[实用新型]一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统

说明书

一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统。本实用新型涉及一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统。两个驱动轮分别设置在支撑板Ⅰ下板面的左右两侧，每个所述的驱动轮均被一个驱动电机驱动，所述的支撑板Ⅰ与支撑板Ⅱ之间竖直设置支架，所述的支架内安装电池，所述的电池放置在支撑板Ⅰ的上表面，所述的支撑板Ⅱ上安装控制板、超声波测距模块与角位移传感器，所述的角位移传感器的转轴上安装自由摆杆。本实用新型作为控制系统的理想模型，能够有效用于各种控制算法的验证。

技术领域

本实用新型涉及一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统。

背景技术

二级倒立摆系统是一种对准确性和快速性都要求很高的非线性不稳定系统。它能有效地反映诸如可镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多控制中的关键问题，是检验各种控制理论的理想模型；现有的二级倒立摆系统大多为旋转式或直线轨道式，体积较大，模型复杂，传动环节较多。基于两轮自平衡车的二级倒立摆系统也未能实现在运动过程中的有效避障，无法保证系统的稳定性和安全性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统，用以解决上述问题，在基于两轮自平衡车的二级倒立摆系统的基础上，利用超声波测距传感器模块，实现了在运动过程中的有效避障，提高了二级倒立摆系统的稳定性和安全性。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统，两个驱动轮1分别设置在支撑板Ⅰ3下板面的左右两侧，每个所述的驱动轮1均被一个驱动电机2驱动，所述的支撑板Ⅰ3与支撑板Ⅱ6之间竖直设置支架4，所述的支架4内安装电池5，所述的电池5放置在支撑板Ⅰ3的上表面，所述的支撑板Ⅱ6上安装控制板10、超声波测距模块7与角位移传感器8，所述的角位移传感器8的转轴上安装自由摆杆9。

所述的一种具有避障功能的两轮自平衡车二级倒立摆系统，所述的控制板10包括单片机U3，所述的单片机U3接收超声波测距传感器、9轴运动处理传感器、角位移传感器、电池电压检测模块、稳压模块的信号，并向OLED显示屏发送数据信号，

所述的电池电压检测模块接收电池的电压信号，所述的电池还向稳压模块传输电压信号，所述的电池向电机驱动模块提供电压，所述的单片机U3控制电机驱动模块，所述的电机驱动模块控制电机。

有益效果：

1.本实用新型的两轮自平衡车作为二级倒立摆的第一级，具有体积小，结构简单，使用灵活、方便，载重能力强的优点。

2.本实用新型的倒立摆系统的第二级采用角位移传感器与摆杆相结合的方式，此结构具有单个转动自由度，具有结构简单，安装方便，输出信号精度高，抗干扰能力强的优点。

3.本实用新型的避障功能采用超声波测距模块测量距离，具有重量轻，可靠性高，价格低廉的优点。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的系统方框图。

附图3是本实用新型的模块U1的接口电路图。

附图4是本实用新型的模块U2的接口电路图。

附图5是本实用新型的单片机U3的电路图。

附图6是本实用新型的模块U4的接口电路图。

附图7是本实用新型的模块U5的接口电路图。

附图8是本实用新型的模块U6的接口电路图。

附图9是本实用新型的模块U7的接口电路图。

附图10是本实用新型的模块U8的接口电路图。