[实用新型]智能载人机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其是一种在运行过程中自动保持车体平衡，灵活性强且结构简单、操作容易的自平衡两轮机器人。

背景技术

对于机场、火车站。码头。游乐场和大型会场等场合，汽车无法通行，步行又令人疲劳。需要有一种可以为人代步、运行灵活、控制方便的特殊交通工具。

传统的人力自行车或电动自行车虽然可以为人代步，但是由于两轮前后分布，它存在以下的缺点：

①车辆的转弯半径大，无法在小空间范围灵活运动；②完全依靠驾驶者的身体来人工控制车体的平衡；③无法倒车。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题针对现有技术所存在的缺陷而提供智能载人机器人，在运行过程中自动保持车体平衡，灵活性强且结构简单。操作容易的自平衡两轮机器人；可作为公园或娱乐场所等步行人员、大范围场地维持秩序的有关人员、纺织车间操作人员、高尔夫球场工作人员等的代步工具；也可应用在人口密集的城市及地区的电动交通工具。

(二)技术方案

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：智能载人机器人，其结构包括底座、轮子、人体支撑件、控制电路，所述的底座坐落在左右两个轮子之间的转轴上，而转轴则通过轮子一侧的电机带动；所述的底座上面设置有脚踏盖板，而脚踏盖板上方则连接人体支撑件；所述的底座内部设置有由微处理器控制的控制电路和电源，而控制电路和电源的开关则设置在人体支撑件上。

所述的电机为永磁直流无刷减速电机。

所述的底座内部的控制电路中还连接有速度传感器和倾角传感器；所述的底座内部的控制电路中还包括驱动电路。

所述的电源为蓄电池。

所述的控制开关包括电源开关及转向开关，其中电源开关和转向开关均可采用点动式，分别安装在人体支撑件上的扶手处或者将电源开关和转向开关安装在人体支撑件上的脚踏位置。

所述的转向开关采用旋转电位计式，安装在人体支撑件上的立杆中部。

所述的人体支撑件上为杆状把手或座椅。

(三)本实用新型的智能载人机器人与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型智能载人机器人，使用时，打开电源开关系统启动，微处理器开始工作。当车体不运动也不倾斜时，倾角传感器得到车体倾斜角度信号并送入微处理器由其中的软件根据此信号并综合左、右车轮速度传感器的信号算出所需力矩，保持车体原地平衡。需要前进时，驾驶者向前倾斜身体，倾角传感器得到主体倾斜角度信号并送入微处理器，由其中的软件根据此信号并综合左、右轮速度传感器的信号算出所需力矩，控制车轮转动前进并始终保持车体平衡。倾角越大，加速越快；当倾角达到一定角后加速停止，整车匀速前进。当需要减速、或后退时，驾驶者向后倾斜身体，微处理器同样可以根据倾角传感器的信号综合计算出所需反力矩的大小，控制轮产生合适的反力矩，使整车减速、刹车或后退。倾角越大，反向加速越快；当倾角达到一定角度后，减速停止，整车匀速后退。需要转弯时，驾驶者通过转向开关给出一个信号，微处理器根据信号特征并综合其它传感器信号计算得出左、右轮所需的不同力矩大小，利用左、右轮的转速差，可以控制主体转动到所需方向。由于控制方式中使用了三维动力学的倒立摆控制原理，在静止、前进、后退或减速、刹车以及转弯等各种运行状态下，整车能始终保持平衡稳定的状态。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图为本实用新型智能载人机器人的结构示意图。

图中：1、底座；2、脚踏盖板；3、轮子；4、人体支撑件；5、扶手；6、控制开关。

具体实施方式

根据图所示，智能载人机器人，其结构包括底座1、轮子3、人体支撑件4、控制电路，所述的底座坐落在左右两个轮子3之间的转轴上，而转轴则通过轮子一侧的电机带动；所述的底座上面设置有脚踏盖板2，而脚踏盖板上方则连接人体支撑件；所述的底座1内部设置有由微处理器控制的控制电路和电源，而控制电路和电源的开关则设置在人体支撑件4上。所述控制电路中存储或固化了相应的用于控制平衡的软件。本产品是利用软件来实现车体的自动平衡，从而简化了主体的结构。轮子安装在驱动电机上，以减小机器人的转弯半径。轮与主体之间为转轴连接，使主体可以绕轮的转轴形成水平摆动。

所述的电机为永磁直流无刷减速电机。

所述的底座内部的控制电路中还连接有速度传感器和倾角传感器。速度传感器由安装在电路板的倾角传感器倾角信号检测出并传输到控制电路中，从而计算车轮的转动角度、角速度和角加速度。

所述的电源为蓄电池。