[发明专利]一种二阶无根系统的3D倒立摆装置及其控制方法

摘要

本发明提供一种二阶无根系统的3D倒立摆装置及其控制方法，3D倒立摆装置包括立方体结构体外壳(1)，所述立方体结构体外壳(1)的内部在x维度、y维度和z维度上各安装一套动力装置；每套动力装置均包括动量轮(2)、电机(6)、机械刹车舵机(7)和机械刹车制动臂(8)。立方体结构体外壳(1)的内部还安装有控制与检测电路板(4)，所述控制与检测电路板(4)集成有总控制器、各个维度电机的电机驱动器、姿态检测装置以及电池装置(5)。优点为本发明3D倒立摆装置结构上更加紧凑、更易实现，省去了中间复杂的传动机构，减少了系统干扰，使控制更精确，控制方法更加简单直观，能实现较多的组合控制动作。

主权项

一种二阶无根系统的3D倒立摆装置，其特征在于，包括：立方体结构体外壳(1)，所述立方体结构体外壳(1)的内部在x维度、y维度和z维度上各安装一套动力装置；每套动力装置均包括：动量轮(2)、电机(6)、机械刹车舵机(7)和机械刹车制动臂(8)；所述动量轮(2)可转动安装于所述立方体结构体外壳(1)内部的某个安装面的内侧，并且，所述动量轮(2)的转动平面与其对应的安装面平行；所述电机(6)设置于所述动量轮(2)的轴心位置，并与所述动量轮(2)的轴心联动，所述电机(6)用于驱动所述动量轮(2)转动；所述机械刹车舵机(7)与所述机械刹车制动臂(8)联动，所述机械刹车舵机(7)通过所述机械刹车制动臂(8)控制所述动量轮(2)停止转动；所述立方体结构体外壳(1)的内部还安装有控制与检测电路板(4)，所述控制与检测电路板(4)集成有总控制器、各个维度电机的电机驱动器、姿态检测装置以及电池装置(5)；所述总控制器分别与所述电机驱动器、所述姿态检测装置以及所述电池装置(5)以及各个维度的所述机械刹车舵机(7)连接；而每个维度的电机驱动器与对应的电机(6)连接，用于驱动对应的电机(6)动作。