[发明专利]一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统

权利要求书

1.一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，其特征在于，包括惯性测量单元(IMU)、自适应倾斜控制算法、电子防倾斜系统、底盘、重心传感器、控制系统、活塞和油管；

所述重心传感器安装于底盘，且重心传感器可检测机器人的重心位置，为控制系统提供数据支持；

所述活塞以及油管属于除草机器人的配重系统，活塞的伸缩和油管内油液的走向对除草机器人进行实时调节；

所述控制系统，可根据重心位置、倾斜角度、姿态速度等信息，配合活塞、油管调整除草机器人的稳定性；

所述电子防倾斜系统通过控制机器人的倾斜角度和转向角度，对机器人的稳定控制。

2.根据权利要求1所述的一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，其特征在于，所述控制系统由嵌入式微处理器、多机不锁存器和控制算法构成，所述控制算法分为姿态控制、偏航控制和避障控制。

3.根据权利要求2所述的一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，其特征在于，所述姿态控制算法使用加速度计和陀螺仪等内置传感器监测机器人的倾斜姿态，计算出机器人的倾斜角度，该算法根据机器人的姿态误差(期望姿态与实际姿态之间的差异)计算出一个控制指令，以调整机器人的姿态，具体公式如下：

控制指令＝Kp*姿态误差+Ki*积分项+Kd*微分项

其中：

Kp、Ki、Kd是控制算法的参数，用于调节控制指令的比例、积分和微分部分的权重。

姿态误差是期望姿态与实际姿态之间的差异，可以使用欧拉角或四元数等方式表示；

积分项是姿态误差的累积，用于消除持续性的姿态误差；

微分项是姿态误差的变化率，用于预测姿态误差的趋势，以提前调整控制指令。

4.根据权利要求2所述的一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，其特征在于，所述偏航控制算法使用陀螺仪等传感器监测机器人的航向角度，调整机器人的方向并避免机器人偏离规划路径，该算法根据偏航角误差(期望偏航角与实际偏航角之间的差异)计算出一个控制指令，以调整机器人的偏航运动，具体公式如下：

控制指令＝Kp_yaw*偏航角误差+Ki_yaw*积分项_yaw

其中：

Kp_yaw、Ki_yaw是控制算法的参数，用于调节控制指令的比例和积分部分的权重；

偏航角误差是期望偏航角与实际偏航角之间的差异，通常使用欧拉角或角度值表示；

积分项_yaw是偏航角误差的累积，用于消除持续性的偏航角误差。

5.根据权利要求2所述的一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，其特征在于，所述避障控制算法使用摄像头或激光雷达等传感器在机器人前方作为导航，提供导航信息，该算法根据距离传感器测量到的障碍物距离信息，生成相应的控制指令，使机器人绕过障碍物，具体公式如下：

控制指令＝Kd*(目标距离-测量距离)

其中：

Kd是控制算法的参数，用于调节控制指令的权重；

目标距离是机器人与目标路径或障碍物之间的期望安全距离；

测量距离是距离传感器测量到的机器人与障碍物之间的实际距离。