[实用新型]制动机械装置

说明书

本实用新型属于倒立摆控制系统技术领域，涉及一种制动机械装置。该制动机械装置包括底座、传动轴、编码器、动量轮支架、动量轮组件以及刹车组件，所述传动轴转动连接在所述底座上，所述动量轮支架固定连接在所述传动轴上，所述传动轴的一端与所述编码器固定连接；所述动量轮组件包括转动连接在所述动量轮支架上的动量轮以及安装在所述动量轮上并用于驱动所述动量轮转动的动量轮驱动件；所述刹车组件安装在所述动量轮驱动件并用于对所述动量轮进行制动。该制动机械装置可以最少能量损失发生碰撞，产生惯性做“起跳”动作或平衡控制，同时可实现实时在线更新，对控制算法和新型人工智能算法具有更为广泛的应用性。

技术领域

本实用新型属于倒立摆控制系统技术领域，特别是涉及一种制动机械装置。

背景技术

随着控制理论的不断发展，部分智能的控制算法需要得到某个实验对象的精确验证，目前在大部分高校中采用倒立摆控制系统来验证各种理论的准确性。倒立摆控制系统是一个复杂且非线性的不稳定系统，是控制领域内的经典研究对象，也是进行控制理论教学及开展各种控制实验的平台。通过对倒立摆的平衡控制，可用来检验控制方法处理非线性和不稳定性问题的能力，其控制方法在航空航天及机器人等领域有广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。

多年来，人们对倒立摆的研究越来越感兴趣，主要因为倒立摆系统作为控制理论研究中的一种较为理想的实验手段，通常用来验证控制策略的效果，它适合用多种理论和方法进行控制，并起到检验算法的作用。

目前，国内外对于倒立摆系统的研究主要还是采用小车和摆杆的结构形式的数学模型，不验证算法的有效性，对算法进行理论验证。而小车和摆杆结构形式的倒立摆存在以下问题：

(1)在实际应用中有较大的实际偏差，该结构依然处在实验室作为实验教学平台使用；

(2)在面对迅速崛起的人工智能领域，需要越来越复杂的算法和越来越贴近实际应用的控制策略验证，而小车和摆杆结构形式的倒立摆在验证方面仍然存在很大的困难，难以满足人工智能领域的验证需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的小车和摆杆结构形式的倒立摆难以满足人工智能领域的验证需求的技术问题，提供一种制动机械装置。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种制动机械装置，包括底座、传动轴、编码器、动量轮支架、动量轮组件以及刹车组件，所述传动轴转动连接在所述底座上，所述动量轮支架固定连接在所述传动轴上，所述传动轴的一端与所述编码器固定连接；

所述动量轮组件包括转动连接在所述动量轮支架上的动量轮以及安装在所述动量轮上并用于驱动所述动量轮转动的动量轮驱动件；

所述刹车组件安装在所述动量轮驱动件上并用于对所述动量轮进行制动。

根据本实用新型实施例的制动机械装置，通过动量轮驱动件带动动量轮旋转后，可通过所述刹车组件对所述动量轮进行制动。通过机械刹车的制动方式，以最少能量损失发生碰撞，产生惯性做“起跳”动作或平衡控制。本实用新型实施例的制动机械装置既能从棱边到顶角整个跳跃，也能完成制动机械装置最关键的跳跃，不仅能够对传统的控制算法进行有效的验证，而且对当前人工智能领域的诸多算法验证具有较好的效果。特别是相对于传统倒立摆中，部分参数需要经过大量实验训练才能确定，无法实现在线更新，本实用新型实施例的制动机械装置能实现实时在线更新，对控制算法和新型人工智能算法具有更为广泛的应用性。

可选地，所述刹车组件包括电机支架、刹车驱动件以及刹车件本体，所述电机支架的第一端与所述动量轮驱动件固定连接，所述电机支架的第二端与所述刹车件本体固定连接，所述刹车件本体位于所述动量轮的边缘外侧，所述刹车驱动件固定连接在所述电机支架上，所述刹车驱动件通过驱动所述刹车件本体对所述动量轮进行制动。