[实用新型]一种自平衡移动机器人

说明书

本实用新型涉及移动机器人技术领域，更具体地，涉及一种自平衡移动机器人，包括前体和后体，所述的前体和后体转动连接，所述的前体和后体上各设置有至少一个万向轮，还包括驱动模块，所述的驱动模块分别连接前体和后体，控制前体和后体相对往复摆动；用于调整机器人平衡的平衡模块，所述的平衡模块设置在前体或后体；用于采集运动信息的传感模块，所述的传感模块设置在前体或后体；控制器，所述的控制器与平衡模块、驱动模块和传感模块电连接；电源，所述的电源与控制器、驱动模块、平衡模块和传感模块电连接。运动灵活敏捷，具有动态自平衡以及自主移动的能力。

技术领域

本实用新型涉及移动机器人技术领域，更具体地，涉及一种自平衡移动机器人。

背景技术

当前，虽然市面上出现了各种各样的两轮移动机器人，但是已有的两轮移动机器人的基本特征都是两个轮子呈左右排布，且两个轮子的轴线共线。目前，轮式同轴移动机器人具有结构简单、成本低、能量利用率高等特点，是机器人研究的重要方向之一。但是轮式同轴移动机器人工作过程中难以适应遇到道路狭窄、空间有限、路况复杂等情况。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种自平衡移动机器人，运动灵活敏捷，具有动态自平衡以及自主移动的能力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自平衡移动机器人，包括前体和后体，所述的前体和后体转动连接，所述的前体和后体上各设置有至少一个万向轮，

还包括驱动模块，所述的驱动模块分别连接前体和后体，控制前体和后体相对往复摆动；

用于调整机器平衡的平衡模块，所述的平衡模块设置在前体或后体；

用于采集运动信息的传感模块，所述的传感模块设置在前体或后体；

控制器，所述的控制器与平衡模块、驱动模块和传感模块电连接；

电源，所述的电源与控制器、驱动模块、平衡模块和传感模块电连接。

在本装置中，通过驱动模块对前体和后体进行驱动，使前体和后体相对规律地往复摆动，通过摆动使机器人能够自主地蛇形前进运动，在运动过程中，传感模块用于对机器人的运动信息进行采集，控制器在收集处理完毕传感模块的传感数据之后，对平衡模块发出控制指令以调整机器的运动平衡，使机器人具有动态自平衡和自主移动的能力。

进一步的，所述的驱动模块包括扭转电机和轴座，所述的扭转电机和轴座分别分开固定设置在前体和后体上，所述的扭转电机的输出轴与轴座连接。扭转电机的输出轴转动带动与轴座连接的前体或后体进行一定角度范围内的转动，从而实现前体和后体之间的相对往复摆动，以驱动机器人前进。

进一步的，所述的平衡模块包括飞轮和飞轮电机，所述的飞轮电机与控制器电连接，所述的飞轮电机与飞轮连接。其中，飞轮的旋转轴线与前体和后体之间的旋转轴线平行，飞轮安装在飞轮电机的输出轴上，飞轮电机启动带动飞轮转动，本机器人利用角动量守恒的原理，通过调控飞轮电机的转速和启动方向，进而控制飞轮的旋转加速度大小以及旋转方向，从而对机器人平衡进行调整。

进一步的，所述的传感模块包括测速编码器、转角编码器、姿态传感器和视觉传感器，至少一个视觉传感器设置于前体或后体上，所述的姿态传感器分别设置于前体和后体上，所述的测速编码器和转角编码器设于万向轮上。测速编码器用于测量万向轮的转速，转角编码器用于测量万向轮的转角，并且通过姿态传感器实时测量前体和后体的运动姿态。另外，作为避障以及导航的需要，设置的视觉传感器可以采集机器人周围环境的信息，上述传感器所采集的信息全部传输至控制器中，并通过控制器对数据进行整合处理，协调驱动模块和平衡模块，使得机器人具有动态自平衡以及自主移动的能力。

进一步的，所述的万向轮包括轮架和滚轮，所述的滚轮转动设置在轮架上，所述的轮架与前体或后体转动连接。