[发明专利]一种自动摆臂的两轮自平衡服务机器人

说明书

本发明属于自动控制相关技术领域，其公开了一种自动摆臂的两轮自平衡服务机器人，所述两轮自平衡服务机器人包括车体、两个垂直间隔固定在所述车体上的支撑板及两端分别连接于两个所述支撑板的转轴，所述两轮自平衡服务机器人还包括上摆臂、下摆臂及控制器；所述上摆臂及所述下摆臂的一端分别转动的连接于所述转轴；所述上摆臂转动时，所述控制器控制所述下摆臂朝与所述上摆臂的转动方向相反的方向转动，进而所述下摆臂带动所述重锤转动以调节所述两轮自平衡服务机器人的重心，使所述两轮自平衡服务机器人实现自平衡。上述的两轮自平衡服务机器人通过控制上摆臂转动即可较好地实现自平衡，自动化程度较高，操作简单，且承载重物的量较大。

技术领域

本发明属于自动控制相关技术领域，更具体地，涉及一种自动摆臂的两轮自平衡服务机器人。

背景技术

随着科技的发展，人们生活的自动化程度越来越高，服务机器人得到了广泛的应用。服务机器人中的自平衡服务机器人，如电动平衡车等主要是利用陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态变化，并利用伺服系统精确的驱动电机进行调整，以保持系统的平衡。

自平衡服务机器人不仅可以作为交通工具，方便人们的出行，还可以用于茶餐厅、咖啡厅的智能送餐。此外，医院里每天为病人送药，也可以交给两轮自平衡服务机器人，节省人力，提升效率。由于两轮自平衡服务机器人搭载的重物，对其自身的平衡性能有很大影响，而普通的两轮自平衡送餐机器人能够承载少量的重物，自平衡机器人的移动机构在行驶过程中，车身与地面会出现一定的倾斜角度，这将在实际中增加车体摇晃和倾倒的风险，且在斜坡等特殊地形时，由于重心问题很难保持平衡，很小的扰动就会使车体跌倒。相应地，本领域存在着发展一种平衡性能较好的自平衡服务机器人的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自动摆臂的两轮自平衡服务机器人，其基于现有自平衡服务器人的工作特点，针对自平衡服务机器人的特定部件及部件之间的联接关系进行了设计。所述两轮自平衡服务机器人根据车体的倾角来分别控制上摆臂及下摆臂摆动，使得双轮自平衡服务机器人的重心得到调整，此时所述双轮自平衡服务机器人前倾及后倾所需的力度相同，保持了在行驶和静止情况下车体的倾角不变，并可实现在斜坡上具有更好的稳定性。此外，通过控制上摆臂转动，可以方便取放放置于上摆臂的托盘的重物，自动化程度较高，且可放重物的量较大。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动摆臂的两轮自平衡服务机器人，其包括车体、两个垂直间隔固定在所述车体上的支撑板、两端分别连接于两个所述支撑板的转轴、托盘及重锤，其特征在于：

所述两轮自平衡服务机器人还包括设置在所述车体上的第一陀螺仪传感器、上摆臂、下摆臂及控制器，所述第一陀螺仪传感器用于检测所述车体相对于地面的倾角，并将检测数据传输给所述控制器；所述控制器根据接收到的检测数据来控制所述下摆臂转动；所述上摆臂及所述下摆臂的一端分别转动的连接于所述转轴，所述托盘通过连接臂转动的连接于所述上摆臂的另一端，所述重锤连接于所述下摆臂的另一端；

所述上摆臂转动时，所述控制器控制所述下摆臂朝与所述上摆臂的转动方向相反的方向转动，进而所述下摆臂带动所述重锤转动以调节所述两轮自平衡服务机器人的重心，使得所述车体相对于地面的倾角保持不变，实现了所述两轮自平衡服务机器人的自平衡。

进一步地，所述上摆臂及所述下摆臂上还分别设置有第一伺服舵机及第二伺服舵机，所述第一伺服舵机及所述第二伺服舵机分别电性连接于所述控制器，且两者分别用于驱动所述上摆臂及所述下摆臂转动。

进一步地，所述上摆臂与所述连接臂之间设置有转动机构，所述转动机构与所述上摆臂的转动方向相反、转动角度大小相同，以保证所述托盘不会因为所述上摆臂的转动而倾斜。

进一步地，所述上摆臂上设置有第二陀螺仪传感器，所述第二陀螺仪传感器用于检测所述上摆臂绕所述转轴的转动角度，并将检测到的数据传输给所述控制器。