[发明专利]自平衡设备及其动量轮安装位置确定方法、装置、设备有效

专利信息
申请号: 201911168524.0 申请日: 2019-11-25
公开(公告)号: CN110929351B 公开(公告)日: 2020-12-01
发明(设计)人: 王帅;来杰;杨思成;陈相羽 申请(专利权)人: 腾讯科技(深圳)有限公司
主分类号: G06F30/17 分类号: G06F30/17;G06F119/14
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 王娟
地址: 518057 广东省深圳*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 平衡 设备 及其 动量 安装 位置 确定 方法 装置
【说明书】:

公开了一种自平衡设备及其动量轮安装位置确定方法、装置、设备及介质,所述自平衡设备包括动量轮和动量轮电机,动量轮电机用于驱动动量轮,所述方法包括:获取动量轮的预设安装高度;基于自平衡设备的动力学特性,构造自平衡设备动力学模型;基于动量轮电机的物理特征,构造动量轮电机物理模型;基于所述自平衡设备动力学模型和所述动量轮电机物理模型,计算得到该预设安装高度所对应的自平衡预测结果;基于自平衡预测结果,确定动量轮的安装高度,使用户能够简单便捷地计算得到动量轮安装在自平衡设备各不同位置处的自平衡效果。

技术领域

发明涉及人工智能及机器人领域,更具体地涉及一种自平衡设备、自平衡设备的动量轮的安装位置确定方法、装置、设备及介质。

背景技术

随着人工智能及机器人技术在民用和商用领域的广泛应用,基于人工智能及机器人技术的自平衡设备在智能交通、智能家居等领域起到日益重要的作用,也面临着更高的要求。

目前在一些自平衡设备中包括动量轮系统,其包括至少一个安装在固定位置的动量轮及动量轮电机。当自平衡设备静止时,若自平衡设备发生倾斜,通过动量轮在加速或减速转动时产生的回复力矩实现自平衡设备的静态平衡。然而,当前自平衡设备中,存在由于动量轮的安装位置选取不当而不能实现良好静态平衡的情况;且当前自平衡设备中动量轮的位置不可调节,只能固定安装在自平衡设备的某一位置,当自平衡设备的质量分布发生变化时,无法通过调节动量轮的安装位置使动量轮所产生的力矩发挥最优的作用,其鲁棒性较差。

因此,需要一种在实现自平衡设备静态平衡的前提下,能够合理选择动量轮的安装位置,安装灵活性良好,鲁棒性较高的自平衡设备的动量轮的安装位置确定方法。

发明内容

针对以上问题,本发明提供了一种自平衡设备、自平衡设备的动量轮的安装位置确定方法、装置、设备及介质。利用本发明提供的自平衡设备的动量轮的安装位置确定方法可以在实现自平衡设备静态平衡的基础上,通过合理选择动量轮的安装位置有效地使动量轮的力矩发挥最大的优势,且该方法具有良好的鲁棒性。

根据本发明的一方面,提出了一种自平衡设备的动量轮的安装位置确定方法,其中,所述自平衡设备包括动量轮和动量轮电机,所述动量轮电机用于驱动所述动量轮,所述方法包括:获取所述动量轮的预设安装高度;基于所述自平衡设备的动力学特性,构造自平衡设备动力学模型;基于所述动量轮电机的物理特征,构造动量轮电机物理模型;基于所述自平衡设备动力学模型和所述动量轮电机物理模型,计算得到该预设安装高度所对应的自平衡预测结果;基于所述自平衡预测结果,确定所述动量轮的安装高度。

在一些实施方式中,基于所述自平衡设备动力学模型和所述动量轮电机物理模型计算得到该预设安装高度所对应的自平衡预测结果包括:基于所述自平衡设备动力学模型和所述动量轮电机物理模型,构造自平衡设备多刚体综合模型,所述自平衡设备多刚体综合模型包括预测矩阵和附加预测向量;基于所述自平衡设备多刚体综合模型确定预设安装高度所对应的自平衡预测结果。

在一些实施方式中,基于所述自平衡设备多刚体综合模型确定预设安装高度所对应的自平衡预测结果包括:基于所述自平衡设备多刚体综合模型,生成与该预设安装高度相对应的预测矩阵和附加预测向量;基于所述预测矩阵和附加预测向量,计算得到该预设安装高度对应的自平衡预测结果。

在一些实施方式中,基于所述自平衡设备的动力学特性构造自平衡设备动力学模型包括:基于所述自平衡设备的设备高度、动量轮电机初始转矩、设备初始偏转角构造自平衡设备动力学模型。

在一些实施方式中,所述自平衡预测结果包括以下至少一项:设备偏转角回归曲线、动量轮转速峰值。

在一些实施方式中,所述动量轮在该自平衡设备上的安装位置可调节。

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