[实用新型]一种自平衡独轮运动机构

说明书

本实用新型公开了一种自平衡独轮运动机构，包括：行走轮，行走轮设置有安装让位；支架，支架设置有若干支撑滚轮并通过支撑滚轮抵接行走轮，支撑滚轮与行走轮之间设置有限位结构，支架通过限位结构而穿设于安装让位内；传动连接行走轮的第一驱动电机；轴向水平并垂直于行走轮的轴向设置的惯性轮；传动连接惯性轮的第二驱动电机；控制电路板，控制电路板安装于支架上，其电性连接有姿态检测装置和第二驱动电机，姿态检测装置用于检测行走轮于行走轮轴向的平衡状态。本实用新型整体重心偏低，控制更加容易，利用惯性轮的冲量来平衡侧翻力矩，使行走轮保持平衡，反应时间短，稳定性高，可实现独轮的定向运动，实用性强。

技术领域

本实用新型属于平衡车技术领域，具体涉及一种自平衡独轮运动机构。

背景技术

现有的平衡系统大多只能实现单个轴向上多点支撑的平衡控制，在仅有一个支撑点的的情况下无法平衡，因此市面上的平衡车多为双轮平衡车。而市面上现有的独轮平衡车，在发生垂直于车轮行进方向的重心偏移时，车轮会进行转向而平衡重力的侧翻力矩，无法定向前进或后退。

申请号为CN2017100414265的《一种增稳装置及其算法及基于该装置的独轮小车》公开了通过自动控制水平翻滚方向惯性轮、偏航方向惯性轮转速的方式实现稳定调节的独轮小车。但其结构复杂，整体重心偏高，控制难度大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种重心低、通过惯性轮平衡侧翻力矩的独轮运动机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自平衡独轮运动机构，其包括：

行走轮，所述行走轮沿轴向设置有贯穿行走轮的安装让位；

支架，所述支架绕行走轮的轴向设置有若干支撑滚轮并通过支撑滚轮抵接行走轮，所述支撑滚轮与行走轮之间设置有限位结构，所述支架通过限位结构作用而稳固地穿设于安装让位内并可绕行走轮轴向转动；

第一驱动电机，所述第一驱动电机安装于支架上并传动连接行走轮；

惯性轮，所述惯性轮的轴向水平并垂直于行走轮的轴向设置；

第二驱动电机，所述第二驱动电机传动连接惯性轮；

控制电路板，所述控制电路板安装于支架上，其电性连接有姿态检测装置和第二驱动电机，所述姿态检测装置用于检测行走轮于行走轮轴向的平衡状态，在非平衡状态可通过控制电路板控制惯性轮顺时针或逆时针转动和停止转动而平衡侧翻力矩。

作为支架安装于行走轮上的第一优选实施方式，所述行走轮的两侧对称设置有绕轴向圆周分布的滑轨，所述滑轨为尺寸与支撑滚轮适配的内凹的轨道，所述支架包括对称设置于行走轮两侧的第一支架、第二支架和支撑板，若干所述的支撑滚轮对应滑轨而对称安装于第一支架和第二支架上，所述支撑板穿设于安装让位内并固定第一支架和第二支架，在所述行走轮绕轴向滚动时，所述第一支架和第二支架可通过支撑滚轮与滑轨的配合而绕行走轮轴向转动，并带动支撑板于安装让位内绕行走轮轴向转动。

进一步的，所述惯性轮和第二驱动电机安装于支撑板上。

进一步的，所述行走轮为圆环形结构，其内圈形成安装让位，所述第一驱动电机传动连接行走轮的内圈壁。

进一步的，所述姿态检测装置为陀螺仪，在陀螺仪检测到行走轮向一侧产生倾角时，通过控制电路板控制惯性轮转动而产生冲量，以此平衡行走轮的侧翻力矩并使之回到平衡位置。

进一步的，所述控制电路板上设置有线性二阶调整器并通过所述线性二阶调整器控制第二驱动电机工作。