[发明专利]独轮机器人系统及其控制方法

摘要

本发明涉及独轮机器人系统及其控制方法，属于智能机器人范畴，涉及一种能够自主进行运动平衡控制进而自主骑行独轮车的静态不平衡机器人及其运动平衡控制方法。本发明包括机身及其平衡探测和控制系统，其特征在于：机身下部为一个可前后转动的独轮；机身中间含有可左右转动的水平放置的惯性飞轮；平衡探测和控制系统由运动控制器及与其连接的姿态探测器、伺服驱动控制器组成。其中，运动控制器10接收姿态传感器的信号，按照控制程序对接收信号进行处理，进而发出控制指令通过伺服驱动控制器控制电机对机器人的姿态平衡作出调整。本发明提供了一种控制平台，除了机器人学，还涉及控制科学和智能控制领域，可满足多学科科研、教学的需要。

主权项

1.独轮机器人系统，包括机械本体和控制系统；机械本体包括铝合金框架构成的刚性机器人躯干，模块化设计的二维云台构成的机器人头颈部，可拆卸的机械臂(6)，接于机械臂(6)端部的多指机械手(7)，由垂直安装的下运动平衡组件和上平衡组件构成的总体平衡控制结构，其中，下运动平衡组件为独轮(14)及独轮电机(12)，上平衡组件为惯性飞轮(17)及飞轮电机(18)；控制系统由状态感知传感器、运动控制器(10)和两个伺服驱动控制器以及电源系统构成，其中，状态感知传感器包括姿态传感器和速度传感器，运动控制器(10)接收状态感知传感器的信号，在控制程序下将接收信号进行处理，从而发出控制指令，两个伺服驱动控制器接收控制指令，分别通过独轮电机(12)和飞轮电机(18)控制独轮(14)和惯性飞轮(17)转动，对机器人的姿态平衡作出调整；其特征在于：所述惯性飞轮(17)是水平放置的，可左右转动；在独轮(14)四周套有一个可上下调节的调试支架(13)，在调试支架(13)下面，前后左右各设置有一个可拆卸的脚轮(15)。