[实用新型]一种独立态自平衡运动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能机器人领域，具体涉及一种独立态自平衡运动系统。背景技术

在机器人运动控制领域，多采用4轮以及以上的多轮驱动方案。采用这种方式可使机器人本体保持稳定，但也带来了机器人本体体积大、转弯困难等缺点，因而限制了其在空间狭小或需要快速响应等场合的应用。针对该问题，自平衡独轮平衡的控制方式被提出，如名称为“自平衡载人独轮车系统及控制方法”（公开号为CN102079348A）和名称为“自平衡载人独轮车系统”（公开号为2010206501881）的专利文献，通过使用独轮系统控制方式来获取整体系统的动态平衡，虽然整体系统的体积缩小了，但是由于还是采用传统驱动方式，所以会出现转弯半径大、不能立即转弯等问题。因此这种控制方式在空间狭小或需要快速响应等场合效率较低。本实用新型提出一种独立态自平衡运动系统，能在狭小空间快速运动；应用范围广、使用平台多并且可以快速地移植，该运动装置可应用于服务机器人行业、医疗机器人行业和便携式助力设备等多个行业；节能环保，采用电控方式，实现零污染，适应未来发展的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种独立态自平衡运动系统，该系统用于可移动机器人领域，例如便携式助力设备行业、医疗机器人行业和服务机器人，可解决复杂环境下转向困难、运动受限等问题。

本实用新型所采用的技术方案：一种独立态自平衡运动系统，主要包括数据处理系统、姿态传感器系统和运动系统，运动系统包含独立态单球体模块、旋转运动结构、弹簧减震结构、阻碍式夹具结构、水平运动结构、旋转运动结构固定件、圆形水平固定件和水平运动结构固定件。其特征在于：数据处理系统分别与姿态传感器系统和运动系统相连，运动系统独立态单球体模块为一球体,安装于整个装置最下部；独立态单球体模块顶部安装有圆形水平固定件；圆形水平固定件外缘下表面安装有旋转运动结构和阻碍式夹具结构，旋转运动结构经旋转运动结构固定件固定；圆形水平固定件外缘上表面安装有弹簧减震结构；圆形水平固定件中部上表面通过水平运动结构固定件固定安装有水平运动结构。

本实用新型所述旋转运动结构由旋转运动结构伺服电机与旋转运动结构摩擦轮构成，使用旋转运动结构固定件安装于圆形水平固定件表面，控制下方的独立态单球体模块做旋转运动；所述旋转运动结构摩擦轮由旋转运动结构摩擦轮内轮与旋转运动结构摩擦轮表面橡胶体构成，旋转运动结构摩擦轮表面胶体部分形成旋转运动结构摩擦轮表面橡胶间断结构，旋转运动结构摩擦轮呈球形，在旋转运动结构摩擦轮的上下左右对称的中间位置分别有一个三面凹槽旋转运动结构摩擦轮表面橡胶间断结构，中间一面是旋转运动结构摩擦轮内轮，左右两面是旋转运动结构摩擦轮表面橡胶体，旋转运动结构摩擦轮表面橡胶间断结构处于独立态单球体模块正上方，旋转运动结构伺服电机安装在旋转运动结构摩擦轮的中间上表面。该结构在独立态单球体模块做水平运动时将因旋转运动结构摩擦轮表面橡胶非间断面的摩擦而处于独立态单球体模块正上方，以使得此时旋转运动结构摩擦轮与独立态单球体模块处于分离状态，即此时旋转运动结构摩擦轮与独立态单球体模块之间没有摩擦力，使得旋转运动结构摩擦轮不影响整体系统做水平运动。

本实用新型所述所述弹簧减震结构由弹簧减震结构弹簧、弹簧减震结构滑动支撑杆和弹簧减震结构弹簧固定件加工而成，为上部结构提供支撑与减小震动。弹簧减震结构弹簧套在弹簧减震结构滑动支撑杆上，弹簧减震结构滑动支撑杆的上下端各固定连接一个弹簧减震结构弹簧固定件，所以弹簧减震结构弹簧也和这两个弹簧减震结构弹簧固定件相连。