[发明专利]两轮式移动机器人自动控制系统

说明书

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，更具体的说，属一种两轮式移动机器人自动控制系统。

背景技术

近年来，随着移动机器人研究不断深入，其应用领域更加广泛，面临的环境和任务也越来越复杂。有时机器人会遇到比较狭窄，而且有许多大转角的工作场合，如何在这样的环境里灵活快捷地执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。两轮自平衡机器人概念就是在这样的背景下提出来的，这种机器人两轮共轴、独立驱动，车身重心倒置于车轮轴上方，通过运动保持平衡，可直立行走。由于特殊的结构，其适应地形变化能力强，运动灵活，可以胜任一些复杂环境里的工作。以前对于两轮自平衡机器人的运动控制的研究，理论上取得了许多开创性的进展，但这样的算法依赖于精确的模型和完整的信息，大多停留在理论研究和仿真的阶段实际，应用中并不多见。

大部分实际应用的移动机器人左右轮的运动控制都是基于双闭环的电机控制，直接将电压作为控制量,利用模拟电子电路进行控制。这样，控制策略存在着精度低、可靠度差、效率低等缺点。

发明内容

本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种两轮式移动机器人自动控制系统。

本发明的一种两轮式移动机器人自动控制系统，其特征在于：包括主控机、信号调理模块C、信号调理模块A、运动路径规划软件、左轮运动控制器、右轮运动控制器、电源模块、信号调理模块B、信号调理模块D、左轮转速传感器、右轮转速传感器、倾角传感器、陀螺仪传感器、左轮伺服电机、编码器A、右轮伺服电机、编码器B；其中：

所述主控机分别与所述信号调理模块C、所述信号调理模块A、所述运动路径规划软件、所述左轮运动控制器、所述右轮运动控制器、所述电源模块、所述信号调理模块B、所述信号调理模块D相连，所述左轮转速传感器与所述信号调理模块C相连，所述右轮转速传感器与所述信号调理模块D相连，所述倾角传感器与所述信号调理模块A相连，所述陀螺仪传感器与所述信号调理模块B相连，所述左轮运动控制器分别与所述主控机、所述右轮运动控制器、所述左轮伺服电机、所述编码器A相连，所述右轮运动控制器分别与所述主控机、所述左轮运动控制器、所述右轮伺服电机、所述编码器B相连，所述左轮伺服电机分别与所述左轮运动控制器、所述编码器A相连，所述右轮伺服电机分别于所述右轮运动控制器、所述编码器B相连。

本发明针对两轮自平衡机器人在实际应用中存在的问题，给出了一种两轮式移动机器人自动控制系统。应用最优控制与两轮差动等控制方法设计了控制器，提出了针对两轮自平衡机器人平衡和行进的新策略。本发明与现有技术相比：具有系统结构简单、安装与调试方便、系统可靠性高、测量精度高、功耗低、易于普及推广、维修方便等优点。

附图说明

附图1是本发明两轮式移动机器人自动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明两轮式移动机器人自动控制系统的结构示意图，两轮式移动机器人自动控制系统包括主控机1、信号调理模块C2、信号调理模块A3、运动路径规划软件4、左轮运动控制器5、右轮运动控制器6、电源模块7、信号调理模块B8、信号调理模块D9、左轮转速传感器10、右轮转速传感器11、倾角传感器12、陀螺仪传感器13、左轮伺服电机14、编码器A15、右轮伺服电机16、编码器B17；其中：

所述主控机1分别与所述信号调理模块C2、所述信号调理模块A3、所述运动路径规划软件4、所述左轮运动控制器5、所述右轮运动控制器6、所述电源模块7、所述信号调理模块B8、所述信号调理模块D9相连，所述左轮转速传感器10与所述信号调理模块C2相连，所述右轮转速传感器11与所述信号调理模块D9相连，所述倾角传感器12与所述信号调理模块A3相连，所述陀螺仪传感器13与所述信号调理模块B8相连，所述左轮运动控制器5分别与所述主控机1、所述右轮运动控制器6、所述左轮伺服电机14、所述编码器A15相连，所述右轮运动控制器6分别与所述主控机1、所述左轮运动控制器5、所述右轮伺服电机16、所述编码器B17相连，所述左轮伺服电机14分别与所述左轮运动控制器5、所述编码器A15相连，所述右轮伺服电机16分别于所述右轮运动控制器6、所述编码器B17相连。