[发明专利]重心调整装置及方法

说明书

本发明公开了一种重心调整装置及方法，其中，该装置包括：姿态检测单元，用于检测运动体姿态的变化，以获取运动体姿态信息，并将运动体姿态信息传输给微控制单元；微控制单元，微控制单元与姿态检测单元相连，用于控制姿态检测单元工作，并对运动体姿态信息进行处理，以得到姿态拟合数据，结合姿态仿真模型，计算出最优姿态轨迹；驱动单元，驱动单元与微控制单元相连，用于根据最优姿态轨迹以驱动重心调整装置的整体或部分运动，以调整运动体重心。该装置可以实时调整运动体的重心，不需要人为干预或使能，可自适应路况使运动体保持平衡，不易倾倒，在路面颠簸或者有一定坡度的路面运动体可以平稳运行。

技术领域

本发明涉及运动平衡装置技术领域，特别涉及一种重心调整装置及方法。

背景技术

随着科技的快速发展，人们对人工智能技术的追逐，智能机械装置或者机器人越来越多的应用在各行各业，逐渐进入到我们的生活中。一些特殊用途的机械装置、机器人，要求运动灵敏、反应迅速，且运行平稳。

运动的物体(运动体)要实现运行平稳，需要保证整个运动体的运动平衡。目前，实现运动平衡的装置、方法有很多，比如平衡车，采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆控制车体运动。类似人体自身的平衡系统，当身体重心前倾时，为了保证平衡，需要往前走，重心后倾时同理。但平衡车不具备自主运动的能力。在空载状态下，虽然可使用遥控模式操控，但不具备实时调整重心的能力，故不能快速的运动和转向，尤其在地形复杂的路面难以达到运动平衡。

近百年来，人类一直致力于创造更像人的机器人。类人机器人在行走或运动时，对平衡的要求更加严格。基本原理是通过机器人身上的传感器感应出机器人动作的变化，然后把数据传递给控制电路，控制电路进行分析之后再做出相应指令，纠正机器人的动作，从而使其保持平衡。这其中稳定性与控制策略是类人机器人技术的关键，也是目前机器人领域一直追逐的技术难点。类人机器人的研究虽然取得了很多的研究成果，但目前类人机器人的双足行走速度、稳定性及自适应能力仍不是十分理想。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种重心调整装置。该装置可以实时调整运动体的重心，不需要人为干预或使能，可自适应路况使运动体保持平衡，不易倾倒，尤其在路面颠簸或者有一定坡度的路面使运动体平稳运行。

本发明的另一个目的在于提出一种重心调整方法。

为达到上述目的，本发明一方面提出了重心调整装置，包括：姿态检测单元，用于检测运动体姿态的变化，以获取运动体姿态信息，并将所述运动体姿态信息传输给微控制单元；微控制单元，所述微控制单元与所述姿态检测单元相连，用于控制所述姿态检测单元工作，并对所述运动体姿态信息进行处理，以得到姿态拟合数据，结合姿态仿真模型，计算出最优姿态轨迹；驱动单元，所述驱动单元与所述微控制单元相连，用于根据所述最优姿态轨迹以驱动所述重心调整装置的整体或部分运动，以调整运动体重心。

本发明实施例的重心调整装置，可以实时自动调整运动物体的重心，进而改变运动姿态，使运动体保持平衡，不需要人为干预或使能，可自适应路况使运动体保持平衡，不易倾倒，尤其在路面颠簸或者有一定坡度的路面使运动体平稳运行。

另外，根据本发明上述实施例的重心调整装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述姿态检测单元包括：陀螺仪、加速度传感器、压力传感器以及控制电路。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述微控制单元根据所述姿态拟合数据和所述最优姿态轨迹控制所述驱动单元工作。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：更新单元，所述更新单元与所述微控制单元相连，用于更新所述姿态仿真模型和姿态拟合算法；电源单元，所述电源单元分别于重心调整装置中的各单元相连，用于为所述重心调整装置中的各单元供电。