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两轮自平衡车系统设计文献综述

 2020-04-28 20:18:14  

文 献 综 述 一、绪论 两轮自平衡车是轮式机器人的一种,两轮自平衡机器人技术涉及机械、控制、力学、微电子等多个领域。

两轮自平衡小车是一个集动态决策和规划、环境感知、行为控制和执行等多种功能于一体的综合复杂系统,其关键是在解决自平衡的同时,还能够适应在各种环境下的控制任务。

通过运用外速度传感器、角速度传感器等,可以实现小车的平衡自主前进。

1.1 两轮自平衡车的研究背景及意义 近年来,两轮自平衡小车的研究开始在美国、日本、瑞士等国得到迅速的发展。

建立了多个实验原机型,提出来众多解决平衡控制的方案,并对原机型的自动平衡性能与运动特性进行了验证。

通过对两轮自平衡系统的改造,可快速方便的应用到众多环境中去,如承载、运输、代步等。

这其中蕴藏着巨大的商机,相应有些国外公司现在已经推出了商业化产品,并且已经投放到了市场。

两轮自平衡小车两轮共轴、独立驱动、车身重中心位于车轮轴上方,通过运动保持平衡,可以直立运动,因为特别的结构,它对于地形的变化有很强的适应能力,有着良好的运动性能,能够在比较复杂的环境里面的工作,和传统的轮式移动机器人相比较,两轮自平衡小车有着以下的几个优点:(1)能够实现在原地回转和任意半径的转向,有更加灵活易变的移动轨迹很好地弥补了传统多轮布局的缺点;(2)具有占地面积小的优点,能够在场地面积很小或者要求灵活运输的场合上使用;(3)车的结构上有很大的简化,可以把车做的更轻更小;(4)有着较小的驱动功率,能够让电池长时间供电,为环保型轻车提供了一种新的概念;5)#8194;机器人的平衡是个动态过程;机器人在平衡点附近不停地变化进行调节以保持平衡;(6)#8194;重心的高度对小车运动和硬件设计的限制小。

多轮(三轮或以上) 移动小车虽然可以稳定地平衡,可是重心过高则小车启动或急停时,有倾倒的危险。

因此重心必须要求很低,设计时总是拉大小车的水平截面积,降低高度。

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