[实用新型]基于Arduino的平衡台系统

说明书

本实用新型提供基于Arduino的平衡台系统，包括平衡台主体、电阻屏、Arduino控制器、手柄、X轴舵机、Y轴舵机、小球和万向节；所述平衡台主体顶部平面中央通过垂直向上的所述万向节转动连接在正方形的所述电阻屏上；所述电阻屏上放置有小球；所述平衡台主体的底座上分别通过螺栓对称安装有X轴舵机和Y轴舵机；所述平衡台主体的后端处于X轴舵机和Y轴舵机之间固定安装有Arduino控制器；所述X轴舵机和所述Y轴舵机的连接杆的末端通过转轴转动连接在电阻屏的底部平面上。本实用新型相较于传统的板球系统，该平衡台系统使用了电阻屏作为位置传感器，提高了对于小球控制的精确度与准确性。

技术领域

本实用新型属于经典控制理论和现代控制理论技术领域，更具体地说，特别涉及基于Arduino的平衡台系统。

背景技术

板球系统是杆球系统的二维扩展，其基本原理是通过控制一个球盘的运动来实现球盘上小球的定向轨迹运动和定点镇定控制，而球盘的运动则由X轴和Y轴的两个直流电机驱动，球盘上小球的位置信息可使用摄像头或位置传感器获取。

而板球系统的运行状态受多方面因素影响，例如小球的滚动速度、摩擦力的大小、机械耦合的精密程度等，造成了板球系统具有多变量、不确定、非线性、强耦合等特点，使得系统对小球的控制精度和准确性不足，致使小球易脱离平衡台，而现有的光控控制系统具有反应间隙，使得小球的控制难度增加。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供基于Arduino的平衡台系统，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供基于Arduino的平衡台系统，以解决现有板球系统的运行状态受多方面因素影响，例如小球的滚动速度、摩擦力的大小、机械耦合的精密程度等，造成了板球系统具有多变量、不确定、非线性、强耦合等特点，使得系统对小球的控制精度和准确性不足，致使小球易脱离平衡台，而现有的光控控制系统具有反应间隙，使得小球的控制难度增加的问题。

本实用新型基于Arduino的平衡台系统的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

基于Arduino的平衡台系统，包括平衡台主体、电阻屏、Arduino控制器、手柄、X轴舵机、Y轴舵机、小球和万向节；所述平衡台主体顶部平面中央通过垂直向上的所述万向节转动连接在正方形的所述电阻屏上；所述电阻屏上放置有小球；所述平衡台主体的底座上分别通过螺栓对称安装有X轴舵机和Y轴舵机；所述平衡台主体的后端处于X轴舵机和Y轴舵机之间固定安装有Arduino控制器；所述X轴舵机和所述Y轴舵机的连接杆的末端通过转轴转动连接在电阻屏的底部平面上。

进一步的，所述电阻屏中内置有两颗光电池和330Ω电阻一起连接分压电路中，信号输入端分别连接在Arduino控制器的针脚上。

进一步的，所述X轴舵机和Y轴舵机的输出端分别连接在Arduino控制器的PWM引脚上。

进一步的，所述X轴舵机安装在平衡台主体的前端，而Y轴舵机则安装在平衡台主体的右端，使得所述X轴舵机和所述Y轴舵机恰好呈垂直角度设置。

进一步的，所述Arduino控制器的下端通过数据传输线外接有手柄，其手柄通过内置的单片机将操作指令转换成数据发送给Arduino控制器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型相较于传统的板球系统，该平衡台系统使用了电阻屏作为位置传感器，提高了对于小球控制的精确度与准确性。

本实用新型增加手柄操作功能，大大提高了系统的可控性与灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的左前方轴视结构示意图。

图2是本实用新型的左后方轴视结构示意图。