免的失去平衡，甚至摔倒。如何简便有效的控制机器人平衡，并提高机器人的寿命，是该领域亟待解决的一个问题。对于人的平衡控制，最简单的莫过于使用拐杖，然而使用这类外部辅助工具后，我们的手将无法得到自由，而且对于那些没有平衡判断能力的人，因为无法及时察觉到失衡的趋势，从而无法及时利用这类辅助工具防摔倒。对于机器人来说，这类外部辅助工具更加不适用。其他的便携式辅助装置如外骨骼，如美国生产的eLEGS，虽然有效的辅助运动，提高平衡，但是其结构笨重，操作复杂，不适合一般的使用。申请号为201210198798.6的专利技术专利：一种多足机器人平衡控制方法，相比之前的机器人平衡研究仅局限于判定机器人稳定及在保证机器人稳定的前提下对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于陀螺驱动器的平衡装置，其特征在于：包括万向支架(3)、飞轮(4)、角度传感器(5)、电机Ⅰ(6)、速度传感器(7)和电机Ⅱ(8)，其中所述飞轮(4)与万向支架(3)铰接，万向支架(3)上固定有电机Ⅰ(6)，电机Ⅰ(6)与角度传感器(5)固定连接，所述万向支架(3)纵向固定块中间固定速度传感器(7)，并通过连接杆与飞轮(4)轴心处相接，速度传感器(7)固定连接电机Ⅱ(8)。

【技术特征摘要】
1.一种基于陀螺驱动器的平衡装置，其特征在于：包括万向支架(3)、飞轮(4)、角度传感器(5)、电机Ⅰ(6)、速度传感器(7)和电机Ⅱ(8)，其中所述飞轮(4)与万向支架(3)铰接，万向支架(3)上固定有电机Ⅰ(6)，电机Ⅰ(6)与角度传感器(5)固定连接，所述万向支架(3)纵向固定块中间固定速度传感器(7)，并通过连接杆与飞轮(4)轴心处相接，速度传感器(7)固定连接电机Ⅱ(8)。2.根据权利要求1所述一种基于陀螺驱动器的平衡装置，其特征在于：所述万向支架(3)由两个横向固定块和两个纵向固定块连接构成矩形框架。3.根据权利要求2所述一种基于陀螺驱动器的平衡装置，其特征在于：所述飞轮(4)的外缘上的两点分别与万向支架(3)的两个横向固定块的中心铰接，所述外缘上的两点位于飞轮(4)的同一直径上。4.根据权利要求3所述一种基于陀螺驱动器的平衡装置，其特征在于：所述电机Ⅰ(6)固定在万向支架(3)的横向固定块上。5.根据权利要求3所述一种基于陀螺驱动器的平衡装置，其特征在于：所述电机Ⅱ(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清都，柯梅花，周平，王成刚，李青岭，杨鑫，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50