[实用新型]一种基于惯性轮的自行车机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种基于惯性轮的自行车机器人。

背景技术

自行车是我国乃至全世界范围内广泛普及的交通工具，它在给人类的生活带来极大的便利的同时，人们也在对其进行不断的改进。随着近年来高集成度与高速数字技术的飞速发展，控制技术的进一步发展和完善，再加上新的更先进的制造工艺的不断产生，从而使得机器人领域发生了翻天覆地的变化。同时电子技术，信息技术在机器人方面的大量应用，使得机器人在自动控制方面有了深远的进步，进一步推动了机器人的技术朝着自动化，智能化的方向发展。虽然现在市场上的机器人琳琅满目，但是大多数都是三轮或者三轮以上的，极少数有两轮的机器人，并且能够在静止直立时保持平衡，在倾斜较大的角度时保持平衡，能够自主驾驶，按照预定的路线行驶，能够壁障，遇到障碍物时自动停车。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于惯性轮的自行车机器人，该自行车机器人能在较大的倾斜角度范围内保持平衡，并且具有障碍物识别、自主循迹、自动停车等功能。

为了实现上述任务，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于惯性轮的自行车机器人，包括自行车，其特征在于，所述的自行车上安装有转向电机、惯性轮电机和驱动电机；在自行车上还安装有陀螺仪传感器、超声波传感器、惯性轮、CCD摄像头、视频分离电路、控制模块和电源模块，其中，转向电机、惯性轮电机和驱动电机后面分别连接测速传感器和控制模块；CCD摄像头与视频分离电路相连接；所述的陀螺仪传感器，超声波传感器、测速传感器、视频分离电路分别与控制模块相连；惯性轮与惯性轮电机相连；电源模块和控制模块相连。

本实用新型其它特点是：惯性轮电机和惯性轮安装在自行车的横梁上，转向电机安装在自行车的前叉上，驱动电机安装在自行车的后轴上。

控制模块选用MC9S12XDP512单片机。

陀螺仪传感器采用ADXRS300型单轴微型陀螺仪传感器。

超声波传感器采用PING超声波传感器。

测速传感器选择欧姆龙E6A2系列旋转编码器。

CCD摄像头采用型号为WS-8138的摄像头。

本实用新型的基于惯性轮的自行车机器人具有以下特点：(1)能在较大倾斜范围内的任意角度保持平衡。

(2)在静止时能自动保持平衡。

(2)根据设定路线能进行自主驾驶。

(3)具有自动避障功能。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

图2为本实用新型的各模块安装图。

图3为本实用新型的控制模块的程序控制流程图。

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参照图1，图2，本实施例的自行车机器人，要求尺寸较小、重量较轻、设备易于安装，综合考虑后，选择Royalbaby 12寸儿童自行车，自行车上安装有转向电机7、惯性轮电机8和驱动电机9；自行车上还安装有陀螺仪传感器1、超声波传感器2、惯性轮11、CCD摄像头4、视频分离电路5、控制模块6和电源模块10。其中，转向电机7、惯性轮电机8和驱动电机9后面分别与测速传感器3和控制模块6相连接；CCD摄像头4与视频分离电路5相连接；陀螺仪传感器1，超声波传感器2、测速传感器3、视频分离电路5分别与控制模块6相连，惯性轮11与惯性轮电机8相连；电源模块10和控制模块6相连。

陀螺仪传感器1采用美国模拟器件公司(AD公司)生产的ADXRS300型单轴微型陀螺仪传感器，主要用于测量自行车倾倒的角速度；陀螺仪传感器1安装在自行车车座杆中部，输出端与控制模块6相连接，实时将测量到的自行车倾倒的角速度传送给控制模块6。

超声波传感器2采用美国Parallax公司生产的PING超声波传感器。它包括超声波发射器和超声波接收器，超声波发射器以一定的频率发射超声波，超声波接收器不断接收反射回来的超声波，根据发射和接收的时间差计算出自行车机器人距前方障碍物之间的距离。

超声波传感器2安装在自行车车把的中部，超声波传感器2上的发射器和接收器方向朝前，其输出端与控制模块相连，实时的将自行车机器人与前方障碍物之间的距离信息传送给控制模块6。

测速传感器3采用欧姆龙E6A2系列旋转编码器，分别用于测量惯性轮电机8、驱动电机9和转向电机7的转动速度和转动方向。测速传感器3为三个，分别安装在转向电机7、惯性轮电机8和驱动电机9的后面，每一个测速传感器3的输出端与控制模块6相连，实时的将转向电机7、惯性轮电机8和驱动电机9的转动方向和转动速度传送给控制模块6。