一种基于陀螺效应的横向自平衡装置及方法

摘要

本发明公开一种基于陀螺效应的横向自平衡装置及方法，底板上部固定设有相对于底板的中心成轴对称布置的左、右两套飞轮旋转单元，每套飞轮旋转单元均包括一个飞轮、一个飞轮支架、一个舵机及一个舵盘，每个所述飞轮均由一个中心轴垂直于底板的金属空心圆柱和同轴套在金属空心圆柱中的一个无刷电机组成；当底板受外力矩作用由前向后横向倾斜时,左、右两侧的无刷电机转速相等、旋转方向相反地运转，两个舵机以相同角速度、沿相反转动方向转动，使左、右飞轮分别对飞轮支架产生与外力矩方向相反的两个陀螺力矩力矩；本发明采用陀螺效应提供横向作用力，提高装置的横向稳定性，降低横向扰动对装置的影响，在横向上达到平衡。

主权项

一种基于陀螺效应的横向自平衡装置，最底部是水平的底板（1），其特征是：底板（1）上部固定设有相对于底板（1）的中心成轴对称布置的左、右两套飞轮旋转单元，每套飞轮旋转单元均包括一个飞轮、一个飞轮支架（9）、一个舵机（2）及一个舵盘（10），每个所述飞轮均由一个中心轴垂直于底板（1）的金属空心圆柱（7）和同轴套在金属空心圆柱（7）中的一个无刷电机（12）组成，无刷电机（12）的转子外壳与金属空心圆柱（7）的内壁过盈配合连接，飞轮的上部通过无刷电机（12）的定子与飞轮支架（9）固定连接，飞轮的下部通过无刷电机（12）的转轴连接飞轮支架（9）；在左侧的飞轮支架（9）后方设置左舵机（2），右侧飞轮支架（9）前方设置结构与左舵机（2）相同的右舵机（2），两个舵机（2）的输出轴均呈水平布置且每个舵机（2）的输出轴上固定套有一个舵盘（10），每个舵盘（10）均固定连接飞轮支架（9）；底板（1）的下方设有控制器（20）及分别连接控制器（20）的传感器单元（19）、左、右电机输出驱动单元（21、18）和电源系统（22），控制器（20）还连接两个舵机（2），左电机输出驱动单元（21）通过控制线连接位于左侧的无刷电机（12），右电机输出驱动单元（18）通过信号线连接位于右侧的无刷电机（12）；传感器单元（19）检测底板（1）相对于垂直方向的横向倾角。