可实现全方位运动解耦的独轮车装置

摘要

本发明公开了一种可实现全方位运动解耦的独轮车装置，其侧向平衡调节机构设于基体内，包括上、下侧向平衡框架和基于上、下侧向平衡框架分别设置的上、下侧向平衡转盘，上、下侧向平衡转盘高速旋转，上、下侧向平衡框架作小角度相对转动；其俯仰平衡调节行走机构设于基体底部，包括独轮和车叉；其转弯调节机构设于基体顶部，包括基于支撑架设置的左、右转弯调节框架和基于左、右转弯调节框架分别设置的左、右转弯调节转盘，左、右转弯调节转盘高速旋转，左、右转弯调节框架作小角度相对转动。本发明的结构在俯仰、侧向和转弯的数学模型上得到解耦，从而大大降低了独轮车车体运动的控制难度。

主权项

可实现全方位运动解耦的独轮车装置，其特征在于：包括基于基体(1)设置的俯仰平衡调节行走机构、侧向平衡调节机构和转弯调节机构，其中①、所述侧向平衡调节机构包括上、下侧向平衡框架(2)和上、下侧向平衡转盘(3)，各侧向平衡框架(2)通过左、右两侧的侧向平衡框架转轴(4)安装于基体(1)内部，上、下侧向平衡转盘(3)通过竖直转盘转轴(5)分别安装于上、下侧向平衡框架(2)内，所述基体(1)上设有控制一个侧向平衡框架(2)作小角度转动的侧向平衡框架驱动电机(6)，同侧的上、下侧向平衡框架转轴(4)之间由传动比为1︰1的侧向平衡框架齿轮传动副(18)连接，各侧向平衡框架(2)上设有驱动对应侧向平衡转盘(3)高速旋转的侧向平衡转盘驱动电机(7)，基体(1)上设有分别检测各侧向平衡框架(2)转动幅度的侧向平衡框架编码器(8)，各侧向平衡框架(2)上设有检测对应侧向平衡转盘(3)转速的侧向平衡转盘编码器(9)；②、所述俯仰平衡调节行走机构设于基体(1)下方，包括独轮(10)和车叉(11)，所述车叉(11)安装在基体(1)底部，所述独轮(10)于车叉(11)内安装，车叉(11)上设有驱动独轮(10)转动的薄饼电机(12)和检测独轮(10)转速的车轮编码器(13)；③、所述转弯调节机构设于基体(1)上方，包括基于支撑架(14)设置的左、右转弯调节框架(15)和左、右转弯调节转盘(16)，各转弯调节框架(15)通过前、后两侧的转弯调节框架转轴(17)安装于支撑架(14)内部，左、右转弯调节转盘(16)通过横向转盘转轴(19)分别安装于左、右转弯调节框架(15)内，所述支撑架(14)上设有控制一个转弯调节框架(15)作小角度转动的转弯调节框架驱动电机(20)，同侧的左、右转弯调节框架转轴(17)之间由传动比为1︰1的转弯调节框架齿轮传动副(24)连接，各转弯调节框架(15)上设有驱动对应转弯调节转盘(16)高速旋转的转弯调节转盘驱动电机(21)，支撑架(14)上设有分别检测各转弯调节框架(15)转动幅度的转弯调节框架编码器(22)，各转弯调节框架(15)上设有检测对应转弯调节转盘(16)转速的转弯调节转盘编码器(23)。