[发明专利]一种双轮自平衡机器人

说明书

本发明涉及一种双轮自平衡机器人，包括以下组成部分：a.车桥（5）两端设置电机支架（3），电机支架连接减速电机（2）及行走轮（1）；b.车桥两端设置弹簧支架（18），其两端分别连接弹簧减震器（4），车桥下方设置箱体（17），箱体四角分别与弹簧减震器连接；c.箱体的前面连接有机械臂（16）、后面连接一个起平衡及越障作用的机械尾，包括尾轮支架（11）及其尾轮（12），尾轮支架（11）中部连接尾轮舵机（13），舵机输出轴固定到尾轮U形架（10）上，并通过由U形架（9）驱动舵机（8）组成的驱动单元连接于箱体（17）后面。本发明由于重心低于轮轴所在平面而自动趋于平衡，省略了控制平衡的传感器及其他控制元件，还具有辅助爬坡越障功能，提高了其路面适应能力。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于势能最小原理的双轮驱动可变形机器人。

背景技术

目前主流的双轮代步车或双轮平衡机器人的工作原理主要是利用内置的精密电子陀螺仪来判断车身姿态，并由中央处理器发出指令驱动马达来达到平衡的效果。现有双轮驱动式机器人多为高重心，依靠复杂的控制电路与算法实现平衡效果，平衡稳定性完全取决于部件性能与算法可靠性。首先成本较高，维修较为不便。其次对于路面要求较高，多适用于平整的硬质道路，在狭窄不平的道路上难以工作。

且现有的少数低重心双轮机器人，结构都较为简单，仅有简单的双轮与主体；能实现的功能也较为单一，只能实现移动效果；且对于路面坡度要求也较高，只能在坡度较为平缓的路面上行动。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有双轮驱动式机器人的功能较为单一、爬坡性能差的缺陷，提供的一种双轮机器人。

本发明采用的技术方案如下：

1、一种双轮自平衡机器人，其特征在于包括以下组成部分：

a.车桥，车桥两端分别设置一个电机支架，每个电机支架连接减速电机，减速电机的输出轴上连接行走轮；

b. 车桥两端分别设置一个低于车桥的弹簧支架，每个弹簧支架两端分别连接一个弹簧减震器，在车桥下方设置一个箱体，箱体四角分别与对应的减震支撑弹簧连接；

c. 箱体的前面连接有机械臂、后面连接一个起平衡及越障作用的机械尾，机械尾包括一个尾轮单元，尾轮单元包括尾轮支架，尾轮支架下面连接尾轮，尾轮支架中部连接尾轮舵机，尾轮舵机两端的输出轴分别固定连接到尾轮U形架上，尾轮U形架连接于箱体后面。

在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：

尾轮单元的尾轮U形架上连接至少一节彼此相连的驱动单元，最后一节驱动单元连接到箱体后面；

每节驱动单元包括U形架， U形架中连接驱动舵机，驱动舵机与相邻另一节驱动单元的U形架连接。

所述尾轮支架后面连接一组配重块，尾轮支架侧面设有支脚。

所述机械臂包括连接于箱体前面的第一U形支架，第一U形支架中连接第一舵机，第一舵机与第二U形支架连接，第二U形支架中连接第二舵机，第二舵机连接立式支架，立式支架中连接立式舵机，立式舵机输出轴连接一个机械爪，机械爪包括与立式舵机输出轴连接的槽型支架，槽型支架中连接抓取舵机，主动爪一端卡合在槽型支架上并与抓取舵机输出轴连接，被动爪也卡合在槽型支架上并与销轴2连接，主动爪和被动爪端部设置的齿轮相互啮合传动。

在车桥一侧设有云台安装座，云台安装座上连接云台及其摄像机，云台上还设有超声波探测器。