[实用新型]一种可实现自平衡的独轮车机器人

权利要求书

1.一种可实现自平衡的独轮车机器人，包括无线模块（1）、陀螺仪（2）、运动控制器（9）、车架（3）、摆杆（4）、腰盘（7）、独轮（10）和伺服驱动器（18），所述伺服驱动器（18）包括摆杆伺服驱动器、腰盘伺服驱动器和独轮伺服驱动器；所述摆杆伺服驱动器、腰盘伺服驱动器、独轮伺服驱动器分别通过导线与运动控制器（9）连接，所述腰盘（7）与腰盘伺服驱动器连接，所述独轮（10）与独轮伺服驱动器连接，所述摆杆（4）设置于车架（3）上部，所述腰盘（7）设置于车架（3）的腰部，所述独轮（10）则设置于车架（3）的下部，其特征在于： 

所述摆杆（4）包括摆杆支架（27）、摆杆转轴、摆杆滑块（28）、摆杆电机、摆杆编码器（5），所述摆杆支架（27）竖直设置在车架（3）上，摆杆转轴则连接在摆杆支架（27）的两侧之间，且摆杆转轴的一端与摆杆电机连接，摆杆转轴的另一端与摆杆编码器（5）连接，摆杆电机和摆杆编码器（5）通过导线分别与摆杆伺服驱动器连接； 

所述摆杆滑块（28）通过滑杆（34）设置在摆杆支架（27）内，摆杆滑块（28）通过摆杆钢绳（30）与蜗轮轴连接，蜗轮（31）与蜗杆（32）相配合，蜗杆（32）与蜗杆驱动电机（33）同轴连接，蜗轮（31）的正反转带动摆杆滑块（28）上下移动； 

所述陀螺仪（2）和摆杆编码器（5）采集车身姿态，将信号反馈给运动控制器（9），在控制程序下将信号进行处理，从而发出控制指令至伺服驱动器（18）； 

所述摆杆伺服驱动器、腰盘伺服驱动器、独轮伺服驱动器均从运动控制器（9）接受指令，分别控制摆杆（4）、腰盘（7）和独轮转动，对机器人的姿态进行调节控制。 

2.根据权利要求1所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述腰盘（7）包括腰盘轴、腰盘轮缘（19）、腰盘驱动电机（8）、腰盘滑块驱动电机A（23）和腰盘滑块驱动电机B(24)； 

所述腰盘轴一端与腰盘驱动电机（8）连接，腰盘驱动电机（8）固定在车身腰部，腰盘驱动电机（8）通过导线与腰盘伺服驱动器连接； 

所述腰盘轮缘（19）通过腰盘轴与车架（3）连接，在腰盘轮缘（19）设有腰盘滑块（22），腰盘滑块（22）与十字型摇杆通过键槽相配合，腰盘滑块（22）与腰盘滑块（22）之间通过连杆（21）相互连接，腰盘滑块驱动电机B(24)通过腰盘钢绳（26）与腰盘滑块（22）外面连接，可带动滑块向外移动，腰盘滑块驱动电机A（23）通过腰盘钢绳（26）与腰盘滑块（22）内面连接，可带动滑块向内移动。 

3.根据权利要求2所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述腰盘滑块（22）为4块，分别设置于腰盘轮缘（19）的2根垂直直径上，且两两对称。 

4.根据权利要求2所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述腰盘驱动电机（8）、腰盘滑块驱动电机A（23）和腰盘滑块驱动电机B(24)为步进电机。 

5.根据权利要求1所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述独轮（10）包括独轮轴（17）、独轮电机和独轮编码器（14）， 

所述的独轮（10）通过独轮轴（17）与车架（3）连接，独轮（10）通过轮缘齿轮（16）与独轮电机和独轮编码器（14）相连，独轮编码器（14）通过编码器齿轮（15）与齿轮（13）啮合与独轮轴（17）连接，独轮电机和独轮编码器（14）通过导线与独轮伺服驱动器连接，独轮伺服驱动器通过导线与运动控制器（9）连接。 

6.根据权利要求5所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述独轮电机为独轮薄饼电机（12）。 

7.根据权利要求1所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述摆杆滑块（28）为2块或2块以上，沿竖直方向排列，并分布在摆杆转轴的上下两侧。 

8.根据权利要求1所述的可实现自平衡的独轮车机器人，其特征在于：所述摆杆电机为摆杆薄饼电机（11）。